C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gBr uggenbou wcement 2003 122De Eilandbrug bestaat uit eenhoofdoverspanning van 150 m,een zijoverspanning van 91 m(fig.1),eenbetonnenaanbrugvan138 m en een basculebrug. Dehoofdoverspanning is een tui-brug met 93,5 m hoge betonnenpylonen en een staal-beton brug-dek. De stalen koker wordt uit-gevoerd in vrije uitbouw in tiensecties, waarop prefab betonpla-tenwordenbevestigddoormiddelvan stortstroken boven de stalenhoofdliggers, die daartoe vandeuvels zijn voorzien.Doordestapsgewijzeuitbouwvanhet brugdek zal het reeds uitge-bouwde gedeelte vervormen doorhet gewicht van elke sectie diewordt aangebracht. Om aan deoverkant boven het steunpunt opde gewenste hoogte uit te komen,moet geanticipeerd worden op dete verwachten vervormingen bijhet aanbrengen van elke sectie.Dit geldt in principe ook voor debetonnen pylonen. Doordat dezescheef staan, is de bijkomendevervorming ten gevolge van hetstorten van de opeenvolgendemoten significant. Om uiteinde-lijk de gewenste stand van depylonen te realiseren, zal ook hiergeanticipeerd moeten worden opde nog te verwachten bijkomendevervormingen.Met de uitbouwberekening wor-den niet alleen de vervormingenberekend, maar ook het internekrachtenspel in elke bouwfase.De in werkelijkheid gemeten tui-krachten zijn steeds vergelekenmet de theoretische verwachtekrachtsverdeling voor elke bouw-fase. In een aantal gevallen heeftdit geleid tot aanpassing van dewapening of van de wijze van uit-voering.M e c h a n i c a v a n e e nt u i b r u gDe krachtsverdeling van een tui-brug is in hoofdzaak helder. Tochzitten er een paar addertjes onderhetgras.Allereerstisdebrugveel-voudig statisch onbepaald. Hetdek wordt verend ondersteunddoor de tuien, waarbij die verenzijn verbonden met een vervor-mende pyloontop. Daarnaast zijndeze veren, met name in hetbouwstadium, niet-lineair als ge-volg van tuidoorhang door eigengewicht. Als de kracht en daar-door de spanning in de tuikabeltoeneemt, zal de tuidoorhangafnemen. Een grote tuidoorhangheeft tot gevolg dat de effectievestijfheid van de kabel laag is.De formule voor de effectieve rek-modulus volgens Ernst luidt:EmEeff= ____________(a)21 + Em_____12 3waarin:Emis de elasticiteitsmodulus vande strengen (kN/m2); is het volumegewicht van dekabel, inclusief omhullinge.d. (kN/m3);a is de lengte van de horizon-tale kabelprojectie (m); is de kabelspanning (kN/m2)Destijfheidsverhoudingenvandetuien en het dek bepalen de ver-deling van de krachten over deUitbouw en uitvoeringEilandbruging. H.J. Klein MSE, Ingenieursbureau Oranjewoud bv (deel I)J. Deelen, Lubbers' Constructiewerkplaatsen en Machinefabriek `Hollandia', Krimpen aan den IJssel (deel II)ing. A. Toeters, Hegeman Nijverdal BV (Hegeman Nijverdal ? Structon Betonbouw vof) (deel III)De Eilandbrug, de derde brug over de IJssel bij Kampen is op 21 januari 2003feestelijk in gebruikgenomen. Daarmee is het doorgaande verkeer tussenZwolle en Emmeloord van een tijdrovende hindernis af: de oostelijke routedoor IJsselmuiden. De nieuwe tuibrug is onderdeel van de doortrekking van deN50, gedeelte Kampen ? Ramspol, langs de westzijde van de oude Hanzestad.Dit artikel is het vervolg op het artikel over het ontwerp van deze brug enbestaat uit drie delen:I het gecontroleerd uitbouwen van de brug;II fabricage en montage van de hoofdoverspanning;III de bouw van de pylonen en het aanbrengen van de tuikabels..Iasijsselnoord zuidstp.1stp.2stp.3n.a.p.stp.4stp.5121110987654321tijdelijke hulpconstructiecontragewicht beweegbaar gedeelte430004800091000 15000093.472+Beheerst uitbouwen1 | Schematisering brugC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gBr uggenbou wcement 2003 1 23tuien. Als een tuikabel wordt aan-gespannen, zal deze naburige tui-en ontlasten.T i j d s a f h a n k e l i j k ea s p e c t e nOm iets te kunnen zeggen over dete verwachten vervormingen ishet noodzakelijk de tijdsafhanke-lijke aspecten in de uitbouwbe-rekening mee te nemen: krimp,kruip, E-modulus en relaxatie.Voor de tuikabels is geen reke-ning gehouden met relaxatie, om-dat uit oogpunt van vermoeiingde maximale spanning beneden45% van de breukspanning wordtgehouden. Doordat bij een uit-bouwberekening de vervormin-gen zo exact mogelijk bepaald die-nen te worden, zijn krimp, kruipen E-modulus bepaald volgensde CEB-FIP Model code 1990. Dewijze waarop in de VBC de krimp-en kruipfactor worden bepaald ishiervoor ontoereikend.Detijdsafhankelijkeaspectenheb-ben vooral invloed op de vervor-mingen van de betonnen pyloon(B 45). Het staal-betondek zelf ishier in mindere mate onderhevigaan, doordat voor de prefab platen(B 65) is ge?ist dat deze bij mon-teren minimaal drie maandenoud zijn. Vervormingen van depyloon worden via de tuikabelsdoorgegeven aan het dek. Hier-door spelen de tijdsafhankelijkeaspecten indirect een rol bij deligging van het dek.De tijdsafhankelijke elasticiteits-modulus is alleen relevant als hetjonge beton binnen een paardagen wordt