Algemene projectomschrijving
Algemene projectomschrijving (inpassing en architectuur)
Concept:
Bij een van de grootste mondiale havens hoort een bijpassende brug. De nieuwe Botlekbrug is dan ook een hefbrug die elders in de wereld nauwelijks gelijken kent. Robuust, industrieel, iconisch, net zoals de Rotterdamse haven die gedomineerd wordt door hefkranen, containerschepen, silo's en schoorstenen. De nieuwe brug biedt de weggebruiker een duidelijke en rustgevende overgang over de Nieuwe Maas en voor schepen een ruime doorvaart. Daarvoor is een spectaculair schouwspel bedacht: de stalen dekken, beide zo groot als een voetbalveld, kunnen daarvoor in recordtijd tientallen meters naar boven gelift worden. Daarmee is de nieuwe Botlekbrug een eigentijdse pendant van de oude brug uit 1955 die niet meer voldeed aan de huidige eisen.
Constructie:
De Nieuwe Botlekbrug bestaat uit beton en staal. Op drie ovalen betonnen pijlers zijn zes betonnen heftorens geplaatst. Het beweegbare stalen brugdek bestaat uit drie stalen vakwerkliggers met daartussen het brugdek. Het geheel is verbonden met twee einddwarsliggers die op hun beurt rusten op de pijlers in het water. De heffunctie, die nodig is voor passerende schepen. stelt eisen aan het ontwerp. Zo bewegen horizontale betonnen contragewichten door de hoge verticale sleuven in de torens. De balanskabels aan de contragewichten lopen via grote, opvallend rode, wielen boven in de koppen van de torens duidelijk zichtbaar aan de buitenzijde naar beneden. De ruimte in de pijlers is gebruikt voor het onderbrengen van de technische installaties.
De vorm van de Nieuwe Botlekbrug volgt in sterke mate functionele eisen van de constructie. Daar is bewust voor gekozen in de stoere omgeving van de Rotterdamse haven. Bovendien vangen de torens en de brugdekken door hun afmeting veel wind. Als de dekken omhoog zijn heeft de wind nog meer invloed op de stabiliteit van de torens. De afmeting van de torens is zo gekozen dat het geheel altijd stabiel blijft. De betonnen torens moeten een druk kunnen weerstaan van meer dan 2500 ton per toren. Door de toppen van de heftorens en de transparante dwarsliggers van de brugdekken rond te maken, wordt aangesloten bij andere kunstwerken die in het kader van de vernieuwde A15 gebouwd zijn.
Beleving vanaf water:
Het scheepvaartverkeer rond de Oude Maas is druk en onrustig. Schepen van verschillende formaten en snelheden passeren in hoog tempo, zwaaien af, of draaien juist de Oude Maas op. In dit proces ontmoeten ze de Botlekbrug, die bedoeld is als een baken van rust in het drukke scheepvaartverkeer. De brug is om die reden vormgegeven als een duidelijk object. Er is dan ook geen misverstand mogelijk hoe de brug gepasseerd dient te worden: de heftorens markeren de brug, de neutrale kleuren bieden rust en de ovalen pijlers dienen als helder oriëntatiepunt voor de doorvaart. Hoewel de brug vanuit de verkeerscentrale in Rhoon wordt bediend, is er toch voor gekozen in een van de heftorens een brugwachterhuis te integreren. Deze kan in bijzondere gevallen gebruikt worden.
Beleving vanaf de weg:
Bij de Botlekcorridor komen veel verschillende verkeersstromen samen. Naar de Botlekverkeerstunnel, de Botlekspoortunnel en de Botlekbrug. Bovendien splitst het transport van gevaarlijke stoffen zich hier van de Botlektunnel en neemt doorgaand verkeer een andere route dan lokaal verkeer. In deze situatie is overzicht voor weggebruikers van groot belang. De Nieuwe Botlekbrug is vanwege zijn hoogte en maatvoering dan ook ontworpen als ijkpunt voor automobilisten. De Botlekbrug is daarnaast, door de vormgeving met heftorens en horizontale contragewichten op tientallen meters hoogte, op te vatten als een ruime toegangspoort. De witte, transparante, vakwerkliggers aan de zijkanten van de brug geleiden de weggebruikers naar de overkant terwijl zij zicht kunnen houden op de omgeving.
