Ontwerp beweegbare bruggen

Ontwerpen van Draagconstructies

Liever nog dan bruggen ontwerpen, ontwerp ik beweegbare bruggen. Beweging is per definitie dynamisch en is in staat levenloze objecten te animeren. Beweging spreekt tot de verbeelding en is tegelijkertijd buitengewoon ingewikkeld. Een beweegbare brug is immers één grote machine. Hoewel alle onderdelen hun eigen taak hebben, zijn ze ook nauwkeurig op elkaar afgestemd om te komen tot één efficiënte openingsbeweging. Bij het ontwerpen spelen twee factoren op dit moment een belangrijke rol: de regionale identiteit  van het ontwerp en de duurzaamheids- en onderhoudsaspecten. In dit artikel passeren onderstaande bruggen de revue passeren.
1.    Nelson Mandelabrug te Alkmaar, waar het gebruik van een VVK-val is toegepast.
2.    Zaanbrug te Wormer, een ontwerp van een moderne ophaalbrug in een omgeving met veel industrieel erfgoed.
3.    Kloosterbrug in Assen, een staartbrug met als voordeel dat geen diepe en dure basculekelder nodig is. De vereiste transparantie ontstaat vanzelf als de brug opent: door het hoge en wat naar achteren geplaatste contragewicht maakt het dek een scheppende beweging naar boven en ontstaat er een vier meter hoge doorkijk die het uitzicht naar de overkant omlijst.
4.     Rekervlotbrug over het Noord-Hollands kanaal ter hoogte van Geestmerambacht en Bergen. Soms kan innovatie voortkomen uit oude principes. De vlotbrug blijft dicht tegen de waterlijn aan:het fietspad zakt zelfs naar beneden ten opzichte van het dijkniveau. Zo kunnen de bewoners nog steeds genieten van een onbelemmerd uitzicht op de open polder richting Bergen
5.    Ontwerp Sint Jorisbrug Delft door TU-studenten die de minor Integrated Infrastructural Design volgen. Op een ingenieuze wijze wordt het val in een vloeiende beweging rechtstandig opgetild en tegelijkertijd naar achteren bewogen. De beweging is uitgebalanceerd achter de draaipijler en de synchronisatie van heffen en kantelen wordt verzorgd door hydraulische cilinder ter plekke van een tweede scharnierpunt halverwege het val.

Qingshuihe Bridge in China

Een adembenemend beeld van de aanleg van de Qingshuihe brug in China. De 2171 meter lange hangbrug is op 31 december 2015 opengesteld en verbindt de steden Guiyang en Weng'An met elkaar.

• Veel forenzen zullen opgelucht adem hebben gehaald: moesten ze in de oude situatie 160 kilometer reizen, na de komst van de brug is dat nog maar 38 kilometer;
• De bouw kostte 220 miljoen euro en duurde slechts drie jaar;
• Daartoe moesten de bouwteams wel zeven dagen per week in ploegendiensten doorwerken en ook een vakantie was er niet bij;
• Bij de openstelling was het de hoogste hangbrug van Quizhou en de op twee na hoogste hangbrug ter wereld;
• Een hangbrug is een brug die is opgebouwd uit twee hoge pijlers of pylonen waartussen een dikke kabel is gespannen;
• Ook Europa kent spectaculaire hangbruggen zoals de Grote Beltbrug in Denemarken;
• Ongeveer de helft van alle Europese hangbruggen bevindt zich in Noorwegen;
• In Nederland zijn (nog) geen hangbruggen gebouwd;
• Vanwege de draagkabels worden gigantische krachten op de landhoofden uitgeoefend;
• Doordat de draagkracht van de Nederlandse bodem niet erg groot is, zijn deze landhoofden erg kostbaar;
• De bekendste hangbrug is ongetwijfeld de Golden Gate in San Franciso;
• De Rotterdamse Eramusbrug wordt soms ten onrechte voor hangbrug aangezien; dit is echter een tuibrug of (tui)kabelbrug;
• Nederland heeft zelfs een speciale bruggenstichting die zich inzet voor het behoud van erfgoed en kennis over bruggen uitdraagt.

Doordat lassen een nieuwe techniek werd in plaats van bouten hoefden de pijlers of pylonen minder breed te worden uitgevoerd. Hierdoor werden de hangbruggen in de loop van de tijd slanker.

De Millennium Bridge in Londen is ook een hangbrug, maar heeft de kabels zijdelings van de brug. Hierdoor hebben de voetgangers op de brug vrij zicht op de St Paul's Cathedral. Er was bij de oplevering een balansprobleem. De brug ging met teveel voetgangers zwiepen, doordat teveel voetgangers een zijdelingse beweging maakten. De eigenfrequentie (resonantie) van de brug kwam overeen met de frequentie van de voetgangers, waardoor de beweging werd versterkt. Als oplossing heeft het ontwerpteam een schokdemper tussen de afdracht van de belastingen naar de ondergrond geplaatst.

Bij de brug in Bilbao (Zubizuri) was een glazen brugdek aangebracht, die veel te glad was voor de voetgangers. Hier heeft de gemeente een zwarte mat over de glazen brugdek geplaatst. Het slipgetal moet onder de 180 zijn, maar het slipgetal kwam ruim boven de 200 uit.

Bij het bouwen van een hangbrug kan men de brugdelen vooruit schuiven door middel van een vijzelbalk (brug van Milau in Zuid-Frankrijk) of via de hangkabels van de brug de brugdelen vanaf het water optakelen (brug over de Severn in Engeland).