themaNieuwe tuibrug in A503201212themaOndanks een spitsstrook op de oostbaan, is de capaciteit van deA50 tussen Ewijk en Valburg te beperkt. Bijna dagelijks staan erfiles en door de toename van het wegverkeer zullen de problemen in de toekomst alleen maar groter worden. Om de bereikbaarheid voor dit deel van het hoofdwegennet te verbeteren, isdoor het ministerie van Verkeer en Waterstaat gekozen vooreen vergroting van de capaciteit van dit stuk snelweg tot 2 x 4Nieuwe tuibrugin A50Om de capaciteit van de A50 Ewijk ? Valburg te vergroten,wordt de snelweg uitgebreid van 2 x 2 naar 2 x 4 rijstroken. Omdit mogelijk te maken, wordt ter plaatse van de kruising van desnelweg met de Waal naast de bestaande Waalbrug een extrabrug aangelegd. Als oplossing is gekozen voor een volledig inbeton uitgevoerde tuibrug, die qua uiterlijk sterk lijkt op debestaande brug.1Extra Waalbrug vergroot capaciteit van de A50 Ewijk ? Valburgrijstroken en een verbetering van de uitwisselingskwaliteit terplaatse van beide knooppunten.Het plan voorziet in een symmetrische verbreding (naar debuitenzijde) van de bestaande A50 Ewijk ? Valburg tussenbeide knooppunten naar 2 x 4 rijstroken met een vluchtstrook.Ter plaatse van de kruising met de Waal wordt de autosnelwegasymmetrisch verbreed aan de westzijde. Hiertoe wordt eenextra Waalbrug gebouwd. In de verbrede situatie zal de oostbaan over de bestaande brug en de westbaan over de extra bruglopen. De bestaande langzaamverkeersvoorziening aan dewestzijde op de bestaande brug wordt verplaatst naar de westzijde van de extra Waalbrug.TenderontwerpIn de tenderfase is aan de hand van de eisen uit de vraagspecificatie, de ambitienotitie vormgeving en de EMVIcriteria eenontwerp voor de extra Waalbrug gemaakt. De volgende eisenNieuwe tuibrug in A50 32012 13400O W3700 (min. 3500) 884308324748 4984600978 3040 730asM5B2askunstwerk3142703900 (min. 4000)1001050170314200 41501001001300 20010000985020050en besliscriteria zijn bepalend voor het tenderontwerp:? eisen wegbreedte hoofdrijbaan: 19,85 m tussen de voorkantenvan de barri?res (vier aaneengesloten banen en vluchtstrooknaast elkaar);? eisen wegbreedte langzaamverkeersroute: 4 m tussen de voorkanten van de leuningen;? EMVIcriterium vormgeving: tweeeenheid met de bestaandeWaalbrug, openheid, doorzicht en slankheid brugdek enonderbouw;? EMVIcriterium minimale exploitatiekosten;? bouwkosten en bouwtijd.Aan de hand van deze punten is een geheel in beton uitgevoerde brug ontworpen waarvan de hoofdoverspanning, net alsde bestaande brug, is uitgevoerd als een tuibrug (fig. 1). Depylonen hebben in lengterichting dezelfde positie als depylonen van de bestaande brug. Ook de vorm, slankheid enhoogte is vergelijkbaar. Daardoor is de brug transparant enslank en komt het beeld overeen met de bestaande Waalbrug.Omdat het geprojecteerde oppervlak loodrecht op de stromingsrichting niet wijzigt, wordt de opstuwing van de rivierniet negatief be?nvloed.De brug heeft elf assen waar de bovenbouw wordt ondersteund.Om de noodzakelijke openheid te verkrijgen, worden per astwee kolomvormige pijlers aangebracht in plaats van bredewandvormige ondersteuningen. De overspanningen van deaanbruggen vari?ren van 70 m tot 105 m. De hoofdoverspanning is 270 m. De hoogteligging van het dek is vrijwel gelijkaan de bestaande brug, omdat het aan dezelfde PVReisen voorde Waal moest voldoen. Het brugdek is zo slank mogelijkuitgevoerd. De