C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gBr uggenbou w38 cement 2007 5De zesde brug over de Seine inRouen is het centrale onderdeelvan een nieuwe verbinding tussende zuidelijke snelweg A13 en denoordelijke A150. De eersteplannen voor deze verbindingdateren al van 1972. Vooral hetvaststellen van het definitievetrac? nam lange tijd in beslag. Ineen periode van dertig jaar schoofde verbinding zo op van het stads-centrum naar de stadsgrens.B e w e e g b a r e b r u gToen het trac? eenmaal was vast-gesteld en de beslissing om deverbinding aan te leggen wasgenomen, werd al snel geopteerdvoor een brug. Een tunnel wasnamelijk een veel te dure oplos-sing; bovendien zou deze op eenbehoorlijke diepte moeten wordenaangelegd, wat ook voor de aan-sluitende wegen ingrijpendegevolgen zou hebben.Een lage vaste brug, verreweg degoedkoopste oplossing, zou descheepvaart teveel beperkingenopleggen. Een hoge vaste brugdaarentegen, met bijgevolg zeeromvangrijke toeritconstructies,maakt een harmonieuze inpassingin de omgeving vrijwel onmoge-lijk.Een beweegbare brug bleefdaarom als enige redelijke oplos-sing over. Binnen randvoorwaar-den als een maximale overspan-ning van 120 m, een zoveelmogelijk ongehinderde doorstro-ming van de Seine ?n een recrea-tieve ontwikkeling van de oevers,bleek uiteindelijk een hefbrug demeest acceptabele oeververbin-ding.Omdat de nieuwe brug een flinkeimpact op de omgeving zouhebben, besloten de opdrachtge-vers tot een ontwerpwedstrijd, omzo technisch en architectonischcreatieve oplossingen te stimule-ren. Uit vier inzendingen werd op23 december 1999 het winnendeontwerp gekozen.R a n d v o o r w a a r d e nGeen van de vijf reeds bestaandebruggen legt de rivierdoorstro-ming beperkingen op. Bepalendvoor de scheepvaart is de brug`Guillaume le Conqu?rant'. Hetprogramma van eisen voor denieuwe hefbrug is voornamelijkop de afmetingen van deze bruggebaseerd:? minimum navigatieruimte van86 m;? in dichte stand ongehinderderivierdoorstroming enminimum doorvaarthoogte van7 m;? in compleet open stand eendoorvaarthoogte van 55 m;? opneembare aanvaarbelastingop de pijlers van 4000 ton op7 m hoogte;? individueel te openen hefdelen;? complete rijbaan in ??n richtingper hefdeel, inclusief drie rij-stroken en een trottoir.Maar bovenal mochten de pijlersde waterdoorstroming, in het bij-zonder tijdens vloed, op geenenkele manier belemmeren. Eenandere complicerende factor washet feit dat het brugtrac? de rivierschuin kruist, in een hoek van 78?ten opzichte van de rivieras. Eenverdraaiing van de pijlers tenopzichte van de brugas, endaarmee van de pilonen, was daar-door onvermijdelijk.O n t w e r pAanvankelijk zijn verschillende`wilde' brugontwerpen voorgedra-gen. E?n daarvan was een uittwee liggers bestaande `hang-brug', waarbij het dek was opge-hangen aan een V-vormige mast,die over een tandrad met een dia-meter van ?25 m zijdelings konwegdraaien. Een ander idee wasDe zesde SeinebrugVanaf eind 2007 zal een bijzondere hefbrug het Franse Rouen ontlasten vanhet snelwegverkeer, dat tot dan door het centrum van de stad heen loopt. Dehefbrug hangt in een ingenieus kabelsysteem dat aan vier betonnen pilonen isbevestigd (foto 1). De twee hefdelen blijven tijdens het openen van de brughorizontaal dankzij een ingenieus kabelsysteem in een vlindervormige staal-constructie die bovenop de pilonen rust. Voor het technisch ontwerp van debrug werd een prestigieuze Franse ingenieursprijs toegekend.1 |Het hart van de zesdeSeinebrug in Rouenwordt gevormd door eenhefbrugC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gBr uggenb ou wcement 2007 5 39adf g heb