• Suriname Rivtër

Co)

~~ .... C>2015Coogl.sakm~~

, Suriname Rivier

l' Figuur 1-2 Situatiekaartjes van de locatie van de Carolinabrug

In de eerste plaats is gekeken naar nieuwe locaties voorde brug, die moesten passen in de plannen voor denieuwaan te leggen oost-westverbinding. Na rijpberaad is gekozen voor een locatie op ongeveer 4 kmten zuiden van de oude brug. Daar is de rivier smalleren hoefde de oeververbinding maar 200 m teoverbruggen.

Toen de locatie van de brug was vastgelegd, is eenaantal brugvarianten bekeken, waaronder eenbetonnen variant met prefab liggers, bestaande uit vijfoverspanningen en drie rivierpijlers, alsmede een stalenvariant van twee overspanningen. Uiteindelijk heeft deopdrachtgever gekozen voor een stalen vakwerkbrugop de nieuwe locatie. Deze keuze werd mede gemaaktvanwege de geringere rivierbreedte van 200 m envanwege de beschikbaarheid van gronden voor de aante leggen toeleidende wegen.Eind 2013 is gestart met de voorbereidendeontwerpwerkzaamheden. De brug moest er binnen een

BRUGGENMAGAZINE NR.l JAARGANG 23

jaar liggen. Dat was geen geringe uitdaging aangezienalle materialen over water moesten wordenaangevoerd en ter plaatse nog geen toeleidendewegen zijn. Redenvoor Ballast Nedam Infra Surinameom samen met Janson Bridging te bekijken hoe ditproject aan te pakken.

/

ONTWERPUITGANGSPUNTENVoor dit brugproject werd gekozen voor eenvakwerkligger vanwege de twee grote overspanningenvan 102 m en de optredende belastingen. Deontwerpeisen voor de nieuwe Carolinabrug warenonder meer:

ontwerplevensduur van 75 jaar;ontwerp en belastingen volgens de Eurocode,inclusief de Nederlandse nationale bijlage;overspanning van 204 m met één tussensteunpunt;wegdekbreedte van 7,2 m en twee voetpaden aanweerszijden van elk 1,2 m breed;het hoogteverschil tussen de twee landhoofden isongeveer 7 m (helling van 3,4%);tijdens montage geen stremming van hetscheepvaartverkeer.

UITWERKEN ONTWERP ONDERBOUWIn verband met de beperkte voorbereidingstijd, zijn hetontwerp van de brug en van de onderbouwtegelijkertijd van start gegaan. Op basisvan de eersteindicatieve en ervaringswaarden van de oplegreacties,is begonnen aan de onderbouw van de brug. Deonderbouw bestaat uit twee landhoofden en eenrivierpijler, voorzien van een beschermconstructietegen aanvaringen.Kijkend van west naar oost, leidt een als aardenbanenhelling uitgevoerde weg van maaiveldniveau van 3,0 mboven NSP(Normaal Surinaams Peil) naar hetlandhoofd op deze westoever, op 8,23 m + NSP.Over de brug gaat het dan naar het landhoofd op deoostoever, dat ongeveer 7,40 m hoger ligt. Deoostoever is steil en ligt dus zo'n 15,6 mboven NSP.

I

De landhoofden zijn uitgevoerd als kistdam, met eencombiwand ter plaatse van de landhoofdbalk endamwanden voor de zijvleugels. De palen van decombiwand verzorgen -naast de grondkerendefunctie- tevens de opname van zowel de verticale als

l' Figuur 3 Aanvaarbescherming

30

l' Figuur 4 Model RFEM

~ Figuur 5 Het 30- Teklamodel,inclusief omgeving

horizontale belastingen uit de brug. Het vaste punt vande brug in langsrichting is gelegen op de westoever,dus het landhoofd aan de westzijde neemt allehorizontale langsbelasting op.Het middensteunpunt bestaat uit een betonnen sloof,gefundeerd op stalen buispalen met een diameter van1220 mmoOm tijdens de bouw het werken op hetwater tot een minimum te beperken, is de sloof metafmetingen van 14,0 m x 5,0 m x 1,6 m (Ix b x h) alstwee prefab bakkeu op de palen geïnstalleerd. Daarnais het insitu beton gestort.Gezien de ervaringen uit het verleden en de locatie vande brug stroomafwaarts na een bocht in de rivier, waseen aanvaarbescherming voor de middenpijler eenmust. De opdrachtgever gaf de voorkeur aan een oppalen gefundeerde staal-betonbak die de pijler omsluit(figuur 3).

