Het ontwerp van de nieuwe Prinses Amaliabrug en Kogerpolderbrug

De vernieuwing van de Beatrixbrug en de Kogerpolderbrug is onderdeel van het project ‘N244-N246 Trajectbenadering’  van Provincie Noord-Holland. De Beatrixbrug is daarbij ook omgedoopt tot de Prinses Amaliabrug, die in 2019 als eerste van de twee basculebruggen is vervangen en (vervroegd) in gebruik is genomen. Begin dit jaar is ook de Kogerpolderbrug in gebruik genomen. 

Een van de belangrijkste wensen bij de vervanging van de Prinses Amaliabrug en de Kogerpolderbrug was het minimaliseren van onderhoud. Daarnaast stelde Provincie Noord-Holland dat het tracé niet mocht worden gewijzigd. Dit betekent dat beide bruggen op dezelfde locatie moesten worden gebouwd als de bestaande bruggen en het alignement van de weg niet kon worden aangepast. Ook het minimaliseren van hinder en het daarbij zoveel mogelijk beperken en verkorten van de bouwactiviteiten op locatie was een bepalende factor voor het ontwerp van de bruggen.

De bruggen zijn opgebouwd uit twee aanbruggen, een basculekelder en een stalen val. De Prinses Amaliabrug heeft twee rijstroken en een vrijliggend fietspad. De Kogerpolderbrug heeft drie rijstroken en een vrijliggend fietspad. Het architectonisch ontwerp van de beide bruggen is op veel vlakken gelijkwaardig vormgegeven, zodat beide bruggen conform het beeldkwaliteitsplan duidelijk tot één familie behoren. Door te kiezen voor een verjongd brugdek en puntvormige koppen van pijlers is een slanker aanzicht gecreëerd.

De bestaande bruggen zijn volledig gesloopt. Alleen de bestaande paalfundatie is niet verwijderd, maar bleef in de bodem achter. Omdat de nieuwe bruggen op exact dezelfde positie liggen als de bestaande bruggen was het ontwerpen van de nieuwe palen een flinke puzzel. Met archiefstukken en as-built tekeningen is het bestaande palenplan in beeld gebracht. Het nieuwe palenplan is hier omheen ontworpen en met aangenomen afwijkingen in een 3D-model opgenomen. Dit model bleek zeer goed overeen te komen met de praktijk, waardoor uiteindelijk maar één paal bij het aanbrengen verschoven moest worden en deze nieuwe positie rekenkundig moest worden onderbouwd. 

Uitgangspunt bij de kelders was een bouwput zonder onderwaterbeton. Dit beperkt de bouwtijd. Bij met name de Prinses Amaliabrug geeft dit een relatief ondiepe kelder. Het gevolg is dat het contra gewicht een beperkte arm heeft en voorzien moest worden van een hoog soortelijk gewicht (stalen knuppels). Bij de Kogerpolderbrug speelde dit minder, omdat hier het brugdek hoger ligt. Hierdoor kon de ballastkist gevuld worden met verzwaard beton.

De overspanningen van de aanbruggen bij de Prinses Amaliabrug zijn beperkt, waardoor volstortliggers toegepast konden worden. Bij de Kogerpolderbrug zijn kokerliggers toegepast. Bij beide bruggen zijn de dekken vast verbonden met de kelder en de landhoofden (natte knoop / buigslappe voegen). Hierdoor zijn er geen onderhoudsgevoelige voegprofielen nodig.

De pijlers zijn gebouwd met behulp van prefab U-bakken. De U-bakken met ronde sparingen zijn over de stalen buispalen geplaatst op aangelaste consoles. De buispalen waren al gevuld met beton en kopwapening. Na het plaatsen is een wapeningskorf van de pijler aangebracht en zijn de U-bakken volgestort met beton. Op deze wijze zijn de palen, de prefab betonnen bakken en de pijler constructief verbonden. Na het plaatsen van de prefabliggers van het dek en het storten van de druklaag is ook het dek constructief verbonden met de pijler. Met deze bouwmethode konden de pijlers zonder bouwput en bemaling gebouwd worden en bleef de hinder voor de scheepvaart beperkt.

De wapening is in zijn geheel in een 3D-pakket gemodelleerd. In de fabriek is de wapening vervolgens zoveel mogelijk in korven in elkaar gezet en in zijn geheel naar het werk gebracht. Het 3D-model en het prefabriceren gaven hele nette korven die goed in elkaar passen.

Het ontwerp van het beweegbare deel van de bruggen is in hoofdlijnen identiek. Beide bruggen worden elektromechanisch aangedreven door middel van een krukdrijfstangmechanisme. Gekozen is voor een in serie geschakelde aandrijving. In globale lijn komt dit overeen met motor-tandwielkast 1 – tussenas – tandwielkast 2 – krukas – krukarm – veerbuffer – val. Door te kiezen voor een lange tussenas is de stijfheid van het bewegingswerk verlaagd en worden de optredende krachten beperkt. 

Vanuit het oogpunt van minimalisatie van onderhoud is ervoor gekozen om de stalen vallen uit te voeren als gesloten, doosvormige staalconstructies die rondom luchtdicht worden afgelast. Het afsluiten van de onderzijde leidt tot een verkleining van het te conserveren oppervlak ten opzichte van een conventionele uitvoering met een open onderzijde. Bovendien zijn de bruggen door de vlakke afwerking beter te onderhouden. De onderplaten vervullen niet alleen een praktische functie als afsluitplaat, maar werken ook constructief mee als onderflens van de hoofdliggers en dwarsdragers. 

Het direct bereden rijdek heeft een ‘gebruikelijke’ uitvoering: de dekplaatdikte en de lasdetails zijn overeenkomstig de NEN-EN 1993-2. De troggen steken door de dwarsdragers heen, waarbij de dwarsdragerlijven de troggen nauw omsluiten. Door de keuze voor doorgestoken troggen kunnen de trogbenen door middel van een automatisch lasproces over de volle lengte van het rijdek doorgaand aan de dekplaat worden gelast.

Twee staartliggers vormen de verbinding tussen de gesloten dekconstructie en de ballastkist. De nauwe basculekelder noopte tot toepassing van vrij krappe verticale boogstralen in de onderflenzen.