Ze konden onmogelijk over de weg worden vervoerd; de langste voorgespannen liggers die ooit ter wereld zijn geprefabriceerd (68 m lang, 240 ton zwaar). Dus werden de kokerliggers voor overspanning van het hoofdveld van de nieuwe brug bij Zuidhorn over water vervoerd. Laden en lossen van het ponton vroeg de nodige inventiviteit.
16 VAKBLAD I 3 2015
auteurs Pieter de Boer Mozes en de Boer, Wil Glissenaar Mammoet, Jasper Doornbos Haitsma Beton B.V.
Speciale aandacht voor productie, transport en montage 68 m lange liggers
Ponton vervoer t recordlange
brugliggers
Ze konden onmogelijk over de weg worden ver-
voerd; de langste voorgespannen liggers die ooit
ter wereld zijn geprefabriceerd (68 m lang, 240 ton
zwaar). Dus werden de kokerliggers voor de over-
spanning van het hoofdveld van de nieuwe brug
bij Zuidhorn over water vervoerd. Laden en lossen
van het ponton vroeg de nodige inventiviteit.
L
ange liggers in bruggen en via-
ducten maken tussensteunpunten
overbodig. Daarmee wordt de bouw-
tijd verkort en krijgen wegverkeer en
scheepvaart meer ruimte voor een vlotte
doorstroming. Dat geldt ook voor de
nieuwe, 152 m lange brug bij Zuidhorn
over het Van Starkenborghkanaal. De
bouw is gecombineerd met het omleg-
gen van de N355, die Noordhorn en
Zuidhorn scheidt (fig. 2). Aanleiding
voor het project waren de ontlasting
van de huidige N355, lopend door de
kern van beide dorpen, en opwaarde-
ring van de vaarweg van Lemmer naar
Delfzijl naar vaarwegklasse Va. Schepen
met vier lagen containers kunnen daar-
door nu deze vaarroute volgen (foto 1).
Uitgangspunten en productie
De voorkeur om het brugdek uit te
voeren met geprefabriceerde betonnen
liggers bestond al vanaf het begin van
het ontwerp. Echter dergelijke over-
spanningen waren nog niet eerder
gerealiseerd. Daarom moest eerst de
haalbaarheid van deze oplossing worden
aangetoond. Zodra deze overspanning
inderdaad mogelijk bleek, was het be-
schouwen van andere constructietypen
overbodig. Voor de liggers is een aantal
varianten beoordeeld op haalbaarheid,
robuustheid, esthetica en prijs. Maar
heel veel mogelijkheden waren er niet,
Projectgegevens
project Omlegging N355
opdrachtgever Provincie Groningen opdrachtgever Provincie Groningen opdrachtgever
opdrachtnemer GMB opdrachtnemer GMB opdrachtnemer
productie brugliggers Haitsma Beton
engineering brugliggers Ingenieursbureau Mozes
en de Boer
montage en transport Mammoet Nederland B.V.
definitief ontwerpdefinitief ontwerp Witteveen+Bos Witteveen+Bos
oplevering najaar 2014 1
De nieuwe brug over het Van Starkenborghkanaal
in Zuidhorn
p16_Artikel 4 16 15-10-15 16:34
tunnel
bestaande brug
nieuwe brug
Van Starkenborghkanaal
tunnel
Noordhorn
Zuidhorn
17 VAKBLAD I 3 2015
Ponton vervoer t recordlange
omdat er beperkingen golden ten aan-
zien van grenzen van de productiehal,
transport en montage. De variant met
een geïntegreerd randelement scoorde
het best en is verder uitgewerkt.
Ontwerp hoofdoverspanning
De hoofdoverspanning, het middelste
veld, is 68 m lang; de eindvelden zijn
40 en 45 m (fig. 3). De liggers in de
hoofdoverspanning zijn voorgespannen
kokerliggers, waarvan een hoogte is
bepaald van 2,2 m. Deze overspanning
bestaat uit vijf tussenliggers en twee
randliggers. De tussenliggers hebben
een bodembreedte van 1,48 m en zijn
rechthoekig van vorm. De beide rand-
liggers hebben dezelfde breedte (fig. 4).