belast. De uitbouw-cyclusperpyloonlagaanvankelijkop 1 moot per week, later op 3 mo-ten in 2 weken. De in de tijd ont-wikkelende elasticiteitsmodulusmoet dus in rekening worden ge-bracht: elke moot heeft z'n eigenouderdom.M o d e l l e r i n gBij de modellering van de tuibrugis gebruikgemaakt van het EEM-programma BRidge Under COn-struction (BRUCO). Dit 2D-raam-werkprogramma is in de jarenzestig ontwikkeld door BVN (in-middels onderdeel van Oranje-woud). In een later stadium is eenspeciaal tui-element aan het pro-gramma toegevoegd, zodat hetook geschikt werd om er tuibrug-gen mee te berekenen. BRUCO issindsdien bij het merendeel vande gebouwde uitbouwbruggen inNederlandgebruikt[1,2].Het pro-gramma biedt de mogelijkheid opelk gewenst tijdstip de vervor-mingeneninwendigekrachteninde dan aanwezige constructie tebepalen, rekening houdend metde tijdsafhankelijke aspecten.Voorhetmodellerenvandehoofd-overspanning zijn vier parallellestaven toegepast. Dit was noodza-kelijk omdat er in lengterichtingvier onderdelen werkzaam zijnmet verschillende eigenschappenen tijdstippen van aansluiting: destalen hoofdliggers, het beton opde hoofdliggers, de prefab beton-platen en de wapening in langs-richting.U i t b o u w e n p y l o n e nDe twee achteroverhellende pylo-nen zijn gelijktijdig uitgebouwdmetbehulpvanklimkisten.Debo-venkant van de pyloonfunderingligt vrijwel op NAP; de top van depylonen reikt tot NAP + 93 m. Depyloonassen staat zowel in langs-richting als in dwarsrichting vande brug scheef. Daarnaast is dedoorsnedevandepylonengedraaidten opzicht van de as van de brug.Als gevolg van de scheefstand isde pyloon tijdens het uitbouwente beschouwen als een uitkragen-deligger.Hetstatischsysteemvande pyloon wijzigt in de definitievesituatie ten opzichte van hetsysteem in de bouwfase. In dedefinitieve situatie ontstaat doorde tuien een horizontaal verendsteunpunt.Met het storten van de moten vande pyloon neemt door de scheef-stand het moment in de pyloontoe. Met de gegeven doorsnedevan de pyloon, ontworpen voor dedefinitieve situatie, was het nietmogelijkdegehelepyloon,zonderextra voorzieningen, uit te bou-wen. Dit is ondervangen door eentijdelijke stutconstructie op 58 mhoogte (foto 2), die geen sporenmocht achterlaten na het verwij-deren ervan. De stut, in de vormvan twee stalen buizen ? 1520mm met een wanddikte van 19mm,koneendrukkrachtvan6000kN per buis opnemen. In het be-stek was voorgeschreven dat destutconstructie uitgevijzeld moestkunnen worden om er eventueelcorrecties mee te kunnen uitvoe-ren. Daartoe waren per aanslui-ting drie horizontaal geplaatstevijzels van elk 2000 kN aange-bracht. Voor correctiedoeleindenzijn de vijzels uiteindelijk nietgebruikt, wel om de kracht in debuis te meten. Het was in eersteinstantiedebedoelingdezekrachtte meten met behulp van rek-strookjes. De hiermee gemetenwaarden vertoonden echter grote2 | Pylonen met stut-constructieC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gBr uggenbou wcement 2003 124afwijkingen met de berekendewaarden, soms meer dan 30%.Daarom is de kracht gecontro-leerddoordestutconstructieenigs-zins uit te vijzelen, waarbij de af-wijking minder dan 10% bleek tezijn.Dezeafwijkinglagbinnendemeet-nauwkeurigheid van de vijzels.Nadat het dek was uitgebouwd toten met de vierde sectie, was detrekkracht via de voortuien op detopvandepyloonvoldoendegrootom de stutconstructie te kunnenverwijderen.In de berekening zijn de achter-tuien zo aangespannen dat de topvan de pyloon in de definitievesituatie op de gewenste positiekomt. Als er verder geen correctiezou worden toegepast, zou depyloonbijopleveringdoorbuigen,hetgeen toeneemt tot op tijdstipt = . De pyloon is gecorrigeerdop het gemiddelde van deze tweedoorbuigingendoorbijhetstellenvandebekistingvandemoteneenwaarde op te tellen die tegenge-steld is aan de genoemde gemid-delde doorbuiging (zie fig. 10).Gedurende de levensduur van deconstructie wordt hiermee zoveelmogelijkvoldaanaandegewenstevorm.T u i e nHet uitbouwdeel hangt aan 2 x 9tuien; de kortste, 68 m lang, be-staan uit 28 strengen, de langste,165 m lang, uit 46 strengen. De2 x 3 achtertuien, 108 m lang,bestaan uit 86 strengen. De gegal-vaniseerde strengen ? 15,7 mm,FeP 1860 zijn gelijk aan de zeven-draads strengen FeP1860 uit devoorspantechniek. Verschil metde normale voorspanstrengen isdat elke streng een met wax opge-vulde HDPE-omhulling heeft.De bundels parallelle strengenzijn opnieuw omhuld door eenHDPE-buis, voorzien van spiraal-vormige ribbels om door regen enwind veroorzaakte trillingen op teheffen. Mocht dit onvoldoendezijn dan kunnen op daartoe aan-gebrachte klemmen aan de dek-zijde van de buizen hydraulischedempers worden aangebracht.In geval van calamiteiten is hetmogelijk de strengen individueelte vervangen.U i t b o u w e n d e kHet dek is opgedeeld in tien sec-ties van 14,5 m lengte. Het uit-bouwen van het dek wordt toege-licht aan de hand van de uitbouw-cyclus van sectie negen. De uit-bouwcyclus