10 Slanke slinger in schoonbeton Slankheid, repetitie en vloeiende lijnen. Dat waren de uitgangspunten voor ontwerp en uitwerking van de meanderende fietsbrug over de Auke Vleerstraat in Enschede. Dankzij een zorgvuldig uitgedacht tracé en de keuze voor een prefab-betondek en in het werk gestorte steunpunten, doet het eindresultaat alle uitgangspunten eer aan. Het beton heeft bovendien een hoge afwerkingskwaliteit, CUR 100 klasse B1. 1 Fietsbrug Auke Vleerstraat Enschede ontsluit Kennispark Twente slanke slinger in schoonbeton 8 2013 11 De Auke Vleerstraat verbindt Kennispark Twente, waarop onder meer de Universiteit Twente is gevestigd, met de A35 en vormt zo de belangrijkste toegangsroute van het kennispark. Ter hoogte van de Hendrik ter Kuilestraat en de Windmolenweg kruist de weg de doorgaande fietsroute tussen Enschede en Boekelo. Dit kruispunt vormde een ware bottleneck voor het fietsverkeer. Fiet- sers moesten lang wachten op groen licht en staken veelvuldig over terwijl het licht op rood stond. Dit leidde tot verkeerson- veilige situaties. Een verbreding van de Auke Vleerstraat zou het probleem verergeren. Dit was reden voor de gemeente te kiezen voor een ongelijkvloerse kruising, waarbij fietsers via een brug het drukke kruispunt kunnen mijden. Ontwerp Uitgangspunt van de opdracht was een brug met doorrijhoogte van 5 m. Dit had een vrij lang tracé tot gevolg. Een brug die zich al slingerend inpast in de situatie bleek het meest logisch, onder meer doordat de slingerende vorm de lengte van het tracé vergroot (fig. 2). Een langere route geeft een kleiner hellingspercentage en dus een comfortabelere helling. Verder wordt de vorm ingegeven door een aantal andere omge- vingsfactoren. Zo zijn op de locatie verschillende bomengroe- pen aanwezig. Ontwerpers en gemeente willen deze bomen zo veel mogelijk behouden. Ook de zouthuisjes die nabij de brug zijn gesitueerd, moeten blijven staan. In de directe omgeving van de huisjes zijn bovendien funderingspalen niet wenselijk vanwege de holle ruimten in de ondergrond als gevolg van de zoutwinning. Daarnaast is het van groot belang dat het kruis- punt zo veilig mogelijk wordt; zichtbaarheid van de verkeers- lichten en overzicht van het kruispunt zijn absolute vereisten. Door de brug een stuk van het kruispunt af te plaatsen, hebben weggebruikers optimaal zicht op de verkeerslichten. En de brug ir. christa van den Berg, ing. Johan Büdgen ipv Delft ir. rob a rts rc Adams Bouwadviesbureau ir. erny r iemers Haitsma Beton 1 Door de nieuwe fietsbrug over de Auke Vleerstraat kunnen fietsers het drukke kruis- punt voortaan mijden 2 Schets van de fietsbrug bron: ipv Delft3 Tracé Auke Vleerstraat 2 3 slanke slinger in schoonbeton 8 2013 12 1063 4010- Ø32M42 t.b.v. aanrijding dek 2x dook M40 8.8 l = 600 t.b.v. afschuiving dek 2x dook M40 8.8 l = 600 t.b.v. afschuiving dek doken M40 doorsnede C-C 400 750 R100 R450 R100R450 1200 1682 750 750 doorsnede A-A doorsnede B-B wapening 10Ø40 rechtstreeks uit poer geen overlappen aanzicht kolom met fundering 800 R40 750 c c A A B B doorsnede brugdek 4 Aanzicht kolom met fundering en doorsnedes Steunpunten De doorsnede van de steunpunten bezit sterk afgeronde hoeken en verloopt over de hoogte (fig. 4). Uit kostenoverwegingen is gekozen de relatief eenvoudige pijlers in het werk te storten (betonsterkteklasse C53/65) in plaats van ze prefab uit te voeren. Repetitie was ook hier een belangrijk criterium. De steunpunten verschillen weliswaar in hoogte, maar zien er identiek uit. Voor alle steunpunten is een stalen, in hoogte verstelbare bekisting gebruikt. Hiermee was de geëiste hoge kwaliteit voor in het werk gestort beton haalbaar. Bij de uiteindelijke maatvoering van de pijlers zijn de steun- punten ter plaatse van de kruising met de Auke Vleerstraat maatgevend. Deze worden immers het zwaarst belast, aange- zien hier een botsing tegen het brugdek kan optreden. Conform NEN 6706 (Verkeersbelastingen op bruggen) geldt een aanrijdbelasting van 1500 kN haaks op de