nieuws

Betonnen brugtuien: wie verzint dat nou?

infra Premium 6489

Betonnen brugtuien: wie verzint dat nou?

Nederland telt één brug die een klein beetje lijkt op de Morandibrug in Genua, die vorige week instortte. Maar de Prins Willem Alexanderbrug bij Tiel verkeert volgens deskundigen in prima staat.

Tuien van beton. Dat druist in tegen de intuïtie van elke constructeur. Niettemin werd er bij de eerste tuibruggen in de jaren vijftig en zestig van de vorige eeuw wel degelijk mee geëxperimenteerd. Dat was volgens oud- brugontwerper Cor Kuilboer van Rijkswaterstaat ingegeven door het feit dat een betonnen tui minder rekt dan een stalen exemplaar. Het levert dus een stijvere brug op die minder gevoelig is voor vervormingen.

Omhuld met beton kun je grotere spanning aanbrengen op de tui

“Begrijp me goed hè. Een betonnen tui bestaat feitelijk niet. De stalen kabels of staven binnenin doen het werk en die zijn toevallig omhuld met een betonnen jas. Maar door die jas kun je de tuien wel harder opspannen dan wanneer je met vrijhangende stalen kabels of staven werkt. Daardoor kun je grotere krachten aanbrengen dan alleen met het gewicht van de brug. Het is al met al best een slimme manier om de vervormingen van het dek binnen de perken te houden. Al kleven er ook nadelen aan. Zo is het veel lastiger de trekelementen te inspecteren. Je kunt er immers nooit meer bij. Ook zijn ze best lastig te realiseren voor een aannemer. Daarom zijn ze later eigenlijk niet meer toegepast.”

De Morandibrug in Genua voordat hij bezweek. Foto: Google Streetview

Wat er precies in de betonnen omhulling zat van de tuien van de ingestorte Morandi-brug, weet Kuilboer niet. Bij een eerdere brug van Morandi in Venezuela, die gelijkenissen vertoont met die in Genua, paste de Italiaanse ingenieur kabels toe van het type locked-coil. “Om een kerndraad sla je draden afwisselend links- en rechtsom totdat je de vereiste dikte en sterkte hebt bereikt. Dat pakket sluit je af met een wikkeling van speciale Z-vorige draden die in elkaar grijpen en een dichte buitenmantel vormen.”

Kuilboer, die onder andere verantwoordelijk was voor het technisch ontwerp van tuibruggen bij Zaltbommel, Heusden en Kampen, kan zich voorstellen dat die Z-vormige draden in Genua niet zijn toegepast. Daar zorgde immers het beton voor de bescherming.

PWA brug oorspronkelijk ontworpen met stalen tuien

De enige brug in Nederland die met betonnen tuien is uitgerust, is de Prins Willem Alexanderbrug over de Waal ter hoogte van Tiel. Die werd aanvankelijk ontworpen met stalen tuien: twee aan weerszijden van de pyloon. Dat is weliswaar twee keer zoveel als bij de Morandibrug in Genua, maar nog steeds heel weinig. Gaandeweg het ontwerp werd volgens Kuilboer duidelijk dat het brugdek aan ontoelaatbare vervormingen bloot zou komen te staan. Toen zijn de tuien ingepakt in beton zodat de tuikabels onder hogere voorspanning konden worden gezet. Dat was volgens Kuilboer niet eenvoudig, want de tuien moesten in het werk worden gemaakt. Eerst werden de kabels geplaatst, daarna kwam er een bekisting omheen, die ondersteund moest worden met steigerwerk, vervolgens werd het beton gestort en konden de kabels in stappen worden voorgespannen.

De Prins Willem Alexanderbrug bij Tiel is ook uitgerust met betonnen tuien. Foto: Wikipedia, Nieklair

Ook Kees Quartel van Spanbeton ziet de parallel tussen de Morandi-brug in Genua en de brug in Tiel, die in beheer is bij de provincie Gelderland. Als klein jongetje is hij begin jaren zeventig samen met zijn vader nog bij de bouw wezen kijken. “Groot verschil is natuurlijk dat de brug bij Tiel al met de computer berekend kon worden, wat ten tijde van de bouw van de Morandibrug begin jaren zestig nog niet kon. “Dat Morandi koos voor enkele tuien is daar op terug te voeren. Dat kon hij nog precies met de hand uitrekenen. Daarom die opmerkelijke keuze voor dat minimale aantal tuien, die hij ook nog eens liet inpakken in voorgespannen beton.”

Vervanging tuien is hachelijk avontuur

Wie ook alles weet van bruggen met weinig tuien, is Oscar Vos van Strukton. Hij was projectmanager bij onder andere de versterking van de Waalbrug bij Ewijk.  Dat was een hachelijk avontuur, omdat daarvan de tuien vervangen moesten worden. Dat was op dat moment wereldwijd nog maar een paar keer eerder gedaan en nooit bij bruggen met zo weinig tuien.

