Krappe inpassing brug over de Gouwe6 201612Krappe inpassingbrug over de Gouwe1Nieuwe brug over de Gouwe naast Gouwe-aquaduct ontlast A12De Moordrechtboog loopt tussen de A12 bij Waddinxveen ende nieuwe aansluiting op de A20 bij Moordrecht. De ExtraGouwekruising loopt langs de A12 aan de noordzijde tussenGouda en de nieuwe Moordrechtboog (fig. 3). Dit traject biedtstraks een veilig en aantrekkelijk alternatief voor verkeer tussenDen Haag en Gouda dat nu de A12 gebruikt. Het project Paral-lelstructuur A12 omvat de aanleg van 2 nieuwe wegen met 2 x 2rijstroken, inclusief verkeersregelinstallaties, brug- en scheep-vaartinstallaties, verlichting, natuurvoorzieningen, geluidwe-rende maatregelen en acht kunstwerken. Naast ontwerp enOp de hoofdwegen A12 en A20, ter hoogte van het Gouwe-aquaduct,staan de doorstroming van het verkeer en de verkeersveiligheid onderdruk. Om die reden wordt het wegennetwerk rond Gouda uitgebreid.Onder de naam `Parallelstructuur A12' legt de provincie twee nieuwewegen aan: de Extra Gouwekruising en de Moordrechtboog. Vooralhet inpassen van de nieuwe brug over de Gouwe, onlangs omgedoopttot Amaliabrug, was geen sinecure (foto 3).Krappe inpassing brug over de Gouwe 6 2016 13realisatie maakt beheer en onderhoud over een periode vantien jaar deel uit van het contract. Het project heeft eencontractwaarde van ruim 65 miljoen.Aan de noordzijde van het Gouwe-aquaduct kruist de weg deGouwe. Hiertoe is inmiddels een brug aangelegd, aangeduid alskunstwerk KG. Dit kunstwerk kruist behalve de Gouwe ooknog de Kanaaldijk (N484), de Wilhelminakade en de N207(van west naar oost).De brug bestaat uit een beweegbaar deel (val, uitgevoerd instaal) en ten oosten en westen ervan betonnen aanbruggen. Hetbeweegbare deel is noodzakelijk om de staande mast route,waarvan de Gouwe deel uitmaakt, te kunnen faciliteren. In hetcontract is voorgeschreven dat dit een basculebrug moet zijn.SituatieDoordat kunstwerk KG direct naast het bestaande Gouwe-aquaduct ligt, vormde het aquaduct automatisch de werkgrensaan de zuidzijde. Om die reden had het de voorkeur het kunst-werk zo ver mogelijk van de A12 (naar het noorden toe) tepositioneren, zodat de werkzaamheden zo min mogelijkinvloed op het bestaande aquaduct uitoefenden. Dit was extrabelangrijk gezien de waargenomen scheuren in het aquaduct(zie ook artikel `Dwarskrachtscheuren in het Gouwe-aquaduct',Cement 2013/4). Daarbij moest niet alleen rekening wordengehouden met de zichtbare onderdelen van het Gouwe-aqua-duct, maar ook met de groutankers in de ondergrond.Echter, aan de noordzijde werd een barri?re gevormd doorenkele bedrijfspanden. In een van deze panden bevindt zicheen snoepfabrikant (Concorp) die gebruikmaakt van gevoelige(weeg)apparatuur. Deze panden vormden niet alleen eengeometrische randvoorwaarde, de activiteiten die er plaatsvin-den hadden ook invloed op het tijdstip van de bouwwerkzaam-heden, met name het heiwerk. De positie van het kunstwerk lagdaarmee vast in noord-zuidrichting (fig. 4a en 4b).Ook de positie van het westelijke landhoofd is bepaald door deaanwezigheid van een bestaand object. In dit geval gaat het omeen aanwezig CVR-gebouw (CVR = Centrale VIC Ruimte, VIC= verkeersinformatie- en communicatienetwerk). Dit gebouwir. Bas van den BerkHeijmans Infra1 Donker schoon beton2 Parallelstructuur A123 Brug in aanbouw23Krappe inpassing brug over de Gouwe6 201614N.A.P.RenovatievoegBuigslappevoegBuigslappevoeg