Tagarchief: Prins Clausbrug

Prins Clausbrug: architectonische eyecatcher met smart engineering

Prins Clausbrug
Lees het gehele artikel

De brug is niet alleen door zijn ontwerp van enorm innovatief, maar vormt ook op technisch vlak een hoogstandje. De uitvoering van de 140 meter lange basculebrug met draaibare ballastmast in opdracht van de gemeente Dordrecht is in handen van Hillebrand, een onderdeel van ASK Romein, en Dura Vermeer. 

Prins Clausbrug
De verzameling kolossale losse onderdelen van de Prins Clausbrug is samengekomen en vormt een krachtige sculpturale landmark voor de gemeente Dordrecht. (Brugdek in geopende stand.)

Uniek bewegingsmechanisme

“De grootste uitdaging bij deze brug vormt het ontwerp van René van Zuuk architecten”, zegt Martijn Kuzee, projectleider bij ASK Romein. “Architectonisch oogt het bijzonder fraai, zo’n beweegbare brug met ballastmast, maar zo’n concept is nog nooit eerder in de praktijk toegepast. De imposante ballastmast en pendelstaaf vormen samen het beweegbaar deel (het val) waarvan het val bij openstand 52 meter boven het water komt. Kuzee vertelt dat de mechaniek van al die bewegende elementen uiteindelijk weggewerkt moest worden in de smalle ruimtes die daarvoor beschikbaar waren. “Dat vroeg om smart engineering.” Aannemerscombinatie Dura Vermeer/Hillebrand schakelde hiervoor de IV-groep in, een multidisciplinair ingenieursbureau met expertise op het gebied van technische, uitdagende projecten. “Zij hebben alle draaipunten ontworpen en daarbij voortdurend met ons als aannemer gespard of het ook technisch uitvoerbaar was. Waar nodig bracht men dan weer aanpassingen aan in het 3D-model, zodat uiteindelijk een constructief haalbare brug ontstond.” Het 3D-ontwerp van zowel de onder- als de bovenbouw is door Dura Vermeer getekend. Tijdens de ontwerp- en technische overleggen gebruikte men dit 3D-model om de raakvlakken tussen de verschillende disciplines inzichtelijk te maken en te beheersen.

Prins Clausbrug
Het sluitstuk in de verbinding wordt aangebracht.

Technisch hoogstandje

Het unieke bewegingsmechanisme, dat rust op een betonnen sokkel, is zodanig gebouwd dat de scheepvaart ook tijdens de bouw kon doorvaren. “Bij zo’n technisch hoogstandje is het van cruciaal belang dat het volledige ontwerp zorgvuldig is geëngineerd”, vervolgt Kuzee. “Dat geldt ook voor alle montagestappen, waarbij het aankomt op zowel de maatvoering van de civiele betonbouw als de nauwkeurigheid van het staalwerk.” De montage van de diverse onderdelen is daarom al eens volledig gemodelleerd uitgevoerd. Zowel op de bouwplaats als in Vlissingen is alles zorgvuldig uitgemeten en in het 3D-model op elkaar gepast. “Tussen het vaste deel (als dat staat) en het beweegbare deel zit slechts 5 centimeter speling aan beide zijden. Dat is best weinig bij dit soort gewichten”, weet Kuzee. “Ook in de praktijk is gebleken dat we binnen deze nauwe toleranties foutloos kunnen werken.”

Prins Clausbrug
Een uitzonderlijk mooi project vol uitdagingen.

