A r c h i t e c t u u r & o n t w e r pB r u g g e n b o u wcement 2003 3 15De nieuwe brug over het Hollands Diep wordt hetNederlandse hoogtepunt van de hogesnelheidslijn tussenBrussel en Amsterdam. De brug zal dagelijks wordenbekeken door duizenden automobilisten die gebruikma-ken van de drukke A16, 500 m westwaarts parallel aande spoorlijn. Ook parallel, maar ten oosten van de nieuwespoorlijn, ligt de Moerdijkspoorbrug, een vakwerkligger-brug die in gebruik blijft voor lokaal en intercityverkeer.De treinpassagiers reizen daar met veel rustiger snelhe-den dan de 300 km/h van de hsl en zullen kunnen genie-ten van indrukwekkende aanzichten op de nieuwe brugdoor de bestaande lichte vakwerkconstructie.De originele spoorbrug, gebouwd in 1872 en toen-tertijd de langste brug in Europa, werd in 1955 her-bouwd als de huidige vakwerkliggerbrug. DezeMoerdijkspoorbrug met zijn tien gelijke overspan-ningen van 105 m, is mooi van verhouding en pastgoed in het rustige, waterrijke landschap (foto 1).Zijn nabijheid, op slechts 30 m van de nieuwe brug,heeft het ontwerp daarvan op vele manieren be?n-vloed.O n t w e r p c o m p e t i t i eHet schetsontwerp voor de nieuwe brug is het resul-taat van een ontwerpcompetitie die plaatshad in dezomer van 1998 [1, 2]. De projectorganisatie HSL-Zuidhadopdatmomentaleenvolledigontwerpvoorde oeververbinding gereed. Zich de mogelijkhedenvan de plek realiserend, besloot zij drie internatio-nale ontwerpteams uit te nodigen om brugconcep-ten te ontwikkelen en die te laten concurreren methet eigen ontwerp. Het winnende concept zoudaarna het referentie-ontwerp worden in een Design& Construct-contract voor de brug. Er werd echtergeen garantie gegeven dat het ontwerpteam met hetverkozen ontwerp betrokken zou blijven bij hetontwerp van de brug. De ontwerpteams werdendaarom betaald voor hun inzending, zodat HSL-Zuid de rechten kreeg over de voorstellen.Voor architectuurprijsvragen is dit misschien onge-bruikelijk, voor brugontwerpen niet. Dit blijkt weluit een aantal opvallende voorbeelden, namelijk deontwerpcompetities voor de ?resundbrug tussenDenemarken en Zweden in 1993 en, recenter, deStonecutters Bridge in Hong Kong in 2000. Dit warenbeide betaalde competities, waar de opdrachtgeverstelde dat er geen garantie was voor verdere deel-name van de winnaar aan het project. Desondanksnam de eigenaar van de ?resundbrug het winnendeontwerpteam in dienst als zijn brugconsultant bij denavolgende fasen van het project. Het contract datvoor de ?resundbrug werd gebruikt was gelijk aandat van de brug over het Hollands Diep: Design &Construct, gebaseerd op een referentie-ontwerp datvolgde uit een ontwerpcompetitie.Bij de Stonecutters Bridge werd het winnende teamin de latere fasen niet langer betrokken bij hetproject. Het contract zal hier gebaseerd worden opeen Definitief Ontwerp dat gebaseerd is op het com-petitiewinnende ontwerp.HetontwerpvanBenthemCrouwel/Arupwerdgese-lecteerd als referentie-ontwerp in de Design & Con-struct-aanbesteding die op de ontwerpcompetitievolgde. Een interessant kenmerk in de aanbeste-dingsdocumenten die naar de geselecteerde aanne-mers werden verzonden was, dat de aanbieders deSchetsontwerp voor nieuwe hsl-brug bij MoerdijkIN BALANS OVER HETHOLLANDS DIEPJan Benthem, Benthem Crouwel ArchitektenKlaus Falbe Hansen, Arup1 | Blik vanuit de lucht overhet Hollands Diep in derichting van het Eilandvan Dordrecht.Verkeersbrug (links),hsl-brug in aanbouw(midden) en spoorbrug(rechts)foto: Aeroview DickSellenraadoptie kregen om ?f voor een vastgesteld honorariumhet Benthem Crouwel/Arup-team aan te stellen alsontwerpers, of een eigen ontwerper te kiezen en eenbepaald bedrag te betalen aan de oorspronkelijkeontwerpers voor het gebruik van hun ontwerp. Ditbedrag was afhankelijk van de uiteindelijke bouw-kosten van het zichtbare deel van de structuur.Hoewel het ongebruikelijk lijkt, is het een eerlijkemanier om de winnaars van de competitie te ver-goeden voor de werkelijke waarde van hun ont-werpwerk.De opdracht voor de ontwerpcompetitie en de bijge-voegde stukken die in juni 1998 werden verspreid,omvatten onder meer het eigen ontwerp van HSL-Zuid ter informatie en als criterium voor de bouw-kosten. Een aantal tekeningen van de bestaandeMoerdijkspoorbrug was ook bijgevoegd. De start-vergadering werd gevolgd door een