RenovatievoegBuigslappevoegBuigslappevoeg RenovatievoegConcorp terrein1 2 3 4 5 6 733660 33985 33985 33985 33994 33255 38642CVR gebouwkanaaldijk209804000 2660N.A.P.93,550?200014 50081,160?659919 9202660 4000Ontwerp dekconstructieDe totale lengte van kunstwerk KG, tussen het oostelijke enwestelijke landhoofd, bedraagt circa 450 m. Het kunstwerk isverdeeld in een oostelijke aanbrug (circa 124 m), de basculekel-der en het stalen val (samen circa 45,5 m) en de westelijkeaanbrug (circa 280 m).De benodigde 2 x 2 rijstroken in combinatie met een midden-berm van circa 3 m breed (volgend uit het landschapsplan), enafgeschuinde vezelversterkte kunststof randelementen (volgenduit het beeldkwaliteitsplan) resulteren in een totale breedte vande dekconstructie van circa 21,6 m.UitvoeringswijzeOm de aanbruggen met zo min mogelijk hinder voor de omge-ving en op een snelle wijze te kunnen bouwen, is de dekcon-structie met prefab-betonliggers uitgevoerd. Daarbij is ervoorgekozen de eerste liggers te plaatsen vanaf de locatie van delandhoofden en vervolgens, vanaf het reeds gerealiseerde deelvan het dek, met kranen het volgende deel te plaatsen. Op diemanier waren er nauwelijks verkeerstops op het onderliggendwegennet noodzakelijk. Hiermee kon bovendien worden voor-komen dat hulpconstructies nodig waren om de kranen goedgefundeerd op de slappe Goudse bodem te kunnen plaatsen.Wel was het nodig zowel dekconstructie als onderbouw op dekraanbelasting te dimensioneren. In sommige gevallen bleekdie belasting voor de onderbouw maatgevend.In de uitvoeringsfasen bleken sommige percelen toch beteris ingericht met ICT-apparatuur die de aansturing van deverkeerssystemen verzorgt en dus een belangrijke verkeers-functie vervult. Om het functioneren van dit gebouw niet ingevaar te brengen, is het westelijke landhoofd van het kunst-werk hier voldoende ver vanaf gepositioneerd. Hierbij is ookrekening gehouden met het uit te voeren heiwerk ten behoevevan dit landhoofd.De locatie van het oostelijke landhoofd kende geen zogenoemddwangpunt, een punt waar een te ontwerpen weg omheen moestworden ontworpen. Bepalend voor de positie was het punt totwaar de grondterp maximaal kon worden doorgezet, waarmee debenodigde landschappelijke kwaliteit was gewaarborgd.4a4b654a ,4b Positie kunstwerk KG gedicteerddoor enkele dwangpuntenKrappe inpassing brug over de Gouwe 6 2016 15Waterpeil -0,600 mP.V.R. metonbeperktedoorvaarthoogteBodem -4.600 N.A.P.BasculekelderMin.7000PVR onder brug2500015N207 fietspadRenovatievoegBuigslappevoegBuigslappevoeg RenovatievoegRenovatievoeg360014131211109Buigslappevoeg RenovatievoegNAP Wilhelminakade838290 14362 31143 30650 30995 30986 30622225005 Langsdoorsnede kunstwerk KG6 Dwarsdoorsnede brugdek en pijlers7 T-heads als verankering van wapeningsstaven ?40en geen onaanvaardbare risico's voor bijvoorbeeld het CVR-gebouw of Concorp op zou leveren. Uiteindelijk is het heiwerkdaadwerkelijk goed verlopen en zijn alle palen op de juistewijze op de juiste diepte geplaatst.Een uitdaging voor de pijler zelf was het feit dat de buitensteliggers, met een maximale lengte van circa 38 m, zijn geplaatst opeen 4 m lange uitkraging van de pijlers. Behalve de standaardbe-lastinggevallen vanuit mobiele belasting (BM1, BM2) is contrac-tueel ook bijzonder transport (BM3) in rekening gebracht. Zoalseerder beschreven was het bovendien noodzakelijk rekening tehouden met kraanbelastingen inclusief het hijsgewicht van deprefab