Kleurstelling:
Infrastructuur van dit formaat op een dergelijk knooppunt wordt het beste ondersteund met rustige tinten zoals gebroken wit, middelgrijs tot antraciet. Signaalkleuren blijven beperkt tot noodzakelijke verkeerskundige installaties. Uitzondering zijn de enorme rode balanswielen in de torens, die extra opvallen als de hefbrug in beweging is. Om de brug ’s nachts eveneens een spannend aanzicht te geven, worden de balanskabels en de balanswielen aangelicht vanuit de torens.
Hekwerken:
In het ontwerp van de Nieuwe Botlekbrug is gekozen voor zoveel mogelijk eenheid. De objecten op de brug zoals stalen hekwerken, lichtmasten, portalen en andere verkeerskundige voorzieningen zijn integraal ontworpen. Deze elementen zijn gepositioneerd in één lijn waardoor ze een geheel vormen.
Toegevoegde elementen:
De kop van iedere toren bestaat uit een afneembare kap. Als het nodig is om een van de balanskabels te vervangen door een nieuwe, dan is het mogelijk om met mobiele kranen de kap weg te nemen en een nieuwe kabel vanaf boven in de sleuf van de toren te laten zakken. Op een van de buitenste torens is een prefab brugwachterhuis aangebracht.
Consortium:
De projectuitvoerder is A-Lanes A15, dit bouwconsortium bestaat uit Ballast Nedam, John Laing, Strabag en Strukton. A-lanes A15 won in 2010 het DBFM-contract ter waarde van 1,5 miljard euro. De bouwsom van de gehele Botlekcorridor wordt geschat op 365 miljoen euro. Quist Wintermans Architekten is verantwoordelijk voor het integrale, architectonische ontwerp van het gehele traject Maasvlakte-Vaanplein, waarvan de Botlekbrug het meest in het oog springende object is.
Algemene projectomschrijving (technisch)
Met de aanleg van de Nieuwe Maasvlakte moest de A15, de belangrijkste verkeersader in het Rotterdamse Haven- en industriegebied, ingrijpend verbeterd worden. Eén van de onderdelen daarvan is de bouw van de Nieuwe Botlekbrug. De bouw van de brug was een uitdaging. Een van de grootste hefbruggen ter wereld moest ingepast worden tussen de oude Botlekbrug en de Botlektunnel.
In vergelijking met die oude Botlekbrug heeft de Nieuwe Botlekbrug twee beweegbare wegdelen van ieder 87 m lang die sneller en hoger – 45 m vanaf het water – geheven kunnen worden, waardoor twee schepen tegelijkertijd kunnen passeren. In gesloten toestand is de doorvaarthoogte 6 meter hoger dan de oude Botlekbrug, waardoor de brug minder vaak geopend hoeft te worden. De twee beweegbare brugdelen zijn op drie pijlers geplaatst die in de Oude Maas staan. Op de buitenste pijlers staan twee betonnen heftorens en op de middelste pijler staan twee dubbele betonnen heftorens, die onderling niet gekoppeld zijn.
De nieuwe Botlekbrug heeft 2x2 rijstroken met vluchtstroken. De spoorlijn over de oude Botlekbrug wordt in dit jaar verlegd naar de Nieuwe Botlekbrug en zowel in ruimte als belasting is rekening houden met uitbreiding naar dubbel spoor. De brug voorziet verder in een enkele rijstrook voor lokaal, langzaam verkeer, een fietspad en een voetpad
Beschrijving staalconstructie en/of gebruik van staal
De Botlekbrug bestaat uit beton en uit staal. De beweegbare stalen brugdelen zijn ieder 87 m lang, 45 m breed en hebben beide een imposante afmeting van een voetbalveld en een massa van 5000 ton. Het beweegbare brugdek wordt in balans gehouden met twee contragewichten, onderling verbonden met balanskabels die via de rode stalen kabelwielen bovenin de heftorens kunnen bewegen. De rode stalen kabelwielen hebben een diameter van liefst 3,7 m. De voorgespannen betonnen contragewichten hebben uiteinden van staal. Dit met als doel om de contragewichten beter te kunnen controleren. De beweegbare brugdelen worden gedragen door grote stalen vakwerkliggers die opgebouwd zijn met kokerprofielen.