2
Plattegrond omlegging N355
3
Bovenaanzicht
hoofdoverspanning
brug
4
Dwarsdoorsnede t.p.v.
veld stramien 2-3
p16_Artikel 4 17 15-10-15 16:34
18 VAKBLAD I 3 2015
De holle, kokervormige doorsnede
wordt gecreëerd met behulp van gere-
cyclede EPS blokken. Het maximale
hijsgewicht is gelimiteerd, daarom
mochten de lijven en de bovenflens
niet te dik worden. De bovenflens is
240 mm dik en de lijven 145 mm. Nabij
de uiteinden hebben de liggers een
massief deel met een lengte van 2,5 m.
Vanwege de krappe dimensies is geko-
zen voor betonsterkteklasse C90/105.
De voorspanstrengen zijn elk aange-
spannen met 210 kN. Met 122 stren-
gen ging het om een totale aanspan-
kracht van maar liefst 25 620 kN. Voor
deze hoge voorspanbelasting was een
aanspansterkte van het beton gelijk-
waardig aan C50/60 nodig.
Om ervoor te zorgen dat de liggers in
de eindfase samenwerken om zodoende
de belasting te spreiden, zijn ze in
dwarsrichting in het werk nagespan-
nen. Daarvoor zijn de voegen over de
bovenste 300 mm gevuld met een
mortel. Nadat de voegen voldoende
waren verhard, zijn voorspankabels ?
in dit geval kabels met zeven Ø15,7
strengen h.o.h. 1,2 m ? door de boven-
flenzen en voegen aangebracht en
gespannen.
Voor de liggers is bij deze overspanning
het eigengewicht de voornaamste
belasting. Dit vormt 62% van de belas-
ting die met voorspanbelasting moet
worden opgevangen. De overige rus-
tende (16%) en veranderlijke belasting
(22%) zijn ten opzichte van normale
dekken minder overheersend.
Transport
Vanwege de enorme lengte van de lig-
gers was vervoer over de weg niet moge-
lijk. De route over de openbare wegen
naar de bouwlocatie was ongeschikt voor
deze liggers. Bovendien was de ruimte
op de bouwplaats beperkt, waardoor de
combinatie van wegtransport met mon-
tage de werkzaamheden veel gecompli-
ceerder zou maken. In plaats daarvan
zijn de liggers per ponton over het water
vervoerd (foto 5). Transport over water
was geschikt vanwege:
de goede laadlocatie in Kootstertille;
de goede loslocatie op de bouwplaats;
de uitstekende combinatie van water-
transport met montage.
Voor het transport zijn drie gelijke pon-
tons met afmetingen van 65 x 11,40 m
ingezet. Het laadvermogen per ponton
bedroeg circa 1200 ton. De liggers van
de twee eindvelden (lengte 40 en 45 m)
konden op normale wijze in de fabriek
met portaalkranen op de pontons wor-
den geladen. Voor de 68 m lange liggers
van het middenveld gold dat echter
niet. Het maximum bereik van de por-
taalkranen vanaf de kade bedraagt
immers 54 m. Dit bereik was te gering
om de liggers in één keer in de lengte
op een ponton te plaatsen. In eerste
instantie is de balk 55,30 m op de pon-
tons geladen (54 m + 1,3 m, gelijk aan
de afstand tussen het hijspunt en het
uiteinde van de balk). Voor de reste-
rende 12,70 m is gebruikgemaakt van
een glijconstructie op het ponton,
bestaande uit een glijbaan (goot) en
slede (fig. 7). Het glijdend vermogen is
bereikt door bekleding van de glijbaan
met teflon en de slede met roestvrij
staal. Tussen deze materialen is olie aan-
gebracht om het glijdend vermogen te
bevorderen. Onder de glijbaan zijn
stalen schotten geplaatst ten behoeve
van de drukverdeling op het ponton.