liggers. Gevolg hiervan was dat de bovenwapening in deonderslagbalken bestaat uit enkele lagen wapeningsstaven ?40mm. Conform NEN-EN 1992-1-1 artikel 8.8(3) zijn deze stavenaan het uiteinde van de onderslagbalk verankerd met mechani-sche middelen, de zogenoemde T-heads (foto 7).begaanbaar en toegankelijk, waardoor alsnog enkele liggersvanaf maaiveld zijn geplaatst.OpbouwDe verdeling van de overspanningen is gebaseerd op een aantalrandvoorwaarden. In de eerste plaats gold dat de liggers niet tezwaar mochten zijn, in verband met de gekozen uitvoerings-wijze. In de tweede plaats speelden de dwangpunten vanuit debestaande situatie een rol (CVR-gebouw, Kanaaldijk, de beno-digde vrije ruimte ter plaatse van Concorp, Wilhelminakade,kruising met de Gouwe en de N207). Tot slot was het wenselijkeen liggerlengte te kiezen die zo veel mogelijk gerepeteerd konworden.Dit resulteerde voor de oostelijke aanbrug in vier overspannin-gen van circa 31 m en voor de westelijke aanbrug in zes over-spanningen van circa 34 m en twee overspanningen van circa38 m (fig. 5). De overgang tussen de overspanningen isgevormd door buigslappe voegovergangen en rubber voegover-gangen in een stalen klauw (renovatievoeg).De overspanningen zijn gerealiseerd met prefab-betonrailbalkenen afgeschuinde kokerliggers aan de zijkanten (fig.6). Deschuinte van deze kokerliggers is doorgezet in de randelementen.LandpijlersDe dekconstructie ligt ter plaatse van stramienen 2 t.m. 8 en 12t.m. 14 op tussenpijlers op het land. Deze pijlers zijn alsdubbele T-pijlers uitgevoerd op een poer die is gefundeerd opprefab-betonpalen (fig. 6). Hiermee was een vorm van defunderingssloof te realiseren die past binnen de omgeving(groutankers Gouwe-aquaduct) en die toch voldoende breed isom de dekconstructie te ondersteunen.Om in de slappe Goudse bodem voldoende draagkracht temobiliseren, was het noodzakelijk de prefab-betonpalen circa10 m in de draagkrachtige zandlaag te plaatsen, wat afhankelijkvan locatie resulteert in een paalpuntniveau tussen NAP -20 men NAP -25 m. Vooraf zijn hei- en trillingsanalyses uitgevoerd.Op basis daarvan is vastgesteld dat het heiwerk uitvoerbaar was7Krappe inpassing brug over de Gouwe6 201616rekening is gehouden met aanvaarbelasting. De grootte vandeze belasting is bepaald op basis van ROK1.0 (contractueelbindend) paragraaf 5.7, artikel 4.6.2(1). Reeds in de tenderfasewaren als fundering van deze pijler open stalen buispalen voor-zien. Echter, na uitwerken van het tenderontwerp naar het defi-nitief ontwerp en een nadere beschouwing van de situatie terplekke, bleek het een onveilige werksituatie op te leveren bij hetinstalleren van de benodigde stalen buispaalafmetingen: zwaarmaterieel dicht bij de vaarweg met palen die tijdens installatiehet profiel van vrije ruimte niet garandeerden. Om de buispaal-afmetingen te kunnen reduceren, is een nadere vaarweganalyse/ nautische beschouwing uitgevoerd. Hiermee kon de in reke-ning te brengen vaarsnelheid bij CEMT-klasse IV (conformROK1.0 gelijk aan 5,3 m/s) terug worden gebracht naar 3,1m/s. Resultaat van deze reductie is een fundering met kleinerebuispaalafmetingen die voldoende robuust is en tegelijkertijdop een veilige wijze kon worden aangebracht.BasculekelderOp stramien 9 en 10 bevindt zich de basculekelder. Deze kelderbiedt ruimte aan het contragewicht van het stalen val, het beno-digde bewegingswerk en de bijbehorende aandrijving. Dezeinrichting is van buitenaf