Alle onderdelen komen samen

Op het einde van het project is de verzameling kolossale losse onderdelen samengekomen. “Veel onderdelen zijn geprefabriceerd op verschillende locaties. Zo zijn de pijlers in Rotterdam gemaakt. Op de locatie in Dordrecht zelf is al het andere betonwerk gemaakt, zoals de bevestiging aan de oevers. In de fabriek in Middelburg lag het stalen brugdek. De aanbruggen, ook in Middelburg gebouwd, moesten vanwege de transportgrootte nog aan elkaar gelast worden op locatie. Het beweegbare deel en de ballastmast zijn in onze fabriek in Vlissingen gemaakt. Voor het laden en de montage op locatie is hierbij gebruikgemaakt van drijvende bokken. Eerst is het bewegende deel, dat zo’n 266 ton weegt, geplaatst, en daarna is de aandrijving zoals de hydraulische cilinders gekoppeld. Vervolgens is de ballastmast (met een gewicht van circa 380 ton) geplaatst. Tot slot heeft het elektrotechnische installatiebureau Langezaal & Inniger de elektrotechnische installatie zoals de besturing en alle veiligheidsfuncties van de brug aangebracht, zodat ze veilig en betrouwbaar kan functioneren. “We zijn echte bruggenbouwers met de nodige ervaring”, zegt Kuzee, “maar de realisatie van de Prins Clausbrug is toch wel een huzarenstukje geweest. We zijn er trots op dat het ons gelukt is om het architectonische en technische ontwerp te laten samensmelten.”        

Prins Clausbrug: 
architectonische eyecatcher met smart engineering

Prins-Clausbrug-SA-79
Lees het gehele artikel

De brug is niet alleen door zijn ontwerp van enorm innovatief, maar vormt ook op technisch vlak een hoogstandje. De uitvoering van de 140 meter lange basculebrug met draaibare ballastmast in opdracht van de gemeente Dordrecht is in handen van Hillebrand, een onderdeel van ASK Romein, en Dura Vermeer.

Het sluitstuk in de verbinding wordt aangebracht.

Uniek bewegingsmechanisme

“De grootste uitdaging bij deze brug vormt het ontwerp van René van Zuuk architecten”, zegt Martijn Kuzee, projectleider bij ASK Romein. “Architectonisch oogt het bijzonder fraai, zo’n beweegbare brug met ballastmast, maar zo’n concept is nog nooit eerder in de praktijk toegepast. De imposante ballastmast en pendelstaaf vormen samen het beweegbaar deel (het val) waarvan het val bij openstand 52 meter boven het water komt. Kuzee vertelt dat de mechaniek van al die bewegende elementen uiteindelijk weggewerkt moest worden in de smalle ruimtes die daarvoor beschikbaar waren. “Dat vroeg om smart engineering.” Aannemerscombinatie Dura Vermeer/Hillebrand schakelde hiervoor de IV-groep in, een multidisciplinair ingenieursbureau met expertise op het gebied van technische, uitdagende projecten. “Zij hebben alle draaipunten ontworpen en daarbij voortdurend met ons als aannemer gespard of het ook technisch uitvoerbaar was. Waar nodig bracht men dan weer aanpassingen aan in het 3D-model, zodat uiteindelijk een constructief haalbare brug ontstond.” Het 3D-ontwerp van zowel de onder- als de bovenbouw is door Dura Vermeer getekend. Tijdens de ontwerp- en technische overleggen gebruikte men dit 3D-model om de raakvlakken tussen de verschillende disciplines inzichtelijk te maken en te beheersen.

Een uitzonderlijk mooi project vol uitdagingen.

Technisch hoogstandje

Het unieke bewegingsmechanisme, dat rust op een betonnen sokkel, is zodanig gebouwd dat de scheepvaart ook tijdens de bouw kon doorvaren. “Bij zo’n technisch hoogstandje is het van cruciaal belang dat het volledige ontwerp zorgvuldig is geëngineerd”, vervolgt Kuzee. “Dat geldt ook voor alle montagestappen, waarbij het aankomt op zowel de maatvoering van de civiele betonbouw als de nauwkeurigheid van het staalwerk.” De montage van de diverse onderdelen is daarom al eens volledig gemodelleerd uitgevoerd. Zowel op de bouwplaats als in Vlissingen is alles zorgvuldig uitgemeten en in het 3D-model op elkaar gepast. “Tussen het vaste deel (als dat staat) en het beweegbare deel zit slechts 5 centimeter speling aan beide zijden. Dat is best weinig bij dit soort gewichten”, weet Kuzee. “Ook in de praktijk is gebleken dat we binnen deze nauwe toleranties foutloos kunnen werken.”

