Algemene projectomschrijving
De nieuwe Boekelosebrug en de Laan Hart van Zuid maakt onderdeel uit van de herontwikkeling
van het stadsdeel in Hengelo-Zuid (Hart van Zuid). De oude Boekelosebrug stond al jarenlang op de planning om te worden vervangen omdat deze met de beperkte breedte de toenemende verkeersdrukte niet kon opvangen en daarnaast nog maar beperkt belastbaar was en daarmee aan het einde van de levensduur had bereikt. Het verkeer zal in de toekomst alleen nog maar meer toenemen met de ontwikkeling van het nieuwe
binnenstedelijke gebied 'Hart van Zuid'. Het vervangen van de brug en de aanleg van de 'Laan Hart van Zuid' moet de bereikbaarheid van het gebied toekomstbestendig maken. Het project is gegund aan Dura Vermeer na een aanbestedingsprocedure waarbij het onderscheidende ontwerp van bureau Ney&Partners; en de innovatieve aanpak van het project doorslaggevend waren. Het ontwerp en uitvoering zijn in een Design&Construct; project (UAV-Gc 2005) gerealiseerd. De nieuwe Boekelosebrug kent een bijzonder slank ontwerp doordat de brug als een integrale brugconstructie is ontworpen waarbij het dubbelgekromde stalen brugdek één constructief geheel vormt met de dubbelgekromde betonnen landhoofden. Door gebruik te maken van een innovatieve wegconstructie kon het gewicht van de brug worden gereduceerd. Vanuit duurzaamheidsoogpunt een enorme winst. Zowel qua vormgeving, ontwerp- en bouwproces als het thema duurzaamheid zijn op innovatieve wijze vormgegeven waarmee een unieke brug is gerealiseerd.
Beschrijving staalconstructie en/of gebruik van staal
De nieuwe Boekelosebrug is niet zo maar de volgende brug in de reeks van bruggen over de Twentekanalen. Hij is uniek en onderscheidt zich. De keuze om geen bovenstructuur toe te passen, betekent dat de nieuwe brug geen boogbrug, tuibrug of vakwerkbrug is. De nieuwe Boekelosebrug kan geïnterpreteerd worden als een boogbrug die het kanaal overspant van landhoofd tot landhoofd. De boog wordt gevormd door het brugdek met de landhoofden, waarbij op een integrale manier alle brugfuncties (structureel, verkeerskundig) in een coherent geheel versmelten. De spatkrachten die inherent zijn aan een boogconstructie worden op het niveau van de fundering opgevangen. Structureel vormen dek en landhoofd één geheel. Constructief gezien spreken we van een integraalbrug, zonder opleggingen en klassieke voegovergangen.
Om een elegante en slanke brug te verkrijgen, is het ook belangrijk om tot een lichte constructie te komen. De constructieve opbouw van de brug is dan ook innovatief. Het brugdek wordt gevormd door een gebogen stalen schaal die de hoofstructuur van de brug vormt. Twee langsliggers en enkele dwarsverstijvers verstijven de brugdekschaal aan de bovenzijde. De langsliggers liggen tussen de rijbaan en de fiets- en voetpaden zodat deze ook fysiek gescheiden worden. Bovendien geven ze ons de mogelijkheid het geleidingswerk op een efficiënte manier te bevestigen. De stalen schaal vormt de bekisting voor een opvulling in licht schuimbeton die de basis vormt voor een verhardingsconstructie gelijk aan een constructie op een aardebaan (fundering met 3 lagen asfalt).
