Op vrijdagavond 2 december 2022 om 20:00 werd de Nelson Mandelabrug over de A12 bij Zoetermeer plotseling afgesloten. Dat wil zeggen, je kunt er nog wel onderdoor maar niet meer overheen. Wat is er aan de hand? En wat zijn de vervolgstappen?

De voetgangersbrug werd gebouwd ter gelegenheid van de Floriade in 1992, om bezoekers de mogelijkheid te geven de A12 over te steken naar het station van de Zoetermeer Stadslijn. Zoals altijd bij floriades maakte de brug deel uit van het stedenbouwkundig plan voor de periode erna, waarin op het voormalige floriadeterrein een nieuwe woonwijk werd gebouwd. De brug is inmiddels dus meer dan dertig jaar oud.

Op de brug staat een grote stalen overkappingsconstructie, gedekt met glas. De brug zelf bestaat uit geprefabriceerde betonnen liggers, die met tandconstructies rusten op in het werk gestorte betonnen brugpijlers. In die tandconstructies zijn scheuren ontdekt. De gemeente heeft externe ingenieursbureaus, Westenberg en Wagemaker, onderzoek laten doen naar de scheuren. Conclusie van dat onderzoek was dat de veiligheid niet in voldoende mate kon worden gegarandeerd. De gemeente heeft daarop besloten de brug tijdelijk te sluiten in afwachting van een nieuw vervolgonderzoek door Rijkswaterstaat. De twee belangrijkste onderzoeksrapporten zijn door B&W aan de gemeenteraad ter beschikking gesteld en zijn ook online beschikbaar.

Enkele belangrijke punten uit de rapporten:

• Volgens een toezichthouder van de gemeente zitten de scheuren er al meer dan twintig jaar in.
• Het zijn vooral de nokken aan de pijlers die zijn gescheurd, met scheurwijdtes tot meer dan 3 mm. De scheuren in de tanden van de prefab liggers zijn relatief beperkt.
• Het gewicht van de brug is tot 30% groter dan waarmee bij het ontwerp is gerekend.
• De detaillering van de wapening van de tanden en nokken is onjuist. Dat geldt wederom vooral voor de nokken aan de pijlers, en minder voor de tanden van de liggers. Hierover verderop meer.
• Er is nog veel onduidelijk, bijvoorbeeld: zijn alleen de buitenste opleggingen gescheurd of ook die van de binnengelegen liggers? Hoe zit het met temperatuurspanningen? Werken de dilataties (die temperatuurspanningen moeten voorkomen) wel naar behoren?

Problemen met tandopleggingen zijn niet nieuw. Al in 2006 wees prof.ir. Cees Kleinman, hoogleraar Constructief Ontwerpen aan de faculteit Bouwkunde van de TU Eindhoven en inmiddels met emeritaat, in een serie artikelen in Cement op fouten in de manier waarop tandconstructies destijds vaak werden gewapend. Ook door anderen is hier vervolgens uitgebreid over geschreven. Diezelfde fout zit in de nokken van de pijlers.

Het probleem is dat de ophangwapening aan de onderkant de achterliggende constructie in is gebogen (naar links in fig. 2). Bij het vakwerkmodel moet zich een drukdiagonaal kunnen vormen tussen het oplegvlak aan de bovenzijde van de nok en de onderkant van de ophangwapening. Door de manier waarop de wapening is gebogen is deze echter niet goed verankerd in de drukdiagonaal. Hierdoor kan de verticale belasting op de nok niet goed worden overgedragen op de dikkere achtergelegen constructie. De ophangwapening had naar rechts gebogen moeten zijn, de nok in (fig. 3).

De tanden van de geprefabriceerde liggers, hebben wel de juiste vorm van de wapening (fig. 4). Hierbij zijn echter de staven te kort, waardoor de vereiste verankeringslengte niet gehaald wordt.

