C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gBr uggenbouw36 cement 2008 5Sinds de openstelling van de Hol-landse Brug in 1969 is de verkeers-intensiteit sterk toegenomen. Omde bestaande parallelbaan envluchtstroken veiliger te maken(scheiden van langzaam verkeeren busverkeer) en in een eventueletoekomstige situatie een spits-strook te kunnen realiseren isbesloten om de brug aan weerszij-den met 2 m meter te verbreden.De bestaande brug bestaat uitzeven overspanningen van circa50,55 m. De onderbouw bestaat uitop staal gefundeerde landhoofdenen pijlers. Elk dek is opgebouwduit negen prefab, voorgespannenT-liggers van 3,0 m hoog en eenbovenflens van circa 1,5 m breed(foto 2). De liggers liggen hart-op-hart 4,11 m en tussen de boven-flenzen zijn in het werk 200 mmdikke tussenstorts aangebracht.Deze tussenstorts zijn, evenals devier in het werk gestorte dwarsdra-gers, in dwarsrichting van het dekvoorgespannen (fig. 3).O n d e r h o u dNiet alleen bij regelmatige inspec-ties maar ook bij werkzaamhedenaan kunstwerken kijkt Rijkswater-staat of onderhoud op korte ter-Overlaging oplossing voorproblemen Hollandse BrugIng. C.J.A. van IJselmuijden PMSE, Royal HaskoningIng. R.P.W. van Leeuwen PMSE, Strukton EngineeringIn de A6, nabij knooppunt Muiderberg, ligt de Hollandse Brug. Hij wordt dage-lijks gebruikt door vele duizenden forenzen tussen Almere en Amsterdam. Omde veiligheid en de capaciteit te vergroten is besloten de brug aan weerszijdente verbreden met 2 m. Omdat de werkelijk aanwezige drukspanning tengevolge van de dwarsvoorspanning aanmerkelijk lager was dan aangehou-den in de oorspronkelijke berekening bleek ook een versterking noodzakelijk.Gezien het belang van de A6 voor de ontsluiting van Flevoland moesten dewerkzaamheden met zo min mogelijk verkeershinder worden uitgevoerd.1 |Verkeer moest tijdens dewerkzaamheden zo minmogelijk hinder onder-vindenC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gBr uggenbouwcement 2008 5 37dwarsdragers160001677550550500 167753000externe voorspanningmijn noodzakelijk is en of dit inhet project meegenomen kan wor-den. Bij deze beschouwing wordtgetoetst of de bestaande kunstwer-ken voldoen aan de huidige nor-men en richtlijnen. In de herbere-kening van de Hollandse Brugwerd het volgende geconcludeerd:? de hoofdliggers voldoen niet opdwarskracht;? de tussenstorts voldoen indwarsrichting niet op buiging.Hoewel deze onderdelen geenacuut probleem vormden was hetvoor Rijkswaterstaat reden omnaast een verbreding tevens toteen versterking over te gaan.Door Rijkswaterstaat is een aantalversterkingsvarianten onderzocht.Uiteindelijk is gekozen voor vari-ant 4 met alleen versterkingsmaat-regelen aan de onderzijde van hetbrugdek. Bij deze variant werd demaximale dwarskracht ter plaatsevan de oplegging van de liggersgereduceerd door het aanbrengenvan externe voorspanning. Detussenstorts werden versterkt doorhet aanbrengen van extra (prefab)tussendwarsdragers (fig. 4). Hetdoorslaggevende voordeel vandeze variant was dat de verkeers-hinder hierbij tot een minimumzou worden beperkt.Tijdens de aanbestedingsproce-dure zijn er door Rijkswaterstaatnog aanvullende metingen uitge-voerd aan de (splijt)treksterkte vande liggers. De consequentie hier-van was dat het ontwerp opnieuwbeoordeeld moest worden.V a n d e s i g n e n c o n s t r u c tn a a r e e n a l l i a n t i eHet versterken van de HollandseBrug is, samen met de verbredingvan deze en drie nabijgelegenkunstwerken, als design en con-struct contract op de markt gezet.Het detailontwerp van de verster-king moest hierbij door de aanne-mer uitgevoerd worden. Het pro-ject is gegund aan Bouwcombina-tie Strukton Reef. Hierbij is over-eengekomen dat Rijkswaterstaatde haalbaarheid van variant 4opnieuw zou onderzoeken. Dit opbasis van de nieuwe