dikte van de aanbruggen is circa 4,5 m en dievan de hoofdoverspanning circa 3,5 m.In de bestaande brug zijn twee pylonen toegepast. Omdat denieuwe betonnen brug zwaarder is dan de bestaande brug instaal, zijn 2 x 2 pylonen noodzakelijk en is het aantal tuien voorde nieuwe brug groter: in totaal 80 stuks. Om een harmonieusgeheel te krijgen met de bestaande Waalbrug is er alles aangedaan om de onderlinge afstand van de drie pylonen indwarsrichting gelijk te krijgen. Omdat de beide bruggen daarbijniet te ver uit elkaar mogen liggen, is ervoor gekozen depylonen op de extra Waalbrug zo dicht mogelijk bij elkaar teplaatsen. De kleinst mogelijk afstand is circa 25 m. De hoofdrijbaan is daarbij tussen de pylonen geplaatst en de langzaamverkeersroute ligt aan de westzijde van de westelijke pyloon. Bijeen onderlinge afstand tussen de pylonen van 25 m is deafstand tussen de randen van beide bruggen 3,5 m. Dit is grootgenoeg om te voorkomen dat mensen de neiging kunnenhebben tussen de beide bruggen over te steken, waardoor eenongewenste afdekking tussen de bruggen noodzakelijk zou zijn.emile V?lkersMobilis B.V.1 Het ontwerp van de nieuwe Waalbrug heeft grote gelijkenismet de bestaande brug2 De dwarsdoorsnede bestaat uit twee voorgespannen beton-nen langskokers waartussen geprefabriceerde omgekeerdeU-liggers worden gelegdOm de buitenste lijnen van de tuivlakken gelijk te houden metdie van de bestaande brug zijn de posities van de tuiverankeringen in de pyloon en het brugdek gelijk aan die van debestaande brug.Op deze wijze vormt de brug niet alleen in langsrichting, maarook in dwarsrichting een harmonieus geheel met de bestaandeWaalbrug.Definitief ontwerpDwarsdoorsnedeDe uitgangspunten kosten en een effici?nt bouwproces voor denieuwe Waalbrug hebben geresulteerd in de verwerking van zoveel mogelijk prefab elementen in de bovenbouw. Dit isbepalend voor de opbouw van de dwarsdoorsnede van hetbrugdek. Deze dwarsdoorsnede bestaat uit twee voorgespannenbetonnen langskokers, die ter plaatse zijn vervaardigd (zie bij`Uitvoering aanbruggen' en `Uitvoering hoofdoverspanning').Daartussen worden geprefabriceerde omgekeerde Uliggersgelegd (fig. 2). Op en tussen deze liggers komt een ter plaatsegestorte druklaag. De prefab elementen zijn met behulp van hetlangebanksysteem met voorgerekte spanstrengen excentrischvoorgespannen. Per element worden twintig strengen?15,7 mm aangebracht (fig. 3). Deze voorspanning isvoldoende om het eigen gewicht en de rustende belasting op tenemen. In de druklaag worden rechte voorspankabels met achtstrengen ?15,7 mm aangebracht. Dit om de verkeerslasten opte kunnen nemen en samenhang in de doorsnede te krijgen. Despankoppen worden in de binnenlijven van de langskokersaangebracht en afgespannen.2themaNieuwe tuibrug in A5032012140.1302.0001.9800.1000.7300.3201.1500.2000.3800.7700.1200.8900.3800.0921.0501.540 0.1910.1340.1001.1500.1340.200h-maxh-min0.0920.1250.3200.8301.5800.2201.7800.1340.1200.20010 x voorspanstrengen0.62" (150 mm?)8 strengenverdichting8 strengen1.3723 De U-liggers zijn excentrisch voorgespannen met twintig strengen ?15,7 mm,de druklaag met rechte voorspankabels met acht strengen ?15,7 mm4 De tuiverankeringen worden in de pyloon met elkaar gekoppeld door middelvan een stalen verbindingsconstructieresulteren in zeer strikte productietoleranties van de tuiverankeringen en maken een zeer nauwkeurige inmeting tijdens deinbouw noodzakelijk. Om