W a a r o m d e z e b r u gDe Eilandbrug is de derde brug over de IJssel bijKampen. De eerste brug is de Stadsbrug, waarvan deeerste versie in 1448 in gebruik werd genomen. Dehuidige versie is een vernieuwde brug die eind 1999gereedkwam, als vervanger van de krakkemikkigebrug die na de oorlog was opgebouwd. De tweedebrug is de Molenbrug uit 1983. Deze stalen tuibrugligt in de voormalige route voor het doorgaandeverkeer vanaf Zwolle richting Emmeloord, via IJssel-muiden.De Eilandbrug vormt een onderdeel van rijksweg 50,gedeelte Kampen ? Ramspol, gelegen langs de west-zijde van de oude Hanzestad (fig. 1 en 2).Hettrac?vandezewegisalin1968vastgesteld.Rijks-waterstaat koos ervoor om eerst rijksweg 32 Meppel -Heerenveen aan te leggen, als hoofdroute naar denoordelijkeprovincies.Dooreeninvesteringsimpulsvan de regering kwam in 1993 de N50 in beeld, medeomdat het trac? al was vastgesteld en planologischingepast. Bovendien zou het de verkeerssituatie inde gemeente Kampen verlichten.Gekozen werd voor een enkelbaans autoweg, metongelijkvloerse kruisingen. Op termijn is de weguit te breiden tot een tweebaans autosnelweg, mettwee rijstroken en een vluchtstrook per rijrichting.Fiets- en voetpaden zijn niet nodig langs dit wegge-deelte.De kruising van de N50 met de rivier ligt stroomaf-waarts, ten noorden van Kampen. Het stadsbestuurwas voorstander van een tunnel onder de IJssel. Viaeen variantenstudie zijn alle relevante aspecten inbeeld gebracht. Rijkswaterstaat koos echter voor eenbrug met een beweegbaar gedeelte, omdat een brugcirca 15 miljoen Euro goedkoper was dan een tunnel.De gemeente was het niet eens met deze keuze enheeft lange tijd geprobeerd een tunnel af te dwingen.Vandaar dat de aanbesteding van de brug pas in april2000 kon plaatshebben.B r u g o n t w e r pTer hoogte van de brug is het bevaarbare gedeeltevan de IJssel circa 180 m breed. In de buitenbochtligt het diepe gedeelte, bestemd voor vrachtschepen/beroepsvaart. In de binnenbocht zijn stroomsnel-heidendieptegeringer.Hierligtdebeweegbarebrugvoor de passage van hoge schepen, vooral oude zeil-schepen van de zogenaamde `bruine vloot'. De vaar-geul door de beweegbare brug zal op voldoendediepte worden gehouden. Beide vaargeulen zijn vanelkaar gescheiden door een strekdam van 130 m.De IJssel heeft naast het bevaarbare gedeelte, hetzogenaamde zomerbed, uiterwaarden die bij groterivierafvoeren onder water komen te staan. Debreedte van de rivier tussen de winterdijken wisselten bedraagt ter plaatse van de brug circa 325 m.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 110Nieuwe IJsselverbinding: de Eilandbrugir. C.P.M. Kuilboer, Bouwdienst Rijkswaterstaat, TilburgAan elk ontwerp van een constructie zit een voorgeschiedenis vast en de nodige rand-voorwaarden. Voor de Eilandbrug was dat niet anders. Tijdens de voorbereiding vanhet ontwerp zijn keuzemogelijkheden aangedragen. Elke ontwerpkeuze moest wor-den vormgegeven en architect Hans van Heeswijk heeft dat als vormgevingsadviseurin een uitstekende samenwerking buitengewoon goed ingevuld. In het eerste artikelover deze brug wordt het vormgevend ontwerp toegelicht; de technische ontwerp-aspecten komen hier aan de orde. Het ontwerp is gemaakt door de Bouwdienst vanRijkswaterstaat, in opdracht van Rijkswaterstaat directie Oost-Nederland, die verant-woordelijk is voor de aanleg en het beheer van dit wegenproject.1 | Situatie Eilandbrug inz'n directe omgeving2 | Artist Impression