voor een sectie is voorde uitbouwberekening gesche-matiseerd in vijf bouwstappen(fig. 3). De berekende vervormin-gen voor het uitbouwen van sectie9 zijn weergegeven in figuur 4.Stap I Aanbrengen van sectie 9met drijvende bokDe geprefabriceerde stalen sec-ties zijn aangevoerd over de Ijsselen ingehesen met een drijvendebok. Met behulp van een voor-bouwconstructie wordt de sectiegepositioneerd, waarbij de belas-ting uit de sectie via de voorbouw-constructie zo gunstig mogelijkwordt afgedragen door een druk-kracht op het dek direct naast delaatst aangebrachte tui en eentrekkracht direct naast de voor-laatste tui.Voordeuitbouwberekeningishetdaarbij essentieel dat alle belas-tingen en krachten uit de hulp-constructies op de juiste plaats enop het juiste moment in hetrekenmodel aangrijpen, dan welworden weggenomen.Stap II Staalsectie 9 aflassen; loszetten van de voorbouwconstuctieNadatdehoofdliggervandesectieaan de reeds uitgebouwde hoofd-ligger is vastgelast, wordt de ach-terkabelvandevoorbouwconstruc-tie afgelaten. De nieuw aange-brachte sectie van 14,5 m hangthierdoor volledig als overstek aande brug. Hierdoor neemt in dezefase de vervormingslijn een `kat-tenrug' aan, als gevolg van hetmoment dat wordt uitgeoefenddoor het overstek ter plaatse vande laatst aangebrachte tui. In dezestap I: inhijsen sectiestap II: vastlassen sectiesectie 9sectie 8stap III: aanbrengen en spannen tuikabel 12sectie 9sectie 8stap IV: plaatsen prefab platenstap V: 2e spanfase tuikabel 121212voorbouwconstructiemontage wagente plaatsen platen14501450 1450SECTIE 9SECTIE 8SECTIE 733 | Uitbouwcyclus van deksectie 9 in vijf stappenC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gBr uggenbou wcement 2003 1 25stap worden ook de prefab platenvan sectie 8 aan de hoofdliggersverbondendoorhetvolstortenvande stortstroken boven de stalenliggers. Door de op de hoofdlig-gers gelaste deuvels ontstaat desamenwerkende staal-betoncon-structie. Na het verharden van destortstroken wordt de stijfheidvan de prefab platen aan het mo-del toegevoegd.Stap III Eerste spanfase vantuikabelpaar 12De tuikabel wordt aangespannendoor elke streng afzonderlijk tespannen. Hierdoor is de beno-digde vijzel aanzienlijk lichterdan wanneer de gehele tuikabelin ??n keer zou worden aange-spannen. Bij het voor de eerstekeer aanspannen van de tuikabelwordt alleen de lichte stalen sectieopgetild. In dit stadium is dekracht in de tui relatief laag. Lagetuispanningen kunnen tot gevolghebben dat de met behulp vanwiggen verankerde strengen gaanslippen. Dit is opgelost door indeze fase slechts de helft van destrengen aan te spannen, waar-door de spanning per streng vol-doende hoog is. Hiermee wordttevens bereikt dat, voordat deprefab platen worden geplaatst,de tuikabel als een redelijk stijfverend steunpunt functioneert.Als in deze fase alle strengenzouden worden aangespannen, isde spanning per streng erg laag inrelatie tot het grote eigen gewichtvan de tuikabel. Hierdoor zou eengrote tuidoorhang ontstaan en isde effectieve rekmodulus van dekabel ook erg laag, waardoor devoorspelling van de verticaleknoopverplaatsingen onbetrouw-baarder wordt.Stap IV Plaatsen van de prefabplaten op sectie 9In deze fase worden de prefab pla-ten met de bok los op de voorstesectie geplaatst. In de uitbouw-cyclus van de volgende sectieworden deze platen door het vol-storten van de stortstroken ver-bonden met stalen hoofdliggers.Stap V Tweede spanfase vantuikabelpaar 12Nadat de prefab platen zijn ge-plaatst neemt de kracht in de tuiaanzienlijk toe. De rest van destrengenkanwordenaangebracht,waarna alle strengen worden op-gespannen. De tuikabel wordthierbij zo opgespannen dat, nadatalle secties zijn gemonteerd, debrug de gewenste vorm heeft engoed uitkomt boven het steun-puntaandeoverzijdevandeIJssel(steunpunt 4).E v e n w i c h t b r u gOnder de achtertuien op dekni-veau zal een contragewicht aan-wezig moeten zijn om evenwichtte maken met de belasting uit dehoofdoverspanning. De betonnenzijoverspanning levert hier maareen beperkte bijdrage aan. Omhet evenwicht te kunnen waar-borgenisonderhetdekterplaatsevan steunpunt 1 een betonnenbak aangebracht, die gedurendehet uitbouwen van de hoofdover-spanning wordt gevuld met bal-lastbeton. Aan de hand van de uit-bouwberekening is bepaald opwelk moment er aangevuld dientteworden.Terplaatsevanhetcon-tragewicht worden de belastingenvia vier rubber oplegblokken afge-voerd naar een onderliggendebetonconstructie, gefundeerd oppalen. De fundering is zo ont-worpen dat de betonnen ballast-bak met enig overgewicht gevuldkan worden.N a s p a n f a s eNa het plaatsen en afwerken vansectie 10 is de ruwbouw van debrug gereed. Vervolgens moet debrug nog afgewerkt worden dooronder meer het aanbrengen vanschampkanten, leuningen en as-falt. De tuikabels worden nage-spannen om de vervormingen tecompenseren ten gevolge van derustende belastingen en de tijds-afhankelijke vervormingen dienog optreden na oplevering vande brug (zie fig. 9). Doordat eenstaal-betonnen brugdek aanzien-lijk lichter is dan een volledigbetonnen brugdek, is het aandeelvan de rustende belasting hoogten opzichte van de totale perma-nente belasting.T e n s l o t t eDe berekende vervormingen enkrachten bleken goed overeen tekomen met de in werkelijkheidgemeten waarden voor alle bouw-stappen. Door verschillende oor-zaken bleek ook bij de bouw vandeze brug dat het continu verge-lijken van theorie met praktijk enhet zonodig daarop corrigerennoodzakelijk is om het gewensteeindproduct te realiseren.