Deze beschermconstructie moet vier aanvaringen perjaar door een maatgevend schip (een duwbak­combinatie met 3100 ton waterverplaatsing) kunnenweerstaan. De constructie is vrijwel geheel op hetwater opgebouwd en bestaat uit een bak opgebouwduit stalen platen met deuvels, die gevuld is metgewapend beton. De stalen platen zijn met lasver­bindingen gekoppeld, met een waterdicht geheel alsresultaat. Op deze manier ontstond een constructiewaarin 800 ton beton, 100 ton staal en 111tonwapeningsstaal is verwerkt. De stalen palen lopen in debak over de volle hoogte door en zijn zo geheel

BRUGGENMAGAZINE NR.! JAARGANG 23

ingebed in het beton. Het inwendig overbrengen vande forse aanvaarkrachten op de bak naar de palen toe,heeft geleid tot een stevige wapening en vormt eenniet-alledaagse oplossing.

UITWERKEN ONTWERP BOVENBOUWVooral de twee eisen 'leveren en monteren binnen éénjaar' en 'geen stremming voor de scheepvaart' warenzeer bepalend voor het maken van een ontwerp en hetkiezen van de montagemethode.Wat betreft de montage en de installatie, lag delanceermethode voor de brug vanaf het landhoofd voorde hand. Uiteraard had deze keuze consequenties voorhet brugontwerp.Gezien de grote overspanningen en de wegdek­afmetingen werden de maximale capaciteiten van(praktische) walsprofielen al snel bereikt. Daarom isvoor veel profielen gekozen voor een uit platensamengestelde ligger. De vakwerkconstructie kreegeen hoogte van ongeveer 10 m. Voor de bovenrandenbijvoorbeeld is gekozen voor een hoedligger en bijnaalle I-liggers zijn samengesteld uit plaatmateriaal.Het bepalen van deze profielen is gedaan met behulpvan een FEMsoftware programma genaamd RSTABjRFEMsoftware (figuur 4 en 5).

Als bouwwijze is ervoor gekozen de brug in gedeeltenvoor te monteren aan de westelijke oever. Nagereedkomen van een brugdeel is de constructie instappen gelanceerd waarbij er steeds een brugdeel

31

gemonteerd kon worden zonder extra grondwerk.Paneelconstructies worden meestal rollendgelanceerd, maar gezien de grootte van deze brug(204 m lang en een massavan meer dan 1000 ton)werd besloten de schuifmethode toe te passen om debrug te positioneren. Het grote voordeel van dezemethode was de gecontroleerde (hydraulische)voortbeweging. Daarnaast kon met het aanwezigehydraulisch materieel niet alleen een horizontaleverplaatsing gerealiseerd worden, maar ook eenverticale (3,4% helling). Het principe van het schuivenbestaat uit het uitleggen van een baan met daarop eenglijtafel die met een zo laag mogelijke weerstand overde glijbaan wordt verplaatst. Dit verplaatsen gebeurtmet hydraulische vijzels en de lage wrijvingsweerstandwordt gerealiseerd door TEFLON!UHMWPplaten telaten glijden over rvs-plaatmateriaal. '

Een betonnen dek of constructie kan tijdens hetlanceren op veel plaatsen worden ondersteund. Bij eenvakwerkconstructie ligt hier een grotere uitdaging:deze brug kan namelijk alleen worden ondersteundonder de knooppunten van het vakwerk.Samen met de firma De Boer is een schuifplanuitgewerkt, waarbij op verschillende plaatsen onder debrug schuifbanen werden geplaatst met een minimalelengte van 10,2 m, de afstand tussen de knopen.Schuiven kan het beste onder controle gehoudenworden bij horizontaal bewegen. Daarom ging hiernaarde voorkeur uit. Voor het verplaatsen van de brug ineen helling van 3,4%,werd bedacht na elke schuifstapvan 10,2 m de brug in zijn geheel 0,34 m (3,4% x10,2m) op te vijzelen. Zodoende liep de brug als hetware een trap op.

