Integrale bruggen en geprefabriceerde oplossingen: de uitdaging van de vernieuwing van kunstwerken in Vlaanderen

Bruggen in studie in Vlaanderen - Bureau greisch

Onder de grote infrastructuurwerven in Vlaanderen vormt de vervanging van 42 verkeersbruggen een belangrijk onderdeel. Verspreid over de hele regio moeten deze verouderde bruggen worden afgebroken en vervangen. De Vlaamse Overheid Departement Mobiliteit & Openbare Werken heeft vooraf een classificatie uitgevoerd van de kunstwerken op haar grondgebied om te bepalen welke bruggen als meest urgent worden beschouwd, hetzij wegens een aanzienlijke aantasting, hetzij wegens een hoge gebruiksintensiteit. Snelwegviaducten, onderdoorgangen, bruggen over spoorlijnen en waterwegen: de locaties van deze kunstwerken zijn divers. Binnen dit project zijn zestien bruggen toevertrouwd aan bureau greisch, waarvan er momenteel negen in studie zijn. Dit geheel kan worden onderverdeeld in twee grote categorieën: meeroverspanningsbruggen en portaalbruggen met één overspanning.

Diversiteit van de kunstwerken en beperkte impact op het verkeer

De bouwheer wenst de impact van de werken op het autoverkeer tot een minimum te beperken. In het geval van de portaalbruggen zijn twee configuraties mogelijk.

Wanneer de situatie het toelaat, worden de kunstwerken ter plaatse geprefabriceerd, langs de autosnelweg. De nieuwe funderingen worden uitgevoerd terwijl het bestaande kunstwerk behouden blijft. Tijdens een weekendoperatie wordt het verkeer op de autosnelweg onderbroken: de bestaande portaalbrug wordt dan afgebroken en vervangen door de nieuwe portaalbrug, die wordt verplaatst en gepositioneerd met behulp van zelfrijdende modulaire transporters (SPMT of Kamag). In het andere geval wordt, zodra de voorbereidende werken zijn uitgevoerd, het verkeer omgeleid over één helft van de bestaande brug die in dienst blijft. De andere helft wordt afgebroken en herbouwd. Het verkeer wordt vervolgens verlegd naar het nieuwe gedeelte en het tweede gedeelte wordt op dezelfde manier vervangen.

De relatieve standaardisatie van deze portaalbruggen maakt een efficiënte studie mogelijk: het bureau baseert zich op de reeds bestudeerde kunstwerken om de andere te ontwerpen, waarbij de oplossing wordt aangepast aan de lokale geotechnische omstandigheden, de uitvoeringswijze en de uitvoeringsbeperkingen die door de aannemer worden gevraagd.

De kunstwerken met grotere overspanningen (> 20 m) zijn van het type meeroverspanningsbrug en volledige prefabricatie werd niet weerhouden. De bruggen worden dus ter plaatse uitgevoerd en hebben ofwel een volledig gewapendbetonnen structuur (voorgespannen platen), ofwel een gemengde structuur bestaande uit stalen kokerliggers en een betonnen brugdek. Structurele onderhoudswerken, zoals de vervanging van de wegverharding, zullen baat hebben bij de nieuwe configuraties die worden voorzien. De breedte van de brug zal het immers mogelijk maken de vier rijstroken naar één zijde om te leiden, zonder schrapping van rijstroken en zonder lange omleidingen in te stellen.

Naast de standaardisatie steunt bureau greisch op de kennis die werd verworven voor kunstwerken zoals de verbreding van het viaduct van Cheratte, de passerelle Saint-Denis in Parijs of de brug van Lommersweiler.

