BRUGGENBOUWOPVALLENDTECHNISCHCONCEPT VOORMAASBRUG BIJHEIJEN?r.G.Chr.Bouquet. Rijkswaterstaat Directie Bruggen VoorburgGrote rivierbruggen van beton zijn dikwijlsvarianten op een bekend concept. Zo niet deI---~~~~--,-~~~~---'brug over de Oude Maas bij Heijen. De stalenbuispalen voor de onderbouw, op staalgefundeerd en de geprefabriceerde bovenbouwvormen een opvallend technisch concept. Aande beschrijving zijn enkele leerzame ervaringengekoppeld.OnderbouwVoor een deel zijn de pijlers van dezebrug op staal gefundeerd, waarbij vooreen enkele een grondverbetering moestworden toegepast. De meeste pijlersstaanop een paalfundering. Op het landbestaan de paalfunderingen uit voorge-spannen betonpalen, v?erkant 0,40 m.Voor de pijlers in de Oude Maasarm, dievoor het scheepvaartverkeer is afgeslo-ten, was aanvankelijk aan diezelfde pa-len gedacht, voorzien van een sloofwaarop de pijlers rusten.Naderhand is op esthetische grondenbesloten deze steunpunten in hun ge-heel op te bouwen uit stalen buispalenvan gelijke diameter als de ronde pijler-kolommenvande steunpuntenin de ui-terwaarden. De reden daartoe was, datde afdeksloveninde OudeMaasarmbo-ven stuwpeil,zouden uitsteken en datmendevoorkeur gafaaneen brugwaar-van alle tussensteunpunten visueelidentiek zouden zijn.ment 1983, nr.6 reeds een artikel gepu-bliceerd. Nu aandacht voor enkele spe-cifieke aspecten van de tweede brug, dieeen lengte heeft van 400 m" verdeeldover 12 overspanningen (fig. 2).Algemene beschrijvingbrugontwerpDe nieuwe Rijksweg 77, toekomstigeverbinding tussen Rijksweg 73 en de'Links-RheinischeAutobahn',wordtterhoogte van Boxmeer over de Maas ge-leiden,evenverderop,bij HeijenoverdeOude Maasarm (fig. 1). Deze OudeMaasarm is ontstaan, nadat er eenbochtafsnijding had plaatsgevonden.Over de brug bij Boxmeer werd in Ce-1 Situatie van de brug over de OudeMaas bij HeijenB"ij Heijen kwam over de Oude? Maasarm een brug tot stand,waarover mer een beknopte be-schrijv?ng volgt. Het artikel is beperkttot een aantal bijzonderheden die type-rend zijn voor het brugontwerp.Bijzondere ?andacht wordt besteed aandr?e deelonderwerpen:- de betontechnologische aspecten bijde uitvoering van de onderbouw. Opgrond van de ervaringen van RWS-di-rectie Bruggen enkele aanbevelingen.- de toepassing vanstalen buispalen metde gecombineerde functies van fUnde-~=========:=:=~=~ ringspaal en pijlerschacht.- de optim.alis:l;tie van de geprefa.bri-ceerde bovenbouwconstructie.42 Cement 1986 nr. 1Rv =5564921-lil Ji\ NAP.--- ~-------------------- ----ST EN PALEN 1200BOXMEER\\ J II _.1.1:_.- _l.! -_ .1?_ 1-+ _ _ I ..... _ _ " __ - _IJ - - ~I - - [.jO. - - . - ~----~-DUITSLAND ..2 Langsdoorsnede en bovenaanzicht3Twee in beschouwing genomenvakwerkanalogie?n voor deoplegbalk4 Wapening oplegbalk5 Fasering in de uitvoering van deoplegbalk, ter beperking vanscheurvorming door krimpO:Pv0.65 PPr'Si~0,20,1 '"iIIfOptitnaliseringvan de bovenbouwVoor dit brugproject werd studie ver-richt ter reducering van de bouwkosten.Een niet onbelangrijk gedeelte van debouwkosten heeft betrekking op de bo~venbouw. Door Schokbetonzijn de ver-schillende uitvoeringsmogelijkhedenvoor de bovenbouwconstructie onder-zocht.Deze fabriek levert vier brugsystemen,achtereenvolgens: SNP, ZIP-TRA, SDKen SKK. Eind vorigjaar is daar nog hetVIP-systeem aan toegevoegd. De ge-schematiseerde dwarsdoorsneden vandeze systemen zijn weergegeven in fi-guur 12.In de ontwikkeling