-200-100010020030040060 80 100 120 140afstand tot de pyloon(dwarsdrager) (m)vervormingen(mm)Stap I - Aanbrengen van sectie 9 met de drijvende bokStap II - Staalsectie 9 afgelast en de voorbouwconstructie is los gezetStap III - Eerste spanfase van tui 12 van sectie 9Stap IV - Plaatsen van de prefab dekplaten met de bokStap V - Tweede spanfase van tui 12 aan sectie 9sectie 9402004 | Vervormingen brugdekten gevolge van aan-brengen sectie 9F a b r i c a g eVoordat met de fabricage van desecties kon worden gestart, moesteerst de uitbouwmethode bekendzijn. De bestekstekeningen gaveninformatie over de hoofdafmetin-gen van de secties en een globaaluitgewerkte uitbouwmethode. Naeen voorstudie werd besloten deuitbouwmethode uit het bestek tevolgen, waarmee de hoofdafme-tingen van de secties vastlagen.Het bestek ging uit van 10 uit-bouwsecties, elk 14,5 m lang, 18 mbreed,meteentransportmassavancirca 100 ton. Elke sectie bestaat inhoofdlijnen uit twee hoofdliggers,vier dwarsdragers en een rijdek.De hoofdliggers van elke sectiehebben elk ??n ge?ntegreerde tui-aansluiting. Hoofdliggers, dwars-dragers en tuiaansluitingen zijnvan staal; het rijdek is van geprefa-briceerde gewapend-betonplaten.De gekozen uitbouwmethode re-sulteerde in een aantal bijzonderevoorzieningen per sectie:? bevestigingspunten voor devoorbouwconstructie;? hijspunten;? verbanden en kipsteunen;? meetpunten voor het uitbouw-proces;? zeeg in dwarsdragers en hoofd-liggers;? zoekers en trekvoorzieningen;? verzwaarde lassen.Na het detailontwerp van dezevoorzieningen, kon de productievan de secties starten. De dwars-dragers en de hoofdliggers zijn losvan elkaar geassembleerd. Zowelde tuiaansluiting als de deuvelshebben bijzondere aandacht ge-vergd in verband met de vereisteplaatsnauwkeurigheid. De deuvelszijn geplaatst met een tolerantievan +/- 5 mm, om aanlopers metde uitstekende wapening van deprefab dekplaten te voorkomen(foto 5).Na conservering van de geprefa-briceerde hoofdliggers en dwars-dragers (foto 6), zijn deze samen-gesteld en afgelast tot completesecties, zonder betonnen dek. Indeze fase van het werk zijn demeetpunten met kruiscenters (uit-bouwmeetpunten) aangebrachtvoor de maatvoering tijdens hetuitbouwen.Met een proefopstelling voor elkesectie zijn de risico's bij het uit-bouwentoteenminimumbeperkt;zo konden zuiver passende sectiesop de bouwplaats worden afgele-verd. Een proefopstelling bestonduit drie secties, elk op vier steun-punten, op vijzels. Vervolgens zijnde secties in de juiste inbouwhoe-kenvoorelkaargesteld,waarvoordekruiscenters zijn gebruikt. Tot slotzijn de hoofdliggers afgevoegd opde exacte lengte en aanbouwhoe-ken.Na de proefopstelling waren desecties nog niet gereed. Een ge-deelte van het betondek bij dehoofdliggers moest al voor hettransport zijn aangebracht. Hier-voor zijn de secties op vier steun-punten aan de waterkant geplaatst.Na een verhardingtijd van 30dagen waren de secties klaar voortransport, drie tegelijk per ponton.De rest van het betondek bestonduit prefab elementen, die later opde bouwplaats zijn aangebracht.M o n t a g eVoor het monteren van brugsec-ties van een tuibrug bestaan tweeopties: plaatsen van de secties meteen drijvende bok en een voor-bouwconstructie of met een ver-rijdbare, zelfhijsende voorbouw-constructie.De tweede optie was aanvankelijkhet meest aantrekkelijk.Besparingvan een relatief dure drijvende boken de beschikbaarheid van hetmaterieel bij eventuele wijzigingin de planning, waren grote voor-delen. Tijdens het uitwerken vandeze optie bleek een belangrijktechnisch probleem aanwezig. Dedeuvels op de hoofdliggers en destekeinden van de prefab platenwaren een obstakel voor het verrij-den of verschuiven van de voor-bouwconstructie. Lassen van dedeuvels op de bouwplaats was nietwenselijk door de conserveringvan de hoofdliggers, wat nadelig isvoor de kwaliteit van de lassen. Erwas bovendien geen ruimte voorhet lasgereedschap. Ook bleek eenvoorbouwconstructie met een hijs-capaciteit van 100 ton duurder danaanvankelijk gedacht.Om de eerste optie nader te onder-zoeken werden goede afsprakengemaakt over de beschikbaarheidvan een drijvende bok. De cyclusvan het uitbouwen van een sectieduurt zeven werkdagen met driezogenaamde `hijsmomenten', diezo kort mogelijk achter elkaar zijngepland. Dit betekende dat de boktwee dagen per cyclus beschikbaarmoest zijn. Door de bok ruim vante voren in te plannen konden metde