foto 1. ... fraai lijnenspel in licht en schaduw...Voorgespannen betonbrug over de Swan in Perth (Australi?)doorir.W.de Steur, ingenieur bij de Betonafdeling van de N.S.U.D.C. 624.21.012.46(94) -.69.002.2geprefabriceerde voorgespannen-betonbrug (Australi?)InleidingIn Cement 13 (1961) Nr. 2, blz. 97, verscheen een recensie van ir.P.j.Allaartvaneen Engels boek over gewapend-betonbruggen1);een recensie, waarbij de Engelse kennis van de betontechniek erniet zo best afkwam.In hetzelfde nummer van Cement stond op blz. 99 een tijdschrift-artikel 2) vermeld, dat onze aandacht trok, omdat daarin het En-gelse voorspansysteem Gifford-Udall-C.C.L. werd genoemd, toe-gepast voor een brug met een grootste overspanning van 97,60 m.(Men zie voor dit voorspansysteem bij voorbeejd het onlangs ver-schenen boek 'Compendium van het Voorgespannen Beton'3) vanmijn collega Van Zutphen).Of de achterstand, die de Engelsen blijkbaar in gewapend betonhebben, ook voor voorgespannen beton geldt, laat ik gaarne overaan de lezer van het hier volgende uittreksel van het betreffendeartikel in de Indian Concrete Journal.AlgemeenDe bruggen-ingenieur van de dienst van stadswegen van Perth,E. W. Godfrey, heeft indertijd Europa bezocht om de bouw vande nieuwe brug over de Swan in Perth met de 'leading bridgedesigners' te bespreken.Er werd toen een team van Engelse ingenieurs en architecten ge-vormd onder leiding van G. A. Maunsell; E. W. H. Giffordwerd adviseur voor het voorgespannen beton.De brug heeft S overspanningen van resp. 48,80 m, 60,15 m97,60 m, 60,1 S m, en 48,80m.De totale lengte ?s dus 335,50 m.Pijlers en funderingDe vier pijlers bestaan elk uit 4 'paddestoelvormige' kolommen,die geplaatst zijn op een betonblok, dat gefundeerd is op zgn.Gambia-palen.1) A. W. Legat, G. Dunn en W. A. Fairhurst, Design and Constructionof Reinforced Concrete Bridges, Londen, Concrete Publications, 19572) 'The Swan River Narrows Bridge in Western Australia'. Indian ConcreteJournal, oktober I960, blz. 386/389 (zie ook Concrete and Constructional En-gineering, mei 1960, blz. 195/200, en InterbuHd, december I959, blz. 35/36)3) Uitgegeven door de Verkoopassociatie ENCI-CEMIJ N.V., AmsterdamDeze palen zijn ontwikkeld door de reeds genoemde team-leider,Maunsell; zij ontlenen hun naam aan het feit, dat zij voor deeerste maal toegepast zijn in de Gambia (een rivier in West-Soedan).Zij bestaan uit een stalen mantel (uitw. ? 106 cm, plaatdikte 9,5 imm), die na het inheien geheel met beton gevuld wordt; de lengte ,bedraagt 27 m en zij zijn voorzien van een stalen punt.Nadat zo'n mantelbuis met punt gedeeltelijk met beton is ge-vuld, wordt het geheel met een 10-tons blok weggeslagen, terwijlde mantel verder opgelast wordt.foto 2. onderaanzichtCornant 13 (1961) Nr. 6331foto 3. ... opgenomen ?n de wijde omgeving...Dit systeem ?s dus vergelijkbaar met bij voorbeeld het systeemDe Wit (naar de uitvinder de heer De Wit) en met het Franki-systeem (het zou ons nu niet meer verwonderen, wanneer ditsysteem voor het eerst in Frankrijk toegepast zou zijn).Met het oog op corrosiegevaar werd de stalen mantel niet mee-gerekend voor de toelaatbare belasting, die per paal 200-250 tonbedraagt.Met deze buizen was 1215 ton staal gemoeid; voor de gehele brugwas voorts 1635 ton hoogwaardig en zacht staal nodig.BovenbouwDe hoofdconstructie bestaat uit statisch bepaalde, geprefabriceer-de balken van voorgespannen beton, waartussen liggers zijn ge-hangen.Door de balken met korte draden aan elkaar te spannen zijn descharnierpunten weer opgeheven.Terwijl de constructie voor het eigen gewicht dus statisch be-paald is, werd zij voor de nuttige belasting echter continu enstatisch onbepaald gemaakt; over de invloed van eventuele kruip-en krimpverschillen wordt echter niets vermeld.De constructie is zowel in langs- en dwarsrichting als in verticalerichting voorgespannen; laatstgenoemde voorspanning was nood-zakelijk in verband met de hoge schuifspanningen, die in het dunnelijf van de balken optreden.De dikte van het lijf en de flens, die over de gehele lengte van deligger constant is, bedraagt namelijk slechts 23 cm.Deze geringe dikte was alleen mogelijk door de langskabelsbuiten de doorsnede te plaatsen (zgn. c?bles ext?rieurs) en doordeze kabels niet continu te buigen maar ter plaatse van verstij-vingsribben en dwarsdragers te knikken, zodat