De leuningen en de voertuigkeringen zijn zo transparant mogelijk en vormen slechts een filter op het achterliggende landschap voor zowel de passant op de brug, als de schipper op het kanaal. De leuning bestaat uit een hele reeks verticale vierkante stijlen (open buisprofielen) staal met variabele hoogte en tussenafstand. De leuning volgt de rand van het brugdek en de landhoofden. Ze loopt onder de brug door tot de overliggende zijde. De oneindige loop en de eenheid die het brugdek en het landhoofd vormen, wordt hierdoor nog meer beleefbaar voor elke passant. De stalen voertuigkering van klasse N1 ondersteunt de gewenste transparantie en lichtheid van de leuning
Bijzondere aspecten bouwkundig concept / ontwerp
De nieuwe Boekelosebrug is noch een staalbetonbrug, noch een stalen orthotrope plaatbrug. Het is een nieuw type brug waar enkel het staal de krachten opvangt. De stalen schaal vormt de bekisting voor een opvulling in licht schuimbeton. Het voordeel van deze opbouw is niet alleen zijn gewenste lichte gewicht. We krijgen hierdoor ook een betere vermoeiingsweerstand ten opzichte van klassieke orthotrope stalen brugdekken. De opvulling met licht beton spreidt namelijk de puntlasten over een groter oppervlakte.
De geometrie van de brug is eenvoudig opgebouwd op basis van elementaire mathematische figuren. Deze wiskundige beschrijving van de geometrie is belangrijk om een correcte, beheersbare en efficiënte uitvoering te waarborgen.
De dubbelgekromde landhoofden zijn uitgevoerd in zichtbeton (CUR100) en ideaal om de krachten van de brug en van de keerwanden naar de fundering te brengen. Het lichte stalen brugdek wordt als een geheel ingevaren en monolithisch aan het beton bevestigd. Vorm en constructievormen één geheel met een specifieke materiaalkeuze voor de brug en het landhoofd.
Bijzondere constructieve slimmigheden / detailleringen
Structureel vormt de nieuwe integrale brug een portiek. Deze leidt tot een slanke en materiaal-efficiënte structuur. Het brugdek is een gekromde stalen schaal, wat zorgt voor een licht en elegant aanzicht. De brugdekhoogte bedraagt maximaal 1,3 meter in het midden van het brugdek en de brugdekranden. De gekromde stalen brugdekplaat is voorzien van verstijvers in dwarsrichting. In langsrichting wordt de krachtwerking van de schaal gegarandeerd door twee langsliggers naast de rijbaan en een langsverstijver op de brugdekranden. De brugdekschaal verbreedt naar het midden van de brug toe wat niet enkel de belevingskwaliteit op de brug, maar ook de structurele werking vergroot. De structurele hoogte van het brugdek wordt door deze verbreding in het midden van de brug groter waar het materiaal nodig is. De scheepsromp die hierdoor ontstaat, is hierna opgevuld met schuimbeton om hierop het wegdek aan te brengen en het nodige gewicht te sparen. Het werken met een slanke en lichte stalen schaal welke gevuld wordt met een licht vulmateriaal is vernieuwend. Voor de vulling onder de asfaltlaag wordt onderaan een eerste laag schuimbeton met zeer lage densiteit geplaatst, met daarop een laag dichter schuimbeton, om daarna af te werken met een dichtingsmembraan en een laag van 20 centimeter menggranulaat. Deze vulling van de brugdekschaal laat toe om eenvoudig geïntegreerde doorvoeren voor kabels en leidingen te voorzien.
De centrale stalen bovenbouw is monolitisch verankerd in de betonnen landhoofden met behulp van nagespannen trekstaven per landhoofd, welke tevens fungeren als wapeningstaven van het landhoofd. Het toepassen van de centrale bovenbouw in staal heeft onder meer als voordeel
dat deze voorgemonteerd kon worden op de kade. Daarna is de bovenbouw ingevaren op locatie waarbij de scheepvaart op het Twentekanaal slechts beperkt gestremd hoefde te worden.
De wegverharding op de aardebanen en het brugdek is continu en niet zichtbaar onderbroken. Om een verhoogde duurzaamheid en comfort te garanderen is ter hoogte van de stootplaten van de brug op beide oevers een voegloze voegovergang voorzien, die hierdoor ook stil is.