eventuele afwijkingen te kunnencompenseren, zijn maatregelen genomen, zoals de toepassingvan wigvormige staalplaten.Om trillingen te voorkomen, zijn dempers aangebracht. Aan dehand van berekeningen zijn de posities van de dempersbepaald. Niet alle tuien worden van dempers voorzien. Welworden bij alle tuien voorzieningen getroffen om later, indiennodig, dempers te kunnen installeren. Dit kan nodig zijnwanneer significante verschillen tussen het werkelijke en hetberekende dynamische gedrag optreden.OplegsysteemHet oplegsysteem is zo ontworpen dat alle opleggingen aan deoostkant van de brug de bovenbouw in dwarsrichting fixeren.De opleggingen aan de westzijde zijn zodanig dat de brug hierin dwarsrichting kan bewegen. Alle opleggingen kunnen inlangsrichting vrij bewegen, met uitzondering van as 5, waarbeide opleggingen zodanig zijn uitgevoerd dat ze de brug inlangsrichting fixeren. Deze as is gekozen omdat de twee helftenaan weerskanten van deze as vrijwel even lang zijn en de horizontale lasten ten behoeve van de fixatie op deze manier zoklein mogelijk zijn (fig. 5).OplegblokkenOmdat de pijlers vergelijkbare afmetingen hebben als de pijlersvan de bestaande Waalbrug, maar de lasten vele malen groterzijn, zouden bij toepassing van normale PTFE opleggingen deoplegblokken te groot worden en niet op de pijlers passen.Daarom zijn bolsegmentopleggingen toegepast die zijn voorzien van verbeterde glijdmaterialen. Deze maken veel hogeredrukspanningen mogelijk, waardoor de afmetingen beheersbaar blijven ondanks de lasten tot 240 MN.Pyloon en tuienDe betonnen pylonen worden op de bovenbouw gebouwd. Depylonen hebben een hoogte van 50 m boven het wegdek en zijnrelatief slank. Ze lopen naar boven toe breder uit. Ter plaatsevan de aansluiting met het dek is de afmeting 2 x 2,5 m? en terplaatse van de tuiverankeringen is dat 3 x 3,5 m?.Er worden vijf tuiparen per zijde aan de pylonen verbonden.De onderlinge afstand tussen de naast elkaar gelegen tuien is900 mm. De tuien worden opgebouwd uit 67 tot 88 verzinktestrengen ?15,7 mm. Iedere streng is voorzien van een individuele PE omhulling die met was is gevuld. De gebundeldestrengen worden in de HDPE buizen ?250 mm gevoerd. Delengtes van de tuien vari?ren van 55 m tot 125 m. De tuienworden zowel in de langskokers van het dek als in depylonen met behulp van wigverankeringen van het typeDywidag DynaGrip bevestigd. Conform de eisen moet bijhet ontwerp van de brug rekening worden gehouden met deuitval van ??n tui. Met het gekozen tuiensysteem en dedetaillering kunnen strengen ??n voor ??n worden afgelatenen vervangen.De tuiverankeringen worden in de pyloon met elkaar gekoppeld door middel van een stalen verbindingsconstructie.Deze constructie neemt de ontbonden horizontale krachtenuit de tuien op en leidt de ontbonden verticale last af naarhet beton (fig. 4).Bijkomend voordeel van een dergelijke verankering is dat,ondanks de zeer slanke pylonen, er toch voldoende ruimte isom tussen de ankerkoppen door een opgang tot aan de top vande pyloon te maken ten behoeve van beheer en onderhoudswerkzaamheden.De toegepaste tuien worden belast tot 50% GUTS (GuaranteedUltimate Tensile Strength) conform FIB Bulletin 30. Dezespanning is toegestaan als de tuien zijn getest volgens hoofdstuk 6 van hetzelfde FIB Bulletin 30. De zeer geringe,toegestane hoekafwijkingen tussen tuias en tuiverankering3 4Nieuwe tuibrug in A50 32012 15XYZLH211 