De scheurwijdte die in de hoek van de tanden is gemeten bedraagt 0,1 - 0,3 mm. Die is niet van dien aard dat er direct sprake lijkt te zijn van een gevaarlijke situatie. De scheurwijdte van de nokken is met 3 mm aanzienlijk groter. Als de wapening minder kracht op kan nemen, dan moet het beton meer overdragen. Gescheurd beton kan nog wel enige schuifkracht overbrengen door het zogenoemde aggregate interlock-effect (fig. 5). Maar juist dit effect neemt snel af bij toenemende scheurwijdte. In combinatie met de foute wapeningsvorm is dit wel degelijk reden tot zorg.

De situatie wordt nog erger als er ook nog horizontale krachten op de nok werken. Dit kan als de tand en de nok niet goed horizontaal over elkaar heen kunnen glijden als gevolg van temperatuurbelasting. In hoeverre een probleem met de glijoplegging hier aan de orde is, is niet duidelijk, maar het zou een extra oorzaak van de scheurvorming kunnen zijn.

Ingenieursbureau Westenberg heeft een berekening gemaakt van de sterkte van de nokken, en heeft die vergeleken met wat die minimaal zou moeten zijn voor een bestaande constructie volgens het Bouwbesluit, en komt tot de conclusie dat de nokken niet voldoen. Daarmee komen de diverse overheden in een lastig parket. De brug is onderdeel van een ingewikkeld verkeersknooppunt waar ProRail, NS, HTM, Rijkswaterstaat en de gemeente Zoetermeer allemaal bij betrokken zijn. Door het afsluiten van de brug neemt de totale belasting op de brug (iets) af. Mede gezien het feit dat de scheuren al vele jaren aanwezig schijnen te zijn en de brug er nog steeds ligt, ligt het voor de hand dat de veiligheid door zo'n belastingafname op korte termijn is geborgd is, en de A12 niet direct hoeft te worden afgesloten.

Na de adviezen van ingenieursbureaus Westenberg en Wagemaker, heeft gemeente Zoetermeer ook Rijkswaterstaat om advies gevraagd en daarbij ook experts van ProRail en de TU Delft betrokken. De conclusie was dat de situatie stabiel en beheersbaar genoeg is om de brug te kunnen gebruiken en de wegen onder de brug open te houden voor verkeer. Wel adviseerde Rijkswaterstaat de overkapping van de brug te verwijderen. Hiermee wordt de verticale belasting op vooral de randliggers significant verminderd. Daarnaast was het advies op zeer korte termijn, uiterlijk 15 januari, maatregelen te treffen.

Het college van Zoetermeer heeft besloten De Nelson Mandelabrug voor een deel te ontmantelen (fig. 6). Het brugdeel over de rijksweg A12 verdwijnt in zijn geheel, inclusief de glazen overkapping. Hier komt een tijdelijk en vervangend brugdeel voor terug. De brugdelen over het treinspoor en de Zuidweg krijgen een op palen gefundeerde ondersteuningsconstructie. Ondersteuning van het brugdeel boven de RandstadRail lijkt op dit moment niet noodzakelijk. De scheurvorming in de brug wordt continu gemonitord en de alarmering blijft bestaan zodat, indien nodig, Rijkswaterstaat en alle andere partijen tijdig gewaarschuwd kunnen worden als zich veranderingen voordoen.

Het verwijderen van de brugdelen boven de A12 vindt plaats door deze uit te rijden. De brugdelen worden inclusief glazen overkapping opgetild en verplaatst naar een naastgelegen stuk groen langs de A12. Daar wordt het brugdeel uit elkaar gehaald en afgevoerd. De verwijderde constructie van het deel van de karakteristieke glazen kap wordt zover mogelijk opgeslagen voor hergebruik. Een tijdelijk brugdek wordt zo snel mogelijk geplaatst om de verbinding weer tot één geheel te maken.

Om de werkzaamheden mogelijk te maken, zal de A12 zal bij Zoetermeer in beide richtingen volledig worden afgesloten van dinsdag 27 december 22.00 uur tot zaterdagochtend 31 december 08.00 uur. De planning is dat de werkzaamheden uiterlijk 15 januari gereed zijn, zodat de Nelson Mandelabrug uiterlijk dan weer in gebruik kan worden genomen.