nieuws

Spoorbrug Moerdijk paradepaardje HSL-Zuid

bouwbreed

Niet de sterkte of de veiligheid vormen de bepalende factor bij het ontwerp van de HSL-brug bij Moerdijk, maar het comfort voor de reiziger. Want de koffie mag tijdens de ruim tien seconden durende tocht over het Hollandsch Diep niet uit de bekertjes klotsen.

Elf pijlers op rij, die elk een kleine hobbel in het tracé opleveren. Dat is volgens ontwerpleider ir. H. Vos van de ingenieurscombinatie IHD, de grootste moeilijkheid bij het ontwerp van de brug over het Hollandsch Diep. Want een hobbel op zich zou voor de treinreizigers waarschijnlijk geen probleem opleveren, een hele reeks kort op elkaar doet dat wel. De onderlinge afstand van de pijlers van 105 meter brengt de vering van de treintoestellen bij een snelheid van 300 kilometer per uur precies in eigen trilling. Bovendien ligt het ritme daarbij in de buurt van de eigen frequentie van de brug. Als die twee bewegingen elkaar versterken zijn de rapen gaar. De treinreiziger tussen Rotterdam en Antwerpen wordt dan akelig door elkaar geschud.

Pijlerafstand

Aan de pijlerafstand van 105 meter valt volgens Vos niet te tornen. Ze staan precies in het verlengde van de pijlers van de twee bestaande bruggen bij Moerdijk, zodat binnenvaartschippers niet genoodzaakt worden te slalommen. “En de vrije overspanningen verdubbelen, waarmee het gevaar van resonantie in een klap ondervangen is, levert een drie keer zo dure brug op. Ook niet echt een aantrekkelijke optie”, aldus Vos droogjes. “Dus zit er maar een ding op: de brug moet heel stijf zijn met een heel vlak dek. De veldliggers van elk zo’n 60 meter mogen in de hoogte een maatafwijking hebben van niet meer dan 8 millimeter. Ook na honderd jaar. Het ontwerp voorziet er uiteraard in dat de rails zonodig kunnen worden nagesteld, maar dat moet met betrekkelijk weinig materiaal gebeuren, om de pijlers niet onnodig extra te belasten.

Ontwerp

Dat bracht Ingenieurscombinatie Hollandsch Diep waaraan Vos leiding geeft, ertoe de pijlers van de brug rechthoekig uit te voeren en niet rond, zoals het oorspronkelijke ontwerp van Benthem Crouwel architecten eigenlijk voorschreef. Want dat is ook al zo eigenaardig aan dit project: de brug werd design & construct aanbesteed, maar het basisontwerp lag wel degelijk vast. Dat was tot stand gekomen naar aanleiding van een prijsvraag waarbij het favoriete ontwerp niet uitvoerbaar bleek. Uiteindelijk werd het ontwerp van Benthem Crouwel architecten uitverkoren, dat bij de prijsvraag als tweede uit de bus kwam. Bij dat ontwerp splitsen de elf pijlers zich bovenin in V-constructies of hamerstukken die de stalen kokerligger dragen. Daarop komt een betonnen dek. Een echte staal-betonbrug dus, waarbij de staalconstructie onder de trek opneemt en het beton de druk. De schuifkrachten tussen de twee constructiedelen worden door stalen deuvels overgebracht.

De pijlers waren in het oorspronkelijk ontwerp van Benthem-Crouwel rond, maar bij de detailengineering bleek een vierkante kop handiger omdat die plaats kan bieden aan een dubbele rij oplegblokken, die een gedeeltelijke inklemming mogelijk maken. Daaraan gaf IHD de voorkeur boven de scharnierende oplegging die de constructeurs van Ove Arup voor ogen stond die Benthem Crouwel had ingeschakeld.

Varianten

In de map die voor Vos op tafel ligt, passeren allerlei andere varianten de revue. Een vierkante pijler die naar beneden toe rond verloopt, een compleet rechthoekige pijler en alles wat daar tussenin zit. Maar Jan Benthem koos uiteindelijk voor de rechthoekige variant die taps toe naar beneden verloopt naar een achthoekige vorm. Naar verluidt is de architect daar uiteindelijk ook beter over te spreken dan over het oorspronkelijke ontwerp.