Bij het aflaten van de eerste korte tui zakte het brugdek plaatselijk 20 centimeter.

De tuien van de brug bij Ewijk werden één voor één vervangen in een penibel evenwicht.

Zo heikel was de operatie, dat de aannemingscombinatie na het uitwerken van haar winnende aarzelde of het wel verantwoord was om te beginnen. De rechter moest er zelfs  aan te pas komen. Uiteindelijk werd in een heel penibel evenwicht eerst het stalen brugdek versterkt, daarna verving Freyssinet één voor één de tuien en tot slot kwam er een laag hogesterkte beton over het brugdek.

Wat voor onderhoud er tot vorige week aan de Morandibrug is gepleegd weet Vos ook niet precies. De tuien rondom één van de pylonen zijn ooit extern versterkt met een serie kabels eromheen, is duidelijk te zien op Google Streetview. Waarom de overige tuien, inclusief die van de bezweken sectie, niet zijn naversterkt durft hij niet te zeggen.

Rondom één van de drie pylonen zijn de betonnen tuien later na-versterkt met externe voorspanstaven. Foto: Google Streetview

Als rechtgeaard bruggenman kent Vos uiteraard de brug bij Tiel. Hij benadrukt dat die zich in goede staat bevindt. Dat geldt, voor zover hij weet ook voor het handjevol bruggen in Duitsland met betonnen tuien. “Het kan dus wel. Maar je moet extra aandacht besteden aan inspectie en onderhoud. Vervangen van de voorspanstaven of strengen, zoals wij bij Ewijk hebben gedaan, lukt daarbij niet.”

Aanblik Morandibrug was overweldigend

Quartel van Spanbeton was twee weken terug nog in Genua. Komend vanaf de pont van Sardinië, reed hij een tunnel in en werd toen hij die weer uitreed overweldigd door de Morandi-brug die 100 meter boven hem uittorende. “Dat was ongelofelijk indrukwekkend. Niet alleen voor iemand die geïnteresseerd is in civiele techniek, maar voor iedereen. “

De Morandibrug. Beeld: Google Streetview

Terwijl hij in een grote boog onder de brug door reed, plaatste hij wel vraagtekens bij de staat van onderhoud. “Maar dat had ik de hele vakantie gedaan bij menig Italiaans kunstwerk. Vlak bij mijn vakantie-adres stond een kleine, onopvallende boogbrug. Maar ik kon de wapeningsstaven van de fundering tellen met het blote oog. De betondekking was compleet verdwenen. En dat was duidelijk al een tijdje zo.”

Italië torst een enorme erfenis mee van ‘Het Mirakel’

Quartel: “Elk land heeft problemen met het onderhoud en beheer van kunstwerken uit de wederopbouwperiode, of ze nu van staal zijn of beton. Maar in Italië is dat probleem nog een stuk groter dan elders. Daar vond in de jaren vijftig en zestig een ongekende bouwwoede plaats die niet voor niets bekendstaat als het Mirakel. Al die kunstwerken zijn inmiddels royaal aan het einde van hun levensduur, terwijl er overduidelijk onvoldoende onderhoud is gepleegd. Ook daarin spannen de Italianen echt de kroon. Ze torsen echt een enorme erfenis met zich mee. Dat wisten ze al wel door alle instortingen van de afgelopen jaren, maar ze zijn nu keihard met de neus op de feiten gedrukt.”

 


Bliksem kan trigger zijn geweest

De blikseminslag die volgens ooggetuigen de pyloon trof voorafgaand aan de instorting kan een rol hebben gespeeld. Niet als hoofdoorzaak, maar wel als trigger; het laatste zetje. Wereldwijd worden de meeste tuibruggen uitgevoerd in staal. In de bouwvoorschriften van Rijkswaterstaat staat volgens volgens Cor Kuilboer dat al het staal moet worden doorgekoppeld. Stalen pyloon, tuien en dek moeten zonder onderbreking zijn verbonden en doorgekoppeld naar de aarde, zodat de spanning zich gemakkelijk kan vereffenen. Dat is de effectiefste manier van bliksembescherming, want het is niet gezegd dat de bliksem per se in het hoogste topje van de pyloon slaat. Hij kan ook direct de tuien treffen. Bij betonnen pylonen en dekken zal dus op zijn minst de wapening moeten worden doorgekoppeld. In de prakijk heeft het vaak de voorkeur om aparte bliksemafleiders te monteren. Als dat niet goed gebeurt of niet onderhouden, spat bij elke blikseminslag een flinke schol beton af.

Reageer op dit artikel