2 3 4 5 6 7 8 9 NLHvvx = 136 mmK = ?4,50 mmvvx = 114 mmK = ?3,75 mmvvx = 86 mmK = ?2,85 mmvvx = 59 mmK = ?1,95 mmvvx = 32 mmK = ?1,05 mmvvx = 82 mmK = ?2,70 mmvvx = 114 mmK = ?3,75 mmvvx = 139 mmK = ?4,60 mmvvx = 165 mmK = ?5,45 mmvvx = 186 mmK = ?6,05 mm21waarde van voorinstelling bij 10?C,gem. temperatuur van het kunstwerkcorrectiewaarde in [mm/K]richting van voorinstelling(bolsegmentoplegging)richting van voorinstelling(bolsegmentoplegging)5 Alle opleggingen aan de oostkant zijn in dwarsrichting gefixeerd en aan dewestkant vrij; het vaste punt in langsrichting ligt op as 56 De aanbruggen worden in twee productiestappen achter de landhoofdengeproduceerd en met de schuifmethode over de uiterwaarden geschovengebruik te hoeven maken van de uiterwaarden, waar hoogwater het bouwproces zou stagneren. Op 30 m achter delandhoofden zijn twee bekistingen met een onderlingeh.o.h.afstand van circa 25 m geplaatst. In deze bekistingenworden de langskokers met elementlengten van circa 30 mper stuk gemaakt. Ten behoeve van het schuifproces wordteen centrische voorspanning aangebracht, bestaande uit vijfkabels met elk negentien stengen ?15,7 mm in zowel het dekals de vloer van de kokers. De voorspankabels zijn compleetgeprefabriceerd en op rollen op het werk geleverd. Met behulpvan kranen zijn ze op de supporten in de wapeningskorvengemonteerd (foto 7).VoegovergangenDe extra Waalbrug heeft een totale lengte van 1055 m. Debovenbouw bestaat over deze lengte uit ??n stuk. Er zijndaarom alleen bij de landhoofden voegovergangen aangebracht.Om de noodzakelijke vervormingsmogelijkheid tot circa 1 m tebieden, zijn lamellenvoegen met sinusplaten, ten behoeve vangeluidsreductie, toegepast.Uitvoering aanbruggenDe aanbruggen worden in twee productiestappen achter delandhoofden geproduceerd en met de schuifmethode over deuiterwaarden geschoven (foto 6). Dit om zo weinig mogelijk56themaNieuwe tuibrug in A503201216delen van de tijdelijke voorspanning op de posities waar hetook in de definitieve toestand nut heeft, blijven behouden. Tenbehoeve van de aanvullende voorspanning voor de eindtoestand zijn op velerlei posities in de kokers wand, dek envloerverzwaringen aangebracht ten behoeve van montage enbereikbaarheid van de spankopen. De resterende delen van detijdelijke wapening worden verankerd door middel van reedsaanwezige blindverankeringen en doorkoppelankers.Uitvoering hoofdoverspanningDe langskokers van de hoofdoverspanning worden met behulpvan vier vrije voorbouwkisten gemaakt. De elementlengte iscirca 5 m. Er worden zodoende 44 elementen en ??n sluitmootgemaakt. De prefab elementen worden, nadat de bekisting inde volgende positie is verschoven, op de langskokers gelegd enverbonden.Om een harmonieus beeld te cre?ren, blijft een vrij groot veldin het midden van de hoofdoverspanning over waar geen tuienaangrijpen. Tijdens de bouwfase is dientengevolge ook de vrijeuitkraging groot. Ook kunnen er geen hulptuien in hetmiddendeel van de hoofdoverspanning worden toegepast,omdat de pylonen niet hoog genoeg zijn. Om de uitkraging tekunnen realiseren, wordt in de dekken van de langskokerstijdelijke voorspanning toegepast, bestaande uit vier kabels metnegentien strengen ?15,7 mm. Deze worden na het gereed zijnvan de vrije voorbouw weggeboord. Voor het afdekken van hetmomentenverloop in de eindtoestand worden in dit deelexterne voorspankabels aangebracht. Er zijn hiervoor 31 kabelsmet