12011 41Overwegingen bij brugontwerpthemair. Jaco Reusink ROIngenieursbureauGemeentewerken RotterdamDoor de verplaatsing van de Rotterdamse havenactiviteiten naar de Maasvlakte is de zeegaandeindustrievaart in de Rijnhaven fors afgenomen. Daardoor lag de mogelijkheid open voor de realisatievan een Rijnhavenbrug tussen de Wilhelminapier en Katendrecht, ter hoogte van het gebouw Monte-video. Hoewel in fysieke dimensies relatief klein ten opzichte van de imposante Maasbruggen, kenthet project een bijzondere moeilijkheidsgraad, zowel qua proces als qua techniek.Overwegingenbij brugontwerpDe Rijnhavenbrug verbindt de Wilhelminapier met Katendrecht11 Artist impression van deRijnhavenbrug tussenMontevideotoren en Hotel New York(rechts) en Katendrecht (links)thema1201142 Overwegingen bij brugontwerpIn Rotterdam vormen de negentiende-eeuwse stadshavens opZuid een natuurlijke barri?re voor de ontwikkeling van hetlandverkeer. Op dit moment wordt op de Wilhelminapier, inge-sloten tussen de Rijnhaven en de Nieuwe Maas, volop hoog-bouw ontwikkeld. Om dit deel met het zuidelijk gelegenKatendrecht te verbinden, wordt een nieuwe langzaamverkeer-brug gebouwd (fig. 2). Deze brug is belangrijk voor zowelbewoners als ondernemers. Er ontstaat een rechtstreekseverbinding naar het centrum te voet of op de fiets en deuitgaansgelegenheden op de Wilhelminapier worden beterbereikbaar. Daarnaast kunnen bewoners uit de omgeving, maarzeker ook toeristen, een prachtige rondwandeling maken omde Rijnhaven heen, ook wel bekend als het Rondje Rijnhaven.De brug wordt eind 2011 opgeleverd.ProcesNormaal ontwerpt in Rotterdam het IngenieursbureauGemeentewerken Rotterdam de bruggen voor de stad, insamenwerking met een interne of externe architect. Voor hetontwerp van de Rijnhavenbrug is echter gekozen voor eenarchitectenprijsvraag met een globale constructieve verant-woording, waarbij naast een vakjury ook de mening vanomwonenden zou worden meegewogen. Aan de uitgenodigdeinschrijvers is daarbij zowel een vastgesteld plafondbudget alseen stedenbouwkundig en technisch PvE meegegeven.Omdat het hier om een complex bouwwerk gaat met een grotebeweegbare brug, ontstond de angst dat architecten of juryteveel de vrije hand zouden nemen. Hierdoor zou de staduiteindelijk kunnen worden geschaad in de eigen belangen tenaanzien van het project. De procedure is zodanig aangepast datde beheerder en constructeur, voorafgaand aan jurering, tijdenseen inlichtingenronde toetsend commentaar mochten uiten.Na inschrijving kon een ingediend voorstel zelfs worden uitge-sloten van verdere deelname. Deze procedure bleek helaasnoodzakelijk. Een van de inschrijvers had een futuristischontwerp opgesteld dat ver boven het ambitieniveau van de2Overwegingen bij brugontwerp 12011 43teerd door de vrije doorvaart, en aan de achterzijde door hetcontragewicht in geopende stand.Alle overige rivierpijlers zijn ontworpen als monopaal, met eenover de hoogte verlopende doorsnede. De brug ziet er in belij-ning uit als een doorgaand geheel. Hiertoe wordt ter plaatsevan de betonconsole op het kelderdak een stalen randprofieltoegevoegd.Een eis was om de brug zo transparant mogelijk uit te voerenom doorzicht te houden op de achterliggende haven. Dit isgerealiseerd door toepassing van een slanke belijning en eenconstructiehoogte van slechts 1,0 m over de gehele lengte vande brug.Technische uitgangspuntenDe brug moet aan weerszijden aanlanden op de kade en in hetmidden dusdanig hoog zijn dat watertaxi's kunnen passeren,zonder brugopening. De brug bevindt zich in een getijdezonewaar het maatgevende hoogwaterpeil tot boven het niveau vande kades reikt.In bijzondere omstandigheden moet de brug kunnen wordengebruikt voor transporten van hulpdiensten (brandweer) toteen verkeersklasse VK30. Vanuit duurzaamheidsoptiek isgesteld dat alle toe te passen constructieve elementen als geslo-ten kokers moeten worden uitgevoerd. Verder geldt dat allewerktuigbouwkundige delen