De brug over de Rande was de grootste tuibrug ter wereld toen hij in 1981 in gebruik werd genomen. Het was een onderdeel van de Atlantische snelweg, de noord-zuidruggengraat van Galicië. De brug overspant de Rande-straat op de rivier de Vigo en wordt met zijn 400 meter overspanning en vier rijstroken beschouwd als een belangrijke civieltechnische infrastructuur in het land. Een extra tuibrugsysteem was nodig toen het nodig werd om de brug te verbreden om het draagvermogen te vergroten.

  • Naam van de eigenaar
    Spaans Ministerie van Uitrusting
  • Naam van de klant
    Concessiehouder snelweg & projecteigenaar: Autopistas del Atlántico
  • Opleverdatum van het project
    November 2018
  • Partners van het project
    Ingenieursbureau: MC2 Estudio de Ingenieria & Manuel Juliá Vilardell
    Hoofdaannemer: JV Dragados & Puentes Infraestructuras (Puentes Groep)
    Technische ondersteuning aan hoofdaannemer: Fhecor & Pondio JV
    Technische ondersteuning voor projecteigenaar: MC2 Estudio de Ingenieria & WSP Spain-APIA XXI
Widening the bridge to overcome traffic congestion

Verkeersopstoppingen overwinnen

In 2006, 25 jaar na de ingebruikname, bereikte de gemiddelde dagelijkse verkeersstroom van de brug 55.000 voertuigen. Dit was een waarde die dicht bij de maximale draagkracht van de structuur lag. Er werd een eerste analyse aangevraagd met het oog op een verbreding met twee rijstroken, één in elke rijrichting, door toevoeging van twee nieuwe rijbanen. Na deze eerste analyse belastte de snelwegbeheerder MC2 Estudio de Ingenieria met het ontwerp van dit innovatieve brugverbredingsproject. In 2015 werd het werkcontract toegekend aan Dragados & Puentes Infraestructuras en Freyssinet voor de uitvoering van de tuien. De verbreding van de brug over de Rande was een absolute noodzaak geworden, met pieken van meer dan 70.000 voertuigen per dag. Tegelijkertijd moesten er aanzienlijke technische uitdagingen worden aangegaan.

Een technische uitdaging

Er zijn wereldwijd een aantal brugverbredingsprojecten uitgevoerd, maar de meeste daarvan betroffen kokerliggerbruggen (staal of beton) of hangbruggen. Er zijn maar weinig gevallen van tuibrugverbredingen, en geen enkele op een schaal die zo groot is als die van de Randebrug. Een onberispelijke planning en uitvoering waren sleutelfactoren voor het succes van het project, dat aan de volgende voorwaarden moest voldoen:

  • Geen impact op het verkeer op de brug en de toegangswegen, met maximale veiligheid tijdens de werkzaamheden.
  • Geen gevolgen voor het milieu in de baai van Vigo.
  • Optimale veerkracht en maximaal gebruik van de sterkte van de bestaande brug.

Het uitbreidingsproject bestond uit het toevoegen van twee extra stalen dekken aan weerszijden van het bestaande dek. Deze nieuwe dekken moesten aan de buitenkant van de pylonen worden geplaatst, zonder continuïteit tussen de oorspronkelijke en de verbredingsbanen. De verbinding tussen het oorspronkelijke en het nieuwe dek is gemaakt door middel van bolvormige scharnieren om een efficiënt gedrag van de constructie te bereiken. Deze elementen zijn onderworpen aan specifieke tests vanwege hun innovatieve gebruik en structurele impact.