De verzameling kolossale losse onderdelen van de Prins Clausbrug is samengekomen en vormt een krachtige sculpturale landmark voor de gemeente Dordrecht. (Brugdek in geopende stand.)

Alle onderdelen 
komen samen

Op het einde van het project is de verzameling kolossale losse onderdelen samengekomen. “Veel onderdelen zijn geprefabriceerd op verschillende locaties. Zo zijn de pijlers in Rotterdam gemaakt. Op de locatie in Dordrecht zelf is al het andere betonwerk gemaakt, zoals de bevestiging aan de oevers. In de fabriek in Middelburg lag het stalen brugdek. De aanbruggen, ook in Middelburg gebouwd, moesten vanwege de transportgrootte nog aan elkaar gelast worden op locatie. Het beweegbare deel en de ballastmast zijn in onze fabriek in Vlissingen gemaakt. Voor het laden en de montage op locatie is hierbij gebruikgemaakt van drijvende bokken. Eerst is het bewegende deel, dat zo’n 266 ton weegt, geplaatst, en daarna is de aandrijving zoals de hydraulische cilinders gekoppeld. Vervolgens is de ballastmast (met een gewicht van circa 380 ton) geplaatst. Tot slot heeft het elektrotechnische installatiebureau Langezaal & Inniger de elektrotechnische installatie zoals de besturing en alle veiligheidsfuncties van de brug aangebracht, zodat ze veilig en betrouwbaar kan functioneren. “We zijn echte bruggenbouwers met de nodige ervaring”, zegt Kuzee, “maar de realisatie van de Prins Clausbrug is toch wel een huzarenstukje geweest. We zijn er trots op dat het ons gelukt is om het architectonische en technische ontwerp te laten samensmelten.”

Het bijzondere ontwerp van de nieuwe Prins Clausbrug in Dordrecht

Overzicht onderdelen kopiëren
Lees het gehele artikel

​Het architectonische ontwerp is van een hoge ambitie. Zo heeft de brug een bijzondere vormgeving en wordt een uniek bewegingsconcept toegepast. Gemeente Dordrecht gunde het constructieve ontwerp en de uitvoering van de Prins Clausbrug aan bouwcombinatie Dura Vermeer en Hillebrand. Iv-Infra werkte in opdracht van deze bouwcombinatie het referentieontwerp uit tot een integraal definitief ontwerp en uitvoeringsontwerp.

Architectonische eyecatcher

De Prins Clausbrug gaat het centrum van Dordrecht verbinden met de nieuwe wijk Stadswerven en wordt een architectonische eyecatcher voor Dordrecht. Het unieke bewegingsconcept en de ambitieuze vormgeving van het referentieontwerp, opgesteld door architect René van Zuuk, vormden de belangrijkste uitdaging in de uitwerking van het architectonische ontwerp. Bij de uitwerking naar een realiseerbaar, onderhoudbaar en betrouwbaar functionerend technisch ontwerp, moesten alle onderdelen intensief op elkaar worden afgestemd om aan de hoge vormgevingseisen te kunnen voldoen.

Aandrijving, brug in geopende toestand.

Bijzondere vormgeving

De brug wordt hydraulisch aangedreven en het val wordt daarbij om de draaias in evenwicht gehouden door een uniek systeem, bestaande uit een rechtop staande, scharnierende ballastmast die met een pendelstaaf overeind wordt gehouden. Bij het openen en sluiten maakt de brug een bijzondere beweging, waarbij de imposante ballastmast eerst vooroverbuigt en daarna weer terugkomt.

De stalen aanbruggen zijn vloeiend en slank vormgegeven. Aanbrug oost krult met twee brugdelen rondom de kelderpijler samen tot één dek aan het uiteinde van de brug. Fietsers en voetgangers die de brug passeren worden aan weerszijden om de ballastmast en pendelstaaf heen geleid en hebben zicht op het indrukwekkende mechanisme van de brug. Omdat de kelder geen ballastkist hoeft te bergen, is deze als een uitwaaierende ronde sokkel uitgevoerd; slank oprijzend uit het water. 

