Tractebel-Engie modelleert vervanging Boudewijnbrug

Tractebel-Engie modelleert vervanging Boudewijnbrug

BIM-Georiënteerd model als krachtige bondgenoot

“Het ontwerp van de bestaande brug moest grondig worden bijgesteld, wat leidde tot een boeiend en intens ontwerpproces met de nodige hindernissen en technische uitdagingen”, vertelt Leen Meul, BIM-modelleur bij Tractebel-Engie, over de nieuwe Boudewijnbrug in de haven van Antwerpen. Bij het ontwerp werd gebruikgemaakt van een uitgebreid BIM-model waarin de modellen van alle betrokken partijen werden toegevoegd. Zo was de benodigde informatie altijd beschikbaar én konden de stakeholders makkelijk vanuit een gecoördineerd model het hele project bekijken.

Door de redactie

De voormalige Boudewijnbrug over het benedenhoofd van de Boudewijnsluis voldeed niet meer door de toename van de verkeersbelasting, de hogere intensiteit van het vrachtverkeer gecombineerd met het treinverkeer in de haven en de strengere eisen voor de gebruiker. In opdracht van ‘Maritieme Toegang’ heeft Tractebel-Engie – een van ‘s werelds grootste engineering- en consultancybedrijven – de nieuwe Boudewijnbrug ontworpen. Deze nieuwe brug is vijf meter breder dan de bestaande brug om ruimte te creëren voor een dubbelrichtingsfietspad. Het beweegbare deel van de brug bestaat uit een staalconstructie met een massa van 1600 ton – inclusief de diverse onderdelen als rolsegmenten, leuningen, spoorbakjes en beveiligingsconstructies – en een tegengewicht van 2250 ton.

Het beweegbare deel van de nieuwe Boudewijnbrug in de haven van Antwerpen bestaat uit een staalconstructie met een massa van 1600 ton en een tegengewicht van 2250 ton.

BIM in de ontwerpfase 
Bij het ontwerp van de brug waren veel disciplines nauw betrokken. Om tot een integraal ontwerp te komen, is het Tekla Structures-model ingezet als coördinatiemodel voor de diverse ontwerpende disciplines, zoals de stabiliteit bovenbouw en onderbouw, infrastructuur, elektromechanica, veiligheid en voor de stakeholders. Het model omvat ook opmetingen en planversies van de bestaande toestand in de omgeving van het sluiscomplex. De 2D- en 3D-modellen hiervan zijn vervolgens weer opgenomen in het Tekla Structures-model en daaruit werden de 2D-plannen, meetstaten en 3D-zichten gehaald voor de uitvoerder.

Meul: “Zo hebben we bijvoorbeeld bij de vormgeving van de gehele brug veel aandacht gespendeerd aan de bereikbaarheid van alle elektromechanica-onderdelen, zodat deze in open of gesloten toestand gemakkelijk geïnspecteerd, hersteld of vervangen kunnen worden. Ook de bereikbaarheid van alle lassen voor een regelmatige inspectie op vermoeiingsscheuren heeft een stempel gedrukt op het ontwerp. Daarnaast is de bestaande toestand als raakvlak opgenomen in het 3D-model als native objecten in LOD300, waaronder de sluiskolken en een wirwar van allerlei ondergrondse leidingen. De terreinopmetingen hebben we opgenomen in de vorm van 2D-onderleggers.”

Varianten uitwerken
Aan de hand van het opgebouwde model konden de geometrische (clash checks, ruimtebeslag) en functionele eisen (veiligheid, inspecteerbaarheid) worden afgestemd en konden verschillende varianten van brugtypes worden uitgewerkt. De nieuwe brug moet namelijk bestand zijn tegen intensief havenverkeer: containervervoer over de weg en per spoor. Daarnaast omvat de dwarsdoorsnede een ruime zone ingericht voor voetgangers en fietsers die geconcentreerd is aan één zijde van de brug. Voor het wegverkeer zijn twee rijstroken beschikbaar. Om de breedte van de brug te beperken zijn de sporen voor het treinverkeer verzonken ingewerkt in de rijweg en bijgevolg overrijdbaar voor het wegverkeer.
Meul: “Tijdens een voorafgaande haalbaarheidsstudie werkten we verschillende typen beweegbare bruggen uit die we grondig met elkaar vergeleken. Op basis van bouwkosten, ruimtelijke inpassing en technische afwegingen kwam het type rolbasculebrug, type Scherzer, er als meest geschikt uit op deze locatie.”

