prof. ir. D. VA N DEP I TT E, hoogleraar aan de Rijksuniversiteit te GentDe hangbrug van voorgespannen beton W 12InleidingDe te Merelbeke gebouwde voorgespannen hangbrug W 12 is een vande tientallen bruggen die de Ringvaart om Gent overspannen '). Zijis de derde brug van dit type ter wereld. De eerste van dit type is debrug W 13 te Merelbeke2), de tweede is de brug W 16 te Mariakerke2) 3).De verwantschappen tussen de voorgespannen hangbrug en anderebrugtypen zijn elders uiteengezet 2) en daarover behoeft hier dus niette worden uitgeweid.Ho~fdafmetingenDe brug W 12 kruist de Ringvaart onder een hoek van 70 055', maaris zelf recht. De overspanningen meten 46 m, 100 m en 46 m (fig. 1).De middenoverspanning diende 100 m lang te zijn, omdat zij de be-nedenhaven van een sluizenpaar overbrugt, die veel breder is dande normale panden van het kanaal.De rechterzijoverspanning overbrugt een van de bevaarbare water-weg gescheiden geul, waardoor de afvoer van de Leie en van deBovenschelde (Schelde, bovenstrooms van Gent) zal stromen naar deZeeschelde (Schelde, tot stuw bij St.-Amandsberg bij Gent, onderhevigaan beweging van de getijden). Dit gehele kanaalpand staat in openverbinding met de Zeeschelde en de tijbeweging in de Zeeschelde zalzich in de toekomst door de genoemde geul voortplanten in de boven-strooms gelegen 'tijarm'.Onder de linkerzijoverspanning komt een weg die de kanaaloevervolgt en alle r?ldiale wegen die het kanaal kruisen en te Gent samen-lopen, verbindt.De draagkabels hebben de vorm van in parabolen ingeschreven veel-hoeken. In de middenoverspanning bedraagt de doorhang van dekabels 9 m en de zeeg van de verstijvingsliggers 0~38 m. De somvan doorhang en zeeg is een belangrijke parameter in de bereke-ning. Die som is voor de brug W 12 gelijk aan de middenoverspan-ning gedeeld door lOl.Onderbouwen verbindingen tussen de landhoofden en de boven-bouwDe landhoofden en de pijlers zijn op staal gefundeerd in goede zand-lagen (fig. 2). De linkerpijler (kant Gent) is ontworpen louter als steun-punt voor de brug. De rechterpijler daarentegen is ingewerkt in deholle muur van gewapend beton, die de benedenhaven van de sluizenscheidt von de stuwgeul.De kracht die de bovenbouw uitoefent op ieder landhoofd, is teallen tijde opwaarts gericht en bedraagt maximaal 592 tf. Daaromis elk landhoofd ontworpen als een grote, met zand gevulde kist vangewapend beton, waarvan het gewicht natuurlijk de genoemde op-waartse kracht moet overtreffen. Indien de grondwaterspiegel ooit') Enkele bruggen over het Ringkanaal om Gent, door prof. ir. D. Van dep i I I e -De Ingenieur Nr. 4. Belon I, 22-1-1960') Hangbruggen van voorgespannen beton, door prof. ir. D. Van dep i I I e -Cement XI (1959), Nr. 23) Prestressed concrete suspension bridges and the influence of time effects on themagnitude of the prestressing force - 1961 Annual Number - Transport, Communi-cations Monlhly Review of the Indian Roads Congress, December 1961fig. 7. aanzichtIj. 46fig. 2. langsdoorsnede .._(.y'--( i(+14,505). . ....,..--('-. ! .436lOOmde stand + 8,00 (Belg. stafpeil = ca. 2,13 m + N.A.P.) zou bereiken,wat uitgesloten is, zou het schijnbare gewicht van het landhoofd, kantGent, 840 t zijn en dat van het landhoofd, kant Merelbeke, 810 t. Bijlagere waterstanden is het schijnbare gewicht natuurlijk groter.De verbinding tussen elke verstijvingsligger en het landhoofd, kantGent, bestaat uit een aantal kruislings geplaatste wapeningsstoven,die een zogeheten scharnier van Mesnager vormen en fungerenals een vaste oplegging voor de ligger. Het landhoofd, kant Gent,moet derhalve ook de geringe remkrachten weerstaan, die op debrugvloer kunnen aangrijpen.foto 3.verbindings-constructielandhoofd -bovenbouw(kantMerelbeke)Elke verstijvingsligger is aan het landhoofd, kant Merelbeke, gekop-peld door enkele platte stalen staven, die scharnierend verbondenzijn, enerzijds aan gedeeltelijk in het landhoofd ingebetonneerdeplatte staven en anderzijds aan gedeeltelijk in het eindblok van deligger ingebetonneerde platte staven (fig. 3). De koppelstaven bren-gen de opwaartse krocht over van de bovenbouw op het landhoofden fungeren tevens als beweegbare oplegging. Deze oplegging moetinderdaad beweegbaar zijn, zodat de elastische verkorting tijdens devoorspanning, de krimp en kruip, en de thermische lengfeverande-ringel') van de verstijvingsbalk vrij kunnen optreden, zonder dat hetlandhoofd aan ontzaglijke