Bijzondere aspecten bouwkundig concept / ontwerp
Het ontwerp van de Nieuwe Botlekbrug moet in de context van de locatie geplaatst worden. Zowel voor de weggebruiker als de scheepvaart is een overzichtelijke bouwwerk gevraagd. Bovendien past een robuuste brug goed op deze plek. Technisch gezien is de brug complex. De enorme bewegende stalen brugdelen moeten snel, eenvoudig en veilig naar boven en beneden kunnen. In het ontwerp is er met de opvallend gekleurde kabelwielen en de balanskabels de heffunctie van de brug zichtbaar te maken. Tegelijkertijd is de aandrijving van de bewegende delen in de heftorens en de pijlers verwerkt. De ruimte die die techniek vraagt heeft het robuuste karakter van het ontwerp versterkt.
Bijzondere constructieve slimmigheden / detailleringen
Voor een hefbrug met de afmetingen van de Nieuwe Botlekbrug wordt veel inventiviteit gevraagd. Het is de ontwerpers gelukt om in enkele minuten te wisselen in beschikbaarheid van de brug van weg- en spoorverkeer naar scheepvaartverkeer. In het tijdsbestek van 200 seconden wordt achtereenvolgens het wegverkeer afgeremd, slagbomen gesloten, brugdek ontgrendeld en het brugdek tot een hoogte van 31 m getild. Dit is een uitzonderlijke prestatie voor een hefbrug van dit formaat. Andere slimmigheden hebben vooral betrekking op het beheersen van de spanning van op de bewegende brugdelen als die naar boven of naar beneden bewogen worden. Daarvan zijn verschillende voorbeelden te noemen. Zo zijn extra maatregelen genomen om de spanning op de geleidewielen bovenin de heftorens niet te groot te laten worden als de bewegende brugdelen weer dichtgaan en naar beneden zakken. Bovendien kunnen temperatuursverschillen invloed hebben op het staal, waardoor de brug mogelijk niet goed meer dicht zou kunnen gaan. Daarvoor is een slim en ingewikkeld grendelmechanisme aangebracht dat ervoor moet zorgen dat dit probleem niet voorkomt. Een ander punt is dat de balanskabels een bewegend brugdeel meetkundig gezien alleen bij half open stand ook echt in balans houdt. Om bij het openen en sluiten van de hefbrug wel voortdurend voldoende balans te hebben is een uitgekiend samenspel tussen balanskabels, contragewichten en het toevoegen van energie nodig. Dit systeem is berekend op een eventuele toevoeging van een extra spoorlijn – en dus extra belasting – op de brug
Bijzondere aspecten uitvoering
Alle onderdelen van de stalen brugdekken zijn geproduceerd en gecoat in de fabriek van Eiffel Deutschland Stahltechnologie. In Hannover zijn per brugdek 120 bouwdelen samengesteld. Het gewicht per bouwdek lag tussen de 35 en 85 ton. Alle delen zijn aangevoerd over de weg en minutieus gepositioneerd op de werf van Mammoet in Schiedam. Vervolgens zijn de delen aan elkaar gelast. Na het conserveren van de gehele brug, is de brug vanaf de werf met behulp van een ponton naar de pijlers in de Oude Maas versleept. Direct na het plaatsen van de brugdelen is begonnen met het ophijsen van de beweegbare delen om het scheepvaartverkeer zo min mogelijk te stremmen. De afbouw bestond vooral uit het gereed maken van installaties, voegovergangen en testen en het certificeren van componenten.
