auteur Edwin van Groeningen i-Lent / Dura Vermeer, Richard Giesen Cementbouw Beton Promenadebrug Nijmegen gestort en afgewerkt onder hoek van 27° Vallen en opstaan Vanwege de geknikte dwarsdoorsnede van de nieuwe Promenadebrug in Nijmegen, heeft een deel van het beton een helling van 27°. Storten met een tegenkist was hier niet mogelijk. Daarom moest het beton onder een helling worden gestort en afgewerkt. Een aantal proefstorts was nodig om het gewenste resultaat te behalen. D e rivier de Waal maakt bij Nij- megen een scherpe bocht en vernauwt zich hier in de vorm van een flessenhals. Probleem hiervan is dat de rivier bij hoogwater kan overstromen. Om hogere afvoeren mogelijk te maken, moet de rivier juist op deze locatie meer ruimte krijgen. Daarom wordt gewerkt aan het project Ruimte voor de Waal, dat zich inmiddels in de laatste fase bevindt. Het project bestaat in hoofd- lijnen uit het graven van een nevengeul en het verleggen van de dijk met circa 350 m landinwaarts richting Lent. Door het aanbrengen van de nevengeul ont- staat een stadseiland. Ontsluiting van dit toekomstige eiland zal gebeuren door de Promenadebrug (fig. 2). Promenadebrug De Promenadebrug is een brug voor lokaal verkeer met een overspanning van circa 220 m. De brug is opgelegd op twee landhoofden en vier tussen- steunpunten, die elk uit twee pijlers bestaan. Aan de buitenzijden in breedte- richting bevindt zich een fiets- en voet- pad en in het midden een rijdek voor het gemotoriseerd verkeer. Ter plaatse van de landhoofden heeft het dek een breedte van 13 m, naar het midden van de brug loopt het dek uit naar een breedte van 25 m. Hier bestaat een hoogteverschil tussen het rijdek en het fiets- en voetpad, waardoor een dwarsdoorsnede met een geknikte vorm ontstaat vergelijkbaar met een damwandprofiel (fig. 3). De helling, die door dit verloop in hoogte ontstaat, is 27°. De dekconstructie is zeer slank en heeft een variabele dikte van 30 cm bij de voetpaden, tot maximaal 60 cm ter plaatste van het rijdek. Door deze slanke constructie en een overspanning van maximaal 58 m tussen de steun- punten, zijn zowel langs- als dwars- voorspanning in het dek benodigd. Om de brug de uitstraling te geven van een promenade wordt een klinker- Verlengde Waalbrug en stadsbrug De Oversteek Over de mallen van de Verlengde Waalbrug, ook onderdeel van het project Ruimte voor de Waal, is het artikel '12 000 m 2 dubbelgekromde bekisting' verschenen in Betoniek Vakblad 2014/3. Over de stadsbrug De Oversteek, die iets meer naar het westen ligt, is het artikel 'Vormgeving, techniek én onder- houd' verschenen in Betoniek Vakblad 2013/1. Beide zijn te raadplegen op www.betoniek.nl. 1 Aan het uiterlijk van de Promenadebrug zijn strenge eisen gesteld; het betonoppervlak moet voldoen aan CUR100 en spiegelglad worden afgewerkt foto: Thea van den Heuvel / DAPh 4 VAKBLAD I 2 2015 p04_Artikel 2 4 04-06-15 13:42 projectgegevens project Promenadebrug Nijmegen (werknaam) opdrachtnemer Bouwcombinatie i-Lent (Dura Vermeer opdrachtnemer Bouwcombinatie i-Lent (Dura Vermeer opdrachtnemer Divisie Infra BV en Ploegam BV) leverancier bekisting Peri BV leverancier beton Cementbouw leveren en verwerken wapening Van Noordenne verwerken betonmortel ZHBC opdrachtgever Gemeente Nijmegen opdrachtgever Gemeente Nijmegen opdrachtgever architect Ney & Partners constructief ontwerp Ney & Partners 2 Het nieuwe stadseiland wordt ontsloten door de Promenadebrug bron: Ruimte voor de Waal Nijmegen 3 Doorsnede brug met hellingen 5 VAKBLAD I 2 2015 p04_Artikel 2 5 04-06-15 13:43 bestrating op het dek aangebracht en wordt een groot aantal bijzonder vormgegeven en in RVS uitgevoerde zitbanken geplaatst. Dit maakt het ver- blijf op de brug aangenaam (fig. 4). Bekisting Het betonnen brugdek is ter plaatse gestort in een op maat gemaakte bekis- ting (foto 6). Om te bepalen welk type bekisting de hoogste glansgraad zou