horizontale krachten onderworpen wordt.46Cemenl XVII (1965) Nr. 7U.D.C. 624.27.072.46voorgespannen betonbruge MerelbekeRijvloerc:onstrudie en hangersDe brug is berekend voor een verkeersbelasting van 400 kgf/m2, diezich kan uitstrekken over de gehele breedte van het dek, de over-kragingen inbegrepen, plus twee voertuigen van 32 t op de rijvloer.De gelijkmatige belasting wordt geacht ook aanwezig te kunnen zijnter plaatse van de voertuigen. De stootco?ffici?nt is 1,075.De hangende rijvloerconstructie is 21,56 m breed (fig. 4). Elke verstij-vingsligger is een kokerligger, die in het midden van de koker eenconstante hoogte heeft van 1,93 m, of '/52 maal de middenoverspan-ning. De viel' lijfplaten zijn samen 72 cm dik, hetgeen bijzonder weinigis bij een zo geringe hoogte, een overspanning van 100 m en eentotale breedte van 21,56 m.De afstand tussen de dwarsdragers, tevens de afstand tussen de han-gers, is gelijk aan 5 m. De kinderbalken zijn gewapend en voorge-spannen, ieder met een parabolische blaton-magnelkabel 48 Cf; 7 inde middenoverspanning en 40 Cf; 7 in de ziloverspanningen. De niet-voorgespannen wapening van geribd staal is belangrijk, want bijmaximale gebruiksbelasting van de dwarsdrager neemt zij een trek-kracht op, die gelijk is aan 85% van de voorspankracht.De verkeersbelasting onderwerpt het dek hoofdzakelijk aan buigingin de langsrichting van de brug. Het dek is voorgespannen omdathet fungeert als bovenflens van de kokerliggers, maar daar het alszodanig deelneemt aan de buiging van de liggers, is de voorspan-ning veranderlijk met de ligging van de doorsnede en, in een gege-ven doorsnede, met de belasting van de liggers. Nergens is het dekaltijd voldoende voorgespannen om bestand te zijn tegen de plaat-selijke buiging tussen de dwarsdragers in. Het is daarom ook ge-wapend, net zoals de awarsdragers.De hangers en de draagkabel aan een zijde van de brug bevindenzich in een verticaal vlak, dat bijna samenvalt met de binnenzijdevan de buitenste lijfplaat van de doosligger. Dientengevolge konde buitenzijde van de verstijvingsligger volkomen vlak worden ge-houden. Dat was niet ?het geval voor de bruggen W 13 en W 16,waarvan de draagkabels en hangers zich bevinden buiten de voet-paden en het lijf van de verstijvingsbalken meer naar binnen geplaatstis, zodat alle kinderbalken uitsteken buiten de moerbalken. Inge-volge een en ander heeft de brug W 12 een rustiger uiterlijk dan haarbeide voorgangers.Elke hanger bestaat uit twee platte stalen staven, die met pennenscharnierend verbonden zijn, enerzijds aan gedeeltelijk in de kinder-balken ingebetonneerde platte staven en anderzijds aan de lellenvan de kabelmoffen. De ingebetonneerde ankerstaven zitten onmid-dellijk achter de verankeringen van de voorspankabels in de dwars-dragers en derhalve steken de ankerstaven in beton dat krachtigsamengedrukt is haaks op hun vlak.DraagkabelsSamenstellingElke draagkabel is een cilindrische bundel Cf; 24 cm van 910 even-wijdige, verzinkte draden Cf; 7 mmo Het gebezigde draad verschiltalleen van het in de voorspantechniek gebruikelijke staaldraad door deaanwezigheid van de beschermende zinklaag. De treksterkte van hetdraad, gemeten aan vele proefstukken, bedraagt gem. 151,6 kgf/mm2?Het werd vervaardigd door de draadtrekkerij Bekaert te Zwevegem.Spanningen in de draagkabelsDe maximale draadspanning treedt op in de zijoverspanningen,naast de portalen, waar de helling van de draagkabels immers hetgrootst is. De hoogste spanning bedraagt 78,2 kgf/mm2? In de hori-zontale gedeelten van de draagkabels is de draadspanning 1,082maal zo klein.De genoemde maximale werkspanning kan zeer laag lijken, wanneermen denkt aan de bij voorspanstaal gebruikelijke toelaatbare span-ningen. Er zijn echter twee redenen om de werkspanning in de draag-kabeis van een voorgespannen hangbrug strenger te beperken dandie in gewoon voorspanstaal.Vooreerst kan de verkeersbelasting de draadspanning doen oplo-pen tot 9,6% boven haar blijvende waarde. Dat is eigenlijk maar theo-retisch waar, omdat de bij de berekening ingevoerde nuttige belas-ting na het uitvoeren van de belastingsproeven zeer waarschijnlijknooit meer op de brug aanwezig zal zijn. Desondanks moet men on-derstellen dat de volle verkeersbelasting vaak kan optreden, wes-halve het draad van de draagkabels, althans theoretisch, meer ver-moeid wordt dan dat van gewone voorspankabels, waarvan de span-Cemen! XVII (1965) Nr. 7910 draden ~7285fig. 4. dwarsdoorsnede van de bovenbouw in het brugmiddenning slechts 3% of 4% schommelt onder invloed van de nuttige be-lasting.Een belangrijker reden om de voorspanning van de draagkabels la-ger te houden dan die van gewone voorspankabels, heeft betrek-king op de veiligheid ten aanzien van het bezwijken. Het is bekenddat voor een klassieke voorgespannen balk de verhouding van be-zwijkbelasting tot gebruiksbelasting groter is dan de verhouding vande sterkte van he! voorspanstaal tot zijn voorspanning, omdat bij op-voering van de belasting totdat de balk bezwijkt, niet al-leen de spanning in de voorspankabel aangroeit, maar bovendiende hefboomsarm tussen de trekkracht in de kabel en de resultantevan de drukspanningen in het beton aanmerkelijk toeneemt. In hetgeval van een rechthoekige doorsnede bij voorbeeld, is die hefbooms-arm bij maximale gebruiksbelasting nagenoeg gelijk aan 21a van dewerkzame hoogte, maar groeit na scheurvorming aan tot 9ho van dewerkzame hoogte.Hetzelfde geldt niet bij een voorgespannen hangligger. In een ge-geven doorsnede kan de verticale afstand tussen de draagkabel ende resultante van de drukspanningen in het betonprisma relatiefnauwelijks toenemen, omdat die resultante zich niet veel kan ver-plaatsen. Derhalve dient men de werkspanning in het staal te be-perken tot de tr?ksterkte gedeeld door de gewenste veiligheid. Alsmen bij voorbeeld vergt dat de rustende belasting en de nuttige be-lasting beide 1,6 maal moeten kunnen toenemen alvorens de onder-havige hangligger bezwijkt (wat alleszins een hoge eis is voor eenbrug waarvan het eigengewicht uiteraard groot is ten aanzien vande nuttige belasting), mag de werkspanning in het staal niet groterworden dan 1;~~6= 95 kgf/mm2, wat nog heel wat boven de ware maxi-male werkspanning van 78,2 kgf/mm2 ligt. Indien het ging over eengewone ligger van voorgespannen beton, zou de voorspanning vol-gens de Belgische norm NBN 15 aanvankelijk 151,6 X 0,7 = 106 kgf/mm2 mogen zijn.~ld f ' ~f1~ ~f - ? i : . - ?I. .1 L I. .1fig. 5. schema bevestiging en doorhang draagkabelsVermindering van de voorspanning in de tijdDe voorspankracht in een voorgespannen hangbrug loopt terug inde tijd ten gevolge van krimp, kruip en relaxatie, net zoals bij an-dere voorgespannen constructies.Onderstellen wij om wille van de eenvoud dat de verstijvingsbalkgeen zeeg heeft, dat f; =(+) 2 en dat de uiteinden van de draag-kabel bevestigd zijn aan de einden van de balk in het zwaartepuntvan zijn doorsnede (fig. 5). De rustende belasting van de hangliggerper eenheid van lengte wordt voorgesteld door: W.wL2 w.12Indien men nu kunstmatig een voorspankracht P0= -8?.f =--8.htot stand bracht in de draagkabel, dan zou de rustende belastingw van de hangligger precies in evenwicht gehouden worden door deopwaartse krachten die in de gelijkmatig verdeeld geachte hangersontstaan en die bepaald worden door de trekkracht in, en de krom-ming van de draagkabel. Bijgevolg zou het betonprisma, onder in-vloed van de rustende belasting en van de voorspankracht Po samen,overal axiaal samengedrukt en niet verbogen zijn (fig. 6a).437wt: W wL2a Po: af" I" I "11""""" flflll Po: af11 1I I 1& I I I j I I I I I I I II 1;;S;:11 I I If"wO+~)wb O+:2&,. 111111 11111111111111 111111 ((+O()PoiliJ jj;;,g;lllIIIIJIIIIII;;,g;j I! Ilfw((+~)PoCJ.w,(1 +~)Poc 1111 ti Itllll1ltllll 1 ,! , , f'.. ;;,g; ;go; ;g;I x:ti I x=fLd ~ ~-------------... ? ~.,.g;e (I +f)Po-- Ew!fffft f t ! f f l l ! ! ! I I I ! 111!fl ~)Po? 4 A ~fig. 6. opbouw krachtenschema tijdens en na het voorspannen enbelastenHet is echter noodzakelijk een ietwat grotere voorspankracht(1 + 1X).Po teweeg te brengen, waaarmee hangerkrachten gepaardgaan, die per eenheid van lengte gelijk zijn aan (1 + IX).W (fig. 6b).Dan werken. op het betonprisma, beschouwd als een vrijgemaaktlichaam, de twee axiale drukkrachten (1 + IX). Po en een gelijkmatigverdeelde opwaartse nettobelasting (1 + IX). w - w = IX.W per een-heid van lengte (fig. 6c). Daardoor is de betonbalk, net zoals eengewone voorgespannen ligger, voorgebogen tegen de zin van denaderhand door de nuttige belasting veroorzaakte verbuiging (fig.6d). Dat is precies wat men wenst.Gaandeweg neemt de horizontale ontbondene van de trek in dedraagkabel af van (1 + 1X).Po tot (1 + ).Po, vermindert de hanger-kracht per eenheid van lengte van (1 + IX).W tot (1 + s).w, en loopt deoverblijvende opwaartse