Op het westelijk landhoofd was het plaatsen van10,2 m schuifbanen geen probleem, maar op demiddenpijler van 5 m breed was dit niet mogelijk. Degrote momenten op de betonnen sloof zouden te grotevervormingen van de sloof met daarop de schuifbalkentot gevolg hebben en daarom is de schuifbaan hiergehalveerd tot 5,1 m.Hierdoor werd de brug niet alleen ondersteund onderde knooppunten, maar tevens onder de hangers (deverticale elementen die zich in de driehoeken van hetvakwerk bevinden). Deze hangers zijn normaalgesproken alleen ontworpen om het dek (en belasting)te dragen, dat alleen een trekbelasting genereert.Door de schuifstaplengte van 5,1 m kwamen er nu dusook grote drukkrachten op de hanger, die opliepen tot3500 kNoDe grote uitkraging van 102 m en de 5,1 mlange schuifstappen tijdens het lanceren, vormden eenbepalende factor voor veel afmetingen van de profielenin de brug. Om voor de brug dit effect enigszins tebeperken en de kosten te minimaliseren, was besloteneen lanceerneus van 75 m lengte te ontwerpen (figuur6). Deze lichtere constructie bood technisch eneconomisch de beste oplossing.Om de aansluiting met de brugconstructie zo praktischmogelijk te houden en het lanceerprincipe hetzelfde te

BRUGGENMAGAZINE NR.l JAARGANG 23

l' Figuur 6 Brug met lanceerneus

Bij een vakwerk­constr

uitdagibrug kallee nonderstde kno

l' Figuur 7 Topboor in werking

32

houden als voor de brug, is voor de lanceerneus­constructie gebruik gemaakt van standaardwalsprofielen en eenzelfde systeemmaat van 10,2 m.Tijdens de montage moesten het middensteunpunt ende oostelijke oever toegankelijk worden gehouden,reden om in de lanceerneus een voetpad te plaatsen.Deze punten waren immers alleen via het water tebereiken.Voor het bepalen van de interne krachten van elkprofiel en elke knoop, is niet alleen deverkeersbelasting maar ook elke schuifstapnagerekend. Verder werd rekening gehouden metwindsnelheden tot een maximum van 35 mis.

REALISEREN ONDERBOUWDe brug ligt op zo'n 50 km afstand van Paramaribo ineen ontoegankelijk bosrijk gebied.,De bouwplaats wasniet via de weg bereikbaar gedurende de uitvoering

van de onderbouwen de stalen bovenbouw van debrug. Alle materialen, materieel en personeel zijn viahet water aangevoerd.In combinatie met de ambitieus korte bouwtijd vormdedit een continue uitdaging voor de uitvoering op desite. Veelal is er in lange werkweken (6 tot 7 dagen perweek) en dag- en nachtploegen gewerkt om binnen deplanning te blijven.

De onderbouw is gefundeerd op stalen buispalen(diameter 1220 mm) en gedeeltelijk gebouwd vanafhet land. De middenpijler is vanaf het water gebouwd.De bodem bestaat uit zand I kleilagen aan hetoppervlak, met daaronder een harde rotslaag, die metde diepte in sterkte toeneemt. Ideaal voor een goededraagkracht, maar het vergt wel een intensief hei- enboorproces om de stalen funderingspalen op diepte tekrijgen.

BRUGGENMAGAZINE NR.l JAARGANG 23 33

De palen zijn gepositioneerd met een trilblok en geheid(Heihamer IHe 5120) tot op stuit. De palen voor demiddenpijler in de rivier zijn met een topboor (figuur 7)(reversed circulation drilling) door de stalen buispaalheen uitgeboord tot in de rotslaag, variërend van 8 tot11m onder de paalpunt, om daarna de paal - voorzover mogelijk - door te kunnen heien. Vervolgens is ereen betonnen plug in de paalpunt I schacht gestort omde benodigde draagkracht te verkrijgen en tervoorkoming van inkalven of eroderen van deboorschacht.

Hierna kon met een 250 tons kraan de betonnendeksloof worden geplaatst en met beton wordenafgestort. De betonspecie is geleverd door een lokaleleverancier vanuit Paramaribo en de tru,ckmixers zijn bijeen tijdelijke, voor het project ingerichte, loswal opcirca 4 km van de brug op een ponton geladen voorverder transport over het water tot de stortlocatie.

