Vervanging van historische spoorbruggen aan de Oostertoegang Amsterdam

ProRail heeft de ambitie om de verouderde spoorinfrastructuur in Nederland te vernieuwen en te verbeteren. In lijn met deze visie worden in de komende vijf jaar aan de oostzijde van Amsterdam Centraal Station vier stalen en een betonnen spoorbrug vervangen. Deze vijf bruggen, waarvan er vier meer dan honderd jaar oud zijn, vormen een belangrijk onderdeel van het spoornetwerk dat Amsterdam met de rest van Nederland verbindt. De verbouwing van het station en aanpassing van de infrastructuur zijn nodig om in 2030 meer treinen te kunnen laten rijden en de reizigersgroei te kunnen opvangen.

Vanaf 2024 wordt elk jaar één spoorbrug vervangen, een noodzakelijke stap door de veroudering van de huidige bruggen en de behoefte aan uitbreiding van de perrons. Iv werkt samen met Dura Vermeer, Hollandia, Takke Breukelen, Sterk, CRUX en Mammoet aan het project de Oostertoegang Amsterdam. Iv is in opdracht van Dura Vermeer verantwoordelijk voor het integrale ontwerp van de vijf spoorbruggen.

Een nieuw ontwerp voor de bruggen

Vier van de vijf bruggen krijgen volledig nieuwe pijlers, landhoofden en funderingen. Voor de vijfde brug wordt het bestaande landhoofd behouden, wat een specifieke uitdaging aan het project toevoegt. Elke brug bestaat uit drie overspanningen op betonnen pijlers en landhoofden. Iv heeft het tenderontwerp van de stalen bruggen en de ondersteunende structuren uitgewerkt tot het definitief ontwerp. Na het definitief ontwerp is Iv betrokken bij de fabricage en installatie van de stalen bruggen.

Hoewel de brugdelen gelijkvormig zijn, zijn ze niet 100% identiek. Dit vereist een nauwkeurig en efficiënt ontwerpproces. Door het (deels) automatiseren van de rekenkundige analyses en het optimaliseren van modelleer- en tekenwerk, kan Iv het ontwerp van deze bruggen met minimale ontwerpwerkzaamheden voltooien zonder de kosten te verhogen. Door de rekenkundige analyses te automatiseren konden ook de wensen en voorkeuren van de aannemer eenvoudig worden getoetst op haalbaarheid. Rekenkundig heeft Iv aangetoond dat de bruggen gedragen kunnen worden door de fundering en dat de stalen bruggen voldoen aan alle eisen.   

Bij spoorprojecten zijn er harde fysieke randvoorwaarden die volgen uit een veilige spoorpassage. Een vaste hoogte van de spoorrails is noodzakelijk, deze volgt uit de aansluitende baanlichamen en kunstwerken. Ook de daaruit volgende hoogte van de perrons is essentieel, om het in- en uitstappen van treinpassagiers op een veilige manier te faciliteren. Daarnaast gelden er beperkingen uit onderdoorgaande elementen zoals trambanen en wegen. Al deze aspecten zijn meegenomen in het ontwerp om een functioneel gebruik mogelijk te maken. 

Wat komt er allemaal kijken bij het vervangen van bestaande spoorbruggen?

Het vervangingsproject van de historische spoorbruggen brengt diverse unieke uitdagingen met zich mee. De onderbouw speelt een cruciale rol, met name door het gebruik van bestaand stampbeton. Dit oude beton geeft onzekerheden in de samenhang en stijfheid. De onzekerheden zijn in het ontwerp geïmplementeerd door rekening te houden met de boven- en ondergrenzen van de eigenschappen (sterkte en stijfheid) van het stampbeton. Daarnaast was de langskrachtenanalyse een belangrijk onderdeel van het ontwerp. Deze analyse garandeert niet alleen de veiligheid, maar dient ook als ontwerptool om de steunpunten te optimaliseren. Met deze aanpak is het aantal benodigde palen gereduceerd, wat zowel kosten bespaart als de duurzaamheid van het project verbetert.

Een andere bijzondere uitdaging bij deze vervangingsopgave betreft brug 5, waar gebruik wordt gemaakt van de bestaande landhoofden en funderingen. Deze zijn oorspronkelijk ontworpen volgens de normen van begin jaren 90, die verschillen van de huidige Eurocodes. Om te verzekeren dat deze bestaande delen de nieuwe belastingen kunnen dragen, voerde Iv eerst een archiefonderzoek uit met oude tekeningen en berekeningen. Vervolgens zijn deze gemodelleerd om te beoordelen of de bestaande onderbouw sterk genoeg is om de vernieuwde brug veilig te ondersteunen.

Daarnaast ontstonden er technische uitdagingen zoals het strikt naleven van de contractuele eisen over de toegestane boorzones in de bestaande constructie. Samen met de opdrachtgever is gekeken naar de mogelijkheden binnen de gestelde eisen om zo tot een optimaal ontwerp te komen. Bovendien brengt het boren door de oude betonnen constructie aanzienlijke veiligheidsrisico’s en uitdagingen met zich mee.

De planning van de werkzaamheden vormde ook een uitdaging. De beschikbaarheid van treinvakken wordt vaak al twee jaar van tevoren vastgelegd. Dit betekent dat de timing van grote werkzaamheden, zoals het plaatsen van een brug, ver van tevoren bepaald is en de planning strikt gevolgd moet worden. Dit werd een uitdaging toen de oorspronkelijke staalaannemer failliet ging. Plotseling moest het team een vervanger vinden en het ontwerp aanpassen.

Tot slot moet er in de drukke omgeving van Amsterdam Centraal Station rekening worden gehouden met de verschillende verkeersbewegingen, waaronder treinverkeer, openbaar vervoer, automobilisten, fietsers en voetgangers. Om hinder te beperken wordt zoveel mogelijk boven het water gewerkt of via het water vervoerd.

Creatief en innovatief

Een van de kernaspecten die het project rond de renovatie van de spoorbruggen bij Amsterdam Centraal uniek maken, is de manier waarop de uitdagingen het team aansporen om creatief en innovatief te blijven. “De technische uitdagingen zijn precies de reden waarom we dit werk doen; ze maken ons beter en houden ons scherp”, vertelt Martijn Roverts, hoofdconstructeur bij Iv.

“Wat ik met name zo leuk vind aan dit project, is onze gezamenlijke werkdag elke woensdag in Amsterdam. Het is een dynamische dag waarbij uitvoerende partijen, de ontwerpmanager en collega’s van zowel Iv als Dura Vermeer samenkomen”, vertelt Martijn. ”Deze dagen zijn enorm waardevol. Deze manier van werken, waarbij intensieve samenwerking en coördinatie tussen verschillende disciplines nodig is, zou ik zeker aanraden voor toekomstige projecten.” Zijn woorden onderstrepen niet alleen het belang van technische expertise, maar ook het vermogen om als een team samen te werken en gezamenlijk naar oplossingen te zoeken.