De Verlengde Waalbrug

Eind 2012 kreeg Witteveen+Bos, een toonaangevend ingenieursbureau met ruim 69 jaar ervaring en meer dan 1000 medewerkers, opdracht om namens i-Lent  (Dura Vermeer Divisie Infra BV en Ploegam BV) de engineering uit te voeren voor een groot deel van de kunstwerken voor het project Ruimte voor de Waal. Eén van de iconen is de Verlengde Waalbrug.
In de zomer van 2015 is de brug opengesteld voor verkeer. Eind 2015 staat de opening van de nevengeul gepland, waarna het water onder de brug door zal stromen en het project bij zal dragen aan de waterstandsverlaging in de rivieren.

Dit project won de Nederlandse Betonprijs 2015 in de categorie Bruggen & Viaducten!

Het ontwerp

De weggebruiker zal wellicht weinig notie hebben van de schoonheid en de complexiteit van de Verlengde Waalbrug. Met dit architectonisch ontwerp is Zwarts & Jansma Architects erin geslaagd om de aandacht niet af te leiden van de bestaande Waalbrug, door de constructie boven het rijdek eenvoudig te houden. De liefhebber van architectuur en constructieve hoogstandjes verlegt zijn blik naar de onderzijde van de brug, waar hem direct opvalt dat de golvende dynamiek van de bestaande Waalbrug in het nieuwe ontwerp is doorgezet.

De brug is vormgegeven alsof deze door het water uit de nevengeul uit de rotsen is gesleten. Het brugdek is aan de onderzijde over de gehele lengte dubbel gekromd en loopt vloeiend over in de pijlers. Dit beeld wordt geaccentueerd door cannelures (groeven) in het betonoppervlak, die de hoogtelijnen en haaks daarop de stroomlijnen langs het oppervlak volgen.

De vorm en het verloop van de onderschil is zeer uitdagend en complex gebleken tijdens de constructieve analyse, waarbij de grenzen van de nieuwste generatie EEM-schaalmodelleringssoftware zijn benut.
Door de in twee richtingen verlopende vorm van de onderschil ontstaat een wapeningsontwerp dat de nodige uitdagingen met zich meebrengt. Vrijwel iedere wapeningsstaaf heeft een unieke vorm met variabele buigstralen.
Om conflicten tijdens de bouw te voorkomen is gekozen de wapening volledig 3D uit te werken. Tegelijkertijd zijn de variaties in de buigstaten zoveel mogelijk beperkt door gebruik te maken van de natuurlijke buigvorm van een staaf onder eigengewicht. Dit leidde tot een snellere verwerking. Door gebruik te maken van kleine buigbare diameters, die in bundels worden aangebracht, kon toch de grotere benodigde rekenkundige equivalente diameter worden bereikt.
Naast het zachtstaal is de brug in twee richtingen voorgespannen. Het rijdek is in dwarsrichting voorgespannen en de hoofdliggers in langsrichting. De strengen voor de langsvoorspanning zijn in één keer ingeschoten over de volledige lengte van de brug. Hiervoor is door de leverancier speciale apparatuur aangevoerd vanuit Duitsland.

BIM Allplan en SCIA Engineer

"Wij waren er al snel van overtuigd dat het combineren van de sterke punten van Allplan Engineering en SCIA Engineer in een BIM omgeving voor ons het beste ontwerp zou opleveren. Het ontwerp van de onderschil is ontstaan door 'form finding' en vastgelegd in Rhinoceros", aldus ir. Wouter Claassen.
Hij vervolgt: "De nurbsstructuur van het 3D organische model is vervolgens overgezet naar Allplan en vanuit Allplan naar SCIA Engineer. In SCIA Engineer is de structuur gegenereerd met 3200 shell elementen. Vervolgens zijn de voorspanning en de belastingen toegevoegd.
De post processing van SCIA Engineer geeft snel en overzichtelijke resultaten. De uitkomsten van SCIA Engineer zijn gebruikt voor de bepaling van de wapeningsconfiguratie, die vervolgens 3D is uitgewerkt in Allplan."