geven, is een proef opgezet met vier bekistingstypen. Te weten: standaard betonplex, houten bekistingsplaat die twee keer is gelakt, staal en kunststof. Na beoordelen van deze proeftegels is in overleg met opdrachtgever en archi- tect besloten dat een twee keer gelakte houten bekistingsplaat het beste resul- taat gaf. Deze voldeed ook aan de gestelde eis met betrekking tot de weerspiegeling van het water. Met dit gegeven kon een bekistingsleverancier worden gecontracteerd. Stortwijze Betonvlakken die onder een helling lig- gen, worden normaal gesproken al snel met een tegenkist gestort. De tegenkist moet aan de onderkist worden gekop- peld om opdrijven te voorkomen. Hier- voor zijn centerpendoorvoeringen nodig, die na ontkisten moeten wor- den afgewerkt met mortel. Deze afwer- king zou niet voldoen aan de gestelde eis met betrekking tot het glanzend gladde oppervlak. Er zijn nog andere methoden om de tegenkist te borgen tegen opdrijven, zoals het ballasten van de kist. Nadeel van de methode is dat door het extra gewicht de ondersteuningsconstructie zwaarder moet worden uitgevoerd en er meer druk op de dekkingsblokjes komt (gewicht wordt vanuit de tegen- kist via de wapening op de dekkings- blokjes overgedragen). Dit zorgt voor indrukking van de blokjes in de kist en voor aftekeningen aan de onderzijde van het beton. Al in een vroeg stadium van het project is dus besloten de schuine zijde van het dek zonder tegenkist te storten. Dit gegeven heeft in belangrijke mate meegewogen in de selectie van de betonmortelleverancier, waarbij eer- dere ervaring een grote rol speelde. Proefstorts Om te bepalen welke mengselsamen- stelling het best toepasbaar was en op welke wijze het beton het best kon worden gestort en vervolgens afge- werkt, zijn op locatie proefstorts uitge- voerd. Met de eerste proefstort werd medio maart 2014 begonnen. Hiervoor zijn twee bekistingselementen toege- past van de geselecteerde bekistings- leverancier. Door het toepassen van deze elementen kon direct worden gecontroleerd of de kist aan de gestelde eisen voor het oppervlak vol- deed, zoals de glansgraad en overige eisen uit CUR100. Om de werkelijkheid het best te benaderen, is in de proef- stort de wapeningsconfiguratie aange- bracht zoals deze ook in het brugdek zou worden toegepast. Tevens is een aantal langs- en dwarsvoorspanbuizen meegenomen. Betonmengsel Als basis voor de proefstorts is het mengsel genomen dat ook is gebruikt bij de aanbruggen van project De Oversteek. Bij De Oversteek ging het om een beton met sterkteklasse C35/45 en een zetmaat van ±160 mm. In de testfase voor de storten van deze andere brug, is gestart met een zet- maat van 50 mm om uiteindelijk op een zetmaat van 160 mm uit te komen. De ervaringen en leermomenten van destijds zijn meegenomen bij de ont- wikkeling van het mengsel voor de Promenadebrug. Voor de Promenadebrug was een sterk- teklasse van C45/55 vereist met als aanvulling de reeds genoemde CUR100 en CUR-Aanbeveling 89 over het voor- komen van alkali-silicareactie. Om aan deze eisen te kunnen voldoen, is het Vormgevingseisen Er zijn strenge eisen gesteld aan het uiterlijk van de brug. Het oppervlak moet voldoen aan CUR-Aanbeveling 100:2013 ? Schoon beton (CUR100), beoordelingsklasse B1. Het beton moet ter plaatse worden gestort, spiegelglad worden afge- werkt en dient een lichte kleur te hebben op basis van wit cement. Nadien bijwerken door bijvoorbeeld plamuren en/ of schilderen is niet toegestaan. De onderzijde moet een hoogwaardige uitstraling krijgen; de lichtspeling van het water moet worden gereflecteerd op de onderzijde van het dek (fig. 5). Aan de bovenzijde van het betondek zijn geen specifieke vlakheidseisen gesteld. 