Infra

Variantenstudie

Het bouwteam had als belangrijke opdracht te komen tot een passend ontwerp. De keuze was vrij, de opdracht wel maximale bijdrage aan alle doelstellingen en klanteisen.

Het bouwteam is aan de slag gegaan met de variantenstudie waarbij allerlei soorten bruggen de revue zijn gepasseerd. Van basculebrug tot aan hefbrug, van draaibrug tot aan klapbrug. Om afwegingen te kunnen maken, zijn eerst verschillende criteria bepaald zoals euro’s, omgeving, het percentage bio-based materiaal en impact van de variant op beheer en onderhoud .

De uitdaging van alle betrokken partijen in het Bouwteam was om niet alleen vanuit de eigen kennis en achtergrond te denken en af te wegen, maar juist vanuit integraliteit. Daar waar je zou kunnen kiezen voor de eenvoudigste variant vanuit industriële automatisering, laat je kansen liggen voor varianten die juist meer overspanning mogelijk maken. Na een eerste schifting is doorgegaan op een tweetal varianten, de basculebrug en de draaibrug.

Een belangrijk leerpunt

Op het moment dat je richtlijnen en kaders van derden (stakeholders), zoals de vaarwegbeheerder, niet als vast gegeven beschouwt, ontstaan nieuwe, innovatieve kansen. Door met elkaar (bouwteam en stakeholders) heel open en bijna blanco in gesprek te blijven en leken-vragen te blijven stellen, is vernieuwing ontstaan: een niet voor de hand liggende variant van een slanke draaibrug met een asymmetrisch ontwerp en een overspanning van 22 meter. Met oeverlijnen die niet zomaar conform de geldende normen zijn waardoor ook remmingwerk met een innovatieve en kostenbesparende variant ontstond.

Bij de draaibrug was de uitdaging de grens van de mogelijke lengte van de vrije overspanning en hoe het bio-based materiaal zich daarbij zal houden. De bio-based experts zijn daarin losgelaten en hebben samen met het onderwijs allerlei berekeningen en proeven gedaan. Uiteindelijk is de uitkomst hiervan een geweldig resultaat: 22 meter in plaats van de minimale 17 meter.

Uitzettingscoëfficiënten bio-based brug Ritsumasyl

De bio-based brug Ritsumasyl wordt gemaakt van vlasvezelepoxy composiet. Voor het goed blijven functioneren van de bio-based brug onder warme en koude omstandigheden is het van belang de uitzettingscoëfficiënten van het materiaal goed in kaart te brengen. Dit is gebeurd door metingen aan dit materiaal uit te voeren bij het Lucht- en ruimtevaart laboratorium van de TU Delft. De metingen zijn uitgevoerd aan een elementaire laag van het materiaal waaruit de laminaten van de brug worden opgebouwd. In een elementaire laag lopen de vlasvezels ingebed in de epoxy in één richting. Deze laag wordt aangeduid als UD-laag (UD = UniDirectioneel), zie figuur hieronder.

Door de oriëntatie van de vlasvezels ontstaat een groot verschil in uitzetting in de lengte- en breedterichting van een elementaire laag. De metingen van de uitzettingscoëfficiënten laten inderdaad een groot verschil in uitzetting zien.
De metingen geven bovendien aan dat het materiaal zich in vezelrichting anders gedraagt bij lage temperatuur dan bij hoge temperatuur. Bij lage temperatuur krimpt het materiaal harder, dan het bij hoge temperatuur uitzet. Dwars op de vezels is dit verschil er niet, maar blijkt het materiaal wel een grote uitzettingscoëfficiënt te hebben. In onderstaande tabel zijn de gemeten waarden samengevat.