informatie uitde aanvullende metingen. Uit ditonderzoek volgde:? Met een niet-lineaire berekeningvan de dwarskrachtcapaciteit vande liggers ? uitgevoerd door deTU Delft met het programmaATENA ? werd aangetoond datdeze voldeden bij de huidigeverkeersbelastingen. Dit bete-kende dat de voorziene externevoorspanning niet nodig was. Erwerd niet voldaan aan de dwars-krachttoetsregels uit de VBC.Maar op basis van het gelijkwaar-digheidsbeginsel was het toepas-sen van een alternatieve bereke-ningswijze toelaatbaar.? Uit nadere berekeningen volgdedat het toepassen van extra tus-sendwarsdragers volgens variant4 niet haalbaar was voor hetversterken van de tussenstorts.Dit vanwege de grote hoeveel-heid benodigde dwarsdragers,2 |Bouw van de brug, voorstorten dwarsdragers entussenstorts3 |Gedeelte dwarsdoorsne-de dek (inclusief verbre-ding en overlaging)4 |Principeschets variant 4g h3hh220120100101517504110411027651505 12601:601:60buitenzijdeschampkantnieuweliggerbestaandeliggernieuwedwarsdragerbestaandetussenstortC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gBr uggenbouw38 cement 2008 5die een aanzienlijke gewichtstoe-name (en dus dwarskracht) totgevolg zou hebben.? Op basis van resultaten van aan-vullende onderzoeken is gecon-cludeerd dat de werkelijk aanwe-zige drukspanning in de tussen-storts ten gevolge van de dwars-voorspanning aanmerkelijk lagerwas dan aangehouden in deoorspronkelijke berekening.Vooral het laatste punt heeftgeleid tot de nodige bezorgdheid.Indien er namelijk inderdaad aan-merkelijk minder voorspanning inde tussenstorts aanwezig zou zijn,zou dit kunnen leiden tot schadeaan de tussenstort bij passage van(zwaar) vrachtverkeer, met directgevaar voor het verkeer tot gevolg.Daarbij komt nog het feit dat erbij onderhoudswerkzaamheden inhet verleden ook al lokale schadeis opgetreden aan de tussenstorts.Dit alles heeft ertoe geleid datRijkswaterstaat de veiligheid nietmeer kon garanderen en op 27april 2007 tot afsluiting voorvrachtverkeer is overgegaan.Aangezien de omstandigheden enuitgangspunten aanzienlijk warenveranderd ten opzichte van die ophet moment van gunning en ersprake was van een situatie die snelhandelen vereiste, is op datmoment besloten om de contract-vorm te wijzigen naar een alliantie.Deze contractvorm bespoedigde debesluitvorming en maakte de geza-menlijke inbreng van kennis moge-lijk. Op deze manier kon zo snelmogelijk tot een oplossing voor deontstane situatie worden gekomenen kon de Hollandse Brug zo snelmogelijk weer opengesteld wordenvoor het vrachtverkeer.O n t w e r p v e r s t e r k i n gH o l l a n d s e B r u gOmdat er een nieuwe onverwach-te situatie was ontstaan, isopnieuw een aantal alternatievenvoor het versterken van het dekbeschouwd. Alternatief b en d(zie kader) zijn nader uitgewerkt.Uiteindelijk is gekozen voor alter-natief d met een betonnen overla-ging. Hierbij wordt het bestaandeasfalt verwijderd en vervangendoor een in het werk te stortendruklaag.Voordelen van alternatief d zijn:? De aanwezige constructie envoorspankabels worden nietM o b i l i t e i t s -m a a t r e g e l e nIn verband met de veiligheid werdde brug afgesloten voor vrachtver-keer. Om de verbreding en verster-king van de brug te realiseren werdook het landbouw en fietsverkeervan de brug afgehaald. Het vracht-verkeer dat langer is dan 12 mwerd omgeleid via de A27. Voorlokaal vrachtverkeer korter dan 12m, landbouwverkeer en voor defietsers en voetgangers is een tijde-lijke pontverbinding naast de Hol-landse brug gerealiseerd. Tijdensde spits voeren er twee ponten.Verder zijn de volgende mobiliteits-maatregelen te noemen:? FileMijden A6: financi?le belo-ning voor het mijden van despits? A6 Bereikbaar pas: inzet bus-sen en Vanpools? Aanleg P&R terreinen? Bus op de vluchtstrook latenrijden? Taxi dienstregeling voor