kracht terug van lX.w tot .w (fig. 6e).Om IX oordeelkundig te kunnen kiezen en de aanvankelijke voor-spankracht (1 + 1X).Po te kunnen bepalen, dient de ontwerper hetverband te kennen tussen IX en s.Daartoe beeldt men zich in dat de kabel na totstandbrenging vande horizontale trekkracht (1 + 1X).Po in het midden doorgesneden is(fig. 5), en men berekent de (positieve en negatieve) overlappingen,die tussen de einden van de doorgeknipte kabel zouden ontstaanonder invloed van de verschijnselen die optreden in het beton enhet staal. De krimp van de ligger brengt natuurlijk een overlappingteweeg, de kruipverkorting van de ligger eveneens, de kruiprek vanhet kabelstaal ook en de eventuele kruip van de hangers evenzo.De vermindering van de nettobelasting van de ligger van IX.W tot.w geeft op zichzelf aanleiding tot een zakking van het beton-prisma en bijgevolg tot een gaping tussen de kabeleinden. De om-standigheid dat de kromming bij constant blijvend moment toeneemtingevolge de kruip van het beton, doet de genoemde gaping weerverminderen.Feitelijk is de kabel niet doorgesneden en verandert de trekkrachtdusdanig in de tijd, dat de algebra?sche som van de overlappingenop elk ogenblik nul is. Wanneer men dat in formules uitdrukt '), vindtmen tenslotte een betrekking van de vorm: = A.IX - B, met ?< A < 1 en B > 0. In het geval van de brug W 12te Merelbeke is die betrekking: = 0,72 IX - 0,055.De gunstigste waarde voor IX bleek te zijn 0,19, waaruit dan voort-vloeit = 0,082. Derhalve is de grootte van de voorspankracht zovastgesteld dat de hangerkrachten bij afwezigheid van verkeersbelas-ting aanvankelijk 1,19 maal en uiteindelijk 1,082 maal groter zijn dande rustende belasting van de bovenbouw.MoffenElke kabelmof bestaat uit twee half-cilindrische gietstalen schelpen,die door middel van bouten op de draagkabel geklemd zijn (fig. 7).In de middenoverspanning oefent elke hanger op zijn mof een verti-cale kracht uit van maximaal 82,3 tf en in de zijoverspanningen een') Prestressed concrete suspension bridges and the influence ol time effects on Ihemagnitude of the prestressing force - 1961 Annual Number - Transport, Communi~calions Manlhly Review of Ihe Indian Raads Congress, December 1961438kracht van maximaal 67,5 tf. De hangerkrachten tussen de pijlers zijngroter dan daarbuiten, omdat ~ kleiner gekozen werd dan ( +r.De aanleiding daartoe was de omstandigheid dat de einden van elkedraagkabel aan het betonprisma bevestigd zijn onder het zwaarte-punt van zijn doorsnede, waardoor de betonbalk al ten dele ontlastwordt dank zij de excentriciteit van de voorspankracht.fig. 7.details kabelmof??????- ,- . ' .,I , . I1_, ___ : ___ ._;De verticale kracht die op elke mof werkt, probeert ze te doen af-glijden naar het laagste punt van de draagkabel. De wrijving tussenmof en kabel moet dat afglijden verhoeden. De daartoe nodigewrijvingsweerstand werd bewerkstelligd door de bouten voor te span-nen met een momentensleutel. Naargelang van de plaatselijke hellingvan de draagkabel is de mof vastgeklemd met behulp van zes, achtof tien bouten (j) ]112".Bevestiging van de draagkabels aan de einden van de kokerligg?rsBeschrijvingOp 16 m van de as van elk landhoofd veranderen de lijfplaten vaniedere verstijvingsligger van richting in bovenaanzicht (fig. 8). Naarhet landhoofd toe verwijderen zij zich dusdanig van de brugas, dathet midden van het kokerprofiel aan het landhoofd samenvalt methet verticale vlak van draagkabel en hangers.fig. 8. verankering van de draagkabel aan de verstijvingsligger910 draden 07-rIIIIIIIIICemenl XVII (1965) Nr. 7Op ongeveer 9 m van de hartlijn van het landhoofd duikt de draag?kabel in de doosligger, wat trouwens mogelijk wordt dank zij de uit?wijking van het buitenste lijf. Op 6 m van het landhoofd splitst dekabel zich binnen de koker in twee afwijkende helften, dieeindigen in een en dezelfde lus. De lus heeft een middellijn van 2,90 men is geslagen om het halfcirkelvormige uiteinde van de bodemvan de doosligger. Zij brengt de trek van de draagkabel over op deverstijvingsl igger.Er is ook zo'n lus aan het andere eind van de draagkabel. De beidehelften van.de kabel vormen bijgevolg een leng, waarvan de partenover het grootste deel van hun lengte tegen elkaar liggen. Daar hetstaaldraad cp 7 mm geleverd werd in lengten van zowat 450 m, ishet leng samengesteld uit een groot aantal stukken draad. De stuiktussen een draad en de volgende werd