goed te zien door de glaspartij aan driezijden in de wanden van de basculekelder. (fig. 9) De kelder isuitgevoerd in beton met dikke wanden en betonnen ondersteu-Er is overwogen de onderslagbalken te voorzien van voorspan-ning om op die manier de hoeveelheid wapeningsstaal te redu-ceren. Uiteindelijk is hiervan afgezien om geen extra bouwfa-sen te introduceren en omdat de reductie van het wapenings-staal niet voldoende voordeel op zou leveren. De aanwezigelagen bovenwapening zijn immers niet alleen aangebracht voorde optredende buigende momenten, maar ook deels vooropname van de optredende wringende momenten.De rekenmodellen van de landpijlers zijn als 3D-staafwerkmo-dellen met behulp van Scia Engineer opgesteld. Voor alle pijlersis een basismodel gebruikt, waarbij het verschil in aangren-zende overspanningen handmatig is verdisconteerd in de belas-tingfactoren.SchoonbetonBijzonder aan het betonwerk van de pijlers is dat deze voldoenaan schoonbeton klasse B1 van CUR-Aanbeveling 100 en dat zein donker schoonbeton zijn uitgevoerd, conform kleurschaalVII volgens deze Aanbeveling (foto 8).RivierpijlerOp stramien 11 bevindt zich de oplegpijler van het stalen val.Deze pijler bevindt zich in de Gouwe. Het geometrisch enconstructief ontwerp van deze pijler is vergelijkbaar met datvan de landpijlers. Groot verschil is dat voor deze rivierpijler8Krappe inpassing brug over de Gouwe 6 2016 1710a Momentenlijn in dwarsbalk10b Dwarskrachtenlijn in dwarsbalk11 Panamawielen rusten op consoleswand en worden belast door krachten vanuit het bewegings-werk (fig. 11). Vanuit de panamawielen (grote tandwielen diedoor een kleiner tandrad worden aangedreven) die het stalenval openen en sluiten, wordt de belasting vanuit het val via eentrek-duwstang naar de consoles afgedragen. Moeilijkheidsfac-tor hierbij is dat de krachten onder verschillende hoeken op debetonnen consoles werken, afhankelijk van de stand van hetstalen val, die ook nog eens vari?ren tussen trek (bij openendebrug) en druk (bij sluitende brug).De belastingen vanuit het stalen val en het bewegingswerk zijnals input aangeleverd aan de betonconstructeur. Door perbelastinggeval (onder andere eigen gewicht, wind) de juistekracht behorende bij de juiste hoek op de console te plaatsen, isde krachtswerking per belastinggeval in de consoles bepaald.Voordeel hiervan is dat vervolgens met de juiste belastingfacto-ren, geldend voor betonconstructies, de totale SLS en ULSningen voor de hoofddraaipunten. Om de hydratatiewarmte inhet beton te beperken en vervolgens gereguleerd af te latennemen, zijn deze onderdelen van koelleidingen voorzien.Modellering eindfaseDe basculekelder is in Scia Engineer als een 3D-model gesche-matiseerd om de globale krachtswerking in de basculekelder tekunnen bepalen (fig. 9). De balk op stramien 9 is hierin als eenrib geschematiseerd als onderdeel van het 2D-element, zijndehet dak van de basculekelder. Deze balk overspant circa 15 men draagt het aansluitende prefab dek. Omdat de stijfheid vande hoekkolommen onder deze balk invloed heeft op dekrachtswerking in de genoemde balk, is de krachtswerkingbepaald bij zowel gescheurde als ongescheurde kolommen (zieuitvoer in fig. 10a en 10b). De wapening in deze balk is bepaaldop basis van de maatgevende krachtswerking, waarbij de resul-taten in Scia Engineer zijn uitgevraagd op basis van de rib. Eendeel van de wapening ligt derhalve in het dak van de bascule-kelder over de