rederij goede afspraken wordengemaakt.Tezamenmeteeneenvou-diger voorbouwconstructie bleekde eerste optie de beste te zijn.C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gBr uggenbou wcement 2003 126Fabricage en montage van de hoofdoverspanningII5 | Uitstekende wapeningprefab dekplaten tussendeuvels op hoofdliggers6 | Sectie in conserverings-halC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gBr uggenbou wcement 2003 1 27Voor het ontwerp van de voor-bouwconstructie zijn twee varian-ten uitgewerkt: een compacte uit-voering en een uitbouwframe.De compacte uitvoering bestonduit een soort gaffelverbinding opde bovenflenzen van de hoofdlig-gers. De hoofdliggers bleken ech-ternietgeschiktomdehogelocalebelastingen te dragen. Resteerdede variant van een uitbouwframe,wat uiteindelijk is gebruikt.Figuur 7 toont een schematischeweergave van de voorbouwcon-structie. Bij het ontwerp hiervanis rekening gehouden met zeerdiverse eisen:? het gewicht van het framewerd beperkt door de hijscapa-citeit van de drijvende bok;? de vrije ruimte tussen de tuienen de voorbouwconstructiemoest voldoende zijn om detuien te kunnen aanbrengen;? er moest ruimte zijn voor hetstorten van de voegstrokentussen de prefabplaten;? de voorbouwconstructie moesteen snel en veilig gereedschapzijn.Het plaatsen van een sectie wasmogelijk binnen drie uur. Dat isvanaf het ophijsen vanaf hetponton tot het moment dat desectie volledig in de voorbouw-constructie hangt. De volgordewas als volgt:? De bok plaatst de voorbouw-constructie op de sectie (foto8).? De bok tilt de sectie van hetponton aan vier daarvoorbestemde hijspunten.? De bok brengt de sectie inpositie voor de reeds eerdergeplaatste secties. Voor eenexacte positionering zijn er opde secties zoekers aange-bracht.? Met behulp van twee hulpci-linders wordt de verbindingtussen de voorbouwconstruc-tie en het uitbouwdeel totstand gebracht.? De trekcilinders worden aan-gekoppeld en nemen stap voorstap het gewicht van de sectieover in de voorbouwconstruc-tie.? De trekcilinders wordendaarna gebruikt voor het snelen zuiver stellen van desecties.? Tot slot wordt de sectie bij dehoofdliggers aan de reedsgeplaaste secties vastgelast.Vervolgens worden de secties ver-derafgebouwdvolgensdestappen,zoals aangegeven in deel I van ditartikel.M a a t v o e r i n gEen goed voorbereide, uitgevoer-de en gerapporteerde maatvoe-ring tijdens het uitbouwen is ??nvan de belangrijkste disciplinesom met succes een tuibrug uit tebouwen. Elke stap is eigenlijk eenwijzigingindeevenwichtssituatievan de brug. Een wijziging in deevenwichtssituatie betekent ookeen wijziging in de vorm van detuibrug en een wijziging in hetkrachtenspel.Om het uitbouwproces te kunnenbeheersen, is het noodzakelijk naelke stap tijdens het uitbouwpro-ces te meten. Dit vraagt een goedevoorbereiding om over een juistereferentie te kunnen beschikken.Oranjewoud verstrekte alle uit-bouwstappen vanuit het reken-model in een overzichtelijkespreadsheet, met alle relevanteco?rdinaten van de knooppunten.Deze co?rdinaten zijn doorHollandia vertaald naar puntendie in het werk te meten waren.Bovendien is een 3-D autocad-model van de brug gemaakt omhet programma te controleren.Het risico op fouten was daarmeetot een minimum beperkt.Van elke uitbouwstap (plaatsen7 | Schema voorbouwcon-structie8 | Voorbouwconstructie opsectie geplaatstC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gBr uggenbou wcement 2003 128van een stalen sectie) is een maat-rapport opgesteld met de theore-tische waarde van de meetpuntenen de theoretische waarde van detuikrachten. In het rapport kon-den direct de gemeten resultatenworden gerapporteerd.Op de volgende momenten in deplaatsingscyclus van een sectie iseropdemeetpuntenenaandetui-krachten gemeten:? sectie is gesteld;? sectie is afgelast;? tuien zijn gespannen(per sectie twee spanfases aande voorzijde en ??n spanfaseaan de achterzijde);? prefab dekplaten zijn aange-bracht.Per sectie zijn gemiddeld zes me-tingen uitgevoerd, dus voor tiensecties ongeveer 60 offici?le (ge-rapporteerde)metingen.Vooreengoede maatvoering zijn naast de-ze metingen ook dagelijks niet-gerapporteerde metingen uitge-voerd. Aangezien het uitbouw-proces is uitgevoerd in ongeveer70 werkdagen (zeven werkdagenper sectie), werd er bijna dagelijks??n offici?le gerapporteerde me-ting uitgevoerd.Ditgroteaantalendesnelheidvanuitbouwen vroeg om een snelsysteemvanrapporterenenreage-ren. Na een meting moest binnenvier uur gerapporteerd worden,om correcties mogelijk te maken.De rapportage werd onder deleden van het beslisteam per e-mail verspreid, zodoende hoefdedit team niet op de bouwplaatsaanwezig te zijn.De belangrijkste meting betrofhet stellen van de sectie. Dit istijdens het gehele uitbouwen eenpunt van voortdurende aandachtgeweest. Belangrijk is de aan-bouwhoek van de secties. Deze isbepalend voor de eindvorm vanhet uitbouwgedeelte van de brug.Het beslisteam bepaalde bij ge-constateerde afwijkingen of bij