op de bekende manier totstand gebracht door hun einden naast elkaar te plaatsen met eenoverlapping van een twintigtal centimeters en een draad cp 1 mmvan hoogwaardig staal onder spanning te wikkelen om de overlap?ping.De trekkracht in de draagkabel zou het leng aan de splitsing open?rukken, indien de twee parten daar niet samengehouden werden doortwaalf ringen van verschillende breedte, die samen een splijtkrachtvan maximaal 312 tf weerstaan.Verschil met de bi; de eerste hangbruggen toegepaste bevestigingDe beide draagkabels van elk van de oudere hangbruggen W 13 enW 16 vormen samen ??n leng, waarvan de twee lussen geslagen zijnom de uiteinden van de gehele rijvloer. Er waren twee redenen omanders te werk te gac;m bij de brug W 12.In de eerste plaats slorpen de grote lussen een belangrijke hoeveel?heid draad op, die voor een zo brede brug als die te Merelbekebijna 10% is van de voor de eigenlijke draagkabels benodigde hoe?veelheid.n nn nfig. 9. verankering van de draagkabels bi; de oudere hangbruggen(W 13 en W 16)Voorts werd er tijdens het voorspannen van de brug W 16, zowel alsvan de brug W 13, op een bepaald ogenblik een luide knal gehoord,die weliswaar volkomen onschadelijk was maar toch niet beschouwdwe'rd als een wenselijk verschijnsel. De herkomst van de knal bij debrug W 13 kon niet achterhaald worden, maar uit bepaalde waarne?mingen aan de brug W' 16 kon men afleiden waaraan de klappen tewijten waren. Bij beide bruggen krommen de draagkabels zich na?melijk sterk in hun verticaal vlak om aan de eindblokken aangestortenokken n (fig. 9), alvorens in een nagenoeg horizontaal vlak een hoekvan 90 0 te doorlopen en tenslotte recht en haaks op de brugas teblijven over bijna de gehele breedte van de brug. Gedurende hetaanbrengen van de voorspanning ontstonden er aan de ombuigingenbij de vier hoeken van de brug wrijvingskrachten, die blijkbaar grootgenoeg waren om de trek, welke in de kabels was teweeggebracht,aanvankelijk te beletten zich voort te planten voorbij die ombuigin?gen. Dientengevolge bleven de rechte kabelgedeelten haaks op debrug in den beginne schier spanningsloos. Maar op een bepaaldogenblik was de kracht in de draagkabels wel groot genoeg om dewrijving aan de nokken te overwinnen. De genoemde kabelgedeeltenwerden plots gespannen en uitgerekt, en aangezien zij vele meterslang zijn, deed er zich ineens een glijding van de kabel langs denokken voor, die bij de brug W 16 een paar centimeters bereikte. Deplotselinge verplaatsing van energie ging gepaard met de waarge?nomen klap.Cement XVII (1965) Nr. 7Ten einde het beschreven verschijnsel bij de brug W 12 te voorkomenheb ik lange rechte gedeelten, waarin de spanning eensklaps konoplopen, en sterke of snel veranderlijke krommingen geweerd uithet kabelverloop. Dat leidde tot de in figuur 8 weergegeven voor?ziening. Tijdens het voorspannen van de brug W 12 werd er geenknal gehoord.Slingerstijlen en portalen boven de pijlersDe verbinding tussen elke verstijvingsligger en elke pijler bestaat ineen gaffelvormige pendel, die onderaan en bovenaan eindigt infreyssinetscharnieren en als beweegbaar oplegtoestel dient (fig. 10).Iedere moerbalk rust derhalve op een vaste en op drie beweegbareopleggingen.Wij hebben al gezien dat de hangerkrachten de rustende belastingvan de hoofdliggers overtreffen. Bij afwezigheid van nuttige belas?ting trekt elke verslijvingsbalk bijgevolg opwaarts aan de pijler (fig.6d). Bij maximale verkeersbelasting daarentegen zijn de hangerkrach?ten kleiner dan de totale belasting van de moerbalken, als gevolgwaarvan hun elastische kromming van teken verandert en zij neer?waartse krachten uitoefenen op de pijlers. .fig. 10. portaal en slingersti;len tussen pi;/er en versti;vingsliggers-----------lW'Opdat iedere slingerstijl zowel de grootste trekkracht van 198 tf alsde grootste drukkracht van 225 tf zou kunnen opnemen, is elk beenervan voorgespannen met een nagenoeg verticale blaton?magnelka?bel, die door de twee freyssinetscharnieren loopt.Boven iedere pijler verandert elke draagkabel van richting in eengietstalen zadel, dat ligt op een zuil van gewapend beton. De top.pen van de twee naburige zuilen zijn verenigd door een boog metgeringe pijlhoogte, die aan druk onderworpen is wegens de hellingvan de zuilen naar binnen toe. Onder de rijvloer zijn de zuilen ver?bonden door een tweedelige koppelbalk, die aan trek onderhevigis uit hoofde van de knik in