4 De brug krijgt de uitstraling van een promenade bron: Ney & Partners 5 Het lichtspel van de reflectie van het water- oppervlak is zichtbaar op de onderzijde bron: Ney & Partners 6 VAKBLAD I 2 2015 p04_Artikel 2 6 04-06-15 13:43 cementgehalte verhoogd. Voor de hoe- veelheid fijn is in eerste instantie aange- houden dat het gehalte aan fijne delen (� 0,250 mm) ten minste 180 l/m 3 moest bedragen, conform CUR100 versie 2004, die in eerste instantie in het contract was voorgeschreven. Ten aanzien van het gehalte fijne delen is later CUR100 versie 2013 gehanteerd (ten minste 160 l/m 3). Bij de eerste proefstort werd begonnen met een zetmaat van 70 mm, in afwij- king van het eerste advies van de betonmortelleverancier van 160 mm. Langzaam is de zetmaat verhoogd. Pas na het aanvoeren van een vijfde vracht, waarbij de zetmaat rond de 170 mm lag, was deze goed te verwerken. De tweede proefstort is ingestoken op een zetmaat van 160 mm en een verhou- ding van 50% 4/16 en 50% 4/32. In combinatie met de gebruikte hulpstof bleek het proefmengsel echter slecht onder controle te houden; tijdens de proefstort was het moeilijk een stabiel mengsel te krijgen. De volgende stap zou zijn het mengsel beproeven op grote schaal. Tijdens de voorbereiding van deze stort is in goed overleg tussen aannemer en beton- mortelleverancier besloten dat het mengsel uit de tweede proefstort te veel fluctuaties had in zetmaat en dus niet toepasbaar was op grote schaal. Door het aandeel fijn terug te brengen naar 170 l/m 3 en andere kleine aanpas- 8 Doorsnede bekisting proefstort 6 Bekisting in het werk foto: Thea van den Heuvel / DAPh 7 Bekisting proefstort 7 VAKBLAD I 2 2015 p04_Artikel 2 7 04-06-15 13:43 singen aan het mengsel, werd tijdens opvolgende, kleine proefstorts wel een stabiel mengsel verkregen. De proef- stort op grote schaal is uiteindelijk niet uitgevoerd. Het mengsel is opgebouwd met als basis CEM III/B 42,5 N aange- vuld met CEM I 52,5R. Het in de eerste en tweede proefstort gebruikte kalk- steenmeel is, vanwege het terugbren- gen van de hoeveelheid fijn, uit het mengsel gehaald. De watercement- factor ligt onder de 0,40 en de korrel- opbouw is zo samengesteld dat het goed is te verdichten en wel blijft 'staan'. Het mengsel is kritisch op de gebruikte hoeveelheid water. Eén liter per m 3 water meer of minder geeft een groter verschil dan bij 'normaal' beton. Met alleen een aangepast mengsel zou het beton niet voldoende blijven staan, maar alsnog onderuit zakken. Daarom is om de 1 m in lengterichting tevens gebruikgemaakt van haringgraatstaal. Ook de aanwezigheid van omhullings- buizen van de langsvoorspanning heeft bijgedragen aan het blijven staan van het mengsel. Afwerken beton Ook het afwerken van beton op een hel- ling van 27° is een hele uitdaging geble- ken. Tijdens de eerste proefstort is door de stortploeg gepoogd met een kleine vlindermachine het schuine vlak af te werken. Al snel bleek dit geen veilige methode te zijn voor de persoon die de machine bediende. Bijkomend pro- bleem was dat deze machines zijn bevei- ligd met een olieniveausensor die de machine bij langdurige werkzaamheden op een helling zou doen afslaan. Ook het afwerken met een drijfrei was geen veilige methode. Immers het bedienen van een drijfrei is erg zwaar op de schuine helling waardoor er risico is op valgevaar (foto 9). Machinale afwerking van het vlak leek dus al snel geen optie. Bij de tweede proefstort zijn twee andere methoden toegepast: het vlak afharken van het beton en het afwer- ken met een debbie (houten plank met stok). Ook met deze methoden was het beton niet goed af te werken. Het pro- bleem zat er voornamelijk in dat de persoon die de handeling uitvoerde op het schuine vlak, moest gaan staan en hierdoor niet stabiel genoeg stond om het afwerkmaterieel te bedienen. Al snel werd geconcludeerd dat het afwerken van het beton op een traditi- onele wijze geen haalbare kaart was. Gezocht moest worden naar een alter- natieve methode. Na enig speurwerk werd een stalen rol van 3 m breed op twee sleden ontwikkeld, de zogenoemde schaatsrol (foto 10). Deze