Het zwaartepunt van het ontwerp ligt in de integrale aanpak van de vormgeving, de geometrie in zijn geheel en de ongewone structurele opbouw van de dwarsdoorsnede van de brug.
Bijzondere aspecten uitvoering
De stalen delen van de hoofdoverspanning zijn in de werkplaats van CSM te Hamont (B) gerealiseerd. De opdeling van de schaalconstructie is zo gekozen dat de losse onderdelen over de weg naar Hengelo konden worden getransporteerd. Langs het water in de directe nabijheid van de brug is een mal geplaatst waarin de losse delen van het brugdek samengesteld konden worden. Op deze manier zijn alle meeste werkzaamheden onder optimale condities uitgevoerd en heeft de omgeving minimale overlast gehad vanuit de realisatie van de hoofdoverspanning.
Gedurende een 48 uur durende stremming van het Twentekanaal is de hoofdoverspanning met behulp van vijzels op hoogte gebracht. SPMT's hebben de brug vervolgens van de ondersteuning overgenomen en naar een groot ponton getransporteerd. Vervolgens is de hoofdoverspanning naar de uiteindelijke locatie gevaren en op een tijdelijke ondersteuning afgelegd. Deze operatie is bijzonder succesvol verlopen en het kanaal is 12 uur eerder vrijgegeven dan gepland. Vervolgens is het stalen dek middels een natte knoopverbinding vastgestort aan de dubbelgekromde landhoofden waarmee de rondingen van het brugdek en landhoofd in één strakke naadloze overgang zijn gerealiseerd en het brugdek 1 constructief geheel is gaan vormen.
Bijzondere functionele aspecten van het bouwwerk
De schuine vlakken van de schaal geven de mogelijkheid om de structurele hoogte in het midden van de overspanning te vergroten. Hoogte en breedte zijn niet onafhankelijk en door het verhogen van de structuur krijgen we automatisch een verbreding van het brugdek. De fiets- en voetpaden met een minimale breedte verbreden naar het midden van de brug toe. De fietsers en voetgangers krijgen meer ruimte. Ruimtelijke kwaliteit en structuur worden een geheel. De totale breedte van het brugdek komt hierdoor in het brugmidden op 20,5 meter. De open leuning en de stalen voertuigkering van klasse N1 ondersteunen de transparantie en lichtheid van de brug, maar ook het gevoel van ruimte voor de fietsers en voetgangers. Het HWA-systeem op de brug bestaat uit een open goot over de lengte van de brug aan weerszijden van de langsliggers voor fiets- en voetpaden en de rijbaan zodat deze in de te voorziene schrikzone vallen. Daardoor gaat geen ruimte in de breedte verloren.
De verlichtingsmasten op de Laan Hart van Zuid worden tot dicht bij de brug geplaatst, net op het einde van de boomkruinen. De brug is een onderbreking in deze lichtenreeks langs de laan. Om de kruising van het kanaal te markeren heeft de brug zijn eigen verlichtings-taal.
Op de kopjes van de stijlen is een sfeerverlichting geïntegreerd op de top van de staaf en dit op elke tweede stijl. De verlichting staat op de brug als kleine lucifers. 662 Ledlichtpunten ondersteunen de oneindige lijn van de Boekelosebrug. De bekabeling en voeding zijn volledig ingebouwd in de stijlen en de hiervoor voorziene bevestigingsprofielen. De ledmodules zijn ingegoten in kunststof kopjes welke bevestigd zijn in de top van de stijlen. De ledverlichting kan gestuurd en geprogrammeerd worden. De verlichting op de brug en zijn bekabeling is dus onzichtbaar en ontoegankelijk voor vandalisme. Over de gehele lengte van de leuning, rond en onder de brug, is deze ledverlichting voorzien, zodat ook ‘s nachts de nieuwe brug zich mooi aftekent voor de passanten op en onder de brug.