de zuilen ter hoogte van de koppelbalk.Het portaal, samengesteld uit de stijlen, de boog en de koppelbalk,is volkomen onafhankelijk vari de rijvloer en van de pendels. De ver?ticale belasting op de top van elke zuil bedraagt maximaal 1774 tfen het is denkbaar dat het raam, slank als het is, onder die belastingzou kunnen schranken in zijn vlak naar de ene kant of naar de ande?re. Het instabiliteitsgevaar werd onderzocht met behulp van een ar?beidsmethode. Er bleek een toereikende veiligheid voorhanden tezijn ten aanzien van het schranken.Voorspannen van de bovenbouwDe portalen werden niet gestort in hun definitieve stand, doch 67cm lager. Met de portalen in te lage stand en nadat de rijvloer vol?ledig gestort was op een steiger, werden de draden van de draag?kabels spanningsloos in het werk gebracht, om de eindblokken ge?slagen, in de zadels gelegd en ten slotte door middel van de mof?fen en de hangers aan de rijvloer verbonden.439Door de portalen vervolgens 67 cm op te vijzelen, rekte men de ka-bels uit en bracht men er de gewenste spanningen in tot stand, waar-door de verstijvingsliggers meteen samengedrukt en voorgespannenwerden. De voorspankracht beliep 2237 tf per ligger en om ze totstand te brengen moest men in het laatste stadium van de voorspan-ning een hijskracht ontwikkelen van 1785 tf per portaalstijl. Daartoebezigde men acht vijzels onder elke zuil (foto 11).Nadat de portalen 67 cm opgebeurd waren, werd er onder iederepoot een vooraf vervaardigd blok van gewapend beton geschoven.Het gehele ligvlak van het blok werd met mortel ondersabeld en tus-sen het blok en de zuil werd een mortel koek van 135 cm bij 38 cmaangebracht, die als freyssinetscharnier dient. Toen konden de vij-zels weggenomen worden (foto 12).Naderhand werd het overtollige beton van de klompvoeten gesloopt,tot er ietwat minder dan de normale doorsnede van de portaalstij-len overbleef (foto 13), en ten slotte werd de voet van elke zuil afge-werkt door het aanstorten van een ongeveer 5 cm dikke betonkorst(foto 14).Beschutting van de draagkabelsNa voorspanning van de bovenbouw, werden de draagkabels op dein de Verenigde Staten gebruikelijke wijze omwikkeld met zwaar ver-zinkt ijzerdraad cp 3,5 mm om ze te vrijwaren voor aantasting. Eenmachine die ontworpen en gebouwd werd in opdracht van de aan-nemersfirma, wikkelde het draad onder spanning om de bundel even-wijdige draden en de tegen elkaar liggende windingen vormensamen met de verflagen, waarmee ze bestreken werden, een geslotenfoedraal om de kabel.foto 11. een geprefabriceerd betonblok wordt onder de opgevijzeldeportaalpoot geschovenIn elke rand van iedere kabelmof is een groefje gedraaid, waarinde eerste windingen van de omwikkelingsdraad liggen. De kleineruimte die in het groefje vrijblijft, werd volgepropt met loodwol. Despleten tussen de twee helften van elke mof werden eveneens af-gedicht met loodwol (fig. 7, blz. 438).Waar de draagkabel in een zadel ligt, is hij afgedekt door een lodenslab, en waar hij in de verstijvingsligger binnenduikt is hij afgedektdoor een zinken kap.ProefbelastingenHet is in Belgi? gebruikelijk nieuwe bruggen aan belastingsproevente onderwerpen.De belastingen werden in een aantal verschillende standen op debovenbouw geplaatst. Onder meer bracht men in de middenover-spanning 460 t zand aan op de rijwiel- en voetpaden en stelde mendaarenboven op de rijweg voertuigen op met een totaal gewicht van475 t (fig. 15).De twee krommen in figuur 15 geven de waargenomen elastischezakkingen van de moerbalken weer onder het gewicht van de voer-tuigen alleen. Men bemerkt dat de elastische lijnen haast eender zijn.De doorbuiging in het midden van de brug onder de totale belastingvan 935 tf was 159,9 mm voor de ene hoofdligger en 161,7 mm voorde andere, of 1/620 maal de overspanning.Na ontlasting veerde de brug bijna volkomen terug. Verwijderingvan het zand duurde ongeveer een dag en aan het einde daarvanwerd er een blijvende zakking gemeten van 7 mm voor de ene ver-stijvingsligger en van 8 mm voor de andere, of 1120 maal de .totaledoorbuiging. Vermoedelijk is de blijvende zakking naderhand nogwat afgenomen.De ware belasting gedurende het normale leven van de brug is na-tuurlijk nooit meer dan een gering breukdeel van de grootste proef-belasting, die zelf ten naaste bij gelijk was aan de ontwerpbelasting.Bouwkosten en uitvoeringWat de bouwkosten betreft ligt het in het onderhavige geval