Verkeersbrug Witte Paarden, Witte Paarden (Ov.)

Ter hoogte van de buurtgemeenschap Witte Paarden bij Steenwijk heeft de 150-jarige verkeersbrug over het spoor plaats gemaakt voor een nieuwe brug met een nieuw vezelversterkt kunststof rijdek op ‘tweedehands’ stalen hoofdliggers.

Al anderhalve eeuw is verkeersbrug Witte Paarden van grote betekenis voor tractoren en andere landbouwvoertuigen die het spoortraject Meppel–Leeuwarden over moeten. Sinds begin 2023 kan dat via een nieuwe brug van staal en kunststof. De oude (stalen) brug uit 1868 was dringend aan vervanging toe, omdat de brug niet was berekend op de hedendaagse, hogere belastingen en corrosieschade vertoonde. De bestaande stalen portalen, gebruikt als tussensteunpunten naast de sporen, zouden een eventuele aanrijding door een trein niet kunnen weerstaan. Een nieuwe brug, betrouwbaar en zonder lastbeperkingen, was daarom geboden.

Hergebruik met meerdere opbrengsten

Voor de nieuwe brug rekende opdrachtgever ProRail op een bouwtijd van drie tot vier jaar. Daarop reageerde Dura Vermeer met een voorstel om te bouwen met bestaande stalen liggers en de spoorgerelateerde bouwwerkzaamheden uit te voeren tijdens reguliere onderhoudsnachten. Dit concept is in bouwteamverband uitgewerkt tot een DO met uitvoeringsplan, met een aanmerkelijke kortere bouwtijd, zonder hinder voor het treinverkeer, binnen het beschikbare bouwbudget, en met lagere Life Cycle Costs en een kleinere CO₂-footprint.

Het constructief ontwerp, door Wagemaker Rosmalen, omvat een stalen hoofddraagconstructie en een composiet rijdek van vinylester kunsthars, versterkt met glasvezels. Het brugdek rust op landhoofden van in het werk gestort beton, die op hun beurt via geogrids afsteunen op prefab betonwanden langs en op afstand van de sporen.

Het rijdek heeft een lengte van ruim 19 m en een effectieve breedte van bijna 5,5 m breed en wordt gedragen door een viertal stalen hoofdliggers die hun stabiliteit ontlenen aan stalen vakwerken en schoren. Voor de hoofdliggers zijn bestaande HEB 900-liggers hergebruikt. Aan de boven- en onderzijde zijn de liggers versterkt met stalen strippen.

In goede conditie

De oude staalprofielen waren slechts twee jaar oud en niet blootgesteld aan significante variatie in belasting. Ze vertoonden dan ook geen vermoeiingsschade.

Bij het constructief ontwerp is besloten om het rijdek niet te laten bijdragen aan het draagvermogen van de liggers. Hiervoor voegt het composiet rijdek te weinig materiaal toe aan de doorsnede en bezit ’t een te geringe stijfheid. Constructieve samenwerking tussen stalen liggers en composiet rijdek zou resulteren in een complexe en tijdrovende engineering en zware verbindingen. Nu zijn de verbindingen zó uitgevoerd dat remkrachten en andere horizontale belastingen op het rijdek wel aan de hoofdliggers worden afgedragen, maar dat beide componenten, onder invloed van bijvoorbeeld temperatuurverschillen, onafhankelijk van elkaar kunnen vervormen.

Van bouwkuip naar brug

De staalprofielen zijn ‘geoogst’ uit een tijdelijke kopschot van de bouwkuip voor de nieuwe zeesluis in IJmuiden. Na inkoop (bij Swanenberg in Heusden) heeft Buiting Staalbouw de conditie van de profielen eerst visueel beoordeeld.

Na levering zijn de liggers uitgebreid onderzocht op microscheuren. Scheurtjes zijn ontdekt ter plaatse van kettinglasjes, uitgeslepen, voorverwarmd, opgelast, glad geslepen en daarnaar weer penetrant onderzocht.

Vanwege de onzekere relatie tussen het beschikbare materiaalcertificaat en de toe te passen, genummerde liggers is na overleg met de opdrachtgever nieuw materiaalonderzoek verricht. In het laboratorium zijn monsters van de liggers bestudeerd op chemische samenstelling, kerfslagwaarde en vloei- en breukgrens. De liggers bleken aan de vigerende normen te voldoen.

Vóór fabricage zijn de bestaande liggers gestraald en gereinigd. Van een vijftal HEB-900 profielen, elk 16,95 m lang, zijn daarna vier hoofdliggers samengesteld met de gevraagde lengte van 19,8 m. Daarbij is elke hoofdligger, op zo’n 3 m van de kop, voorzien een stompe las.

In ‘no time’

Binnen slechts vijf maanden is de bovenleiding aangepast, de oude brug weggehaald en de nieuwe brug op zijn plek gezet. Het rijdek was al in de fabriek op de staalconstructie gemonteerd. Dit geheel is in één onderhoudsnacht met behulp van een 700-tons kraan boven het spoor gelegd en daarna vastgezet. Het leeuwendeel van de leuningen en de gaasramen is in het werk aangebracht.

Met de vervangingsoperatie is in totaal, netto 14 maanden aan ontwerp- en bouwtijd gemoeid geweest. Dat zo’n kort tijdsbestek geen belemmering is voor duurzaam materiaalgebruik, bewijst dit project. De inzet van een lichtgewicht rijdek in combinatie met lichtgewicht staalconstructie, waarvan een substantieel deel het resultaat van direct hergebruik, zorgt bovendien voor een significante verkleining van de CO₂-voetafdruk van de verkeersbrug.