daar geconcen-treerde verticale kabelkrachten ontstaan (fcg. 4-5).Op deze wijze is het kabelverloop heel eenvoudig, terwijl menbovendien een volledige controle op het spannen van de kabelsheeft.De kabels zijn na het voorspannen met beton omhuld.De daarvoor benodigde betonspecie is veel gemakkelijker aan tebrengen dan de injectiemortel in de anders noodzakelijk langekabelkanalen; de kwaliteit zal trouwens ook veel beter zijn.Het omhullende beton is door middel van uit de balklijven steken-de zachtstaalwapening aan de hoofdconstructie verbonden, zodater bij de berekening van de breukzekerheid van een volledigehechting tussen staal en beton kon worden uitgegaan.Het kabelverloop is te zien in fig. 4; de knikpunten bestaan uitgeoliede stalen zadels, waardoor de wrijvingsweerstand slechts0,04 was (d.i. 1/5 van de weerstand, die zou optreden bij gebruikvan kabelkanalen).Toegepast werden strengen ('strands') 0 17,8 mm (0,7"), elk be-staande uit 19 draden; deze strengen kregen een aanvangs- enblijvende spankracht van 26,5 resp. 20 ton.Ondanks de genoemde verticale voorspanning konden de schuinetrekspanningen niet geheel onderdrukt worden, zodat zachtstaalbijgelegd werd.fig. 4. halve langsdoorsnede met aanduiding van voorspankabels en tijdelijk scharnierpunt332 Cement 13 (1961) Nr. 6Omdat de sterkte van de liggers als gevolg van de gecombineerdebuiging en afschuiving niet Voldoende bekend was, werd er eenproefbalk op een derde van de ware grootte gemaakt.Deze balk bezweek precies bij de berekende belasting onder aan-name, dat er volledige samenwerking tussen kabel en beton wasen dat de schuifspanningen zouden werken 'als in een tralieligger'('as in a lattice beam').De breukzekerheid was 1,95 maal de som van eigen gewicht ennuttige belasting.UitvoeringHoewel de liggerhoogte varieert, is de dikte van lijf en flenzenover de gehele lengte dezelfde. Daardoor was het mogelijk om debalken in secties van 15 m lengte met een gering aantal stalenmallen te fabriceren.Eerst werden van een dergelijke sectie de onderflens en een ge-deelte van het lijf gestort; daarna werd het resterende gedeeltevan de stalen mal geplaatst, zodat het bovenste gedeelte van deligger vervaardigd kon worden.De variabele hoogte van het lijf en de verschillen in de breedtevan de onderflens konden dus geheel in het onderste gedeelte vande stalen mal worden opgevangen. Na voldoende verharding vanhet beton werden de toch nog vrij zware secties met behulp vaneen traverse-kraan verplaatst en op stellingen gemonteerd.Vervolgens werden de 7,5 cm brede voegen gevuld met beton-specie, die met trilnaalden verdicht werd.Daarna werden de buitenliggende voorspankabels gespannen.De zgn. inhangliggers moesten eerst hoger dan hun definitieveplaats worden gemonteerd en gespannen, waarna zij met behulpvan vijzels werden neergelaten op neopreen-platen, die gemon-teerd waren op consoles van de zgn. cantilever-liggers.Laatstgenoemde liggers moesten op dat moment dus gereed zijn.Vervolgens werden de secondaire hoofdkabels, die in de flenzenzijn verankerd, gespannen.De tijdelijke scharnieren werden, nadat de dwarsvoorspanningwas aangebracht en de brug ook verder gereed was, met kabels12 ? 7 gesloten; daarbij maakte men gebruik van de zgn. korte-draad-techniek.SpanningenBeton. Na 28 dagen verharding werd een kubussterkte van 600kg/cm2bereikt; vereist was 475 kg/cm2(kubussen met ribben van15,2 cm, d.w.z. 6").Aanvangsspanning beton: 176 kg/cm2; werkspanning beton: 162kg/cm2; trekspanning door buiging: 0 kg/cm2; hoofdtrekspanningdoor afschuiving: 10,6 kg/cm2.Staal. Aanvangsspanning: 128 kg/mm2; werkspanning: 98 kg/mm2.Hoeveelheden. Beton:8300 m3;zacht-staalwapening:1310ton;staal voor buizen van palen: 1215 ton; voorspanstaal: 325 ton. Debovenbouw bevat 63 kg voorspanstaal per m3beton.Kosten. De totale kosten, met betrekking tot het totale opper-vlak van bovenbouw en steunpunten, bedragen ongeveer f 1330per m2.Uitvoering. De brug werd gebouwd door Christiani & NielsenLtd.foto's: Interbuild/Cement and Concrete Associationfig. 5. dwarsdoorsnede met zgn. c?bles ext?rieursfoto 6. transport van geprefabriceerde balksecties met behulp vaneen traverse-kraanfoto 7. het spannen van de langskabels, opgebouwd uit strengen? 0,7"foto 8. het plaatsen van geprefabriceerde sierbetonplaten tegen dezijkanten van de brugCement 13 (1961) Nr. 6 333