Op basis van bouwkosten, ruimtelijke inpassing en technische afwegingen bleek het type rolbasculebrug het meest geschikt voor de Boudewijnbrug.

Een uitdagend ontwerp 
De rolbasculebrug komt in open toestand 63 meter boven het sluisplateau uit en heeft een bewegend en een vast gedeelte, beide uitgevoerd in staal. Deze staalconstructies zijn opgesteld op bestaande en opnieuw uit te voeren betonmassieven die rusten op paalfunderingen. Het bewegende gedeelte bestaat vervolgens uit twee hoofdliggers in vakwerkvorm waartussen zich een orthotroop dek bevindt. De hoge vakwerkvorm gaat over in de rolsegmenten, die ondersteund worden door radiale spaken, die op hun beurt aansluiten op de hooggelegen dwars-as. Om het geheel in evenwicht te houden wordt er gebruikgemaakt van een tegengewichtskist, bevestigd boven het brugdek.

Met het BIM-model bleek het mogelijk om de uiteenlopende stakeholders op de hoogte te houden en hen van nuttige informatie te voorzien, inclusief 3D-visualisaties.

Tijdens het openen en het sluiten rolt de brug met zijn typische beweging naar achteren en naar voren, waarbij de rolsegmenten via tanden en opstanden begeleid worden op horizontaal aangelegde rolbanen (zie ook de video hiernaast). De beweging gebeurt via opvallende heugelbalken die aansluiten op de hooggelegen dwars-as. Beide heugelbalken sluiten via een heugelkooi aan op een gemeenschappelijke as die via een tandwielkast aangedreven wordt door elektromotoren. De aandrijving staat opgesteld in een machinekamer die zich boven de rijweg bevindt en vast staat opgesteld op een groot platform dat ondersteund is door twee zijdelings opgestelde markante vakwerken.

Directe uitwisseling
Om de stabiliteitsberekening van de structuur van de machinekamer uit te voeren, is – nadat de profielen in Tekla Structures waren gemodelleerd – de totale geometrie als IFC geëxporteerd. Deze export kon vervolgens ingelezen worden in de rekensoftware SCIA om op basis hiervan de detailstudie van de machinekamer en de studie van de trappen en bordessen uit te voeren. Meul: “Dubbel en/of moeilijk modelleerwerk van de globale geometrie konden we op deze manier vermijden. Als gevolg hiervan boekten we tijdswinst en vermeden we het risico op divergentie in de geometrie tussen de structuurmodellen en de analysemodellen.”

BIM-model centraal 
Meul sluit zijn verhaal over het modelleren van de Boudewijnbrug af door zijn waardering over het gebruik van een BIM-model uit te spreken: “De grootste uitdaging bij het ontwerp was het samenbrengen van de uiteenlopende disciplines middels een bi-directionele wisselwerking om te komen tot een integraal en consistent ontwerpmodel, waarmee het mogelijk is om de vele verschillende raakvlakken te beheersen. Het gebruik van Tekla Structures heeft hier een belangrijke rol bij gespeeld. Reeds tijdens de variantenstudie bleek een accuraat BIM-georiënteerd model een onzichtbare bondgenoot die steeds alle beschikbare informatie ter beschikking had, voor zover deze natuurlijk door alle betrokkenen in de meest uiteenlopende formaten werd aangeleverd. Hierdoor konden we bovendien te allen tijde de uiteenlopende stakeholders op de hoogte houden en van voor hen nuttige informatie voorzien, inclusief de gevraagde 3D-visualisaties.”

Website Tractebel-Engie

Website Construsoft

Share on facebook
Facebook
Share on google
Google+
Share on twitter
Twitter
Scroll naar top