ir.G.G.JellesAdvies- en IngenieursbureauWitteveen & Bos, DeventerDe Moerlakenbrug te BredaInleidingHoewel Breda al een lange geschiedenis achter de rug heeft en eeuwenlang een belangrijkemilitaire vestingstad is geweest - iedereen kent wel de verovering van de binnenstad op deSpanjaarden door de list met het turfschip - is de explosieve groei tot het huidige inwonertalvan ca. 120 000 pas in het begin van deze eeuw begonnen. Deze groei dankt Breda voor eengroot deel aan zijn gunstige ligging halverwege de weg Rotterdam-Antwerpen en de goedebereikbaarheid per spoor en schip (tot max. 13501).Breda is in de verstedelijkingsnota van de Minister van Volkshuisvesting en Ruimtelijke Orde-ning aangewezen als groeikern. De doelstelling hiervan is drieledig: het tegengaan van sub-urbanisatie door het bieden van een aantrekkelijk woonklimaat voor de eigen en regionalewoonbehoefte, het gedeeltelijk opvangen van de overloop uit de Randstad en het zo snel moge-lijk op elkaar afstemmen van de beroepsbevolking en de arbeidsplaatsen door het aantrekkenvan werkgelegenheid.Medio 1976 is het gebied Haagse Beemden, dat ten noordwesten van Breda ligt, overgenomenvan de gemeente Prinsenbeek om een nieuw uitbreidingsplan te realiseren voor ca. 30000inwoners en ca. 120 000 ha bedrijfsterrein (industrie?n en kantoren). Haagse Beemden wordtaan de westkant begrensd door de rijksweg Rotterdam-Antwerpen en aan de oostkant door derivier de Mark.In figuur 1 is de situering van dit gebied ten westen van het stedelijk gebied van Breda aan-gegeven. E?n van de twee hoofdontsluitingen van de Haagse Beemden zou gaan via de Moer-1SituatieSituationCement XXIX (1977) nr.3 912WegindelingCross section of one half of the bridgelaken, die met de Moerlakenbrug over de rivier de Mark de oostkant van het uitbreidingsplanontsluit. Met de uitvoering van deze brug met op- en afritten is in mei 1975 begonnen. Het totalewerk zal ca. twee jaar duren en in mei 1977 gereedkomen.Ontwerp en statisch systeemDoordat de Moerlaken evenwijdig loopt met een groot bovengronds elektriciteitskabelnet kruistde brug de rivier de Mark onder een hoek van 79?.De Moerlakenbrug krijgt een totale lengte van 115 m, waarbij rekening is gehouden met eentoekomstige verbreding van de rivier aan de westkant en een onderdoorgang voor een weg van7 m breedte-met een doorrijhoogte van 4,80 m op beide oevers. De vrije doorvaarthoogte voorde scheepvaart is 7,50 m boven het minimum rivierpeil, dat vrij constant overeenkomt met NAP.De brug zelf wordt het hoogste punt in het trac? en ligt in een afrondingsstraal van 3000 m. Inverband met de te verwachten verkeersintensiteit is het dwarsprofiel opgebouwd uit een rijwegvan 2 X 2 rijstroken van 3,25 m, gescheiden door een verhoogde middenberm met vrijliggendefietspaden en trottoirs. De totale breedte van de brug bedraagt 25,70 m. In figuur 2 is hetdwarsprofiel schematisch aangegeven.Voor de belasting is aangehouden de verkeersklasse 60 uit de VOSB. Bij de berekening isrekening gehouden met een mogelijke herindeling van de brug tot 2 X 3 rijstroken.De lantaarnpalen zijn om esthetische redenen aan beide zijden van de brug geplaatst.Na de financi?le doorrekening van een aantal varianten is uiteindelijk gekozen voor drie over-spanningen van respectievelijk 34, 47 en 34 m, gemeten vanuit de kantopleggingen en het hartvan de pijlers. .De maat tussen de pijlersloven wordt hierdoor 40 m, waardoor voor de scheep-vaart, volgens de eisen van het bestaande waterschap, geen dure remmingwerken voor depijlers nodig zijn. Bij het ontwerp is overigens wel rekening gehouden met de mogelijkheid vaneen zijdelingse aanvaring.In figuur 3 is het zij-aanzicht van de brug en de pijierconstructie aangegeven. De linker pijlerstaat nu nog op de oever. Na de (ingetekende) verbreding zal deze in het water komen te staan.3AanzichtElevation4NormaaldoorsnedeNormal cross sectionHet dek is ter plaatse gestort en voorgespannen. Om esthetische redenen, maar ook ten eindede steunpuntsmomenten te reduceren, zijn de pijlers V-vormig ontworpen.Het dek is opgelegd op rubber oplegblokken ter plaatse van de pijlers en op glij-opleggingenter plaatse van de landhoofden. De rubber blokken zijn gedimensioneerd op de mogelijke ver-vormingen van de