uit1998MODERNETOEGANGSPOORTTOT KAMPENAlle vaste bruggen over de Nederlandse rivierenmoeten een doorvaarthoogte hebben van 9,10 mboven de hoogste waterstand. Deze brug heeft veelmeer doorvaarthoogte en ligt hoog genoeg omruimte te geven aan zeilschepen tot 14 m hoogte(foto 3), zodat de beweegbare brug minder vaakgeopend hoeft te worden.De aardebanen waarop de N50 wordt aangelegd,beginnen al buiten de winterdijken en hebben eenkoptalud met een helling van 1:2. Van landhoofd totlandhoofd is de totale lengte van de brug 412 m.De breedte tussen de geleiderails bedraagt 13 m.Deze breedte is gekozen om bij een toekomstigeautosnelwegsituatie voldoende ruimte te hebben om? bij onderhoud ? al het verkeer via 2 x 2 versmalderijstroken over ??n baan te laten rijden.De totale brugbreedte wordt verder bepaald door hetruimtebeslag van de tuiverankeringen in de bermen.Om esthetische redenen is deze breedte over degehele lengte gelijkgehouden en bedraagt 18,78 m.De basculebrug deelt de Eilandbrug in twe?en: aande noordzijde het tuibruggedeelte en aan de zuid-zijde de aanbrug boven de uiterwaard.De aanbrug, circa 140 m lang, bestaat uit drie over-spanningen.Depijlerszijn,evenalsdeanderesteun-punten, van ter plaatse gestort beton en gefundeerdop geprefabriceerde voorgespannen betonpalen 0,45x 0,45 m2. Het brugdek is van voorgespannen beton,dik 1,25 m, ter plaatse gestort op een tijdelijke be-kisting. Om gewicht te besparen zijn sparingbuizen? 0,90 m opgenomen en de dikte neemt af naar derand toe. De toegepaste sterkteklasse van het betonis B 65.De beweegbare brug, doorvaartbreedte 20 m, is ge-heel van staal en wordt opengeduwd met twee grotehydraulische cilinders. Openen en sluiten duurttwee minuten. De brugbediening gebeurt op afstandvanaf de Ramspolbrug. Het contragewicht is achterde basculepijler in de open lucht opgehangen. Dezebijzondere vormgeving is mogelijk door de hogeligging van de brug, waardoor het contragewichtaltijd boven water zal blijven. In de basculepijler is,verdeeld over drie etages, de gehele bewegingsin-stallatie ondergebracht. Deze ruimtes zijn voorzienvan glaswanden. De gebruikelijke basculekelder konhierdoor achterwege blijven (foto 4), wat niet alleeneen opener constructie geeft, maar ook een gunstigeffect heeft op het afstroomprofiel van de rivier.T u i b r u g g e d e e l t eVanafdebeweegbarebrugresteertaandenoordzijdeeen bruglengte van circa 240 m. De vaargeul bepaaltde hoofdoverspanning van minimaal 130 m. De aan-wezigheid van de beweegbare brug maakt een sym-metrische constructievorm onmogelijk. Gekeken isnaar enkele mogelijke oplossingen voor een brug-constructie.Een liggerconstructie met verlopende hoogte heeftzeer veel constructiehoogte nodig. De kokerligger-afmetingen zijn vergelijkbaar met een uitbouwbrugmet een hoofdoverspanning van 260 m.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 1 113 | Aanzicht brug metaanzienlijke doorvaart-hoogtefoto: Nathalie Mietes4 | Basculebrug zonderkelder, met vrij contra-gewichtfoto: Nathalie MietesEen brugdek dat aan beide randen aan kabels is op-gehangen, vraagt veel minder constructiehoogte. Dewinst is ongeveer 3,50 m, wat vooral een besparingin de aardebanen oplevert. Vandaar de keuze vooreen tuibrug.Met een boogbrug ontstaat eveneens een aan kabelsopgehangen brugdek, maar een dergelijke brug isrelatief duur en enigszins gedateerd.Debruglengtevan240miszooptimaalmogelijkver-deeld in een hoofdoverspanning van 150 m en eenzijoverspanning