Prinses Amaliabrug en Kogerpolderbrug

Afgelopen augustus is de Prinses Amaliabrug bij West-Knollendam in gebruik genomen. De Prinses Amaliabrug is de eerste van de twee basculebruggen die wordt vervangen binnen het project ‘N246-N244 Trajectbenadering’. In het project wordt grootonderhoud gepleegd aan het gehele traject tussen Wormerveer en Alkmaar waarbij de verkeersveiligheid en doorstroming verbetert. De provincie Noord-Holland is opdrachtgever van het project.

Minimaliseren van onderhoud en hinder

Een van de belangrijkste wensen bij de vervanging van de beide bruggen (Prinses Amaliabrug en Kogerpolderbrug) was het minimaliseren van onderhoud. Daarnaast stelde de Provincie Noord-Holland dat het tracé niet mocht worden gewijzigd. Dit betekent dat de beide bruggen op dezelfde locatie 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 drie rijstroken met 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.

Welstandsplaatje Prinses Amaliabrug

Welstandsplaatje Kogerpolderbrug

Bestaande paalfundatie

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. Uit archiefstukken en as-built tekeningen is het bestaande palenplan in beeld gebracht. Het nieuw 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.

3D-model met bestaande palen (grijs) en nieuwe palen (bruin)

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 vol gestort 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.

De prefab wapeningskorven van de pijlers worden ingehesen

Beweegbaar deel

Het ontwerp van het beweegbare deel van de Kogerpolderbrug en die van de prinses Amaliabrug zijn in hoofdlijnen identiek.

Beide bruggen worden elektromechanisch aangedreven door middel van een krukdrijfstangmechanisme. Gekozen is voor een in seriegeschakelde 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 van de staartliggers. De spanningsverhogende effecten die volgen uit de kromming zijn geminimaliseerd door de keuze voor dikke en smalle flenzen.

Er is gekozen voor een directe krachtsafdracht vanuit de hoofddraaipunten naar de funderingspalen door middel van doorgaande kolommen tussen de draaipuntstoelen en de keldervloer. In verband met de vrijdraaiing van het val gaat dit gepaard met enkelzijdige lagering aan de buitenzijde van hoofdliggers. De hoofddraaipunten zijn onderling verbonden door een zware koppelbuis, die het torderen van de staarten tussen rijdek en ballastkist voorkomen.

Deels in schuinstand vervoerd

Het val van de Amaliabrug is in Wijhe geproduceerd en vervolgens, via de conserveerder in Amsterdam, over de Zaan naar de uiteindelijke locatie getransporteerd. Tijdens het laatste deel van het transport moesten er een aantal nauwe bruggen en sluizen worden gepasseerd, waardoor het val de laatste kilometers in schuinstand op het ponton is vervoerd.

Het val is horizontaal ingevijzeld. Om de brug vanaf een ponton in de hoofdvaarweg te kunnen vijzelen is er tijdelijke ballast toegepast op de voorhar en is de ballastkist pas na plaatsing gevuld. De bouwtijd is geminimaliseerd door de stalen ballastknuppels te verpakken in kratjes, die vanaf de aanbrug in de ballastkist zijn gehesen. Vervolgens is het val in geopende stand gefixeerd op de vastzetinrichting (om vrije doorgang te bieden aan het scheepvaartverkeer) en zijn de werkzaamheden aan de kelderinrichting en het kelderdak uitgevoerd. De Prinses Amaliabrug is op 10 augustus 2019 in gebruik genomen.

Aan de Kogerpolderbrug wordt op dit moment nog hard gebouwd. Naar verwachting zal deze brug begin 2020 worden opgeleverd.