negentien strengen ?15,7 mm voorzien. De maximalekabellengte is ongeveer 100 m.Omdat de nauwkeurige beheersing van de belastingen op detuien van groot belang is voor de beheersing van de uiteindelijke gelijkmatige belasting van alle tuien en de hoogteliggingvan de vrije voorbouw, wordt een minutieuze planninggemaakt van deze vrije voorbouw. Hierbij wordt niet alleennaar de tijdstippen en tijdsduren gekeken waarop bouwelementen gereed zijn, maar ook naar de momenten waarop welkeNa voldoende uitharding van het beton en het voorspannenvan de centrische voorspanning in het dek en de vloer, wordende voorspankabels met behulp van een treksysteem (voor deeerste schuifstappen) of een duwsysteem (voor alle andereschuifstappen) vanaf het landhoofd uit de kisten getrokken.Het beton heeft na ??n dag al een zodanige sterkte dat de voorspanning kan worden aangebracht. In de tweede productiestapachter het landhoofd worden de prefab elementen tussen dekokers gelegd, de druklaag gestort en de dwarsvoorspanningaangebracht en gespannen.Ten behoeve van het schuifproces zijn aanzienlijke hulpwerkenaangebracht, waaronder tijdelijke steunpunten en stalen schuifneuzen die met behulp van Dywidagstaven aan de voorkant vande langskokers worden bevestigd (foto 8). Door middel van dezehulpwerken wordt voorkomen dat tijdens het schuiven een tegrote uitkraging van het brugdek ontstaat, waardoor de bouwfaseeen maatgevende fase zou worden voor de bovenbouw.Nadat de aanbruggen in hun definitieve positie tot aan de rivierzijn geschoven, wordt de definitieve langsvoorspanning in dekokerliggers aangebracht. Deze voorspanning bestaat uit devolgende onderdelen:? zes kabels met elk negentien strengen ?15,7 mm die met hetverloop van de momentenlijn mee verlopen in de beidewanden van de kokers;? tien rechte kabels met elk negentien strengen ?15,7 mm inhet dek ter plaatse van de steunpunten en in de vloer terplaatse van de velden.De tijdelijke voorspanning wordt weggeboord op de positieswaar het in de eindtoestand ongewenst zou zijn. De resterende87Nieuwe tuibrug in A50 32012 179// // // //// //4.60027.11?H 535-1 + H 535-23.500H 536-1 + H 536-22x19 strengen (tijdens bouw)S - 531S - 532S - 533S - 535S - 534S - 5213.3413.1612.605S - 522S - 524S - 5232.5004.4003.374verankeringspuntverankeringspunt5w-3verankeringspunt5w-1// // // // // //// //2x15 strengen (tijdens bouw)H 534-1 + H 534-42x15 strengen (tijdens bouw)2x15 strengen (tijdens bouw)2x19 strengen (tijdens bouw)3.500// // //// //// // // //// // // //0.600 2.300 0.6003.3202.7813.1402.9605w-4verankeringspunt// // //3.0005.3635.3635.3635.3635.3633.3742.6053.1613.3414.085// // //// // //// // //// // //// // //// // //2.1602.1602.6015w-2// // //50.703H 533-1 + H 533-4// // //// // //0.6001.4010.600// // //0.3000.6002.3001.0001.710pyloon in beton C70/85pyloonkoppen inprefab beton C35/45S - 5252x15 strengen (tijdens bouw)4.32016.56629.8172.2000.500 0.500// //4 5 62x15 strengen(tijdens bouw)H 534-2 + H 534-32x15 strengen(tijdens bouw)H532-1 +H532-4H 533-2 + H 533-32x15strengen(tijdensbouw)H531-1+H531-4H531-2+H531-32x15strengen(tijdensbouw)H532-2 +H532-30.6002.6050.3007 De voorspankabels van de aanbruggen zijngeprefabriceerd op het werk geleverd en metbehulp van kranen op de supporten in de wape-ningskorven gemonteerd8 Door middel van hulpwerken wordt voorkomendat tijdens het schuiven een te grote uitkragingvan het brugdek ontstaattieve tuien