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