voorde hand het toegepaste brugtype te vergelijken met een klassiekebrug van voorgespannen beton.De gemiddelde dikte van het beton van de hangende bovenbouw,kinderbalken inbegrepen, bedraagt slechts 41 cm. Bij dezelfde over-spanningen zouden gewone, doorgaande voorgespannen hoofdlig-gers zowat 6 m hoog moeten zijn boven de pijlers en ten naaste bij3 m hoog in het midden, in stede van een constante hoogte te heb-foto 12. de portaalpoot rust op het betonblok,nadat de vijzels zijn weggenomenfoto 13. het overtollige beton van de klomp-voet is geslooptfoto 14. gereedgekomen portaalpoot enslingerstijl4.40 Cement XVII (1965) Nr. 7GENT- TOTAAL GEWICHT OER VOERTUIGEN: 475 t r TOTAL WEIGHT OF VEHICLES : 475 t MERE~! I I i 14,65-15'3" JI i H I J I m It--t I---U I IH-------------+-I---I----LL-L--i=+f-----I-:-::L--F--::L---l.----------+I i ~ I ~ I-H i=i ;:=:! 21,30-70' I! f I- 46,00 - 151' 100,00 - 328'12,80.50012,7 140.50?BOVENSTROOMSELASTISCHI~Q----+=-88"",9=--~78,5BENEDENSTROOMS "t DOWNSTREAM3.5'" 311"ELASTISCH77.8 89,2DOORBUIGING IN HET MIDDEN ONDER 460 t ZAND OP VOET-EN FIETSPADEN IN MIDDENOVERSFY>.NNINGDOORBUIGING IN HET MIDDEN ONDER TOTALE BELASTING VAN 935 t IN MIDDENOVERSPANNINGBUJVENDE DOORBUIGING IN HET MIDDEN NA ONTLASTINGDEFLECTION AT CENTRE DUE TO 460 tans OF SAND ON MAIN SPANDEFLECTION AT CENTRE DUE TO TOTAL LOAD OF 935 tans ON MAIN SPANPERMANENT-DEFLECTION AT CENTRE AFTER UNLOADINGfig. 15. schematisch overzicht proefbelasting!4,65-15'3" I46.00 - 151'Ii15.30.60"16,55 15,20_65" 0.60"BOVENSTROOMS BENEDENSTROOMS67mm 68,5mm159,9mm 161,7 mm7 mm 8 mmUPSTREAM DOWNSTREAM2.64" 2.70"6.30" 6.36"0.28" 0.31"ben van 1,93 m. De totale dikte van de lijfplaten zou een veelvoudzijn van 72 cm en de gemiddelde dikte van de rijvloer zou 41 cm zekerverre overtreffen.Bij de brug W 12 beliep de aanvankelijke, overlangse voorspankracht208 tf per meter breedte van de bovenbouw en om ze tot stand tebrengen was er 27,4 kg voorspanstaal nodig per m2? Bij een gewonevoorgespannen brug met dezelfde overspanningen zouden ?n devoorspankracht ?n de hoeveelheid voorspanstaal veel groter dienente zijn.Dat de brug W 12 gebouwd werd op een plaats, waar de Ringvaartnog niet ontgraven was, vergemaKKelijKte voorzeKer de vervaardigingvan de bouwsteiger. Dat een hangbrug van voorgespannen betonechter oOK een zuinig brugtype kan zijn bij nog veel grotere over-spanningen en ingeval een steiger zelfs niet kan of mag worden ge-bezigd, blijKt uit de in 1963 gehouden aanbestedingswedstrijd betref-fende een brug ?ver, of een tunnel ?nder de Schelde te Antwerpen.Dat het volume van het beton en het gewicht van het voorspanstaalzo gering zijn bij de brug te Merelbeke, is eenvoudig te danken aande omstandigheid dat de hefboomsarm van de inwendige drukkrachten trekkracht veel groter is dan bij gewone voorgespannen balken.Het beton van de rijvloerconstructie en het voorspandraad vertegen-woordigen weliswaar belangrijke onderdelen van de totale bouw-som, maar er zijn ook nog portalen, wapeningsstaal, voorspanstaalin de kinderbalken, gietstaal voor moffen en zadels, omwikkelings-draad, enz. Om een juiste indruk te krijgen behoort men het bedragte kennen van de gezamenlijke bOUWKosten. Het rijk, dat de bouw-heer is, heeft voor de brug werKelijK betaald 21175667 Bfr of, per vier-Kante meter bovenbouw, 5110 Bfr of f 370,-. Hierin zijn de funderin-gen en het grondwerK voor de funderingen, de pijlers, de landhoof-den, de portalen en de vervaardiging van het ontwerp begrepen,echter niet de opritten en de afwerKing van de bovenbouw. Met in-begrip van de afwerKing, dat is: hardsteen voor schamp- en deKste-nen; leuningen; asfaltbeton en gietasfalt voor rijweg, fietspaden,greppels en voetpaden; KolKen, afvoerpijpen en -goten voor het re-genwater; rijwegovergangen en verfwerK op het beton, beliepen debOUWKosten 5680 Bfr of f 412,- per vierKante meter bovenbouw.Dat is, althans naar Belgische maatstaven, buitengewoon goedKOOpvoor een wegbrug met overspanningen van 46 m, 100 m en 46 m.Cement XVII (1965) Nr. 7foto 16. aanzicht van de gereedgekomen brug441Veel verschillende oplossingen werden voorgedrogen door aanne-mers in samenwerking met constructeurs. Alle bruggen hadden eenhoofdoverspanning van 350 m. Afgezien von de uitgestrekte en in-gewikkelde toeleidingsviaducten was de inschrijvingsprijs voor deeigenlijke hangbrug van voorgespannen beton 565568000 Bfr en datwas bijna 10% minder dan voor het op een no goedkoopste brug-ontwerp.Dr. Sch?nenbergernam afscheidvan deCementfabriek IJmuiden.Op donderdag 14 juli jl. nam de zo sympathieke, intelligente en in-tegere persoon Dr. F. Sch?nenberger, vanwege het bereiken vande pensioengerechtigde leeftijd, afscheid van al degenen waarmeehij gedurende vele jaren heeft samengewerkt. 