Bijzondere functionele aspecten van het bouwwerk
Tal van functionele aspecten maken de bouw van de Nieuwe Botlekbrug tot een zeer uitzonderlijk project. Het bouwen op een zeer krappe locatie terwijl het weg- en scheepvaartverkeer met zo weinig mogelijk hinder de Botlekcorridor moest kunnen passeren was een van die uitdagingen. Bovendien zijn in de ondergrond veel essentiële kabels en leidingen van de Rotterdamse haven aanwezig. Daarnaast was de afstemming met de vele belanghebbenden complex en moesten liefst meer dan duizend vergunningen voor het project aangevraagd worden. De bouw van de Botlekbrug vond ook nog eens plaats binnen de kaders van het grootste DBFM-contract in de geschiedenis van Rijkswaterstaat. Daarbij had de financiering een zeer grote impact op de tijdsdruk binnen het project. Vanwege de veiligheid moest voldaan worden aan uitzonderlijk strenge eisen voor het bewegingswerk, in het bijzonder de massa van het bewegingswerk in relatie tot de bewegingssnelheid.
Duurzaamheid
De levensduur voor de Nieuwe Botlekbrug is bepaald op honderd jaar, de ontwerplevensduur van de mechanische onderdelen van het bewegingswerk bedraagt vijftig jaar.
De technische levensduur is afhankelijk van de gebruiksintensiteit en de onderhoudsinspanningen. In het ontwerp zijn voorzieningen opgenomen om het mogelijk te maken tussentijds onderdelen van het bewegingswerk te vervangen. Alanes A15 heeft de verantwoording op zich genomen om voor 25 jaar het onderhoud te verzorgen van de Botlekbrug en heeft op basis van deze verplichting gekozen voor een laag onderhoudsregiem met oog voor duurzame materialen.
Medio 2015 is de brug opgeleverd aan Rijkswaterstaat en opengesteld voor het weg- en scheepvaartverkeer. Prorail is de laatste belanghebbende die werkzaamheden verricht in de nabijheid van de Botlekbrug om de spoorverbinding te verleggen van oude naar de Nieuwe Botlekbrug. Na voltooiing van de spoorverbinding wordt begonnen met de afbouw van de langzaam verkeerroute en kan de oude Botlekbrug worden ontmanteld.
Materiaalgebruik (efficiëntie)
Tijdens het ontwerpproces is ervoor gekozen om gebruik te maken van hogesterktestaal. Dit staal heeft als voordeel dat het zwaarder belast mag worden en per saldo een lichtere constructie oplevert. Dit heeft een zeer gunstig effect op het dimensioneren van het bewegingswerk tot gevolg gehad.
Energiegebruik en verbruik tijdens bouw en gebruik
De Botlekbrug is een volledige gebalanceerde hefbrug. Dit houdt in dat de contragewichten net zoveel wegen als het stalen dek. Door deze keuze wordt het energieverbruik per openingscyclus sterk beperkt. Er is immers minder energie nodig om het dek te liften. Door het materiaalgebruik – lichter staalsoort – is de brug met minder energieverbruik in beweging te brengen.
Mate van overlast (bouwwerkzaamheden) voor mens en dier
Tijdens de voorbereidingsfase is gekozen om de bouwdelen compleet te assembleren, de gehele brug over het water te transporten en de hinder voor het scheepvaartverkeer te beperken tot een weekend. Concreet hield dit in dat het stalen dek binnen een weekend is ingevaren, gekoppeld met het bewegingswerk en gelift naar de uiterst bovenste stand.
Innovaties op product-, concept- en bouwniveau
De ontwerpers van de Botlekbrug zijn zich gedurende het gehele proces bewust geweest van het unieke karakter van de opgave. Steeds is er gezocht naar de grenzen van wat mogelijk is. Uitgedaagd en gehinderd door het feit dat een dergelijk brug nog nooit gerealiseerd is hebben de betrokkenen een machine van wereldformaat gebouwd met de precisie van een Zwitsers uurwerk.