sleetjes zijn afgesteld op een dekking van 6 cm. In de navolgende proefstort is deze schaatsrol verder ontwikkeld. Zo is er een motor op aangebracht die de rol tegen de werkrich- ting laat indraaien. De schaatsrol wordt met twee lieren omhoog getrokken. Beproevingen proefstorts Na het uitharden van de eerste proef- stort is de betonplaat doormidden 9 Het afwerken van het beton met een drijfrei bleek niet haalbaar 10 De schaatsrol, een stalen rol van 3 m breed op twee sleden 11 De betonplaat van de eerste proefstort werd door- midden gezaagd om te bepalen of het beton goed was verdicht 8 VAKBLAD I 2 2015 p04_Artikel 2 8 04-06-15 13:43 gezaagd. Zo kon worden bepaald of het beton overal goed was verdicht en het goed rondom het haringgraatstaal was gekomen (foto 11). Ondanks het moeilijk verwerkbare beton waren de resultaten goed en zaten slechts op drie locaties kleine grindnesten. Om de waterindringing te bepalen, zijn er tevens kernen geboord. Deze gaven bij de eerste afwerkingsmethoden geen goede resultaten. Na het aanpassen van het betonmengsel en het toepas- sen van de schaatsrol tijdens de laatste proefstorts, zijn na het uitharden van het element wederom beproevingen gedaan. Zowel de verdichting van het beton, alsook de waterindringing en de sterkte voldeden aan de gestelde eisen. Veiligheid Om veilig te kunnen werken op het dek zijn naast een standaard randbeveili- ging ook andere veiligheidsvoorzienin- gen getroffen. Om veilig te kunnen werken op het schuine deel van de kist, zijn stroken tapijt toegepast waar om de 30 cm een houten balk in zat ver- werkt (foto 12). Op deze wijze is een voorziening getroffen om veilig het schuine deel van de kist op te lopen. Om ervoor te zorgen dat de vlechter zo min mogelijk op de gladde, schuine kist moest werken, is gekozen de wapening zo veel mogelijk te prefabriceren. Op deze wijze kon na het aanbrengen van de onderwapening veilig op het schuine deel worden gewerkt. Om vei- lig over de wapening te kunnen lopen en het beton te kunnen storten, zijn op de bovenwapening extra langsstaven Ø16 aangebracht. Eerste stort Eind augustus 2014 vond de eerste stort van de Promenadebrug plaats, met een grootte van 760 m 3. Als ver- trekpunt werd na overleg voor de eer- ste stort een zetmaat tussen de 120 en 140 mm gekozen, maar al snel kwa- men we gezamenlijk op een zetmaat van ±160 mm uit. Dit is vanaf de eerste stort zo gebleven en er zijn geen aan- passingen meer aan het betonmengsel gedaan. Om het mengsel op de juiste wijze aan te leveren, werd in het begin iedere auto op de centrale gecontro- leerd. Op locatie werden door een betontechnoloog van de betonmortel- leverancier ook steekproefsgewijze metingen verricht. Vooraf was een aanvoersnelheid afge- sproken van 30 m 3/u. Tijdens de eerste uren bleek dat het afwerken van de schuine delen erg veel tijd in beslag nam, waarop de aanvoersnelheid direct is aangepast. Dit kwam mede doordat het afwerken met deze schaatsrol logis- tiek gezien uitdagend was. Dit omdat er naast de aanwezige trilnaalden et cetera nu ook lieren, rollen en bekabeling aan- wezig waren op het dek voor de bedie- ning van de schaatsrol. De eerste stort, die om 06.00 uur begon, is uiteindelijk rond middernacht afgerond. Mede door een positieve inzet van alle betrokken partijen is deze eerste stort goed verlo- pen en is gebleken dat de goede voorbe- reiding haar vruchten heeft afgeworpen. Op het moment van schrijven is de rij- baan van de Promenadebrug in gebruik genomen, moeten de passerelles wor- den afgebouwd en aansluitend de voet- paden worden opengesteld. Vanaf dat moment kan het publiek de bijzondere vormgeving van de brug met eigen ogen aanschouwen. 12 Stroken tapijt met om de 30 cm een houten balk ten behoeve van de veiligheid 13 De goede voorbereiding heeft zijn vruchten afgeworpen foto: Thea van den Heuvel / DAPh 9 VAKBLAD I 2 2015 p04_Artikel 2 9 04-06-15 13:43