brug, en 750 kN loodrecht op de brug. Deze botskracht op een hoogte van 5,5 m leidt ter plaatse van de aansluiting met de poer tot een hoog moment van 9200 kNm(!). Aangezien een dergelijke kracht alleen in het geval van een calamiteit optreedt, is bij de engi- neering van de pijler de uiterste grens opgezocht om deze zo slank mogelijk te houden. Om het moment op te kunnen nemen, is bij de poer een minimale afmeting nodig van 1680 × 750 mm (b × h). De doorsnede van de pijlers neemt richting brugdek eerst af om vervolgens bovenin uit te waaieren voor de oplegging van het brugdek. De minimale doorsnede bedraagt 1200 × 750 mm, afge- stemd op het moment dat op die hoogte kan optreden (fig. 4). Ter plaatse van de voet is per zijde 10 Ø40 wapeningsstaal nodig om het hoge moment op te nemen. Om dit mogelijk te maken, is de wapening rechtstreeks vanuit de poer tot bovenin de pijler doorgezet zonder overlappingslassen. Door de beperkte breedte van de steunpunten geschiedt het aanbrengen van de wapening in twee lagen. Het aantal en de afmetingen van de funderingspalen voor de pijlers is situatieafhankelijk. Pijlers die via het brugdek kunnen worden aangereden, hebben een onderbouw van tienpaalspoe - ren met l × b × h van 6,5 × 2,6 × 1,4 m 3, gefundeerd op vibropalen Ø456/520 met schoorstand 5:1 (fig. 4). De overige pijlers die niet of enkel van onder kunnen worden aangereden, hebben een fundering van vierpaalspoeren met l × b × h van 3,4 × 2,4 × 1,4 m 3 met vibropalen Ø356/401. De fundering van de landhoofden bestaat uit vier loodpalen Ø356/401. Liggers Voor het 800 mm hoge brugdek is gezocht naar een oplossing voor een zo licht mogelijke constructie. Immers, hoe hoger het eigen gewicht, hoe hoger de belasting en hoe complexer en duurder transport en plaatsing. Om de hoeveelheid beton en markeert zo deze toegangsweg van Enschede nog beter. Tot slot waren ook kostenbeheersing en behoud van zicht op het open landschap voor automobilisten belangrijke randvoorwaarden. Inpassing Daar waar het fietspad 2 m of lager boven maaiveld ligt, is het toepassen van een grondlichaam voor de hand liggend. Door de geringe hoogte zou het zicht tussen maaiveld en gebouwde constructie hier toch al beperkt zijn, dus is het logischer te kiezen voor een groene inpassing in het landschap. Bovendien is een fietspad op een grondlichaam aanzienlijk goedkoper in aanleg dan een fietsbrug 'op poten'. Uiteindelijk bestaat het tracé van circa 430 m voor 150 m uit grondlichaam en 280 m uit brug (fig. 3). De brug is opgebouwd uit dertien dekelementen die met een tandconstructie zijn opgelegd op pijlers. Een veertiende element ligt iets verder in het fietspad. Reden om ook daar een dekelement toe te passen, is de aanwezigheid van een monu- mentale boom. Om de kosten relatief laag te houden, is het definitieve tracé zodanig verfijnd dat de veertien segmenten uit slechts twee verschillende prefabbetonnen, horizontaal gekromde liggers zijn opgebouwd: vijf met een radius van 75 m, en negen met een radius van 180 m. Alle met een lengte van 20 m. 4 slanke slinger in schoonbeton 8 2013 13 20 000 4600 BB A A 800 700 1500 200 1500 700 800 65 400 400 800 700 1500 200 1500 700 800 65 400 400 5 Positie naspankanalen; zijaanzicht (a) en bovenaanzicht (b) 6 Aanzicht wapening achter de tand (a), doorsnede (b) en detail tandoplegging (c) Tandoplegging De statisch bepaalde brugdekliggers zijn elk aan één zijde via een tandoplegging verbonden met de pijlers. De detaillering van deze oplegging zorgt voor een vloeiende overgang tussen steunpunten en liggers (fig. 4). Elke ligger rust aan weerszijden op twee oplegblokken. Bij een botsing kan ook een opwaartse belasting optreden. Om deze krachten op te kunnen vangen, bevinden zich ankers Ø32/M42×1490 in het hart van de opleg- ging. Twee doken M40 8,8 naast de oplegblokken voorkomen afschuiving. Doordat de pijlers bovenin uitwaaieren, is ook daar sprake van een kritische doorsnede. Ter plaatse van het hart van de opleg- blokken geldt een hoogte van het