meewerkende breedte die in het model isgebruikt voor de rib.BouwfaseBovengenoemde beschouwing betreft de eindfase. In de bouw-fase was het dak echter nog niet aanwezig. Het stalen val inclu-sief ballastkist moest immers nog kunnen worden aangebracht.Omdat op dat moment nog niet de volledige balk aanwezig wasen deze nog niet genoeg draagkracht had om de prefab liggerste dragen, is een hulpconstructie onder de balk aangebracht dieweer verwijderd is nadat het dak gereed was. Voor deze fase ishetzelfde Scia Engineer-model gebruikt als voor de eindfase,maar dan zonder dak.Behalve de modellen ten behoeve van de globale krachtswer-king is nog een apart model gemaakt om de krachtswerking inde consoles te bepalen. Deze consoles hangen op aan de beton-910a10b118 Brug over de Gouwe9 3D-model basculekelderKrappe inpassing brug over de Gouwe6 201618Tot slotInmiddels is het volledige kunstwerk voorzien van het beno-digde asfaltpakket en is de testfase van de installaties en bijbe-horende software aangebroken. Eind 2016 zal de brug wordengeopend voor verkeer. Aan het project is door veel mensenvanuit verschillende disciplines gewerkt. Deze disciplines zijnin een integraal 3D-model bij elkaar gevoegd, waarin het raak-vlak met de bestaande situatie is weergegeven. Dit alles om debrug met zo min mogelijk overlast op een juiste wijze in deomgeving aan te kunnen brengen. Maar ook het inpassen vande installaties en het beweegbare deel van de brug in de bascu-lekelder was een grote uitdaging. Het feit dat het inhijsen vanhet beweegbare deel slechts 3,5 uur heeft geduurd, bewijst datde voorbereiding hiervan prima is verlopen. PROJECTGEGEVENSproject Brug over de Gouwe (onderdeel van Parallelstructuur A12)opdrachtgever: Provincie Zuid-Hollandaannemer Heijmans Infraarchitect Zwarts en Jansmaconstructief ontwerp Heijmans Infrabetonmortelleverancier Mebineerste paal kunstwerk KG 12 juni 2015openstelling kunstwerk KG: eind 2016krachtswerking is bepaald. Hiermee werd voorkomen dat debetonconstructie is gedimensioneerd op basis van factoren diegelden voor de staalconstructie en/of het bewegingswerk.Tevens werd voorkomen dat een omhullende belastingcombi-natie die voor het stalen val of het bewegingswerk maatgevendis, automatisch als maatgevend voor het betonwerk werdgeacht; dit is namelijk niet vanzelfsprekend. Voor het ontwerpvan het stalen val zie Bouwen met Staal nr. 251 (juni 2016).BallastkistDoor de aanwezigheid van een contragewicht kan de bascule-brug de benodigde bewegingen uitvoeren. Dit contragewicht isgerealiseerd door middel van een ballastkist; een stalen holle`doos' die gevuld is met beton. Om voldoende contragewicht tekunnen mobiliseren in de beschikbare ruimte, is hiervoor eenspeciaal betonmengsel toegepast. Het betreft 81 m3zwaar beton(Heavycrete van Mebin) met een volumieke massa van4500 kg/m3. De ervaringen met zwaar beton tot dan toe betrof-fen een volumieke massa van maximaal 4000 kg/m3. Daarom isge?nventariseerd of dit wel mogelijk zou zijn, in relatie tot derandvoorwaarden van een druksterkte na 24 uur van 5 N/mm2,verpompen en reproduceerbaarheid. Uitkomst was een beton-mengsel met een zeer ijzerrijk erts met een volumieke massavan >6000 kg/m3en een optimale korrelpakking met magnetiet0/20 mm met CEM III/B 42,5 N als bindmiddel. De hoeveel-heid water (lichtste component) is door gebruik van een water-reducerend middel tot een minimum beperkt.1212 Brug over de Gouwefoto Maikel Samuels