Nadat de balk met behulp van een lier
in de eindpositie is gebracht, zijn de
liggers met kettingen geborgd.
Doordat de liggers van de middenover-
spanning 3 m langer waren dan het
gekozen ponton, werden deze aan één
5
De liggers van de brug
zijn per ponton m.b.v.
een duwboot over het
water vervoerd
de goede loslocatie op de bouwplaats;
de uitstekende combinatie van water-
Doordat de liggers van de middenover-
spanning 3 m langer waren dan het
gekozen ponton, werden deze aan één
6
Inhijsen van de brugliggers vanaf de
pontons, foto: Alex Wiersma
p16_Artikel 4 18 15-10-15 16:34
19 VAKBLAD I 3 2015
zijde met een overstek geladen. Een
voordeel van het overstek was dat wan-
neer het ponton met de voorzijde
tegen de oever lag, de hijspunten zich
boven het land bevonden. Daardoor
kwamen deze dichter binnen het bereik
van de kraancapaciteit te liggen.
De oplegpunten van de liggers lagen
tijdens het vervoer aan de zijde van het
overstek op 5 m van het einde van de
ligger. Dit leverde tijdens transport nog
een bijzonder belastinggeval op.
Omdat de onderstoppingen van de
balk aan het einde van het ponton
lagen, bestond een risico op overbelas-
ting ten gevolge van een buigend
moment in het ponton met mogelijke
breuk als gevolg. Daarom is slechts een
deel van het laadvermogen benut.
Montage
De montage is uitgevoerd met drie
mobiele kranen. Bij het bepalen van de
positie van de kranen moest rekening
worden gehouden met:
aanwezigheid gasleiding en
rioolpersleiding;
slechte grondslag;
stempeling van de kraan naast de
waterzijde/damwand;
overbruggen hoogteverschillen in
het maaiveld.
Om de gasleiding en de rioolpersleiding
te ontzien, is een overkluizing over de
leidingen gemaakt en is de stempeling
7
Glijconstructie voor
het plaatsen van de
ligger op het ponton,
bestaande uit een glij-
baan (goot) en slede
p16_Artikel 4 19 15-10-15 16:34
20 VAKBLAD I 3 2015
ponton min of meer evenwijdig aan de
montagepositie van de liggers. Met een
kanaalbreedte van ca. 60 m en een pon-
ton van 65 m was een aanpassing van
de oevers noodzakelijk. Deze werden
deels uitgegraven.
De positie van de hijspunten lag zo ver
mogelijk aan het uiteinde van de liggers,
zodat ze tijdens het lossen zo dicht
mogelijk binnen het bereik van de
kraancapaciteit zouden liggen. Toege-
paste hijsvoorzieningen waren 75 tons
hijslussen, twee per balkeinde. Als hijs-
middel zijn per lus 85 tons harpsluitingen
gebruikt (standaard hijsvoorziening).
De montage is goed verlopen. Het enige
wat zich voordeed, was dat de twee
randliggers horizontaal krom waren als
gevolg van hun afwijkende (tapse)
vorm. Deze kromming is gecorrigeerd
door de ruimte tussen de liggers aan de
uiteinden tijdelijk op te vullen en vervol-
gens met een paar voorspanstrengen in
het midden van de balk aan te spannen.
Met een geringe spankracht werden
deze liggers rechtgetrokken. Verticale
toogverschillen waren niet aan de orde.
Veiligheid
Aan de veiligheid is in het voortraject
ruim aandacht geschonken. Hierbij kan
onder meer worden gedacht aan de
spreiding van de stempelkrachten van
de kranen. Voor het opstellen van de
kranen is een logistiek plan gemaakt
waardoor alle transporten van kranen,
hulpkranen en ballastwagens in juiste
volgorde arriveerden en weer vertrok-
ken. Dit was absoluut noodzakelijk,
gezien de zeer beperkte ruimte en het
feit dat het materieel de bouwlocatie
alleen kon verlaten op dezelfde manier
als dat het was aangekomen.