toegankelijk moeten zijn.Constructief ontwerpTijdens het eerste ontwerp zijn betonnen en stalen aanbruggenonderling vergeleken. De stalen uitvoering had de voorkeurvan de architect (detaillering knik en vide en zwaarte kolom-men) en was financieel gelijkwaardig door het geringeregewicht. De drie aanbrugvelden zijn als doorgaande kokerlig-ger uitgevoerd. Door de keuze voor een gesloten stalen dooswerden opdrijven en comforttrillingen specifieke aandachts-uitvraag lag en zowel (onderhouds-)technisch als financieel eenonacceptabel beheersingsrisico met zich bracht. Het ontwerpvan Quist Wintermans Architecten (QWA) is als winnaargekozen. Na constructieve uitwerking is op basis van inschrij-ving met prekwalificatie het werk gegund aan de combinatieColijn-Hillebrand.Ontwerp en locatieHet industri?le uiterlijk van de 140 m lange fiets- en voetgan-gersbrug sluit goed aan bij de Rijnhaven. In plattegrond is debrug vormgegeven als een boomerang. De aanlandingspuntenvan de brug op de kades maken een hoek ten opzichte vanelkaar.De brug is voorzien van een groot beweegbaar deel met eenvrije doorvaart van 25 m. De vaarweg moet geschikt blijvenvoor de passage van zeegaande vaart. Omdat dit beweegbaredeel bij voorkeur niet in de knik wordt geplaatst, ligt deze uitde as van de doorvaart.Het ontwerp kent drie aanbrugvelden van ieder circa 30 m aande Wilhelminapierzijde en een enkel veld aan de Katendrecht-zijde (fig. 4). De functionele brugbreedte bedraagt 6 m terplaatse van de aanlandingen tot circa 9 m in de knik. De extrabreedte wordt gebruikt als verblijfsruimte op de brug, als videvoor het contragewicht en als vrije ruimte voor de in de rijbaangeplaatste balansligger en enkele hameitoren, waarop het draai-punt van de brug aangrijpt.Het beweegbare deel is een zogenoemde staartbrug. Dit is eenbasculebrug waarbij de hoofdligger vlak voor het draaipuntwordt opgetrokken door deze dubbel te knikken. Het contrage-wicht draait daardoor boven de waterlijn.Omdat er geen contragewicht in de kelder draait, is een zeerkleine kelder ontworpen met twee verdiepingen (fig. 6). Deze isprecies voldoende voor plaatsing van alle installaties. De kelderheeft een complexe geometrische vorm die aansluit op de vormvan de bovenbouw. Aan de voorzijde wordt de kelder gelimi-2 De brug ligt tussen de Wilhelminapier enKatendrecht3 Zicht vanuit de Landverhuizerskade3themaOverwegingen bij brugontwerp1201144kelijk is. Bij gelijksoortige bruggen is gebleken dat de toeganke-lijkheid van opleggingen van Langzaamverkeerbruggen vaakslecht is. Zo bleken, na zetting door renovatie van een kade-muur bij de VOC-brug in Rotterdam, de te verstellen opleggin-gen in de kademuur nauwelijks bereikbaar.KelderDe basculekelder is door zijn gedwongen compactheidcomplex van vorm. Het grootste probleem vormde het mobi-liseren van voldoende (horizontale) fundatiestijfheid ensterkte. De kelder moet immers een scheepsaanvaring opkunnen nemen en in staat zijn om de beweegbare brug,reikend tot een hoogte van circa 40 m, te kunnen noodstop-pen onder beperkte horizontale vervormingen. Tijdens debrugbeweging kunnen zich wachtende mensen op de aanbrugophouden. Door de voorziene prefabricage van de kelderbakkonden alleen verticale palen worden toegepast. Het bleekuiteindelijk onmogelijk voldoende stijfheid te mobiliseren alsde zes buispalen ?1600 mm binnen de wanden van de kelderzouden worden geplaatst. Dit is opgelost door aan beidezijden een zware, uitkragende voet aan de kelderbak te voor-zien, waar de palen ingeklemd op worden aangesloten. Bij eeninterne risicosessie is gebleken dat het realiseren van eenvolledige inklemming door de grote hoeveelheid wapeningeen risicovol punt is. Als beheersingsmaatregel wordt gedachtaan een aanvullend stabiliserend, zijdelings kruisverbandtussen de palen, tussen kelder en bodemlijn, voor opnamevan incidentele (aanvaar)belastingen.AanvaarvoorzieningenHet ontwerp van de aanvaarvoorzieningen gaf de