ceen uit twee helften bestaande,bascule boogbrug. De ontwerp-wedstrijd beperkte zich uiteinde-lijk tot hefbruggen, onder meervanwege veiligheidsredenen entoegankelijkheid bij onderhoud.Dit laatste resulteerde in de rand-voorwaarde van twee onafhanke-lijk van elkaar te manoeuvrerenbrugdekken, waardoor hetverkeer in periodes van onder-houd altijd doorgang zou kunnenvinden.Vervolgens was het een grote uit-daging de noodzakelijke pilonen,met een hoogte van ongeveer80 m, in het landschap in tepassen. Daarbij moest het volumevan de pilonen zo klein mogelijkworden gehouden. Het meest tra-ditionele, eerste ontwerp ging uitvan 2 x 4 pilonen (fig. 2a); vol-gende verfijningen betroffen hetsamenvoegen van pilonen (fig. 2b)en het aanbrengen van eendwarse koppelbalk (fig. 2c). Deimpact op de omgeving bleef inalle gevallen groot.Ook de schuine overspanning tenopzichte van de rivier vormde bijdeze eerste ontwerpschetsen eenflink probleem. Door de pijlersevenwijdig aan de stroomrichtingte positioneren, werd een schevebrugophanging gecre?erd, metcomplexe technische en architec-tonische opgaven als gevolg. Datbracht uiteindelijk de oplossing inde richting van een centrale,enkel- dan wel dubbelvoudigepiloon (fig. 2d t.m. 2h). Hier evo-lueerden de idee?n aanvankelijkvan gelijktijdig heffen van beidebrugdelen (fig. 2d) naar onafhan-kelijk heffen (fig. 2e). De wens debrugdelen direct aan de kabels tekunnen heffen, resulteerde in eenverbreding aan de top (fig. 2f).De zoektocht ging echter voortnaar een ontwerp waarbij delengte van de uitkraging beperktkon blijven door ??n ophangpuntper hefdeel te cre?ren, en welexact in de zwaartelijn. Zo ont-stond een C-vormig brugdeel(fig. 2g), waarmee echter wel eennieuw constructieonderdeel werdge?ntroduceerd. Uiteindelijk werdgekozen voor het principe mettwee onder een flauwe hellinghangende kabelbundels (fig. 2h).Ook werd de centrale piloon opge-deeld in twee holle kokers, zodatde massieve aanblik werd geredu-ceerd. Bovendien kon zo de toe-gankelijkheid tot de contragewich-ten en bekabeling en onderhoudworden bevorderd.De afmetingen van de hollekokers zijn bepaald door degrootte van de katrollen, maar ook2 |Ontwerpevolutie van dehefbrugC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gBr uggenbou w40 cement 2007 5GGGabcas van de kabels650 ton1300 toncontragewicht475 tonlier175 tonvlak650 tondoor de grootte van het contrage-wicht. De kokers zijn 4,35 mbreed en 9,5 m lang en hebbeneen pseudo-elliptische vorm.V l i n d e r sDe top van de pilonen heeft degrootste invloed op het architecto-nische concept. Om een lichteconstructie te maken die goed inde maritieme omgeving past, is alsnel gekozen voor een overgangvan de betonnen pilonen naar eenstaalconstructie waarin alle kabelshangen. Om deze tevens zo kleinmogelijk te houden, is beslotenalle bewegende delen buiten deconstructie te plaatsen. De katrol-len zijn daarmee zichtbaar voorhet bedienend personeel. Tegelijkrefereert dit beeld aan het werkenin de haven.De staalconstructie is zo ontwor-pen dat deze alleen verticaal belastwordt. Dat is mogelijk dankzij eensysteem waarin de contragewich-ten van de piloon stroomafwaartszijn verbonden met de kabels vanhet hefdeel stroomopwaarts envice versa. Dankzij een slimmekeuze voor de tussenruimtetussen de pilonen en de positione-ring van de katrollen, staat dedraagarm van de katrollen die hethefdeel dragen op de middellijnvan de hoek gevormd door dekabels, met het hefdeel aan de enekant en de katrol van het contra-gewicht aan de andere (fig. 3).Ook de draagarm van de katrollenwaaraan het contragewicht hangtis zo bevestigd dat deze op