lang-zaam verkeer dat na 22.00 uurde brug over moet.In de beginfase is ook een tijdelijkebrug overwogen, maar dit bleekniet haalbaar.5 |Bestaande situatie aanonderzijde brugdek metlangliggers, dwarsdra-gers en tussenstortsC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gBr uggenbouwcement 2008 5 39verwijderd en daardoor nogbenut. Hierdoor zijn tevensontspanningsverschijnselendie horen bij het doorzagen(alternatief b) van voorspanka-bels niet aan de orde. Er geldtimmers `voorspannen is ver-vormen'. Bij ontspannen geldtdit eveneens.? Het vrachtverkeer kan eerder(gefaseerd) worden toegelatenover reeds versterkte stroken? Minder risicovolle werkzaamhe-den onder het dek boven hetwater.U i t g a n g s p u n t e nDoordat in de oorspronkelijkeovereenkomst en vraagspecificatieniet was voorzien in de methodevan alternatief d zijn allereerst deuitgangspunten voor de bereke-ning vastgelegd in een uitgangs-puntennota. Deze uitgangspun-tennota is ter goedkeuring voorge-legd aan het reviewteam, dat doorde alliantie is ge?nstalleerd om hetontwerp te toetsen.Het bleek niet mogelijk om deoverlaging gewichtsneutraal uit tevoeren, met een toename van dedwarskracht in de liggers totgevolg. Om de gewichtstoenamete beperken wordt op de overla-ging geen asfalt slijtlaag toegepast,maar slechts een dunne, metsteenslag ingestrooide epoxy slijt-laag. Dit betekende wel dat erstrengere eisen moesten wordengesteld aan de vlakheid van deoverlaging.Vanuit constructief en praktischoogpunt dient de overlaging eenminimale dikte te krijgen van 100mm. Door de verkanting van hetbestaande dek en zeegverschillentussen de liggers varieert de over-laging in dikte. Op voorhand werdop basis van het 3D model van deonderzijde ingeschat dat degemiddelde dikte hooguit 170 mmzou bedragen. Op basis van dituitgangspunt zijn de liggersopnieuw getoetst. Hieruit volgdedat deze nog voldoen bij dezebeperkte gewichtstoename.Omdat uit het onderzoek bleekdat de aanwezige dwarsvoorspan-ning lager was dan aangehouden,is voor de dimensionering van deoverlaging en toetsing van debestaande tussenstorts een gere-duceerd voorspanniveau van0,6Fpwgehanteerd.Voor de verbreding van het dekmoeten er extra liggers gemon-teerd worden. Deze liggers moe-ten per trailer worden aangevoerdover de versterkte stroken. Tevensmoeten bij de montage kranengeplaatst worden op het dek. Bijde dimensionering van de overla-ging is deze belastingsituatiegetoetst.O v e r l a g i n gHet principe van een overlaging isdat de constructiehoogte wordtvergroot en daarmee de nuttigehoogte ten opzichte van de aanwe-zige wapening en voorspanning.Aandachtspunt hierbij is dat wel debelastings- en spanningshistoriewordt onderkend. Voorwaarde voordit principe is dat de overlagingsamenwerkt met de oorspronke-lijke constructie. Hiervoor dient deafschuifcapaciteit ter plaats van hetaansluitvlak groter te zijn dan deoptredende schuifspanningen. Omdeze afschuifcapaciteit te kunnemobiliseren mogen het bestaandedek en de overlaging niet onthechtraken. Om die reden wordt hetbestaande dek schoongemaakt,waarbij alle vulbeton en kleeflagenwrden verwijderd. De hechtsterktewordt door metingen aantoonbaargemaakt. Hoewel uit de berekenin-gen volgde dat de afschuifcapaciteitvan het gereinigde betonoppervlakvoldoende was, wordt toch eenhoeveelheid deuvels van 4?12 mmper m2vereist. Dit om te voorko-men dat een eventuele lokale ont-hechte plek zich uitbreidt onderinvloed van de wisselende verkeers-belastingen. Tevens wordt langsranden en stortnaden een hogereconcentratie deuvels toegepast. Eendeel van de deuvels dient daarbijtevens als support voor de wape-ning, waarvoor speciale ankers zijntoegepast. In totaal worden er circa90.000 deuvels ingelijmd in hetbestaande dek (foto 6).Zoals beschreven wordt er geenasfalt meer op de overlaging