Geprefabriceerde bruggen van bij ons en elders

Geprefabriceerde bruggen van bij ons en elders
 
In de novembereditie van Beton ( nr 188 - 2006) toonde ir. H. Detandt, directeur Burgerlijke Bouwkunde bij Tuc Rail, op magistrale wijze aan hoe moeilijk prefabbeton nog weg te denken is bij het ontwerp en de realisatie van spoorinfrastructuren (bruggen voor TGV en GEN, verbredingen in uitgraving en ophoging, saneringswerken…).
Het huidige artikel  iIllustreert het aandeel van prefabelementen in een aantal brugconstructies in België en in het buitenland.
 
De toekomst voor kunstwerken ligt bij « industriële bouw », vooral in landen met een dicht wegen-, spoorwegen- en waterwegennet.
Het toepassen van balken en platen van prefabbeton in gebouwen en in de bruggenbouw biedt zeer grote voordelen. Het komt niet alleen de uitvoeringstermijn op de bouwplaats maar ook de kwaliteit ten goede. De balken worden - los van de bouwplaatswerkzaamheden - in de fabriek geproduceerd : er is dus geen oponthoud en evenmin hinder op de bouwplaats; de  productie in de fabriek gebeurt in optimale omstandigheden en wordt streng gecontroleerd; druksterktes van  60 MPa worden dagelijks gehaald en in bepaalde specifieke gevallen zelfs tot 180 MPa (na 28 dagen).
 
Deze waarden liggen beduidend hoger dan bij gewoon ter plaatse gestort beton en een benaming als « hoogtechnologisch industrieel beton » ware dan ook logischer dan «geprefabriceerd beton», meent Guy Rigot van de firma RONVEAUX, die de hardnekkige pejoratieve connotatie van ‘prefab’ betreurt.
Liggers voor bruggen en gebouwen met een overspanning van 60 m en een gewicht tot 230 ton zijn in de Benelux geen zeldzaamheid. Het - tot dusver onverbeterd - record blijft de productie in Ciney van 250 ton zware liggers met een lengte van 75 m.
 
LiggerTypes
 
Wij staan hier even stil bij de drie liggertypes die de prefabrikanten courant vervaardigen voor bouwkunstwerken.
 
Plaatliggers
 
Een plaatligger biedt een technische oplossing voor kleine overspanningen (tot 30 m).
 
De plaatsing van de plaatliggers tegen elkaar biedt het voordeel dat het bovenliggende wegdek minder afwerking behoeft. Tegelijkertijd verhoogt zij de inertie in eerste fase en zodoende ook de voorspancapaciteit van het element.
 
Plaatliggers zijn al vaak met succes toegepast. Enkele veelzeggende referenties :
  • het viaduct van Profondeville : 296 voorgespannen tegen elkaar geplaatste plaatliggers van 24m;
  • het viaduct van Ath : 100 Flexstress*-plaatliggers van 25 m ;
  • een groot aantal plaatliggers welke door de Belgische nationale spoorwegmaatschappij voor de TGV-lijnen ontworpen werden.

Standaardliggers

Deze liggers met over het algemeen een I- of U-vorming profiel, worden hoofdzakelijk gebruikt voor middelgrote overspanningen (boven 30m); zij zijn zeer geschikt voor wegbruggen, ook omdat de plaatsingstijd bij deze elementen kort en de draagkracht (H=L/20) groot is. 
 
Indrukwekkend is overigens de wijze waarop deze elementen vervoerd en geplaatst worden. Die opdracht vergt van elk van de betrokken partijen een maximale inzet van hun knowhow.
Grote aantallen van deze liggers zijn in de volgende drie projecten verwerkt :
  • Brug van Argentan (Normandië)
 
Dankzij de eigen spooraansluiting van de prefabrikant konden de 108 liggers van 32 m voor de bruggen over de A88 in Argentan per spoor vanuit Ciney (Condroz) naar Alençon (Normandië) vervoerd en vervolgens van daaruit per wegtransport naar hun bestemming gebracht worden.
De film van dit fabelachtig transport kunt u hieronder bekijken.
  • TGV-viaducten in Herve
 