locatiebezoekdoor alle deelnemers aan de competitie. Het bezoe-ken van de locatie was vooral waardevol omdat hetduidelijk maakte wat het belang was van het aanzichtop de nieuwe brug vanaf de kruising van de A16 methet Hollands Diep. Ook was er veel waardering voorhet ritme en de lichtheid van de bestaande spoor-brug.O n t w e r p c r i t e r i aHet horizontaal alignement van de brug moest rechtzijn, maar verticaal was er enige keuzevrijheid. Eiswas echter dat de nieuwe brug niet de heldere zicht-lijnen van de bestaande brug zou verstoren. Voor hetverticaal alignement waren er twee alternatieven,namelijk een lage, dicht bij het alignement van debestaande brug, en een hoge, die de hogesnelheids-lijn naar de bovenrand van de bestaande brug tilt.Deontwerpsnelheidvoordespoorwegwas300km/hen de eisen met betrekking tot comfort die bij dezesnelheid horen, stellen strikte eisen aan de con-structieve stijfheid van de brug. Een andere belang-rijke overweging in de keuze van de constructievevorm was de wens om een constructie te maken meteen krachtig silhouet, dat de bestaande brug niet zoudomineren. De bestaande brug moest visueel aan-wezig blijven en de nieuwe brug zou hetzelfde ritmekrijgen. Daarnaast moest het een heldere en simpeleoplossing zijn, die gemakkelijk kon worden begre-pen door de toeschouwer, alsmede een oplossing dieindruk maakt, zonder een te grote focus op de hoofd-overspanning. Een grote hoofdoverspanning zoutotaal ongeschikt zijn voor de locatie, niet alleen uitkostenoverwegingen, maar het zou ook het rustigeritme van de oversteek verstoren.Een aantal oplossingen werd overwogen:? met tuien en een aantal overspanningen;? met liggers;? met bogen onder en boven het spoorniveau;? met raamwerken.Oplossingen met tuien zijn niet geschikt door destringente stijfheidseisen. Ook zouden tuien nieteen heel sterk silhouet cre?ren, omdat ze simpelwegniet te zien zijn vanaf de brug in de A16.Oplossingen met liggers zouden resulteren inliggers van ongeveer 8 m hoog om voldoende stijf-heid te halen om de 105 m te overspannen en daarbijaandecomforteisentevoldoen.Eendergelijkeoplos-sing zou de bestaande brug dus bijna helemaal ver-bergen. Er zou geen relatie zijn, geen spel met debestaande brug anders dan de gemeenschappelijkeoverspanningslengte.Interessantere oplossingen werden ontwikkeld toenwerd gekeken naar bogen en raamwerken, die demogelijkheid gaven de constructie van de boven-bouwbovendepijlersopentemaken.TenslottewerdA r c h i t e c t u u r & o n t w e r pB r u g g e n b o u wcement 2003 3162 | Bestaande spoorbrugfoto: Bob de Ruiter3 | De hsl-brug, gezienvanaf de verkeersbrug inde A16voor een raamwerk gekozen, omdat het een meerdynamische aanblik biedt. In plaats van de rustigvloeiende opeenvolging van een serie bogen, zou debrug met sprongen van pijler naar pijler bewegen.Door de slankere secties en de opening boven depijlerszoudebestaandebrugduidelijkzichtbaarzijnachter de nieuwe en zouden de bruggen elkaarwederzijds versterken (foto 2, fig. 3).C o n s t r u c t i e f o n t w e r pIn het competitieontwerp is gekozen voor een com-posiet bovenbouwconstructie in de vorm van eenstalen kokerligger met daarop een betonnen dek datdient als topflens en als bedding voor de rails, overde volle lengte van de brug. De stalen koker is 4,5 mhoog over de middelste 60 m van elke overspanningen deelt zich vanaf 22,5 m van de opleggingen. Hetbetonnen dek wordt boven de pijlers gedragen dooreen 2,5 m hoge stalen kokerligger, terwijl de belas-ting door de afgebogen delen naar de onderbouwwordt geleid. De geometrie van het dek wordt vooralle tien hoofdoverspanningen herhaald. Het dek iscontinu over de gehele lengte (fig. 4).Onderstaande constructieve afmetingen zijn bepaaldgedurende de korte competitieperiode. Daarbij moetwordenaangetekenddatertoentertijdgeenvolledigedynamischeanalysevandeconstructieisuitgevoerd,maar dat gebruik is gemaakt van gelijkwaardigedoorbuigings- en rotatiecriteria. Dit werd in de op-dracht toegestaan.De 1,2 m brede stalen bovenflenzen van de koker-ligger zijn 40 mm dik. De hellende lijven zijn 35 mmdik en staan aan de bovenkant 6,05 m uit elkaar. Deonderflens is 50 mm dik. De breedte van de onder-flens in een middensectie is 5,6 m en in de 2,5 mhoge doorsnede boven de pijlers 5,8 m. De hellingvan de lijven wordt doorgezet