van 90 m, samen vormend eenasymmetrische tuibrug (foto 5). Op het uiteinde vande zijoverspanning is een groot contragewicht aan-wezig om evenwicht te maken met het gewicht vande hoofdoverspanning. In dit contragewicht zijn deachtertuien verankerd.Hans van Heeswijk wilde het dragen van de hoofd-overspanning benadrukken door een A-vormigepyloon, die in spreidstand over het brugdek staat enachteroverhelt.Voordedraagwerkingmaakthetnietuit of de stand van de pyloon iets afwijkt van een ver-ticale positie: de hoofdoverspanning wordt metkabels aan de top van de pyloon opgehangen en dezepyloontop wordt op zijn plaats gehouden door ach-tertuien. Het levert echter wel een mooi beeld op.Door de beide pyloonpoten om hun as te roteren,komen ze in de top dicht bij elkaar. Een betonplaat,met een hoogte van 12,85 m en een dikte vari?rendvan 0,73 m via 2 m naar 1,25 m, vormt de verbindingen hierin worden de tuikabels verankerd. De hoogtevan dit ankerblok wordt bepaald door de 2 x 9 kabelswaaraan de hoofdoverspanning wordt opgehangen.Bij meer kabels nemen de afmetingen van het anker-blok behoorlijk toe, wat niet ten goede komt aan deesthetica (foto 6).Bij de 9 tuien aan weerszijden is de hart-op-hartafstand langs het brugdek 14,50 m. Het gewicht datper tuikabel moet worden opgenomen, leidt tot rede-lijke kabelafmetingen. Op deze wijze is de vormge-ving van het tuibruggedeelte ontstaan.S t a a l - b e t o nIn het voorontwerp is vervolgens de hoofdoverspan-ning bestudeerd. Er moest gekozen worden tussenstaal-beton of beton. De prijsverschillen tussen devarianten waren niet groot. Het nadeel van de beton-variant was dat het gewicht per m2iets groter was,waardoor de afmetingen van onder meer het con-tragewicht, de tuien en het ankerblok in de pyloon-top groter moesten worden.Het uitbouwen van stalen secties van 14,50 m,waarop betonnen rijdekplaten worden gelegd, leekaantrekkelijker. Daarom is de staal-betonvariant uit-gewerkt tot besteksontwerp. De zijoverspanningtussen het tuibruggedeelte en het contragewicht isniet gemaakt in staal-beton, omdat een ter plaatsegestorte voorgespannen betonplaat goedkoper was.De dwarsdoorsnede is gelijk aan het brugdek van deaanbrug. Er is ??n tussensteunpunt.Bij toepassing van staal-beton in een tuibrug is eencomplicerende factor dat de normaalkracht in degezamenlijke doorsnede zich gaat herverdelen in detijd. De normaalkracht in het betondeel neemt afdoor krimp en kruip, waardoor de drukspanning inhet staaldeel toeneemt. Dit effect is zo klein moge-lijk gehouden door prefab betonplaten voor teschrijven, die een ouderdom hebben van minimaal3 maanden. De vereiste sterkteklasse is B 65.Het betondek dat buiten de hoofdliggers valt, isgestort op de bovenflens, die mede wordt onder-steund door de overstekken (foto 7). Dit beton moestminimaal 8 weken oud zijn op het moment vaninbouwen. Daarom is dit beton op de secties gestortA 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 1125 | Slanke asymmetrischetuibrugfoto: Nathalie Mietes6 | Ankerblok tuien indefinitieve verschij-ningsvormfoto: Klaas Laanvoordat ze getransporteerd werden naar de bouw-plaats (zie het artikel op blz. 26).Het ophangen van het staal-betonnen brugdekgebeurt niet rechtstreeks aan de stalen hoofdliggers.Tussen de overstekken van twee stalen dwarsdragerszijn de spanverankeringen onder het brugdek ge-plaatst en de kabelkrachten worden door twee even-wijdige staalplaten in de constructie ingevoerd. Doordeze