Vervanging van historische spoorbruggen aan de Oostertoegang Amsterdam

ProRail heeft de ambitie om de verouderde spoorinfrastructuur in Nederland te vernieuwen en te verbeteren. In lijn met deze visie worden in de komende vijf jaar aan de oostzijde van Amsterdam Centraal Station vier stalen en een betonnen spoorbrug vervangen. Deze vijf bruggen, waarvan er vier meer dan honderd jaar oud zijn, vormen een belangrijk onderdeel van het spoornetwerk dat Amsterdam met de rest van Nederland verbindt. De verbouwing van het station en de aanpassing van de infrastructuur zijn nodig om in 2030 meer treinen te kunnen laten rijden en de reizigersgroei te kunnen opvangen.

Vanaf 2024 wordt elk jaar één spoorbrug vervangen. Een noodzakelijke stap door de veroudering van de huidige bruggen en de behoefte aan uitbreiding van de perrons. Iv werkt samen met Dura Vermeer, Hollandia, Takke Breukelen, Sterk, CRUX en Mammoet aan het project de Oostertoegang Amsterdam. Iv is in opdracht van Dura Vermeer verantwoordelijk voor het integrale ontwerp van de vijf spoorbruggen. 

Vier van de vijf bruggen krijgen volledig nieuwe pijlers, landhoofden en funderingen. Voor de vijfde brug wordt het bestaande landhoofd behouden, wat een specifieke uitdaging vormt in dit project. Elke brug bestaat uit drie overspanningen op betonnen pijlers en landhoofden. Iv heeft het tenderontwerp van de stalen bruggen en de ondersteunende structuren uitgewerkt tot het definitief ontwerp. Na het definitief ontwerp is Iv betrokken bij de fabricage en installatie van de stalen bruggen.

Hoewel de brugdelen gelijkvormig zijn, zijn ze niet 100% identiek. Dit vereist een nauwkeurig en efficiënt ontwerpproces. Door de rekenkundige analyses (deels) te automatiseren en het modelleer- en tekenwerk te optimaliseren, kan het ontwerp van deze bruggen met minimale inspanningen worden voltooid, zonder de kosten te verhogen. Ook konden de wensen en voorkeuren van de aannemer hiermee eenvoudig worden getoetst op haalbaarheid. Rekenkundig heeft Iv aangetoond dat de bruggen gedragen kunnen worden door de fundering en dat de stalen bruggen voldoen aan alle eisen.    

Bij spoorprojecten zijn er harde fysieke randvoorwaarden om een veilige spoorpassage te kunnen garanderen. Zo is een vaste hoogte van de spoorrails noodzakelijk. Deze volgt uit de aansluitende baanlichamen en kunstwerken. Ook de daaruit volgende hoogte van de perrons is essentieel, om het in- en uitstappen van treinpassagiers op een veilige manier te faciliteren. Daarnaast gelden er beperkingen uit onderdoorgaande elementen zoals trambanen en wegen. Al deze aspecten zijn meegenomen in het ontwerp om een functioneel gebruik mogelijk te maken.  

Het vervangingsproject van de historische spoorbruggen brengt diverse unieke uitdagingen met zich mee. De onderbouw speelt een cruciale rol, met name door het gebruik van bestaand stampbeton. Dit oude beton geeft onzekerheden in de samenhang en stijfheid. De onzekerheden zijn in het ontwerp ondervangen door rekening te houden met de boven- en ondergrenzen van de eigenschappen (sterkte en stijfheid) van het stampbeton. Om de veiligheid van de constructie te kunnen garanderen is een langskrachtenanalyse uitgevoerd. Deze analyse diende tevens als ontwerptool om de steunpunten te optimaliseren. Met deze aanpak is het aantal benodigde palen gereduceerd, wat zowel kosten bespaart als de duurzaamheid van het project verbetert. 

Een andere bijzondere uitdaging bij deze vervangingsopgave betreft brug 5, waar gebruik wordt gemaakt van de bestaande landhoofden en funderingen. Deze zijn oorspronkelijk ontworpen volgens de normen van begin jaren 90, die verschillen van de huidige Eurocodes. Om te verzekeren dat deze bestaande delen de nieuwe belastingen kunnen dragen, voerde Iv eerst een archiefonderzoek uit met oude tekeningen en berekeningen. Vervolgens zijn deze gemodelleerd om te beoordelen of de bestaande onderbouw sterk genoeg is om de vernieuwde brug veilig te ondersteunen.

Het boren door de oude betonnen constructie brengt aanzienlijke veiligheidsrisico’s en uitdagingen met zich mee. Het strikt naleven van de contractuele eisen over de toegestane boorzones in de bestaande constructie vormde dan ook een uitdaging. Samen met de opdrachtgever is gekeken naar de mogelijkheden binnen de gestelde eisen om zo tot een optimaal en veilig ontwerp te komen dat voldoet aan de eisen. 

De beschikbaarheid van treinvakken wordt vaak al twee jaar van tevoren vastgelegd. Dit betekent dat de timing van grote werkzaamheden, zoals het plaatsen van een brug, ver van tevoren bepaald is en de planning strikt gevolgd moet worden. Dit werd een uitdaging toen de oorspronkelijke staalaannemer failliet ging. Er moest toen plotseling een vervanger worden gevonden en het ontwerp moest worden aangepast. Deze uitdagingen vergen creativiteit en innovatie, maar ook intensieve samenwerking en coördinatie tussen alle disciplines. Om hier handen en voeten aan te geven was er elke woensdag een gezamenlijke werkdag in Amsterdam. Een dynamische dag waarbij uitvoerende partijen, de ontwerpmanager en collega’s van Iv en Dura Vermeer samen kwamen en samen zochten naar de beste oplossingen voor dit project.