van geprefabriceer-de brugdekken is een duidelijke lijnherkenbaar, gericht op achtereenvol-gens:- reductie werkzaamhedenop de bouw-plaats, dus verhoging bouwsnelheid;- reducering van de constructiehoogte;- reducering van het materiaal per m2brugdek;- met de introductie van het VIP-sys-teem bovendien het vergroten van deoverspanningsmogelijkheden.Ter verduidelijking wordt opgemerkt,dat bij de systemen SNP, ZIP-TRA enVIP ter plaatse een druklaag wordt aan-gebracht. Dat hoeft niet bij de systemenSDK en SKK. Na montage van dezecontactbalken behoeft in het werk al-leen een dwarsvoorspanning te wordenaangebracht. De constructiehoogte bijde laatstgenoemde systemen is mini-maal, daar het eigen gewicht binnen deaanwezige constructiehoogte kan wor-den weggespannen.Een lage constructiehoogte is vooralvanbelang methetoog ophetverkeer onderde brug. Danmoettevens rekeningwor-den gehouden met een aanzienlijkestootbelasting. Bij toenemende over-spanning is het van belang het eigen ge-wicht van de constructie zo laag moge-lijk te houden. De toename van het ge-wicht in relatie tot de overspannings-lengte kan worden afgelezen in figuur13. Afhankelijk van de gewenste over-spanning kan ??n van de systemen wor-den gekozen.Relatie overspanning en hart ophart-afstanden liggersBij het onderhavige project bedraagt deoverspanning meer dan 30 m. Voor deze'uiterwaardenbrug' was de constructie-hoogte van weinig belang. Door hetontbreken van onderdoorgaand verkeerbehoefde niet op stootbelasting te wor-den gerekend. Voorts was er tijdens debouw geen sprake van hinder voor hetdoorgaande verkeer, en dus was de eisvan zeer korte bouwtijd minder rele-vant. Het lag daarom voor de hand tekiezen voor het ZIP-TRA-systeem.Uit figuur 13 blijkt dat een brugdekovereenkomstig dit systeem gewoonlijkwordt opgebouwd uit voorgespannenZIP-balken, hart op hart 1,20 m. De on-derflens van deze balken is 1,18 m breed,zodat eventuele stootkrachten door hetonderdoorgaande verkeer goed kunnenworden opgenomen. De randbalk zal indergelijke gevallen van het TRA-typezijn. Einddwarsdrager en rijvloer wor-den in het werk gestort. Aan de boven-zijde zijn debalken voorzien van uitste-kende beugels ter opneming van deschuifkrachten tussen de voorgespan-nen balken enhet terplaatse op een ver-loren bekisting gestorte rijdek van ge-wapend beton.Wanneer stootbelasting als gevolg vanonderdoorgaand verkeer is uitgesloten,kunnen de ZIP-balken verder uit elkaarworden geplaatst, dan wel de onder-flensbreedte worden versmald. Voor ditproject zijn de volgende parameters on-derzocht.- versmallen onderflensbreedte- vergroten hart op hart-afstand van debalken- vergroten aantal velden, c.q. verklei-nen van de overspanning.Om met de laatste parameter te begin-nen, wordt uit figuur 13 duidelijkdatdeoverspanning een bepalende invloedheeft op het materiaalverbruik per m2?Dit levert eveneens een duidelijke kos-tenindicatie.Bij het kostenonderzoek is de ca. 400 mlange brug verdeeld in:- 12 velden van 33,300 m, balklengte32,80m- 11 velden van 36,330 m, balklengte35,80 m- 10 velden van 39,960 m, balklengte39,50 m.Bij deze overspanningen is de onderlin-ge afstand van de balken gesteldop resp.1200, 1400, 1600, 1800, 2000 en 2200mmoBij het verder uit elkaar plaatsen van debalken moet het brugdek zwaarderworden uitgevoerd, bijvoorbeeld dooreen dwarsdrager aan te brengen. Im-mers, de balken worden door het last-stelsel zwaarder