devolgende nieuw aan te bouwensectie een correctie moest wordendoorgevoerd.De metingen bestonden uit lokaleenglobalemetingen.Localemetin-gen beperken zich tot metingenvan de laatste sectie (uitbouw-moot) met de drie voorlaatstesecties als referentie. Voor dezemetingen is een waterpasinstru-ment gebruikt, omdat hierbijalleen de hoogteligging van desecties van belang is. Bij eenglobale meting wordt in principede gehele brug ingemeten: mini-maal twee meetpunten per sectie,de pyloon en een aantal puntenvan de zijoverspanning. Deze me-tingen zijn uitgevoerd met detachimeter, die co?rdinaten vast-legt in x, y en z-richting van degehele brug.T o l e r a n t i e sDe Bouwdienst heeft aan het be-stek een tolerantietekening toege-voegd met daarin aangegeven delocale en globale toleranties.Tevens is naast de toleranties eenaantal randvoorwaarden gesteldbetreffende het spanningsniveauin brug en tuien.De gestelde toleranties op de be-stektekening werden vooraf alszeer zwaar ingeschat.Op het moment dat dit artikel isgeschreven wordt gestart met denaspanprocedure, wat betekentdat het uitbouwen reeds is uitge-voerd. De brug ligt er voor watbetreft maatvoering en overigerandvoorwaarden uitstekend bij,zodat het naspannen volgens detheoretische procedure kan wor-den uitgevoerd, hetgeen een ver-dienste is van alle betrokkenen.In figuur 9 is het resultaat weer-gegeven van de BRUCO-bereke-ning voor de verticale verplaat-singen van het brugdek vanafspanfase 4 tot en met t = . Delijnen tonen de vervormingen vanhet brugdek. Bij stap 118 is debrug gereed voor gebruik. Stap120 is de vervorming na 30 jaar,daarbij zijn krimp en kruip uitge-werkt.Figuur 10 toont de vergelijkbarevervormingen van de pyloon.Doordat de pyloon scheef staat,ontstaat doorhang met gebogenlijnen als gevolg. De vervormin-gen zijn gecompenseerd door depyloon een tegengestelde zeeg tegeven.-200-150-100-50050100150200250-10,000 40,000 90,000 140,000lengte-as (m)vertikaleverplaatsing(mm)107 na asfalteren108 tui 2 fase 4109 tui 3 fase 4110 tui 1 fase 4118 tui 5 t/m 12 fase 4120 na 30 jaar118 klaar oost118 klaar west-40-20020406080100-100 -50 0 100horizontale verplaatsingen (mm)hoogtepyloon(m)107 na asfalteren108 tui 2 fase 4109 tui 3 fase 4110 tui 1 fase 4118 tui 5 t/m 12 fase 4120 na 30 jaarcorrectie pyloon- doorhang509 | Verticale verplaatsingbrugdek vanaf spanfase4 t.m. t = 10 | Horizontale verplaat-sing pyloon vanaf span-fase 4 t.m. t = ; posi-tief is richting steun-punt 4C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gBr uggenbou wcement 2003 1 29F u n d e r i n gElke pyloon is gefundeerd op eenin het werk gestorte gewapend-betonnen funderingsblok van400 m3 beton, op 48 betonnenheipalen in een stramien van 1,5m. De funderingsblokken zijngemaakt op onderwaterbeton ineen bouwkuip van stalen dam-wand. De stekken voor de boven-bouw, ? 40 mm, h.o.h. 150 mm,met een massa van 70 kg, zijnmet de kraan gesteld.O n d e r b o u wDe ellipsvormige onderbouw opdefunderingsblokkenisinvierde-len gestort. Door de ellipsvormvan de bekisting is deze in dewerkplaats gemaakt en voorge-monteerd. De bekisting was vooreen deel repeterend. Doordat hetbeton naar boven taps verloopt, isvoor elk stort een aantal vulkistengemaakt, die aansluiten op derepeterende delen.De langswapening moest ookellipsvormig worden gebogen,een onmogelijke opgave. Na over-leg met Rijkswaterstaat is dezewapening geknikt uitgevoerd.Nadat de onderste drie motenwarengestort,moesteerstdekop-peling tussen de pylonen op rij-dekniveau (de dwarsdrager) wor-den gemaakt.D w a r s d r a g e rDe dwarsdrager is op een stalenondersteuningsconstructie ge-maakt. Deze is zo ontworpen dat,nadat de dwarsdrager is gestort,de zijkanten van de ondersteu-ningsconstructie kunnen wordenverwijderd om ruimte te makenvoor de bekisting van het vierdedeel van de onderbouw.De dwarsdrager dient behalve alskoppeling van de twee pylonen,ook als steunpunt voor de beton-nen zijoverspanning en voor hetstalen uitbouwdek.Nadatdedwarsdragerzijn28daag-se sterkte en krimp had bereikt, isdeze ingestort in moot 4 van deonderbouw. Om problemen doorkrimp van de dwarsdrager op deverticale stekken te voorkomen,zijn er bovenin het derde stort vande onderbouw verticale sparings-buizen opgenomen. Hierin hin-gendestekkenuitdedwarsdragervrij tijdens het storten en verhar-den van de dwarsdrager, waar-door de krimp ongehinderd konoptreden. Nadat de dwarsdragerwas uitgekrompen, zijn de spa-ringsbuizen aangestort en kon dedwarsdrager in moot 4 wordenopgenomen.In de dwarsdrager is de stalen 0-sectie opgenomen als begin vande uitbouw. Hiertegen wordt sec-tie 1 gelast.Door de grote krachten die opdeze balk worden uitgeoefend,was er meer dan 300 kg/m3wape-ning nodig, voor een groot deelgeconcentreerd bij de aansluitingmet de pylonen. In totaal is in dedwarsdrager 323 m3beton B 65gestort en 98 ton wapeningsstaalverwerkt op een hoogte van 17 mboven het maaiveld.D e b o v e n b o u wNa het vierde stort van de onder-bouw