Connecting steel deck with spherical hinges
New stay cable system

Visueel harmonieus tuikabelsysteem

De zijdekken werden opgehangen door HD tuien, verankerd in de pyloonstutten, waardoor de vorm van de oorspronkelijke tuien werd nagebootst. De tuien werden ook verankerd in de kokerligger van 1,5 meter breed en 2,3 meter hoog. Ze konden dus voor onderhoudsdoeleinden vanaf de verbrede dekken worden geïnspecteerd. Het interval in de lengterichting van de verankeringen van de nieuwe tuien op het dek viel ook samen met dat van de bestaande tuien. Zo werd het hele tuienstelsel visueel als parallel en ordelijk  ervaren. Dit is precies het tegenovergestelde van het “spinnenweb”-effect dat bij zoveel tuien wordt verwacht. De kabels van het tuikabelsysteem zijn Monostrand®-kabels met een doorsnede van 150 mm. Het aantal strengen per schoor varieerde van 44 tot 91 voor de buitenste uiteinden.

Hoge productiviteit en veiligheidseisen

Vanwege de omvang van de verbredingsdekken (7 m breed) en de noodzaak om te werken zonder het verkeer te onderbreken, moest het Freyssinet-team specifieke procedures ontwikkelen. Zo konden veiligheid van de weggebruikers en het bouwplaatspersoneel worden gegarandeerd en tegelijkertijd de contractuele deadlines behaald. Meer dan 918 ton tuikabels moesten worden geïnstalleerd in minder dan 6 maanden, d.w.z. 3 tot 11 kabels per week! Bovendien werden de ankerpunten tijdens de bouw blootgesteld aan rotaties van meer dan 50 mrad en spanningen in de orde van 10% van de nominale waarden, omdat de dekken dwarsgeknikt waren. Dankzij het spanningsfilter van de Freyssinet HD-verankeringen waren er geen extra elementen nodig. De viscosedempers zijn opnieuw ontworpen om elke interferentie met de reling te vermijden. De drie zuigers zijn gegroepeerd in hetzelfde gebied, een ingenieuze oplossing die de werkas van de verplaatste zuiger, en dus de werking van het hele systeem, niet zou veranderen. Dankzij deze innovatieve oplossing activeert elke beweging van de strengbundel alle 3 de zuigers.

  • 12
    Voltooiingstijd voor de brugverbreding (maanden)
  • 80
    Aantal nieuwe HD stay kabels geïnstalleerd door Freyssinet
  • 411
    Grootste hoeveelheid staal geïnstalleerd binnen 3 weken (ton)

Om de uitdagingen die inherent zijn aan innovatieve projecten het hoofd te bieden, is de medewerking van alle betrokkenen vereist. Dankzij een goede planning van het ingenieursteam ter plaatse en een nauwgezet ontwerp van de technische dienst van Freyssinet konden we de werken voltooien zonder onderbreking van het verkeer. In omstandigheden van maximale veiligheid voor de weggebruikers en de arbeiders.

Jorge Sanchez Position -  
Kabelconstructies manager, Freyssinet Spanje
Improvement of the stay cable system fatigue behavior

Een technisch meesterwerk vanuit constructief oogpunt

Het project is erin geslaagd om de impact op de bestaande tuien van de extra belastingen als gevolg van de brugverbreding te minimaliseren en zelfs vrijwel te elimineren. Het cantileverontwerp van de extra dekken maakte het mogelijk om de bestaande tuien te ontlasten, zelfs voor permanente belastingen, wanneer opwaartse belastingen optraden op de raakvlakken met het middendek.
Aan de andere kant verbeterden veranderingen in de amplitude van de spanningen waaraan de kabels werden blootgesteld als gevolg van overbelastingen op het dek hun vermoeiingsgedrag aanzienlijk. Tot slot werd het windgedrag van de constructie ook verbeterd door een slank en aerodynamisch profiel bij zijwind en een lagere windweerstand.

Verlenging van de levensduur van de hele constructie

De verbreding van de brug verlengde de levensduur van de hele constructie. Om deze levensduur te garanderen werd een inspectie- en onderhoudsplan opgesteld en begroot bij de ingebruikname. Dit plan omvatte initiële renovatiewerkzaamheden, met name aan de hoofdpylonen, landhoofden, het brugdek, de verbindingen en de oorspronkelijke kabels. De brug wordt nu gebruikt door 95.000 voertuigen per dag, 20.000 meer dan voor de verbredingswerkzaamheden.

Extending the service life of the cable-stayed bridge