constructieve keuze liggen de hoofdliggers watnaar binnen. De overstekken hebben een verlopendehoogte en eindigen in een buis, waarover in de toe-komst een verfwagen kan lopen. De brug zal nietworden uitgerust met zo'n verfwagen.B e r e k e n i n g s g r o n d s l a g e nEen tuibrug is een bijzondere constructie, waarvoorde algemeen geldende ontwerpvoorschriften nietgeheel toereikend zijn. Daarom is een `Nota Bereke-ningsgrondslagen' opgesteld waarin de afsprakenzijn vastgelegd omtrent de aan te houden belastin-gen en belastingscombinaties, alsmede de te stellensterkte- en stijfheidseisen.Het voert te ver om hier uitgebreid op in te gaan.Daarom slechts ??n voorbeeld: als bijzondere belas-tingsituatie is gedefinieerd dat een willekeurige tui-kabel in zijn geheel verwijderd en vervangen moetkunnen worden, terwijl er nog beperkt verkeer op debrug mogelijk is. Deze situatie is met name vanbelang voor de wapeningsberekeningen van hetankerblok en het betonnen brugdek, alsmede voorde stalen hoofdliggers. Om deze situatie naast alleandere belastingscombinaties goed te kunnen ana-lyseren, is een 3-D EEM-rekenmodel gebruikt.Dankzij de computer was het mogelijk om de maat-gevende wapeningsmomenten uit te sorteren en debenodigde wapening te bepalen. Dat was overigensontzettend veel werk.H e t b e s t e kDe vorm van alle onderdelen, alsmede de plaats vande stortnaden, is vastgelegd op de bestekstekenin-gen. De betonberekeningen van de definitieve con-structie zijn afgerond en in wapeningsschetsen vast-gelegd. Tot de verplichtingen van de aannemerhoorde het maken van detailtekeningen.Om de juiste bestekseisen ten aanzien van bouw-volgorde van de tuibrug te kunnen bepalen, is eenglobale uitbouwberekening gemaakt met het staaf-werkprogramma Bridges. Met dit programma kaneenconstructiestapsgewijswordensamengebouwd,waarbij per stap alle krachten en vervormingenworden berekend.De tijdelijke belastingen die hulpconstructies uitoe-fenenbijhetaanbrengenvandebrugonderdelenzijnzeer bepalend voor al die tussenresultaten. Omdatde wijze van aanbrengen, inclusief de benodigdehulpconstructies ter keuze van de aannemer zijn,moest deze zelf de uitbouwberekening verzorgen(zie het artikel op blz. 22).Het bestek voor de gehele brug, inclusief installaties,is gegoten in de RAW-vorm en diende te worden uit-gevoerdonderKwaliteitsborging.Hetbestekisopen-baar aanbesteed met voorselectie. Naast de geschikt-heideisen voor de hoofdaannemer waren er ookeisen gesteld aan de eventuele onderaannemers voorde diverse disciplines. Er was geen beperking gesteldop het aantal uit te nodigen gegadigden. Het werk isgegund aan de laagste inschrijver: staalconstructie-bedrijf Hollandia.ProjectgegevensOpdrachtgever:Rijkswaterstaat, directie Oost NederlandOntwerp:Bouwdienst Rijkswaterstaat en Hans van HeeswijkHoofdaannemer:Hollandia BVCiviele werken:Combinatie Hegeman-StruktonTuikabels:Dywidag Systems Int.Bouwsom: EURO 25 miljoen (incl. BTW)V e r v o l gIn het deel Constructie & Uitvoering wordt aandachtbesteed aan de constructieve uitwerking en realisa-tie van de brug.C D R O MBij deze uitgave van Cement vindt de lezer een CDROM van de Rijkswaterstaat die geheel gewijd is aande bouw van de Eilandbrug. Een moderne vorm vankennisoverdracht die zeer de moeite waard is omkennis van te nemen. RedactieA 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 1 137 | Onderaanzicht sectiemet iets terugliggendehoofdliggersfoto: Rijkswaterstaat