kon worden gestart met deklimsteigers, een zelfklimmendevoor de buitenkant en een kraan-afhankelijke voor de binnenkant.De klimsteiger bestond uit drieniveaus. Op het bovenste niveaustond de tweedelige stalen bekis-ting, die over een tandradbaankon worden verplaatst. De klim-installatie bevond zich direct hier-onder. Onder het bovenste niveauhing een steiger om het beton afte kunnen werken en daarondereen kleinere steiger om de klim-schoenen terug te kunnen win-nen. De steigers van beide pylo-nen waren met elkaar gekoppelddoor een loopbrug, die na elktweede stort werd ingekort doorde scheve stand van de pylonen.Omdesteigertekunnenbereikenwas aan de westzijde een lift aan-gebracht, die in de schuinte vande pyloon mee naar boven liep.Onderdeklimsteigerhingentweeuitstapniveaus voor de lift onderelkaar, om te voorkomen datdirect na het klimmen de steigeronbereikbaar was. Zie ook [3].Het klimmen verliep als volgt:? bovenin de 3,15 m hogegestorte betonmoot zijnschroefhulzen opgenomen;? de bekisting wordt over detandradbaan naar achterengereden;? op de schroefhulzen van hetontkiste beton worden klim-schoenen gemonteerd;? de klimbalken klimmenhydraulisch omhoog enworden opgehangen aan deklimschoenen;? de steiger klimt langs de klim-balken omhoog naar de nieuwgemonteerde klimschoen enwordt hieraan opgehangen;Uitvoering pylonen en aanbrengen tuikabelsIIIC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gBr uggenbou wcement 2003 130? de binnenbekisting wordt metde kraan omhoog getrokkenen gesteld, waarna de vlechterde wapening kan aanbrengen.De wapeningskorven zijn gedeel-telijk op het maaiveld geprefabri-ceerd, waarbij de ronde kopwape-ning op een vlechtmal is gemaakt.Hierdoor kon de cyclustijd naar5 storten in 4 weken. De motenbevatten 33 m3beton B 45 en 210kg wapeningstaal per m3.T i j d e l i j k e s t u t c o n s t r u c t i eIn moot 12 is een voorzieningopgenomen voor het aanbrengenvan de tijdelijke stutconstructie.Per pyloon zijn vier stalen plateningestort, voorzien van een draad-eind. Deze platen moesten exactin de juiste stand worden inge-stort. Hiertoe zijn de platen drie-dimensionaal in de achteroverhel-lende pylonen ingetekend, waar-na er een stalen frame is gemaaktom de platen exact te kunnenpositioneren. De ruimte tussende platen en de klimkist is uitge-kist met pvc-buizen.Nadat het beton van pyloonmoot12 was gestort en de klimkist naarmoot 13 was geklommen, kondende stutten worden aangebracht.Vanafeenaandepyloongehangenwerksteiger is een stalen stoel,voorzien van twee grote flenspla-ten, gemonteerd. Om de stoelexact te laten aansluiten op destalen platen in de pyloon, is destoel in de fabriek pasgemaakt opde platen. De stoel werd in detorenkraan gehangen en met eentakel voor de gaten in de pyloongetrokken. Daarna werd de stoelovergenomen door een draadtir-for, waarvan de draad door eensparing in de pyloon liep. Met dedraadtirfor is de stoel tegen deingestorte stalen platen getrok-ken, waarbij de draadeinden doorde holle buizen van de stoel sta-ken. Vervolgens zijn de draadein-den aangedraaid en hydraulischgespannen.De twee stalen stutbuizen ? 1500mmmeteenlengtevancirca50mzijn in twee delen aangevoerd enop het dek aan elkaar gelast. Opde kopse kanten van de buizenwaren stalen platen gelast, dietussen de twee flensplaten aan destoelen op de pyloon en op het dekvielen. Met stalen pennen werdende buizen aan de stoelen beves-tigd.Nadat vier secties van de hoofd-overspanningwarenaangebracht,is de stutconstructie verwijderd.Om te voorkomen dat de pyloontijdens het aanbrengen van desecties te ver voorover komt, is nahet aanbrengen van sectie 2 eenaantal achtertuien aangebracht.Tussen de pylonen is een tussen-schoor aangebracht om te voor-komen dat deze tijdens het bou-wen naar elkaar toe zoudenkomen. De tussenschoor was zoontworpen dat de pylonen nogvan elkaar af of naar elkaar toegevijzeld konden worden. Even-min als bij de stutconstructie isvan deze mogelijkheid gebruik-gemaakt. De tussenschoor is ver-wijderd nadat het eerste deel vanhet ankerblok was gestort.A n k e r b l o kOp circa 72 m hoogte zijn de pylo-nen gekoppeld door het anker-blok voor verankering van devoor- en achtertuien. Het onder-ste deel van het ankerblok (circa60 ton) is op het brugdek gestorten vervolgens met twee 650 tonskranen aan vier ingestorte hijs-punten op de pylonen gehesen.Hieraan voorafgaand zijn op depyloonmoten 16, waarop het an-kerblok moet komen te rusten,dakvloeren gestort als onderbe-kisting voor de massieve moten17. Op deze dakvloeren zijn inge-meten stalen jukken aangebrachtom het prefab ankerblok op teplaatsen (foto 11), waaraan v??rhet plaatsen werksteigers zijn ge-hangen.Nadat het prefab deel van het an-kerblok op de pylonen was op-gelegd, is de klimsteiger door-geklommen naar moot 17. Debinnenbekisting is aangepast aanhet prefab deel van het ankerblok.Na het storten van moot 17 zijnde twee buitenste delen van deklimsteigerdoorgeklommennaarmoot 18, de binnenste