meestehoofdbrekens. Zeevaart en getijdenwerking vragen om eengroot, zwaar en hoog remmingwerk. Dit zou echter de vormge-ving van de brug geheel aan het zicht onttrekken. Door hetmobiliseren van raamwerkgedrag, door afsteunen op de kelderen door een risicobeschouwing is het remmingwerk sterk inafmetingen teruggebracht. Bij de risicobeschouwing is de op tenemen bewegingsenergie voor de gegeven situatie verlaagdpunten bij het constructief ontwerp. Bij de frequentieanalysebleek de horizontale stijfheid van de rivierpijlers zeer gering,resulterend in een sterke kantelbeweging (roll) van de brug.Daarom wordt de brug aan de stijve uiteinden (landhoofd enkelder) zijdelings vast gehouden en worden torsiebewegingenverhinderd door het toepassen van trek-drukopleggingen.Hierdoor kon de eigenfrequentie dusdanig worden verhoogddat dynamische opslingering door groepen passanten geenprobleem meer vormt.Om het opnemen van grote trekkrachten, bijvoorbeeld dooropdrijven, mogelijk te maken zijn er aan de onderzijde van dekademuur versterkingsbalken aangebracht en zijn deze doormiddel van trekstangen gekoppeld aan de oplegging.PijlersVoor de tussenpijlers is gerekend met een aanvaarbelasting van1000 kN. Deze belasting is door de slanke pijler zelf niet op tenemen. Door de pijler met een dwarskrachtverbinding aan debrug te koppelen, wordt 70% van de aanvaarbelasting door deaanbrug opgenomen en afgedragen aan de uiteinden. Er is eenstatisch systeem gekozen waarbij de twee rivierpijlers in brug-richting het vaste punt vormen en aan de uiteinden bewegendeopleggingen (schalmconstructies) zijn toegepast.De rivierpijlers zijn uitgevoerd met een enkele stalen buispaal? 2400x25 mm met een diepte tot -30 m met een afbrandni-veau op -3 m. Boven -3 m is een verlopende zeshoekige prefab-betonnen pijlerkolom toegepast. De diameter van 2400 mm iszodanig gekozen dat als de paal tot boven de vloedlijn zouworden doorgezet, deze tevens dienst zou kunnen doen alsbouwkuip. Later is gekozen om met een aparte, om de buisgeklemde werkbak te werken. Vanaf 1 m onder de bodemlijnzijn alle buispalen voorzien van een gewapende betonvulling enis de buis als verloren bekisting gerekend.OpleggingenTer plaatse van de aanlanding zijn de opleggingen in een kleinekamer opgenomen die vanaf het brugdek met een luik toegan-1a 1b 21 34b 4a 45 6 6a6b5b 5a4c26838doorvaart = 25000doorvaart taxi = 100003000+ NAP (HWS)1500+ NAP (gem. waterpeil)NAP4Overwegingen bij brugontwerp 12011 454 Langsdoorsnede van de brug5 Flaneren op de Rijnhavenbrug6 Dwarsdoorsnedes van de kelderomdat er weinig zware vaart is en omdat de brug zich in eenbocht bevindt waardoor de snelheid lager zal zijn.Tweede probleem was de gebruiksveiligheid van de aanbruggenbij aanvaring. Het is nauwelijks mogelijk de lichte aanbruggente beschermen tegen een aanvaring door het maatgevendeschip met 5000 ton waterverplaatsing. De door Bouw- enwoningtoezicht voorgestelde oplossing om de afsluitbomen opde kade te plaatsen is niet wenselijk. Regelgeving vereist datafsluitbomen zo dicht mogelijk op de brug staan. Omdat debrug tevens een verblijfsruimte is, is afsluiten ongewenst. Inplaats daarvan is een aantal aanvullende maatregelen genomenzoals: langere remmingwerktrechter met grotere openingshoek,geluidsalarminstallaties, aanvullende instructies brugbedie-nend personeel en snelheidsbeperking zware vaart. PROJECTGEGEVENSproject Rijnhavenbrug Rotterdamopdrachtgever Gemeente Rotterdamarchitectonisch ontwerp Quist Wintermans Architectenconstructief ontwerp Ingenieursbureau Gemeentewerken Rotterdamkabelgoot400x120kabelgoot200x120kabelgoot200x120ribbenbuiskacheldoorvoer voorkabelgoot 400x120 mmN.A.P.as 4luchtcirculatie toevoerpijp ? 125luchtcirculatietoevoer pijp ? 125verlichtingsarmatuurEtap. L=682 mmhydraulische leidingloopmontage op cilinder onder 45?hydraulische leidingloopv. cilinder naar agregaatkabelgoot400x120as kokeras brugmin.2800min.2109690e-kasten (5x)as kokeras bruge-kasten (2x)56