toege-past en de bovenzijde van de over-A l t e r n a t i e v e nv e r s t e r k i n gEen aantal alternatieven voor hetversterken van het dek zijnbeschouwd:a. Vervangen van het completedek:Hiervoor zou een volledigeafsluiting vereist zijn, watgezien het belang van de Hol-landse Brug voor de ontsluitingvan Flevoland en Almere nietacceptabel was.b. Een nieuw dek maken over hetbestaande dek en verwijderenbestaande tussenstorts:Bij deze methode zou boven hetbestaande dek een nieuw dekworden gemaakt. Om degewichtstoename te beperkendienden de bestaande tussen-storts vervolgens te worden ver-wijderd. Nadelen van dezemethode waren dat de tussen-storts pas verwijderd kunnenworden op het moment dat hetnieuwe dek volledig is afgeronden dat het verwijderen van devoorgespannen tussenstorts(boven water) risicovol is.c. Toepassen van een overlagingmet kunststof elementen:Hier is in Nederland geen erva-ring mee. De Hollandse Brugis, gezien het belang voor deontsluiting, niet geschikt geachtom een grotendeels nog onbe-kende en wellicht risicovollemethode toe te passen.d. Het met beton overlagen vanhet bestaande dek:Dit is het uiteindelijk toegepastealternatief, waarbij het asfaltwordt verwijderd en vervangendoor een constructieve betonnenlaag.C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gBr uggenbouw40 cement 2008 5laging wordt dus aangelegd in hetverticale alignement. Voor de bepa-ling van dit alignement, in relatietot het toelaatbare gewicht van deoverlaging, geldt de hoogte van hetbestaande dek als uitgangspunt.Aangezien de overlaging gefaseerdover de breedte wordt uitgevoerd,was het niet mogelijk om zondergrote verkeershinder, vooraf devolledige bovenzijde van het dek inte meten. Om inzicht te krijgen inde hoogte van het dek is al in eenvroeg stadium een 3D-scan ge-maakt van de onderzijde van hetdek. Uit controlemetingen volgdedat de scan voldoende nauwkeurigwas om te gebruiken als uitgangs-punt voor de bepaling van het alig-nement. Aangezien het prefab lig-gers betreft, die in het algemeenredelijk maatvast zijn, is op basisvan meting van de onderzijde debovenzijde te bepalen. Hiermee isin een spreadsheet een vloeiendeboog bepaald, waarna vervolgensvoor elk gewenst punt de hoogte iste berekenen. Voorafgaand aan destort van de overlaging ? na hetverwijderen van het asfalt ? is debovenkant van het dek ingemetenen vergeleken met de theoretischebovenzijde. Dit heeft niet tot aan-passingen aan het alignement ge-leid.O n t w e r p v e r b r e d i n gBehalve versterkt wordt de Hol-landse Brug ook aan weerszijdenverbreed met 2 m. Per dek is daar-om aan weerszijden een extravoorgespannen, prefab ligger toe-gepast. Om de nieuwe liggers teondersteunen zijn de landhoofdenverbreed en zijn op de bestaandepijlersloven nieuwe prefab kolom-men geplaatst.De liggers, die 3 m hoog zijn, ble-ken te hoog om in de fabriek temaken. Daarbij zouden de liggersminder eenvoudig door te koppelenzijn aan het bestaande dek en de testorten overlaging. De liggers zijndaarom lager gemaakt en op hettasterrein zijn op de liggers prefabelementen geplaatst, de zogenoem-de hoedjes. Deze hoedjes dienenals verloren bekisting voor de in hetwerk te storten druklaag (foto 6).Bijzonder aandachtspunt bij deverbreding is de aansluiting vande druklaag en dwarsdragers opde bestaande constructie. Daarbijzijn twee aspecten te onderken-nen. Allereerst de zeegverschillentussen het bestaande dek en denieuwe liggers. Om een goede,constructieve aansluiting te reali-seren zijn de volgende gegevensen raakvlakken van belang:6 |Nieuwe liggers methoedjes7 |Deuvels zijn aangebrachtin doorwerkvoorziening8 |Mogelijke posities voorboorgaten voor verbin-ding (grijze gedeelte nietboren) op basis van scanvan de voorspanning21602070147012471060106015 165165 151250147020702160onderkant