Platform over beton en staal in de bouw
De Suurhoffbrug in Rotterdam, onderdeel van de A15 tussen de Maasvlakte en het achterland, is in 2021 gerenoveerd met een innovatieve versterkingsmethode: een stalen versterkingsplaat bevestigd met epoxylijm en voorspan-injectiebouten. Deze techniek, een primeur in Nederland, bood een lichtere en snellere oplossing dan traditionele methoden zoals versterking met hogesterktebeton. Het resultaat is een duurzame en kostenefficiënte renovatie die de onderhoudsbehoefte vermindert en de levensduur van de brug minstens tot de integrale vervanging vanaf 2031 verlengt.
De Suurhoffbrug, gebouwd in 1972, is een stalen verkeersbrug met een orthotroop rijdek over het Hartelkanaal, bestaande uit troggen en dwarsliggers als versteviging. Door de groei van het vracht- en personenverkeer trad na verloop van tijd vermoeiingsschade op, onder andere in de orthotrope rijvloer van de basculebrug. Vanaf 2015 voerde Rijkswaterstaat uitgebreide inspecties uit, waaruit bleek dat versterking noodzakelijk was om de constructieve veiligheid te behouden. In 2017 werd besloten om een tijdelijke brug aan te leggen, die zorgt voor minder verkeer en belasting op de bestaande brug, de bestaande brug te renoveren en de basculebrug te versterken. Rijkswaterstaat leidde het project in samenwerking met de Managing Contractor, een joint venture tussen Arup en Haskoning. De uitvoering lag bij aannemerscombinatie STIPT (Dura Vermeer, Besix, Mobilis en Hollandia Infra), waarbij Hollandia Services en Takke Breukelen verantwoordelijk waren voor de versterking van het brugdek van de basculebrug.
De gekozen methode, bestaande uit stalen versterkingsplaten verlijmd en vastgezet met voorspan-injectiebouten, bleek ideaal voor de situatie. “Deze versterkingsoplossing komt voort uit een voorstel dat we ooit hebben gedaan voor de versterking van de westelijke Van Brienenoordboog”, vertelt Paul van Horn van Arup. “De traditionele oplossing waarbij de asfaltoverlaging wordt vervangen door een laag hogesterktebeton (HSB) zou voor de Van Brienenoordbrug een te lange periode van hinder betekenen. Daan Tjepkema, ontwerpleider van de Van Brienenoordbrug bij Arup, heeft toen een voorstel voor versterking met een stalen geboute plaat op de bestaande rijvloer uitgewerkt. Dit concept is destijds uitgewerkt en beproefd in het laboratorium, maar uiteindelijk niet gekozen voor de Van Brienenoordbrug. De potentie zat hem vooral in de veel snellere uitvoeringstijd en de mogelijke ontwerpoptimalisaties die het gewicht nog verder verlagen. Het ontwerp was echter te nieuw en hiermee te risicovol om direct toe te passen op de grootste boogbrug van Nederland.”
Voor de versterking van de Suurhoffbrug lag het anders, weet Tjepkema. “De HSB-overlaging kon eenvoudigweg niet en de benodigde restlevensduur was beperkt. Er moest iets anders gebeuren en de eerdere oplossing bij de Van Brienenoordbrug kwam op tafel. Als beheersmaatregel om de onbekendheid met het gedrag van deze versterkingsoplossing te verminderen, hebben we een uitgebreid testprogramma doorlopen. We hebben testen gedaan op schaal (plaat op plaat met epoxy ertussen) en daarna de platen losgehaald om de epoxy te bekijken. Alles in samenwerking met Hollandia en Rijkswaterstaat.” Naar aanleiding van de succesvolle proeven werd groen licht gegeven voor het toepassen van deze methode op het bewegende deel van de Suurhoffbrug. De platen van 30 mm dik en circa 4 bij 10 meter zijn onderling gelast en met epoxy en voorspaninjectbouten verbonden aan de bestaande dekplaat. Deze composietwerking vermindert de spanning in het oorspronkelijke dek aanzienlijk, wat de vermoeiingsbestendigheid vergroot en het onderhoud reduceert. De oplossing is in dit specifieke geval alleen mogelijk omdat openen en sluiten van de basculebrug niet meer plaatsvindt. De oplossing is primair geschikt voor vaste bruggen, want een beweegbare brug is een evenwichtssysteem. Het toevoegen van massa verstoort dat.
Bij het ontwerp en de uitvoering kwamen diverse constructieve innovaties samen. De geprefabriceerde platen dienden als boormal voor het nauwkeurig doorboren van de bestaande dekplaat. Door slimme detaillering, zoals gedeeltelijke boutmontage en het verjongen van lasnaden, werd vervorming door laswarmte beperkt. De epoxy is zorgvuldig geselecteerd op basis van viscositeit, uithardingstijd en vermoeiingssterkte. De uitvoering was complex, maar de nauwe samenwerking tussen ontwerpers en aannemers vanaf de eerste dag bleek cruciaal. Door de gezamenlijke voorbereiding en het vooraf testen van het ontwerp in de fabriek kon de uitvoering op de brug binnen slechts vier weken plaatsvinden, terwijl de brug grotendeels openbleef voor verkeer.
Een belangrijk aandachtspunt van Rijkswaterstaat bij het toepassen van de innovatieve versterkingsmethode was volgens Van Horn de temperatuurbelasting: het verschil tussen het dek en de onderkant van de brug met de daardoor optredende spanningen en het effect op de versterkingsoplossing. “Daarom is in samenspraak met Rijkswaterstaat een monitoringsprogramma opgezet. Het monitoringsprogramma loopt in 2027 af. De voorlopige resultaten laten zien dat de temperatuurbelasting lager is dan gedacht, een gunstig resultaat dus. Ook de metingen op de overige onderdelen laten geen afwijkingen zien ten opzichte van het rekenmodel. Deze oplossing kan de levensduur van stalen rijvloeren tot wel dertig jaar verlengen. De oplossing is specifiek te maken voor de zwaarst bereden onderdelen en is toepasbaar op alle vaste bruggen met een stalen rijvloer. Het lijkt erop dat het een gevalideerd alternatief voor versterking van stalen dekken gaat worden.”
Dankzij deze innovatieve aanpak is het beweegbare deel van de Suurhoffbrug weer toekomstbestendig. De methode biedt dus ook perspectief voor andere stalen bruggen met een stalen rijvloer: de versterking kan sneller, lichter en met minder verkeershinder worden uitgevoerd. De Suurhoffbrug, bekroond met de Nationale en Europese Staalprijs in de jaren zeventig, behoudt zo voorlopig haar essentiële functie als verbinding tussen de Maasvlakte en het achterland tot de komst van een nieuwe oeververbinding.