nagespannen. Door deze naspanning worden detuikrachten verhoogd tot de krachten die nodig zijn in degebruikstoestand.SlotopmerkingDe tweede Waalbrug is een zeer uitdagend project. Niet alleenomdat de constructie zeer complex is en in zeer korte tijdwordt gerealiseerd, ook de contractvorm Design&Constructvereist van de bouwcombinatie veel inspanningen op hetgebied van systems engineering.Op het moment van schrijven van dit artikel worden de laatsteschuifstappen van de aanbruggen uitgevoerd en wordt de bouwvan de pylonen en de vrije voorbouw voorbereid.Dankzij goede samenwerking tussen alle betrokken partijen enhun grote inspanningen op alle vlakken betreffende hetontwerp, voorbereiding en uitvoering, wordt verwacht dat hetbouwprocess verder succesvol zal verlopen en de brug volgensde planning in juni 2013 wordt opgeleverd. tijdelijke lasten op welke posities aanwezig zijn. Bijvoorbeeldkranen of de positie van de vrijevoorbouwbekisting. Dit allesom een in detail afgestemde koppeling te krijgen tussen deberekeningen en de uitvoering.De correcte hoogteligging van de vrije voorbouw wordt nauwkeurig in de gaten gehouden en vergeleken met de berekendewaarden. Bij afwijkingen worden direct berekeningen gemaaktaan de hand waarvan wordt bepaald welke correcties aangebracht moeten worden om de uiteindelijke hoogteligging tekunnen blijven garanderen. De momenten waarop de hoogteligging wordt gemeten, zijn eveneens nauwkeurig gepland,inclusief een definitie welke belastingen op welke posities opdat moment aanwezig zijn.Uitvoering pylonen en tuienDe pylonen worden met behulp van klimbekisting metelementlengten van circa 5 m gebouwd. Ze worden compleetop hoogte gebracht voordat wordt begonnen met het aanbrengen van tuien. Dit omdat het aanbrengen en aanspannen vande tuien tijdens de pyloonbouw tot onbeheersbare scheefstanden knikken in de pyloon zou kunnen leiden. Bovendien zoudenonveilige situaties kunnen optreden.De definitieve tuien worden om de 22 m aan het dek verbonden. Om de vrije uitkraging van de vrije voorbouw tijdens hetbouwproces te beperken en een correcte beheersing van dehoogteligging te kunnen garanderen, worden hulptuieningezet. Deze worden telkens midden in het veld tussen debevestigingen van de definitieve tuien aan de langskokersbevestigd. Per koker worden per verankeringspositie vier hulptuien verbonden, bestaande uit negentien of vijftien strengen?15,7 mm. De hulptuien worden met behulp van tijdelijkeverankeringen door de pyloonwanden heen aan de achterzijdevan de pylonen verankerd (fig. 9).De tuien worden stap voor stap, al naar gelang de voortgangvan de vrije voorbouw, aangebracht en voorgespannen. Detuien zullen tijdens de vrije voorbouw door de toenemendemassa steeds zwaarder worden belast. Na gereed zijn van devrije voorbouw worden alle hulptuien verwijderd en de defini pRojectgegeVensopdrachtgever Ministerie Verkeer enWaterstaat, Rijkswaterstaat DienstInfrastructuur, Directie Projectenarchitectonisch ontwerp Quist WintermansArchitekten bvontwerp en uitvoering Aannemings-combinatie Waalkoppel, Mobilis TBI Infra,Dywidag en Van Gelderaanneemsom 200 miljoen (incl. btw)voor het gehele projectAnimatiefilmOp www.cementonline.nl staat een animatiefilmover de bouw van de Waalbrug A50 bij Ewijk ?Valburg, gemaakt door Aannemingscombinatie Waalkoppel,met als titel:`Animatie bouw Waalbrug A50 bij Ewijk ? Valburg'9 Langsdoorsnede van de pyloonmet spankoppen