demiddellijn van de hoek van dekabel tussen contragewicht enkatrol van het hefdeel staat. Degekozen geometrie resulteert opde top van de betonnen pilonen,waar de stalen draagarmensamenkomen, in een zuiver verti-cale belasting.Drie gesloten vlindervormendragen daarmee het gehele kabel-werk op de kop van elk paarpilonen. Dat beperkt de normaal-krachten in de verschillende ele-menten tot 600 ton. Hierdoor washet mogelijk de doorsnede van destalen buizen te beperken tot1,00 m. Door het toevoegen vantwee driehoekige platen, kregendeze bovendien een pseudo-coni-sche vorm.H e f d e e lHet hefdeel moest zo licht moge-lijk zijn, met name om de kostenvan kabels en constructie te beper-ken. Normaalgesproken kiest menbij een hefbrug dan voor zijbal-ken, maar dat levert geen esthe-tisch geheel op. Ten tijde van deontwerpwedstrijd werd gekozenvoor een model met een kleinekoker centraal onder de rijweg enhet trottoir buiten de kabelshangend. Het hijspunt (fig. 4a) zitdan echter niet recht boven hetzwaartepunt van het hefdeel (fig.4b). Daarom is de koker zijwaartsverschoven, met een asymme-trisch profiel als gevolg (fig. 4c).Omdat het trottoirdeel maar een3 |Ingenieus evenwicht inde top zorgt uiteindelijkvoor zuiver verticalebelasting in de pilonen4 |Asymmetrische kokerlig-ger maakt horizontaalhijsen mogelijkC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gBr uggenb ou wcement 2007 5 41beperkt gewicht heeft, leverde ditechter geen problemen op.De koker onder de brug heeft eenhoogte van 3,50 m, dat is meerdan vereist voor een overspan-ning van 120 m. De grotere door-snede en daarmee grotere stijf-heid beperkt het risico optrillingen in de brug. Het hefdeelis namelijk statisch bepaald endaardoor erg gevoelig voor dyna-mische belastingen.P i j l e r sDe ontwerpopgave bij de pijlerszat voornamelijk in het afstem-men van het stroomprofiel van derivier en het mechanicasysteemvan de brug. Dankzij een bredeelliptische basis kan de pijlerstootbelasting van schepenopnemen. De centrale pijlerdraagt de twee pilonen, die even-wijdig aan de langsas van de brugzijn geplaatst (foto 5). De pilonenstaan dus schuin op de pijler. Omde pijlers niet onnodig breed tehoeven maken en daarmee dedoorstroming van de Seine nietverder te blokkeren, zijn de aan-bruggen ontworpen met schoor-staande kolommen.De betonnen pijlers zelf stekeneen meter boven de kade uit enook bij (extreem) hoge waterstan-den steken deze nog enkele deci-meters uit boven het wateropper-vlak. Hierdoor neemt debetonnen pijler bij botsingen inalle gevallen de grootste belastingop, en niet de stalen schoren. Alsextra buffer is een kooi metstenen aan beide zijden van debrug aangebracht.A a n b r u g g e nTwee aanbruggen leiden naar dehefbrug, ??n van 145 m lengte inhet noorden en ??n van 404 m inhet zuiden. De aanbruggen zijnuiterlijk gelijk aan de hefbrug,maar bij kruisingen met hetspoor is de hoogte van de kokerverkleind. De hoogte van de aan-bruggen neemt naar de hefbrugtoe lineair af, zodat een goedeaansluiting op de hefdelen is ver-kregen. Ook de elliptische pijlersvan de aanbruggen zijn zo kleinmogelijk gehouden om hetrivierverkeer niet te hinderen.De afstanden tussen de verschil-lende pijlers vari?ren met hetoog op de veranderende hoogtevan de aanbruggen van 39,45 mtot 71,99 m. nProjectgegevensopdrachtgever:Minist?re de l'Equipement, des Trans-ports, du Logement et de la Merdirectie:DDE de Seine-Maritimeontwerp:Groupement Arcadis, Michel Virlo-geux, Aymeric Zublena, Eurodim etSerfaannemer:Groupement Quille, Eiffage TP, Eiffel etVictor Buyck5 |Pilonen staan gedraaidop de pijler door scheefkruisen van de rivier