middenoverspanning.Het funderingssysteem is zodanig dat het brugdek beweeglijk opgelegd mag worden gedachtop de pijler. De pijler roteert hierbij dus om een fictief scharnier. Dit heeft tot gevolg dat eenaanvaringsstoot tegen de pijler een belasting van het dek en de palen tot gevolg heeft.De pijlersloven zijn gefundeerd op stalen palen.Normaaldoorsnede dekDoor de brug overlangs te delen, werd de mogelijkheid geboden de twee brughelften na elkaarte storten en de ondersteuningsconstructie na verplaatsen een tweede keer te gebruiken. Doorook de doorsnede van de twee helften symmetrisch ten opzichte van hun midden te maken,werd de mogelijkheid geboden ook de bekisting, zij het met enkele aanpassingen, twee keer tegebruiken.Maar nu de eigenlijke vorm van de doorsnede.Tot een middenoverspanning van ca. 35 m zal een vlakke plaat een goede, economische oplos-sing zijn. Bij grotere overspanningen zal het relatief groter gewicht van een plaat te ongunstigworden. Dan moet er naar worden gestreefd om met behoud van een eenvoudige bekistinggewicht te sparen.Gekozen is voor een klein aantal (twee) massieve langsbalken zonder arbeidsintensieve spa-ringen (fig. 4). Een samenwerking tussen de twee balken is verkregen door een koppeling metdwarsbalken ter plaatse van de landhoofden en de pijlers. Per brughelft van 12,70 m breedtezijn dan de volgende materiaalhoeveelheden benodigd:? 1350 m3beton voor 1490 m2brugdek, dus 0,90 m3per m2brugdek;? 60 kg wapeningsstaal per m3beton;? 56 voorspankabels, systeem VSL, elk met een werkvoorspankracht van 1250 kN.Aan deze doorsnede zijn helaas ook nadelen verbonden die zijn terug te voeren op het groteverschil tussen het relatief dunne dek van 0,30 m en de massieve balken van gemiddeld 1,60 X2,20 m.Cement XXIX (1977) nr.3 92Bekisting eindveld tot en met koppelbalkFormwork for end span including splicegirderInvoeren van de koelhuizen in het dekFixing the cooling tubes in the bridge deckIn het algemeen geldt voor een relatief dun dek dat het ontstaan van krimpscheuren kan wordenvoorkomen indien binnen enkele dagen na het storten enige voorspanning kan worden aan-gebracht. Deze krimpverkorting in het dek zal worden tegengewerkt door de minder aan krimponderhevige balken rondom, waardoor een trekspanning in het dek zal ontstaan. Dit verschijn-sel wordt bovendien versterkt door de ontwikkelde hydratatiewarmte, die sneller uit het dunnedek wordt afgevoerd dan uit de balken waardoor de balken langer in temperatuur blijven stijgen.Het kritieke punt met het oog op de scheurvorming in het dek wordt bereikt voordat het betonvoldoende sterkte heeft om een zekere voorspanning te kunnen opnemen. Dit wordt mede ver-oorzaakt door de omstandigheid dat het storten van een brughelft ongeveer een etmaal duurt.Getroffen maatregelenTen einde het temperatuurverschil tussen balk en dek tijdens het verhardingsproces in hetgroene beton te beperken tot maximaal 15 ?C, zijn de balken voorzien van een inwendige koe-ling door middel van koelhuizen. Ten behoeve van het storten van de zuidelijke brughelft in juni1976 is het koelwater betrokken van een eenvoudige bronbemaling (temperatuur 7 ?C). Voorhet storten van de noordelijke brughelft, in november 1976, is het koelwater uit de rivier de Markgepompt (temperatuur 8 ?C).Voorts is in een zo vroeg mogelijk stadium een gedeelte van de langsvoorspanning aange-bracht, waarvoor achter de verankeringen een strook is voorgestort.Ter plaatse van de landhoofden en de pijlers zijn de twee langsbalken gekoppeld door dwars-balken. Ten einde trekspanningen ten gevolge van krimp en de daaruit voortvloeiende krimp-scheuren te voorkomen, zijn 'krimpstroken' opengehouden in de dwarsbalken, die na drie maan-den zijn nagestort. De overgang tussen deze 'krimpstroken' en het in zijn geheel gestorte dek ismet de nodige zorg gewapend.TemperatuurverloopIn de ontwerpfase is getracht een inzicht te verkrijgen in het temperatuurverloop tijdens deverharding in de balken en het dek. Een eerste berekening werd uitgevoerd aan de hand vanCUR-rapport nr. 19, methode Schmidt. Naast waarden voor de volumieke massa (2400 kg/m3),soortelijke warmte (0,25 kcal/kg?C), warmtegeleidingsco?ffici?nt (0,15 kcal/mh?C), moestenwaarden worden gekozen voor de adiabatische