delen zijndoor de torenkraan weggehesen.Aan de binnenkant van depylonen zijn werksteigers gehan-gen, waar vanaf moot 18 van hetankerblok gemaakt kon worden.In de moten 18 t.m. 21 van hetankerblok zijn stalen melanspan-ten opgenomen (foto 12), met vol-gende functies:? maatvoering van het beton:11 | Prefab deel ankerblokgesteld op stalen juk12 | Uitvoering ankerblokbovenin pyloon met be-hulp van melanspanten13 | Naspannen kabels;bovenste vijzel is refe-rentievijzel, onderste isspan/werkvijzelC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gBr uggenbou wcement 2003 1 31de spanten worden eerstgeplaatst en gemaatvoerd;? support-rek: de wapening wordttegen het spant gevlochten;? maatvoering van de tuidoor-voerbuizen: op de spanten zijnaanslagnokken gelast waarte-gen de sparingsbuizen zijnbevestigd;? schoren van de bekisting:nadat de wapening is gevloch-ten, wordt de bekisting tegende melanspanten getrokken.Op deze manier wordt debekisting van binnenuitgeschoord.Doordat de maatvoering van detuidoorvoerbuizen zeer kritischwas,zijnhiervoorsparingsbuizenaangebracht, waarin later de tui-doorvoerbuizen zijn gesteld enaangegoten.In verband met de aan te brengenbetonnokkenvoordevoor-enach-tertuienisdebekistingvanhetan-kerblok traditioneel uitgetimmerdin de werkplaats van Hegeman.De bekisting is zo ontworpen datmet behulp van vulkisten hetgrootste deel van de bekistingmeerdere malen inzetbaar is.Het bovenste deel van het anker-blok bevat een extreme hoeveel-heid wapening: 534 kg/m3, waar-bij de melanspanten nog niet zijnmeegerekend, voor een groot deelbepaald door de dwarskracht inhet ankerblok.Bovenop het ankerblok komennog twee holle moten en eendakmoot.Doordat de pylonen bovenin zijnafgeknot, kan de buitenste klim-steiger niet doorklimmen. Voordeze moten is vanaf hangsteigersaan de pylonen de wapening ge-vlochten, de bekisting gesteld enhet beton gestort.De steigers zijn aan het ankerblokblijven hangen totdat de tuien enhet ankerblok waren afgewerkt.De ophangpunten zijn afgewerktmet pvc-conussen, waardoor hetmogelijk blijft om ook in de toe-komst steigers aan de pylonen tehangen.M a a t v o e r i n g v a n d ep y l o n e nDoordat de pylonen scheef ach-terover staan, vereiste de maat-voering extra aandacht. Uit deBRUCO-uitbouwberekening volg-de voor elk stort een x-y-z-co?rdi-naat waarop de bekisting konworden gesteld en een x-y-z-co?r-dinaat voor elke moot om na hetstorten de maatvoering van depylonen te kunnen controleren.De maatvoering was in de as vande pylonen opgegeven. Praktischis dit punt niet te meten. De meet-puntenzijnverplaatstnaardebui-tenkant van de bekisting. Demaatvoering is uitgevoerd met opde bekisting geplakte maatvoe-ringsstickers, die met een tachy-meter werden ingemeten. Op hethoogste punt zakte de pylonencirca 260 mm door, hetgeen doorhet afspannen van de tuien isgecorrigeerd.A a n b r e n g e n v a n d e t u i e nNadat een deel van het ankerblokwas gestort, zijn de tuidoorvoer-buizen in de juiste richting inde ingestorte sparingsbuizen ge-steld. Om deze richting juist tekunnen bepalen, moest rekeningworden gehouden met de door-hangvandetuienindedefinitievefase.Dezekanwordenbepaalduitde tuikrachten in de definitievefase,ontleendaandeBRUCO-uit-bouwberekening.Het aanbrengen van de tuien ver-liep als volgt:? de strengen van de tuien en dePE-omhulling zijn op het dekop lengte gemaakt;? de PE-omhulling is met dekraan omhoog gehesen entijdelijk opgehangen aan hetankerblok;? de eerste streng is boven inhet ankerblok verankerd enaan de onderzijde door hetankerblok getrokken en opspanning gezet;? de overige strengen zijn stukvoor stuk met behulp van eenlier door de omhullingbuisnaar boven getrokken en ge-spannen. De eerste streng isals referentiestreng gebruikt.De kracht in deze streng is ge-meten. De overige strengen zijnop dezelfde kracht gespannenals de referentiestreng (foto 13).Nadat alle strengen voor de eerstefase waren gespannen, volgdennog drie spanfases:? spanfase 2: na het leggen vanhet prefab dek;? spanfase 3: na het aanbrengenvan de schampkanten op hetdek;? spanfase 4: na het aanbrengenvan het asfalt. L i t e r a t u u r1. Kuilboer, C.P.M. en O.M.van Uden, WaalbrugZaltbommel (I). Rekenprocesvoor de betonnen tuibrug.Cement 1996, nr. 1.2. Brakel, J., Tuibruggen invoorgespannen beton.TH Delft; juni 1981.3. Baars, D. en L. Gielbert,Projectgebonden bekistingenessentieel voor bouwproces.Cement 2002, nr. 3.Projectgegevensopdrachtgever:Rijkswaterstaat, directie Oost Neder-landontwerp:Bouwdienst Rijkswaterstaat enHans van Heeswijkhoofdaannemer:Hollandia bv, Krimpen aan den IJsselonderaannemers:- staalconstructies:Bailey Techno Group- civiele werken:Combinatie Hegeman Nijverdal ?Strukton Betonbouw- uitbouwberekening:Ingenieursbureau Oranjewoud- tuikabels:Dywidag Systems Internationalleverancier bekisting:Strukton Materieel ? Doka Nederlandleverancier betonspecie:Mebinbouwsom:circa 25 miljoen Euro (incl. BTW),(14,4 miljoen voor het betondeel)