langs de zijkanten vande afgebogen kokers, zodat de breedte van de onder-flens 5,0 m is bij de 4 m lange horizontale doorsnedeter plaatse van de oplegging. De zijkanten van deafgebogen kokers verlopen taps van 4,2 m aan de toptot2maandebodem.Debovenflensvandezekokersis gefacetteerd en bestaat uit drie elkaar snijdendeplatte vlakken. De maximale hoogte van de kokerswaar ze de pijler raken op de hartlijn van de pijler, is3,0 m.Als uit een gedetailleerdere analyse blijkt dat ditnodig is, kan de onderflens in de afgebogen kokersverstijfd worden met beton. De lijven van de stalenkoker krijgen geen langsverstijvingen, alleen dwars-verstijvingen op elke 2,5 m. Verder wordt elke 7,5 meen K-verstijving aangebracht. Volledige tussen-schotten zijn nodig waar de afschuining begint. Detotale hoogte van de bovenbouwconstructie terplaatse van het hart van de pijler is 10,5 m. Dit isgelijk aan de hoogte van de ligger van de bestaandespoorbrug.Het brugdek wordt ondersteund door opleggingenop holle betonnen pijlers die in hoogte vari?ren overde lengte van de brug. De fundering van de pijlersbestaat uit stalen buispalen ? 508 mm, gevuld metbeton.M a t e r i a a l k e u z eDe brug had ook volledig in beton gemaakt kunnenworden, maar om uitvoeringstechnische redenenhad composiet de voorkeur. In de bruggenbouwwordt prefabricage steeds grootschaliger toegepast.Grote eenheden worden onder gunstige fabrieks-omstandigheden gemaakt en vervolgens op pontonsnaar de bouwplaats getransporteerd. Het positione-ren van de delen geschiedt vervolgens met drijvendekranen. Door de aanwezigheid van bruggen aanbeide zijden van de nieuwe brug is de toegankelijk-A r c h i t e c t u u r & o n t w e r pB r u g g e n b o u wcement 2003 3 17Gert-Jan van EckPHZI 15/6/95Gert-Jan van EckPHZI 15/6/95a b c4 | Dwarsdoorsnede (a) enzijaanzicht (b) ter plaat-se van de pijler endwarsdoorsnede in hetmidden van de over-spanning (c)heid van de locatie beperkt. Het was daarom belang-rijk de benodigde kraancapaciteit van de aannemerte reduceren.Aangenomen werd dat het staal gefabriceerd zouworden in twee modules: hamerstukken die op depijlersstaan(45mlang,10,5mhoogen7,25mbreed,met een massa van 500 ton) en tussenstukken (60 mlang, 4,5 m hoog en 7,25 m breed, met een massavan 400 ton).U i t v o e r i n gDebouwmethodehoudtindateersteenaantalpijlerswordt gebouwd met daarop een hamerstuk. Ditwordt gevolgd door het inhijsen en fixeren van detussenstukken. De aannemer heeft deze bouwme-thode overgenomen (zie art. op blz. 49).De brug zoals die wordt gebouwd, ligt dicht bij hetontwerp van Benthem Crouwel/Arup: slechts kleineaanpassingen in de vorm waren nodig om de effi-ci?ntie van de rubber-opleggingen op de pijlers tevergroten. Dit gebeurde door de helling van de zij-kanten van de stalen koker aan te passen, waardoorde afstand tussen de opleggingen kon worden ver-groot en de pijlers konden worden verbreed.Hoewel de winnende aannemerscombinatie HSLDrechtse Steden besloot niet het Benthem Crouwel/Arup-team in dienst te nemen als ontwerper van hetDefinitief Ontwerp, heeft toch een aantal consultsover esthetische aspecten plaatsgehad. Voorbeeldenhiervan zijn de kleur van de afwerklaag van het cor-rosie-beschermingssysteem van het staal en de her-ziene vorm van de pijler door het verbreden ervan.Ook zijn fabricagedetails besproken als deze devisuele aspecten van de brug betroffen. Het wasbelangrijk dat de verbindingen tussen de afgebogenkokers en de langsliggers scherp zouden lijken enniet als afgeronde hoeken. Deze zouden de brugminder dynamisch laten lijken.T e n s l o t t eDeze unieke brug is tot stand gekomen door een ont-werpcombinatie waarvan de partners elkaar ver-sterkten. Visie en vormgeving waren zwaartepuntenvan Benthem Crouwel, terwijl de zwaartepunten vanArup draagconstructie, uitvoering en haalbaarheidwaren. Een cyclisch ontwerpproces met een opencommunicatie heeft geresulteerd in een gebalan-ceerd geheel (fig. 5, foto 6), waarbij beide partnershun expertise hebben ingebracht. sL i t e r a t u u r1.Brug over het Hollandsch Diep. Brochure overde ontwerpcompetitie. Uitgave: Project-organisatie Hogesnelheidslijn-Zuid, januari 1999.2.Koster, Egbert, Vormgeving HSL onzeker.Cement 1999, nr. 6.A r c h i t e c t u u r & o n t w e r pB r u g g e n b o u wcement 2003 3185-6 | Visie en werkelijkheid