VSH Turòa nad Bodvou - Nemetschek Scia

Inleiding
De zuidelijke randweg is een nieuwe ontsluitingsweg van Zaanstad
langs het Noordzeekanaal en loopt door het winkelgebied
en bedrijventerrein Zuiderhout te Zaandam. Door de ligging van
de zuidelijke randweg wordt het gebied als het ware in tweeën
gedeeld.
Om voor de voetgangers een veilige en snelle oversteek te kunnen
realiseren is er door de gemeente Zaanstad gekozen voor een
voetgangersbrug over de zuidelijke randweg.
De brug is op verzoek van de gemeente ‘familie’ van de busbrug
over de Thorbeckelaan en de Westzanerpolderbrug in Hoogtij,
welke beide door Royal Haskoning ontworpen zijn en tevens een
markant zichtpunt zijn in de omgeving van Zaanstad.
Ontwerp
Doordat de twee eerder genoemde bruggen uitgevoerd zijn als
boogbrug was de keuze voor een boog eenvoudig. Een enkele
boog voldoet voor een voetgangersbrug. Het brugdek krult om
de boog en wordt voortgezet in de flauwe trappartijen die bijna
haaks op het brugdek staan. Aan beide zijden van de weg is er
net genoeg ruimte voor de betonnen steunpunten die in het
verlengde van de boog staan. De ruimtelijkheid van de brug wordt
benadrukt door de trappen en de schuine steunpunten.
Het gekromde brugdek heeft tussen de steunpunten een overspanning
van 32 m. Na de steunpunten loopt het brugdek over een stuk
van circa 6 m door waarna deze over gaat in de toegangstrappen.
Het profiel van vrije ruimte onder het brugdek ten behoeve van de
zuidelijke randweg bedraagt 4,70 m.
De schuin weglopende boog van de brug bestaat uit een buisprofiel
met een diameter van 457 mm. Het brugdek dat zowel horizontaal
als verticaal is gebogen, is opgebouwd uit twee buizen
van verschillende diameters. De grote buis heeft een diameter
van 457 mm en vormt tevens de koppeling tussen het dek en de
boog. De kleinere buis heeft een diameter van 324 mm. De buizen
worden aan elkaar gekoppeld door middel van dwarsverstijvingen
en een onder en bovendekplaat. Beide dekplaten zijn voorzien van
twee verstijvingsribben die de vervormingen ten gevolge van plooi
tegengaan.
De boog van de brug wordt door middel van trekstaven, ook wel
de ‘vinnen’ genoemd, aan de grote buis van het brugdek gekoppeld.
Deze vinnen hebben een driehoekig profiel met een verlopende
hoogte van 350 mm ter plaatse van de boog naar 440 mm
ter plaatse van de aansluiting met het dek.
De toegangstrappen overbruggen een hoogte van iets meer dan
4 m. De draagconstructie van de trappen bestaat uit buizen met
een diameter van 324 mm. Voor de voetgangers is een extra rustpunt
gecreëerd in de vorm van een plateau. Ter plaatse van dit
plateau wordt de trapconstructie door drie buizen ondersteund
die voor de trappen de benodigde stijfheid verzorgen.
De schuine uitvoering van de boog heeft een postitieve invloed op
de doorbuiging van het dek. De boog heeft de neiging door het
eigen gewicht als het ware om te vallen waardoor de doorbuiging
van het dek wordt gereduceerd.
Om de torsie van het dek te kunnen opvangen wordt het dek ter
plaatse van het betonnen steunpunt voorzien van een tweede
oplegpunt. Het tweede oplegpunt wordt gerealiseerd door een
stalen buis die onderdeel uitmaakt van het betonnen steunpunt.
De stalen buis wordt gekoppeld aan de kleinere buis van het dek.
Technische gegevens van het project
Projectnaam: Voetgangersbrug Zaanstad
Opdrachtgever: Gemeente Zaanstad
Locatie: Zaandam
Constructeur: Royal Haskoning, Amsterdam
Architect: Royal Haskoning, Amsterdam
Uitvoering: 2007-2008
Hoofdoverspanning: 32 m
Vrije onderdoorgang: 4.70m
Totale hoogte constructie: circa 12 m.
Gewicht (staal): circa 70 ton
SCIA•ESA PT
Voor de berekening is gebruik gemaakt van SCIA•ESA PT 6.0.166;
gebruikte modules:
• Grafische doorsnede
• Dynamica raamwerken
• Dynamica (eigenfrequentie) oppervlakken
• 3D-schaal
• Intersectie
Modellering
Om een goede inschatting te maken van de hoofdafmetingen is de
brug in het voorontwerp uitgezet in een 3D – staafmodel. Hieruit
volgde dat niet alle effecten konden worden meegenomen en het
daarmee noodzakelijk was om het dek van de brug als plaatmodel
in SCIA•ESA PT in te voeren.
Het ging hier met name om het bepalen van de exacte doorbuiging
en het bepalen van de eigenfrequentie van de brug.
Het invoeren van het dek kostte door de gebogen vorm van het
dek veel tijd. De gebogen vorm van het dek is verkregen door het
uitzetten van een systeemlijn in SCIA•ESA PT.
Door de lijn op te delen in de h.o.h. afstand van de dwarsdragers
van het dek, konden de dwarsdragers over deze lijn worden
uitgezet. De buizen en de dekplaten van het dek zijn vervolgens
tussen de dwarsdragers ingevoerd.
Voetgangersbrug Zaanstad
Omdat ervoor gekozen is enkel het dek in te voeren als plaatmodel
was het noodzakelijk de verbindingen tussen de staaf- en plaatelementen
goed te modelleren. Uit de berekening volgde al snel
dat een niet goede aansluiting tussen de elementen aanzienlijke
gevolgen had voor de krachtswerking in de brug en de samenwerking
tussen de onderdelen.
Afgezien van het feit dat het modelleren van de brug veel tijd heeft
gekost is het werken in 3D met SCIA•ESA PT wel als gebruiksvriendelijk
ervaren. Vooral het importeren van in Autocad gemaakte
doorsneden werkt erg gemakkelijk.
93