belast, terwijl bij grote-re onderlinge afstand per balkook meeraan permanente belasting moetwordengedragen. De grotere balkafstandbrengt tevens met zich mee dat nietvervolg op blz. 48Cement 1986 nr. 1 47BRUGGENBOUW CONSTRUCTIEF ONTWERP PREFABRlCAGEDe tekeningen bij dit artikel zijn grotendeelsverzorgd dQor de heer W.A.Sandel van RWS,Directie Bruggen te Voorburg.Erkenning:De auteur dankt ir.H.W.Bennenk van Schok-beton voor zijn bijdrage met betrekking tot deoptimalisering van de bovenbouw.rIN IflWERK .GESTORT.It1ClUSJEF IIt:KISTINGSPlAATPRl'AO1.8 2,0 2;2 h.o./l.afsfandligge.rsVOOR 10; 11 EN 12 VEUlEN1.'1.41.2,--spankracht1.00.40;30.20.10.'o.sLiteratuur1. Manua! for Prestressing;STUVOITH-Delft,19792. Gaubner, C.E.: Zur Bemessung von Stahlbe-tonbalken bei ullsymmetrischer Belastung ausKonsolb?ndern; Der Bauingenieur 59 (1984)I-'-~----,'-'~------------'--l 3. Paschen, H.; Zillich, V.Chr.: Tragf?higkeitmeer met een eenvoudige verloren be- 14 Relatie tussen hart-op-hart- querkraftverschliissiger Fugen zwischen vor-afstand van de liggers en C tl' t stahlb t . D k b t 1'1 n' Bkisting kan worden volstaan. In de kos- gerer g er? e on- ec en au e e, e-materiaalverbruik per m 2brugdek (m3/ ton- und Stahlbetonbau 6 (1983)tenvergelijking was tevens een gewa- m 2) voor een zgn. versmalde ZIP-balk. 4. Riisch, H;Jungwirrh,D;Hildorf,H.K.: Creeppende bekistingsplaat meegenomen, Voor de aangegeven punten zijn de and Shrinkage, their effect on rhe behaviour ofwaarmee een zeer snelle uitvoering van kosten van produktie, transport en concrete structures; Springer-Verlag, 1983het rijdek mogelijk is. montage bepaald 5. Jessberger, HL.: Bodenfrost und Eisdruck;Grundbau Taschenbuch, 3eoplage, deel 1, 1980MAASBRUG BIJ HEIJENKeuze en conclusies Uit deze studie heeft Schokbeton erva-Het was al spoedig duidelijk dat de ren dat de mogelijkheden van geprefa-voorkeur uitging naar een versmalde briceerde bruggen worden vergrootonderflensbreedte (b - 780 mm). De door uitbreiding van het aantal balksys-constructiehoogte was in principe vrij, temen. Dat heeft geleid tot het eerderzodat geen gedrongen constructie be- genoemdeVIP-systeem, waarmeeover-hoefde te worden gekozen. Door het spanningen van meer dan 50 m kunnenversmallen van de onderflens wordt de wordengerealiseerd. De brug bij Heijeneffectiviteit van de voorspanning in het kan daarom worden beschouwd als eenuitvoeringsstadiumvergroot. Ditomdat voorloper op dit systeem.het zwaartepunt van het profiel hoger r-~~------~-----------~----~----,komt te liggen. In het gebruiksstadiumdoet zich hetzelfde effect voor. Het be-nodigde aantal strengen kan goed wor-den verdeeld ende dwarsslankheid (bILmaximaal 50) is zeer aanvaardbaar.Door het versmallen Van de flens ont-staatverderhetbelangrijkevoordeelvanminder gewicht bij transport en monta-ge.Infiguur 14 is op de verticale as voor eenversmalde ZIP.,.balk het materiaalver-bruikper m2brugdek aangegevenenopde horizontale as de gekozen hart-op-hart-afstanden. Voor al deze mogelijk~hedenzijnde kostenvoorlevering, tran-sport en montage bepaald.Het optimaliseringsonderzoek heeftbehalve de conclusie van versmalde on-derflensbreedte uitgewezendatde hart~op-hart-afstand zo grootmogelijkmoetworden gekozen. De optimaleoplossingbleek te liggen bij een keuze van 11 vd-den, vanwege de relatie met de kostenvoor de onderbouw.T'wee opnamen van. de nieuwe brugtijdens de uitvoering48 Cement 1986 nr. 1