Voor het montagepersoneel was op
de steunpunten leuningwerk (foto 6)
geplaatst dat plaatselijk werd verwijderd
ten tijde van de liggerplaatsing. Op het
moment dat de leuning werd verwij-
derd, werd aangelijnd gewerkt (foto 8).
Publiek
Realisatie, transport en montage van
de langste geprefabriceerde betonnen
liggers in de wereld vormden een waar
kunststukje. Niet alleen voor de direct
betrokkenen; de montage trok veel
bekijks van publiek. De brug is 15 sep-
tember 2014 opengesteld voor verkeer.
Menig passant zal niet beseffen hoe
bijzonder de brug eigenlijk is en hoeveel
denkwerk er aan ten grondslag heeft
gelegen. Niet voor niets is de brug
genomineerd voor de Betonprijs 2015
in de categorie Constructief ontwerp.
zo gekozen dat deze de leidingen niet
belasten. De stempeling van de kraan
naast de waterkant is mogelijk gemaakt
door het maken van tijdelijke betonnen
poeren op houten heipalen. Bij de
overige stempelingen is drukverdeling
gerealiseerd met azobé-schotten.
Om het aantal onderheide poeren uit
financieel en praktisch oogpunt te
beperken, zijn de kraanposities en de
kraancapaciteit zo gekozen dat zowel
aan de noord- als de zuidzijde kon wor-
den volstaan met twee kraanposities
voor de montage van alle liggers voor
de drie velden.
Montage eindvelden
De eindvelden van de liggers zijn
geplaatst met twee mobiele kranen. De
pontons lagen ten tijde van het lossen
evenwijdig aan het kanaal. De montage-
kranen stonden naast het te monteren
veld opgesteld.
Montage middenveld
De montage van het middenveld is uit-
gevoerd met een 750-tons kraan aan
de zuidzijde en een 700- en 750-tons
kraan aan de noordzijde van het kanaal.
Alle drie de kranen zijn gebruikt voor
zowel het van het ponton hijsen als het
plaatsen van de liggers. De kranen zijn
zodanig gepositioneerd dat ze voor al
deze handelingen voldoende capaciteit
hadden. Om de last aan de noordzijde
over beide kranen te verdelen, is een
speciale hijsbalk gebruikt.
Tijdens het lossen moest het ponton
zodanig in positie liggen dat de hijspun-
ten zich binnen bereik van de kranen
bevonden. Tijdens het hijsen lag het
Lees meer in Cement en Betoniek
Over het constructief ontwerp van de brug verschijnt
in Cement een serie artikelen. De eerste twee zijn verschenen
in Cement 2015/5. Het derde verschijnt in Cement 2015/7.
Deze artikelen zijn beschikbaar op www.cementonline.nl.
In Betoniek Standaard is eerder een nummer verschenen,
'Prefab in XL-formaat' (nummer 15/15). Daarin is meer te
lezen over de productie van grote prefab liggers. Dit nummer
is te raadplegen op www.betoniek.nl.
8
Op het moment dat
het leuningwerk was
verwijderd, werd door
het montagepersoneel
aangelijnd gewerkt
p16_Artikel 4 20 15-10-15 16:34
Artikelenserie
Over de nieuwe brug bij Zuidhorn en het project Omlegging N355 wordt ook in drie Cement-artikelen aandacht besteed. Het eerste artikel is een inleiding, het tweede gaat in op de fundering en de onderbouw en in het derde artikel wordt nader ingegaan op het brugdek. In Betoniek Standaard 15/15 Prefab in XL-formaat is meer te lezen over de productie van grote prefab liggers.
Reacties