Integraal meerveldsbrug - Bureau greisch

Integrale bruggen, duurzaamheid en technische uitdagingen

Een andere wens van de bouwheer is het beperken van het onderhoud en het maximaliseren van de duurzaamheid van de nieuwe constructies. Met uitzondering van de brug van Ingelmunster, die semi-integraal is omdat zij oplegtoestellen bevat, zijn de bruggen integraal. Het brugdek en de kolommen worden monolithisch uitgevoerd, zonder voeg of oplegging. Deze configuratie vermijdt het gebruik van oplegtoestellen, die aan een grotere slijtage onderhevig zijn. Ze veroorzaakt echter bijkomende krachten in de kolommen, waarmee in de studies rekening moet worden gehouden. Bovendien zijn integrale bruggen gevoelig voor zettingen. Studies naar de stabilisatie van taluds en naar de fasering zijn daarom noodzakelijk. Een ander aspect maakt het geheel complexer: de beperkte dikte van het brugdek in vergelijking met de oorspronkelijke bruggen. De vrije doorrijhoogtes zijn immers groter dan bij de initiële bouw, terwijl het uiteindelijke lengteprofiel van het rijvlak ongewijzigd blijft. Voor deze kunstwerken steunt bureau greisch op zijn expertise inzake integrale bruggen, zoals de Y-brug “OA583” in Gasperich of de metalen voetgangersbrug van Ampsin.

Integraal meerveldsbrug over een kanaal - Bureau greisch

Bijzondere gevallen: twee kunstwerken over kanalen

Twee bruggen onderscheiden zich doordat ze het kanaal Roeselare-Leie in Ingelmunster en het afleidingskanaal van Nevele overspannen. Naast de standaardstudies voor deze kunstwerken zijn ook pijlerbeschermingen voorzien. Die beschermen de structuur tegen mogelijke aanvaringen door schepen. Ook de kaaimuren worden bestudeerd. Deze twee kunstwerken zijn meeroverspanningsbruggen met stalen kokers. Op deze staalconstructie wordt een betonnen brugdek geplaatst. Ook tussen deze twee kunstwerken wordt standaardisatie nagestreefd.

Het PPS-model: een efficiënte publiek-private samenwerking

Voor het programma “OverBruggen” heeft het Vlaamse Gewest gekozen voor een publiek-private samenwerking (PPS) van het DBFM-type. Het gaat om een samenwerking tussen de publieke overheid en een private partner, binnen het kader van één enkel contract voor het ontwerp, de bouw, de financiering en het onderhoud van de infrastructuur. Het aldus aangeduide consortium van private ondernemingen beschikt over de nodige capaciteiten om alle betrokken bruggen te vernieuwen, te renoveren of te moderniseren.

In een DBFM-contract staat de private partner in voor de financiering van het kunstwerk en blijft hij verantwoordelijk voor het onderhoud en de prestaties ervan gedurende een bepaalde periode na de ingebruikname. De publieke overheid vergoedt vervolgens de partner via betalingen gespreid over de looptijd van het contract, doorgaans in de vorm van een beschikbaarheidsvergoeding die afhankelijk is van het naleven van de verwachte prestaties. Dit mechanisme maakt het mogelijk de financiële last in de tijd te spreiden, terwijl een belangrijk deel van de ontwerp-, bouw-, financierings- en onderhoudsrisico’s aan de private partner wordt overgedragen.

Het gebruik van een DBFM-contract is bijzonder relevant voor grootschalige infrastructuurprogramma’s die aanzienlijke investeringen vereisen en een langetermijnvisie op de levenscyclus van de kunstwerken vergen, zoals het project “OverBruggen”.

Deze keuze biedt verschillende voordelen:

Grootschalige renovatie- of vernieuwingsprojecten zijn gemakkelijker aan te sturen dankzij een gecentraliseerde verantwoordelijkheid.
De Vlaamse overheid en private ondernemingen kunnen hun expertise, technische capaciteiten en financiële middelen bundelen.
De risico’s worden beter verdeeld tussen de partijen.
De exploitatie- en onderhoudskosten worden vanaf de ontwerpfase in aanmerking genomen, wat een benadering op basis van de globale levenscycluskost bevordert. De kwaliteit van het kunstwerk op lange termijn wordt daardoor versterkt.
De uitvoering van de werken verloopt efficiënter en sneller dankzij een betere coördinatie tussen de verschillende projectfasen.

De projectactoren

Bouwheer: Vlaamse Overheid Departement Mobiliteit & Openbare Werken – Afdeling Expertise Beton en Staal (EBS)
Architect – Infra: T.V. Bruggenbouwer (Arcadis-SBE) + IPV Delft
Aannemer: Brugfabriek: T.V. Jan de Nul + Willemen
Studiebureau: Bureau greisch – Sweco