Voor de viaducten voor de TGV-lijn naar Keulen werden in totaal 212 megaliggers besteld bij twee Belgische fabrikanten (48 bij Ergon in Lier en 164 bij Ronveaux in Ciney).
De 164 liggers, waaronder enkele tot230 ton, vertrokken per uitzonderlijk nachttransport vanuit Ciney; voor dit specifieke transportwaren er160 draagwielen per ligger nodig.
  •  GEN-brug in Watermaal
 
De vier liggers voor de brug van het Gewestelijk Express Net (GEN) in Watermaal zijn ongewoon, zowel quavorm (aan het uiteinde hebben zij aan de onderkant een hiel) als door hun hoogte (2,70 m). Ze worden voorlopig naast de uiteindelijke bestemming geplaatst en de volledig gemonteerde brug wordt nadien zijdelings verschoven tot op haar definitieve plaats. Op die manier blijft de onderbreking van het spoorverkeer zo kort mogelijk. De lengte van de liggers varieert tussen 23 en 33,5 m.
 
De trogbrug
 
Het concept van dit element is veel completer dan een gewone ligger. Het gaat hier namelijk om een ‘kant-en-klare’ brug: de toestellen welke de trogbrugelementen vervoeren kunnen er onmiddellijk overrijden om het volgende element te plaatsen, zodat het verkeer op de begane grond niet wordt gehinderd.Vandaar dat deze elementen aanbevolen worden voor viaducten in een stedelijke omgeving. Bij de bouw van de TGV-lijnen in de omgeving van Brussel is er dan ook op grote schaal gebruik van gemaakt
 
Procédés
 
Voor de realisatie van bovengenoemde drie liggertypes (plaatligger, I- en U-ligger, en trogbrug®), worden de volgende vier technieken met toenemende performances toegepast.
De hierna genoemde verhouding L/H stelt de slankheidsgraad voor, d.i. de mogelijke overspanning in functie van de hoogte.
  • Gewapend beton L/H  = ~ 15
  • Spanbeton met voorgerekt staal L/H = ~ 20
  • Voorgebogen beton*L/H  = ~ 28. Bij voorbuiging wordt de gebogen metalen ligger naar beneden gedrukt voordat hij wordt ingebetonneerd.
*Voorbuiging (Lipsky 1951) is een alternatieve wijze van voorspanning van het beton aan de onderkant van een ligger, waarbij men een metalen ligger door uitwendige krachten vervormt voordat hij ingebetonneerd wordt. De Belgische nationale spoorwegmaatschappij gebruikt dit procédé omwille van de uitzonderlijk grote vermoeiingsweerstand.
  • Flexstress-beton :de combinatie van beide voornoemde procédés met daarbovenop nog de Turbo-voorbuiging en een voorlopige tegenvoorspanning om tot een verhoudingL/H = ~ 35 te komen.
Bij Turbo-voorbuiging wordt de metalen balk voorgespannen voordat hij wordt ingebetonneerd; bij tijdelijke tegenvoorspanning wordt het bovenste deel van de ligger tijdelijk voorgespannen om uiteindelijk een grotere voorspanning te bereiken in het onderste deel. Deze tijdelijke tegenvoorspanning wordt achteraf weggenomen.
 
Al deze procédés en systemen worden toegepast in een van de fabrieken van de groep Ronveaux (2 in België, 2 in Frankrijk, 3 in Viëtnam) en bij de licentiehouders van de groep.
 
De technische vooruitgang die bij de kunstwerken wordt geboekt komt ook de constructie van gebouwen ten goede; met behulp van zeer draagkrachtige pijlers, Mixstress-liggers (gemengde voorgespannen liggers) en de Co-floor-vloerplaat (vloeren zonder stutten) kunnen aldus in recordtijd uitzonderlijke bouwhoogtes gerealiseerd worden.
 
Bij industrieel vervaardigd beton is prestatie een inherente ingesteldheid
 
Guy RIGOT, beheerder-directeur RonveauxConstruction
 
Prefabelementen : RONVEAUX S.A., B- 5590 Ciney ; www.ronveaux.com