Unieke stalen trogbrug draagt bij aan hoogfrequent spoor

Met het Programma Hoogfrequent Spoor Rijswijk – Delft maakt ProRail het spoor geschikt om meer treinen te laten rijden. Op het 5,8 kilometer lange traject zijn hiervoor tientallen aanpassingen nodig. Eén daarvan is de vervanging van een 100 jaar oude spoorbrug over de Kerstanjewetering, een stroompje op de grens van Rijswijk en Delft. De oude brug, die ruimte bood aan twee sporen, maakt plaats voor een brug die geschikt is voor vier sporen. De nieuwe constructie komt iets hoger te liggen dan z’n voorganger. Dit om de doorvaarhoogte voor recreatievaart op 1,80 meter te brengen. Daarnaast komen de rails op een ballastbed te liggen – terwijl in de oude situatie sprake was van een directe spoorstaafverbinding. Dit betekent eveneens een verhoging. Om deze verhoging mogelijk te maken én vanuit onderhoudsperspectief werd gekozen om de nieuwe brugconstructie volledig uit staal op te trekken.

De vier brugdelen zijn elk opgebouwd uit vijf staalplaten met een dikte van 10 centimeter voor de bodem en bovenflenzen met 50 mm dikke lijfplaten. Vervolgens zijn de vijf staalplaten aan elkaar gelast. Deze uitvoeringswijze zorgt voor een stijve en tegelijkertijd lichte constructie. De constructie heeft een geplande levensduur van 100 jaar. Het staal hiervoor werd geproduceerd bij Dillinger in Duitsland.

De lassen in de vier brugdelen vroegen in de voorbereiding om hoog specialistisch rekenwerk: vermoeiing is een grote risicofactor, zeker gezien het intensieve spoorverkeer. Via Ansys-engineering en simulatie-software zijn de belastingen waarmee de brug te maken krijgt tot op de staalvezel berekend. Hierdoor kon het ontwerp nauwkeurig gecheckt worden op spanningen, vervormingen en onderlinge krachtoverdracht tussen de staalelementen en de impact hiervan op de lassen. Eén van de uitdagingen was dat de brug ook als stempel dient tussen de nieuw aan te leggen landhoofden. Naast de op- en neerwaartse krachten, moest er gerekend worden met normaalkrachten. Voor elke las is er vervolgens een lasplan gemaakt. In de fabriek van CSM zijn de lassen - met lasrobots - onder poederdek gelast. Dit proces waarborgt een constante kwaliteit en heeft minder lasvoorbewerking en lasnabewerking nodig. Deze aanpak reduceert ook vervormingen door krimp.

De brugdelen, die elk 85 ton wegen, zijn binnen Ansys ook getoetst op hun gedrag tijdens het hijsen.

Belangrijk aandachtspunt in de constructie zijn de opleggingen – ontwikkeld door Maurer AG. Bij de bruggen zijn de vier opleggingen in de lengterichting gefixeerd: een oplossing die uniek is in Nederland. Ondanks de stempelwerkende functie van de brug zijn de vervangbare delen van de oplegging vervangbaar. De vier brugdelen zijn gecoat met een corrosiewerende laag. Hierbij gaat het om het zogenaamde Duplex-systeem van metalliseren Zn/Al 85/15 en drie lagen natlak. Onder het ballastbed is een bitumencoating aangebracht die flexibel blijft. Deze coating is afgedekt met rubberen matten ter bescherming en geluidsreductie. Ook de voorspanning van de landhoofden en de ontwikkeling van een aardingsplan door ons zusterbedrijf van der Heide behoorden tot de aandachtpunten.

In het weekend van 18 en 19 april 2021 zijn de landhoofden geplaatst en werden de eerste twee brugdelen – aan weerszijden van de oude brug - ingehesen en gemonteerd. Om de treinvrijeperiode (TVP) optimaal te benutten is er in de ontwerpfase tot in de details nagedacht over de volgorde van bouwen en de maatvoering. Ook is er een speciaal hijsplan ontwikkeld. Tijdens de plaatsing van de eerste twee brugdelen, ging het treinverkeer – in een aangepaste dienstregeling – gewoon door over de oude brug. Hiermee ondervond het treinverkeer minimale hinder tijdens de werkzaamheden. Telkens als er een trein passeerde, werden de hijswerkzaamheden stilgelegd. In het najaar van 2021 is de oude brug gesloopt en zijn vervolgens de laatste brugdelen geplaatst.  

De stalen trogbrug is één van de twintig kunstwerken op het verbrede spoortraject tussen Rijswijk en Delft Campus waarvoor Antea Group het ontwerp heeft verzorgd.