Eendeel van de aanvaringsbescherming (de stalenonderbalk met stalen wanden en een eerste laagbeton) is op hoogte geassembleerd, boven dehoogwaterlijn, aangezien de 5urinamerivier eengetijdenrivier is. Daarna is dit deel met jukken op depalen en trekstangen door de bodem van deconstructie 2,6 mafgevijzeld tot op de definitieve

hoogte in het water. Vervolgens is de constructie indrie fasen met beton volgestort voor de definitievesterkte en aanhechting van de palen aan het beton.

REALISEREN/MONTAGE BOVENBOUWTerwijl de afdeling engineering het ontwerp nog aanhet uitwerken was, werd al materiaal besteld en deproductie opgestart voor de eerste delen. Dit procesvroeg veel coördinatie tussen engineering,werkvoorbereiding en de verschillende eenstructie­bedrijven. AI het tekenwerk werd gedaan in TEI<LA,watvooral voor het productie- en bouwproces goed heeftgewerkt. De stalen onderdelen van de brug werdendoor verschillende constructiebedrijven in Nederlandgeproduceerd en met behulp van de digitale outputvan Tekla kon direct op basis van deze bestandenmateriaal worden gesneden en geboord, zonder foutenin de overdracht. Zeker voor de vele boutverbindingenin het ontwerp was dit erg belangrijk. Erzaten namelijk45.000 bouten in de constructie waarvan 28.000voorspanbouten. Figuur 8 geeft een goede indruk vande complexiteit van de verbindingen.Nadat de eerste onderdelen via de verschillendeverzinkerijen bij Jansonwaren afgeleverd, werden dezezoveel mogelijk in containers verpakt. De langereelementen werden gebundeld en als dekladingverscheept.

l' Figuur 9 Bovenloopkraan

BRUGGENMAGAZINE NR.l JAARGANG 23 34

De beschikbare

ruimte van de

voormontage-

locatie van de

brug was on-

geveer 100 m.

Dit betekende

dat de lanceer-

neus van 75m

hier kon worden

gemonteerd en

drie brugvelden

van 3 x 10,2 m.

Na aankomst in Paramaribo werden de brugdelenovergeladen op binnenvaartschepen en via deSurinamerivier naar de projectlocatie gebracht. Aaneen tijdelijke aanlegplaats bij de projectlocatie werdenalle delen gelost en op een voormontagelocatiegeplaatst. Hier werden de onderdelen zoveel mogelijkvoorgemonteerd, om in zo groot mogelijk delen metbehulp van rupskranen in positie te werden gebracht.De beschikbare ruimte van de voormontagelocatie vande brug was ongeveer 100 m. Dit betekende dat delanceerneus van 75 m hier kon worden gemonteerd endrie brugvelden van 3 x 10,2 m. De bouwsnelheid liephierbij op tot 10,2 m per dag. Om dit te kunnenrealiseren zijn de montageteams ondersteund doormedewerkers van lokale bedrijven. De totale stalenbrugconstructie van 1200 ton werd met een wisselendebezetting tussen 4 en 20 mensen qernonteerd en opzijn opleggingen geplaatst in drie maanden tijd.AI tijdens het afvijzelen werden de prefab betonnendekplaten op de brug geplaatst met behulp van tweetijdelijke bovenloopkranen (figuur 9), die in de brugwaren meegebouwd om het installatieproces teversnellen. Deze bovenloopkranen waren voorzien vanextra sterke motoren om de helling van 3,4% aan tekunnen. Na het plaatsen van de prefab platen en hetvlechten van de aanvullende wapening werd het dekafgestort.

OPENINGOp zondag 21 december 2014 is de brug met eenfeestelijke openingsceremonie officieel in gebruikgenomen. Najarenlang wachten op een aanvankelijkbijna gereed zijnde brug, bleek het enthousiasmeonder de lokale bevolking zeer groot te zijn. Duizendenmensen waren van de partij en hebben op feestelijkewijze de brug in gebruik genomen (figuur 10).

l' Figuur 8 complexiteit knooppunt

l' Figuur 10 Feestelijke opening van de brug

BRUGGENMAGAZINE NR.l JAARGANG 23 35