warmte-ontwikkeling. In figuur 5 is de warmte-Cement XXIX (1977) nr. 3 935Berekend temperatuurverloop zonder koelingCalculated course of temperature withoutcoolingontwikkeling en het berekende temperatuurverloop weergegeven voor een beton met 350 kghoogovencement, klasse A, per m3. De omgevingstemperatuur is gelijk aan de specietempera-tuur aan het begin van het stort. Uit het verloop blijkt dat het dek eerder zal afkoelen en dat nadrie dagen een temperatuurverschil van wellicht t = 25 ?C kan ontstaan.Ten einde meer vertrouwd te raken met het volgen van de temperatuur in het beton, werden bijhet storten van de pijlers temperaturen gemeten. Het desbetreffende onderdeel had afmetingenvan ruwweg 2 X 2 X 2 m3. De gemeten temperaturen zijn weergegeven in figuur 6. Na overlegmet de cementfabrikant is besloten een steiler verloop van de warmte-ontwikkeling aan tehouden. Als oorzaak hiervan wordt opgegeven het kleinere slakgehalte van hoogovencement,klasse A, gedurende de laatste jaren.De conclusie uit de metingen was, dat zonder maatregelen het temperatuurverschil tussen deken balken zeker op zou kunnen lopen tot 25 ?C en dat inderdaad maatregelen moesten wordengetroffen bij het storten van het brugdek.In het bestek was opgenomen dat per balk zes geribbelde koelhuizen 0 20-25 mm zoudenworden aangebracht met een doorstroming van ca. 16 //min. elk (fig. 7). De buizen werdengevoed vanuit het midden van de brug, zodat de lengte ca. 50 m bedroeg.6Gemeten temperatuurverloop in een pijlerMeasured course of temperature in a pier7Plaats van de koelhuizen in de langsbalkPlace of the cooling tubes in the longitudinalgirderCement XXIX (1977) nr.3 948Gemeten temperatuurverloop in het brugdekMeasured course of temperature in thebridge deck9Prognose sterkte-ontwikkelingPrognosis of the strength developmentUitgaande van de veronderstelling dat de koelwatertemperatuur 5?C lager is dan de specie-temperatuur, kan een maximale temperatuurstijging, gemiddeld over de doorsnede van de balk,van t = 13 ?C worden berekend met behulp van onder meer de grafieken van J.Giesecke. Degemeten waarden stemden hier wel mee overeen (fig. 8) en aan het streven naar t < 15 ?Cwas voldaan.Het voorspannenEnkele weken voor het storten van het brugdek zijn verhardingsproeven gedaan op de beton-centrale met het vastgestelde mengsel en onder de omstandigheden die redelijkerwijs tijdenshet storten van het dek waren te verwachten (fig. 9). Aan de hand van de uitslag van deze proe-ven is een gedetailleerd werkplan opgesteld.Vervolgens is aansluitend op het stort de verharding nauwkeurig gevolgd en grafisch weer-gegeven en zijn de tijdstippen voor het aanbrengen van de voorspanning enige tijd van tevorenbepaald. Een en ander is aangegeven in figuur 10.10Gemeten sterkte-ontwikkelingMeasured strength developmentCement XXIX (1977) nr. 3 95Oostelijke pijlerPier on the east sideHet aanbrengen van de eerste 20% voorspanning ?s op een zodanig tijdstip gestart dat bij heteinde van het spannen de vereiste sterkte aanwezig was. De koeling is uitgeschakeld na ca.150 uur, ongeveer samenvallend met het einde van de eerste fase van het voorspannen.Tot slotIn beide brughelften is geen scheurvorming geconstateerd. De gekozen normaaldoorsnede kandus goed worden toegepast, mits tijdens de uitvoering een aantal maatregelen wordt getroffen.Temperatuurstijging in het beton ten gevolge van de vrijkomende hydratatiewarmte kan metbetrekkelijk eenvoudige middelen worden beheerst.Enkele gegevensOpdrachtgever: Gemeente Breda.Ontwerp: Witteveen en Bos, Deventer.Aannemer: Lodewikus Bouwmaatschappij, Raamsdonksveer.De aanbesteding vond plaats op 30 mei 1975.Brug gereed op 1 mei 1977, bouwtijd 21 maanden.Aanneemsom bedraagt 3 188 000 excl. O.B. (?nel. grondwerk).Totaal brugoppervlak: 2980 m2.De bouwkosten voor de brug zelf bedragen ? f 980/m2brugdek, excl. O.B.Literatuur1. CUR-rapport No. 19, 'Temperatuureffecten in zware betonconstructies ten gevolge van dehydratatiewarmte van cement', uitgave Betonvereniging, Zoetermeer.2. J.Giesecke, 'Temperaturfelder in Massenbetonbauwerken infolge Rohrinnenk?hlung und Ober-fl?chenk?hlung', Beton- und Stahlbetonbau nr. 12/1967.Opname tijdens de uitvoeringView on the bridge under constructionCement XXIX (1977) nr.3 96