Verloop onbalans bij brugbeweging

De balans van het val toont een sterke gelijkenis met een val met scharnierende ballastkist. Er is één belangrijk punt waarop dit systeem afwijkt van een val met scharnierende ballastkist: de ballastmast steunt ook in horizontale richting op het draaipunt. De balans van het val wordt dus sterk beïnvloed door de verticale en horizontale steunpuntreactie ter plaatse van het draaipunt van de ballastmast, die weer afhankelijk is van de stand van het aanpendelende systeem. De balans van de Prins Clausbrug is daarom minder eenvoudig te bepalen dan bij ‘traditionele’ basculebruggen en ophaalbruggen.

Bij het openen van de brug neemt het sluitend moment om de draaias vrijwel niet af tot circa 45 graden openingshoek, maar neemt deze iets toe. Vanaf 45 graden gaat het sluitend moment in een vloeiende beweging omlaag. Dit verloop is karakteristiek voor het mechanisme van de brug en in belangrijke mate bepalend voor de krachten op de aandrijfcilinders van de brug. Ook voor het bepalen van windbelastingen op de brug is de beweging van de ballastmast complicerend. Deze invloeden zijn daarom in een ANSYS workbench-model bepaald en verwerkt in de berekeningen van de hydraulische aandrijving.

Ontwerp geopende brug.

Inventieve oplossingen voor het val

De brug kruist de vaarweg schuin waardoor het val schuine voegovergangen heeft en aanzienlijk langer is dan de 23 m brede doorvaart. Het beheersen van de verticale en horizontale vervormingen van het val ter plaatse van de schuine voegovergangen in interactie met de aanbruggen vormde een belangrijke uitdaging, die tot inventieve oplossingen heeft geleid.

De schuine voeg van de achterhar van het val zit zo ver voor het hoofddraaipunt dat de verticale verschilvervormingen bij een open voeg te groot worden. Om de vervormingen binnen de toelaatbare waarden te houden, is gekozen voor een extra steunpunt onder de dekplaat ter hoogte van de schuine voeg. Door de dekplaat van het val los te laten van de hoofdligger ontstaat een flexibele opgespannen voeg. 

De twee vooropleggingen van het val rusten op de staalconstructie van aanbrug west, die uitkraagt voorbij de pijler. In plaats van een starre ondergrond, wordt de brug ter plaatse van de voorhar dus opgelegd op een flexibele uitkraging met vanwege de schuine voeg verschillende (maar gekoppelde) verticale veerstijfheid. Om te zorgen voor een gelijke verdeling van oplegkrachten vanuit de onbalans van het val is ervoor gekozen om een van de twee steunpunten in onbelaste stand door middel van een zeeg iets hoger te plaatsen.

Ontwerp gesloten brug.

Brugaandrijving

De brug wordt aangedreven door een elektrohydraulische aandrijving die bestaat uit twee hydraulische cilinders en een elektrohydraulisch pompaggregaat. De cilinders zijn aan het val en de kelderbodem gekoppeld met twee scharnierpunten die zijn uitgevoerd met vezelversterkte kunststof bolscharnierlagers. De cilinders zijn daartoe uitgevoerd met een bodemoog en stangoog, waarin de lagers zijn opgenomen. Het stangoog is door middel van een scharnierpen gekoppeld aan twee wangplaten, verbonden met de koppelbuis tussen de hoofdliggers van het val. Het bodemoog is scharnierend verbonden met de twee wangplaten van de gelaste cilinderonderstoel die aan de keldervloer is verbonden met voorgespannen ankers. Om de krachten in normaal brugbedrijf zo goed mogelijk te verdelen over beide cilinders, zijn deze zowel aan bodem- als aan stangzijde hydraulisch gekoppeld. Hierdoor bewegen ze als het ware als één cilinder. 

Bouw in volle gang

Na een intensief ontwerpproces is de bouw van de Prins Clausbrug inmiddels in volle gang. Het ontwerp van de brug maakt het een complex en uitdagend project, maar de bouwcombinatie gaat ervoor om de brug halverwege 2021 op te leveren.