bestaandedwarsdragerC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gBr uggenbouwcement 2008 5 41? zeeg bestaande dek (randligger);? zeeg nieuwe ligger na montage;? bovenkant van de overlaging terplaatse van de rand van het dek;? hoogte ingelijmde stekken in dezijkant van het bestaande dek;? hoogte zijkant hoedje.De zeeg van het bestaande dek isgemeten. Van de nieuwe liggers isop een aantal momenten op hettasterrein ook de zeeg gemeten.Met deze gegevens in combinatiemet de te verwachten wijziging inde zeeg na montage, is vervolgensde hoogte van de oplegsokkelsbepaald. De hoedjes zijn zodaniggemaakt dat enige hoogtevariatiein de druklaag opgevangen kanworden.Het tweede aspect is dat er in debestaande zijkanten van de boven-flens en dwarsdragers voorspan-koppen aanwezig zijn. Om eenconstructieve verbinding tussende verbreding en het bestaandedek te realiseren is een groot aan-tal stekken ingelijmd in hetbestaande dek.U i t v o e r i n g o v e r l a g i n g e nv e r b r e d i n gHet maken van een overlaging iseen specialisme. Vooral de strengeeisen aan de vlakheid, de krappeplanning en de invloed van hetverkeer en de omgeving makenhet geheel tot een complex project.Uitgangspunten voor de realisatiezijn:? de brug blijft gedurende derealisatie beschikbaar voor per-soneneauto's en busvervoer,waarbij geldt dat er minimaaldrie versmalde rijstroken in despitsrichting beschikbaar zijnen twee in de andere richting;? de parallelweg wordt tijdensuitvoering buiten gebruikgesteld;? zo snel mogelijk het vrachtver-keer toelaten op reeds versterktestroken.Om de hinder voor de omgevingzoveel mogelijk te beperken is deoverlaging van het bestaande dekin negen stroken uitgevoerd. Omzoveel mogelijk werkruimte tecre?ren naast de vereiste ruimtevoor het wegverkeer, is er onderandere een tijdelijke wisselstrookaangelegd en een Quick MovableBarrier geplaatst (foto 9).Tevens is een aantal maatregelengetroffen om de realisatieduurvan het project en daarmee deverkeershinder zoveel mogelijk tebeperken. Zo werd er gewerkt ineen dubbele shift (16 uur perdag) en werd er tijdens de bouw-vakantie doorgewerkt. Het toe-passen van doorwerkvoorzienin-gen met klimaatbeheersing droegook bij aan de beperking van derealisatieduur, aangezien menonafhankelijk was van weersin-vloeden en men specialistischeonderaannemers kon inplannen.Uiteraard was ook de kwaliteitvan de overlaging beter te beheer-sen.Om de vlakheid te beheersen isspeciaal voor dit project eenafwerkmachine ontwikkeld dieeen gecontroleerde en geautomati-seerde afwerking van de overla-ging garandeert. Trilling van debrug ten gevolge van het verkeerwas mogelijk van invloed op dekwaliteit van een verhardendebetonconstructie. Tijdens de kri-tieke periode in het verhardings-proces werden er eisen gesteldaan de maximale trillingssnelheiden rekken om schade aan debetonconstructie te voorkomen.Dit heeft na het (gedeeltelijk)openstellen van het dek voorvrachtverkeer geresulteerd in tij-delijke korte afsluitingen.Zoals beschreven bij het ontwerpis er een groot aantal deuvels inhet bestaande dek ingelijmd. Hetboren van alle gaten voor de deu-vels vraagt een goede voorberei-ding en maatvoering. In het dekzijn namelijk zowel langs- alsdwarsvoorspankabels aanwezig.De dwarsvoorspankabels liggencirca hart-op-hart 700 mm en omaanboren te voorkomen zijn dezekabels voorafgaand aan de boor-werkzaamheden gedetecteerd.Op 7 juli 2008 kon het eerstevrachtverkeer weer gebruikmakenvan de brug. De verwachting isdat in november 2008 al het ver-keer terug kan. nProjectgegevensproject:Versterking en verbreding HollandseBrug A6opdrachtgever:Rijkswaterstaataannemer:Bouwcombinatie Strukton-Reefontwerp:Alliantie A1/A6 (Rijkswaterstaat,Bouwcombinatie Strukton-Reef)leverancier prefab liggers:Spanbeton9 |Verplaatsen QuickMovable Barrier