Marge

Deze ingreep telt dan ook niet mee bij de 10 procent ontwerpmarge die aannemer Drechtse Steden kreeg op het ontwerp waarmee de aanbesteding werd gewonnen. Die 10 procent speling om af te kunnen wijken van het architectonisch ontwerp, kunnen ze nog opsouperen bij het optimaliseren, dat momenteel nog in volle gang is. Bouwvergunningen zijn aangevraagd op basis van aanzichten en globale tekeningen. In dat beeld verandert volgens projectleider

G. Schouten van de projectorganisatie HSL-Zuid nauwelijks iets. Maar de 10 procent ontwerpvrijheid kan worden gebruikt om bijvoorbeeld de kokerligger hoger te maken, of het betonnen brugdek dikker uit te voeren als de laatste berekeningen daarom vragen. “Natuurlijk kan de oplossing ook gezocht worden in dikkere wanden van de ligger en zwaardere flenzen, maar het is nu juist aan de aannemer om een financieel en uitvoeringstechnisch optimum te vinden tussen die verschillende varianten, binnen het raam van het totaalontwerp”, aldus Schouten.

Naast het spreekwoordelijke koffiekopje kwam volgens Schouten nog een maatgevende eis naar voren tijdens het ontwerpproces: Het gevaar van aanvaringen van een binnenvaartschip met een van de pijlers. Het ontwerp is er op uitgerekend dat bij een aanvaring door een schip van 3000 ton de blijvende afwijking niet meer dan 40 millimeter bedraagt. Het scenario dat de brug wordt aangevaren terwijl er een trein over raast is volgens Schouten niet doorgerekend. De kans daarop wordt statistisch te klein geacht. Bovendien zal de trein niet zo gauw in het Hollandsch Diep storten, maar wordt hij dankzij stevige betonnen geleiders bij een eventuele ontsporing in ieder geval op de brug gehouden.

Waterlandschap

Schouten en Vos zijn het erover eens dat hun brug het paradepaardje wordt van de HSL-Zuid. Van de brug zelf zien ze misschien niet veel, maar het is wel de laatste kans om nog een glimp op te vangen van het Nederlandse waterlandschap. Op 23,5 meter hoogte kijken ze onbelemmerd over de naastgelegen oude spoorbrug heen. Daarna is het voorgoed gebeurd met het uitzicht en raast de trein door boor- en zinktunnels of rijdt hij verscholen in halfverdiepte bakken of achter geluidsschermen. De 14 seconden op de brug vormen voor de reiziger straks het allesbepalende beeld van Nederland. Dan moet de koffie inderdaad netjes in de kopjes blijven.

Fundering

Draag dat maar eens af naar de bodem, die enorme krachten van acht treinen per uur met een snelheid van 300 tot 330 kilometer per uur. Dat gaat via sloofbakken waarop de pijlers rusten. De sloofbakken, uitgevoerd als caissons, worden op hun beurt gedragen door vier tot vijf stalen buispalen, met een diameter van maar liefst drie meter en een wanddikte van zo’n 35 millimeter. Die gaan tot zo’n veertig meter de bodem in. Een heiklus die zijn weerga niet kent in de Nederlandse bodem en die over twee maanden van start moet gaan.

Projectgegevens

Ontwerp: Benthem-Crouwel architecten, Ove Arup

Detailontwerp: Ingenieurscombinatie Hollandsch Diep, IHD (IV-Infragroep, Ingenieursburo Rotterdam)

Aannemer: combinatie Drechtse Steden (HBG, Ballast-Nedam, Van Hattum en Blankevoort, Strukton, Van Oort ACZ, Maasdiep VOF)

Lengte: totaal 2000 meter (1200 meter boven water, aanbruggen samen 800 meter). Hoogte: 23,5 meter

Reistijd: 14 seconden boven Hollands Diep, 23 seconden inclusief aanbruggen, 1,2 seconden van pijler naar pijler (eigen frequentie brug: 1,2 Hz)

Constructie ook na honderd jaar nog stokstijf

Reageer op dit artikel
Lees voordat u gaat reageren de spelregels