's Morgens geschieddedit in intieme kring op de Cementfabriek Ijmuiden, 's middagswerd hem op het hoofdkantoor van de N.V. Koninklijke Hoogovensen Staalfabrieken een receptie aangeboden, die door velen, onderanderen hoofden van dienst en ingenieurs uit overheidsbedrijven, di-recties van aanverwante bedrijven, architecten, aannemers, handela-ren in bouwmaterialen en leveranciers, bezocht werd.Zijn prestaties, gedurende de 34 jaren dat hij verbonden was aan deCemij N.V., stempelen Dr. Sch?nenberger tot ??n van de belangrijk-ste figuren in de Nederlandse Cementindustrie. Hij is de man die inons land begon met de fabricage van hoogovencement.Toen de fabriek in 1931 met een produktiecapaciteit (van ??n molen)van ca. 100000 ton begon, was hoogovencement beslist nog geen al-gemeen geaccepteerd produkt. Weliswaar werd voordien hoogoven-cement ge?mporteerd uit Duitsland en Belgi?, maar dit waren slechtskleine hoeveelheden. Aan de kwaliteit van het vrij onbekende produkthaperde toen wel het een en ander.Hoogovencement leed in die tijd nog aan kinderziekten, onder meerreageerde het traag, vooral tijdens koude wintermaanden. Het is de442foto 17. portalen en draagkabels,gezien vanaf de brugDe voorgespannen hangbrug W 12 te Merelbeke werd door de aan-nemersfirma l. l. & N. de Me y er, uit Zelzate, gebouwd voor re-kening van het Bestuur van de Waterwegen (Ministerie van OpenbareWerken).Foto 16 geeft een algemeen beeld van de brug (olsmede von een deelvon het moterieel, dot gebruikt wordt bij de bouw van een sluis in denabijheid), terwijl foto 17 toont hoe men de portalen ziet wanneer menover de brug W 12 rijdt.grot~ verdienste geweest van Dr. Sch?nenberger dat het hoogoven-cement een gunstige ontwikkeling doormaakte en een gelijkwaardigeplaats kreeg naast het portlandcement. De uitbreiding van de pro-riuktiecapaciteit van de Cementfabriek Ijmuiden is daarvan het bestebewijs. Thans verlaat meer dan ??n miljoen ton cement jaarlijks defabriek, terwijl onlangs besloten is tot een nieuwe uitbreiding, doorplaatsing van de achtste molen. De belangstelling van Dr. Sch?nen-berger ging niet alleen uit naar de fabricage van cement, hij zette erzich ook voor in, dat het materiaal beton, waarin het cement wordttoegepast, zo goed mogelijk werd gemaakt. Vandaar zijn stimuleren-de ijver in de Stichting Cement Centrale voor Nederland ten aanzienvan de ontwikkeling van de Betonvereniging, de werkzaamheden vande C.U.R. en de controle op de kwaliteit van het produkt, geleverddoor de betonmortelfabrieken.De scheidende directeur van de Cemij is niet een man die graag opde voorgrond treedt of in vergaderingen dikwijls het woord voert.Maar als hij spreekt, dan zijn het woorden waarnaar geluisterd wordt,omdat deze belangwekkend zijn, zowel wanneer zij technische zakenbetreffen als wanneer zij van commerci?le en organisatorische aardzijn: woorden die de kern van de zaak raken.Hoezeer Dr. Sch?nenberger in 'zijn fabriek' werd gewaardeerd, ge-+uige wel het feit dat in de kern van het bedrijf het initiatief is ge-boren om de weg door het bedrijf naar hem te noemen, ten eindezijn naam voor altijd in ere te houden. Voor hen die in de toekomstaan de Cemij werkzaam zullen zijn, is het goed te weten wie Dr.Sch?nenberger was.Op 14 juli is de dagelijkse leiding in jongere handen overgegaan,maar de scheidende directeur zal als adviseur voor de bouw vande nieuwe molen aan de Cemij verbonden blijven.Een definitief afscheid is dit dus niet. Ik geloof trouwens dat dank zijhet besluit van Dr. Sch?nenberger, Zwitser van geboorte en nog al-tijd Zwitser, om ons land voorlopig niet te verlaten, er nog weleenseen beroep op hem zal worden gedaan.Bij de totstandkoming van ons tijdschrift heeft de stem van Dr.Sch?nenberger mede de doorslag gegeven dat wij deze taak op onsdurfden te nemen. Vandaar dat wij hem ook van deze plaats huldewillen brengen voor al hetgeen hij heeft gepresteerd in het belangvan de ontwikkeling van het cement en beton.Wij wensen hem en zijn echtgenote nog vele en gelukkige jaren toe.J. M. A n d r ? del aPo r t eCemen! XVII (1965) Nr. 7