Duurzaamheid
De markante leuningen van de brug zijn voorzien van een Low Baked Powdercoating (LBP). Middels dit innovatief procedé is een duurzame vorm van corrosiebescherming gerealiseerd waarmee een forse energie en CO2 uitstoot besparing is gerealiseerd ten opzichte van conventionele poedercoatings.
In het wegdek van de brug zijn overrijdbare zonnecellen toegepast die gedurende een jaarcyclus minimaal evenveel energie opwekken als benodigd voor de LED-verlichting van de brug waarmee een energieneutrale brug wordt gerealiseerd.
Materiaalgebruik (efficiëntie)
De stalen schaal vormt de bekisting voor een opvulling in licht schuimbeton. Het voordeel van deze opbouw is niet alleen zijn gewenste lichte gewicht. We krijgen hierdoor ook een betere vermoeiingsweerstand ten opzichte van klassieke orthotrope stalen brugdekken. De opvulling met licht beton spreidt namelijk de puntlasten over een groter oppervlakte.
Energiegebruik en verbruik tijdens bouw en gebruik
Er is een 0-op-de-meter brug gerealiseerd door toepassing van zonnepanelen in het wegdek. Hiermee word minimaal evenveel energie opgewekt als de verlichting verbruikt.
De leuningen van de brug zijn gepoedercoat middels LBP (Low Baked Powder Coating). Het unieke van LBP is dat de coating op een veel lagere temperatuur uithard (130 graden Celsius in plaats van 180 graden) waardoor er een fors besparingspotentieel op energiegebruik en CO2-uitstoot wordt gerealiseerd. De afmetingen van oppvlaktes voor buitentoepassing maken het echter vaak niet mogelijk om gebruik te maken van poedercoaten. De toepassing van poedercoaten op lage temperaturen is vervolgens helemaal onbekend voor buitengebruik. Het is echter juist voor de toepassing buiten bijzonder aantrekkelijk om gebruik te maken van LBP wat binnen dit project voor het eerst is gerealiseerd.
Mate van overlast (bouwwerkzaamheden) voor mens en dier
Tijdens de bouw is er, in het kader van het "minder-hinder" principe van Rijkswaterstaat, een bouwmethode ontwikkeld en toegepast waarbij zowel de oude brug en de nieuwe brug in slechts kortdurende stremming (van 2 maal 1 weekend) van de vaarweg (Twentekanaal) is uitgevoerd. De oude brug is door middel van een combinatie van speciale technieken (vijzelen, uitvaren en schuiven) verwijderd en vervolgens op een werkterrein buiten de scheepvaart gesloopt. De nieuwe brug is middels vijzelen, verrijden (SPMT's) en invaren middels pontons vanaf de voorbouwlocatie naar de definitieve locatie getransporteerd.
Innovaties op product-, concept- en bouwniveau
Naast het innovatieve ontwerp van de brugconstructie en de zonnepanelen in het wegdek, is de leuning van de brug voorzien van een milieuvriendelijke en CO2-uitstoot besparende Low Baked Poedercoating. Daarnaast is bij de bouw van de brug gebruikt gemaakt van innovatieve technieken waaronder Engineer and Build in Mixed Reality (EBMR) die het mogelijk maakt om het 3D/BIM-model van de brug met behulp van een Hololens in de "echte wereld" te projecteren. De Boekelosebrug is volledig in 3D ontworpen. Het ontwerp kan door het gebruik van EBMR (Engineer and Build in Mixed Reality) als laag over de 'echte wereld' heen gelegd worden. Deze nieuwe techniek, ontwikkeld door Dura Vermeer Infra Regio Oost en Recreate, maakt het mogelijk om het 3D-model van de brug met behulp van een hololens te projecteren. Hierdoor is het bijvoorbeeld mogelijk om het eindresultaat van het project laten zien aan de opdrachtgever, omwonenden en andere betrokkenen. Ook kun je de uitvoering controleren en vroegtijdig eventuele conflicten opvangen