uitgewaaierde deel van slechts 400 mm. Deze consoles worden zorgvuldig gewapend. Inge- storte staalstrips in de pijlers voorkomen het afboeren van beton bij de oplegblokken. Het was een uitdaging om naast de doken ook de spankoppen, zes bundels met elk zeven strengen Ø15,7 mm, in de minimale tandhoogte kwijt te kunnen. Figuur 6 toont hoe dit is opgelost. In totaal zit er ruim 3300 kg zachtstaal in de brug, waarvan het overgrote deel is geconcentreerd rond de koppen. daarmee het gewicht te minimaliseren, zijn de liggers hol met een vulling van gerecycled EPS. Deze oplossing reduceert het gewicht van de liggers tot 96 ton voor het R=180-element en 98 ton voor het R=75-element. Een ander complex punt was dat het zeer slanke brugdek slechts steunt op enkelvoudige kolommen, zonder onderslag- balken. De afwezigheid van onderslagbalken leidt tot een keuze van voorgespannen liggers met een tandoplegging. Voorspanning Vanwege hun horizontale kromming moeten de liggers worden nagespannen. Voorspanning zou vanwege deze kromming immers niet mogelijk zijn. De naspanning vindt plaats met het BBR VT Cona CMI systeem. Met name het vinden van het juiste spanpatroon vormt een bijzondere uitdaging op enginee- ringsgebied. Door de horizontale kromming van de elementen verandert de positie van de naspankanalen in elke dwarsdoor - snede (fig. 5). 5a 5b 6a 6b 6c slanke slinger in schoonbeton 8 2013 14 Logistiek en samenwerking De specifieke detaillering en hoge kwaliteitseisen maakten productie en logistiek extra complex. Het transport van de prefab liggers vond vanwege de grote afmetingen 's nachts plaats. Om de liggers op locatie zonder kraan te kunnen lossen, zijn in hoogte verstelbare hydraulische trailers ingezet. Door het laadbed van de trailer te verlagen, kwamen de uiteinden van het element op voorgevormde blokken te rusten. Een kraan hees de liggers vervolgens op de brugpijlers. De veertien beton- nen dekelementen zijn op één dag geplaatst, waardoor overlast voor de omgeving beperkt bleef. Dankzij goede onderlinge afstemming en samenwerking met de opdrachtgever en gemeente is het project uitstekend verlo- pen. Alle prefab elementen pasten tot op de millimeter nauw- keurig. Een gedetailleerd logistiek- en montagelegplan maakte het mogelijk zelfs op de planning in te lopen. ? ? proJectgegevens project Fietsbrug Auke Vleerstraat Enschede opdrachtgever gemeente Enschede architect ipv Delft constructief ontwerp Adams Bouwadviesbureau aannemer Van Spijker infrabouw leverancier prefab dekliggers Haitsma Beton adviseur onderbouw Bartels Ingenieursbureau leverancier beton Rokramix betoncentrales leverancier pijlerkist Hendriks Precon oplevering december 2011 Mallen Voor de liggers zijn slechts twee mallen nodig: één voor elke radius. Conform het ontwerp krijgt de gekromde onderzijde van het brugdek een helixvormig lijnenspel dat het ontwerp een geraffineerde uitstraling geeft. De benodigde cannelures voor de 25 mm diepe inkeping worden verwerkt in de stalen bekisting. Vanwege de geringere dekking die ter hoogte van dit meanderend reliëf ontstaat, is extra wapening nodig. Het betonmengsel voor de liggers is ontworpen op een verwachte levensduur van honderd jaar. De elementen worden in één keer gestort en voldoen aan hoge kwaliteitseisen (CUR-Aanbeveling 100 B1 voor Schoonbeton). De kleur van het beton is lichter dan CUR 100 grijsschaal A, dankzij het gebruik van hoogoven- granulaat. Betontechnologische gegevens liggers mengsel met sterkteklasse C53/65 milieuklasse XF4 levensduur 100 jaar kleurschaal CUR 100 grijsschaal A of lichter betonsoort zelfverdichtend beton oppervlakte-eis CUR 100 B1 waterbindmiddelfactor 0,40 (+/- 0,02) gerealiseerde druksterkte C60/75 Mengsel Toeslagmateriaal poedersamenstelling 30% graniet 8/16 46% CEM I 52,5R 20% graniet 2/8 37% hoogovengranulaat 50% betonzand 17% kalksteenmeel 0,65% hulpstof (superplastificeerder) ten opzichte van het poedergehalte. 7 8 Fietsbrug over de Auke Vleerstraat in gebruik slanke slinger in schoonbeton 8 2013