415-HANGBRUG VOOR VOETGANGER

• Architectuur.
• Structuur.
• Bijzondere technieken.

De spoorweg Brussel – Luik is een fysische Noord-Zuid scheiding tussen de stadsdelen Leuven en Kessel-Lo. Enkel een aantal bruggen en tunnels die geen enkel comfort bieden aan fietsers en voetgangers kruisen de sporenbundel.

Zodoende hebben de stad Leuven en de ‘Nationale Maatschappij der Belgische Spoorwegen’ (NMBS) beslist om een overdekte brug voor voetgangers en fietsers naast het plein van het Provinciehuis te bouwen.

De configuratie van het terrein laat perfect een horizontale brug toe. Het vrije ruimteprofiel boven de sporen vraagt een zo dun mogelijke vloer van de brug. Hierdoor kan een harmonieuse overgang aan het uiteinde van de brug naar het terrein plaatsvinden.

De onderlinge ruimte tussen de 25 sporen is beperkt en laat geen tussensteunen toe. Het normale en hogesnelheidsverkeer moet continu kunnen doorstromen en mag niet belemmerd worden door de structuur boven de sporen.

Deze voorwaarden hebben tot de conceptie van een zo licht mogelijke, bekabelde, uit vakwerken bestaande passerelle geleid die tussen de steunpunten een vrije overspanning van 140m bezit.

Het vakwerk is elke 28m opgehangen en bestaat uit 20 driehoekige mazen met een hoogte en breedte van 7m.

In dwarsdoorsnede bestaat de structuur uit een portiek in omgekeerde U-vorm met een breedte van 10.5m. Deze draagt het 7m brede en 8cm hoge dek aan de uiteinden en in het midden.

Het platform bestaat uit een geperforeerde staalplaat die gestabiliseerd is door een dikke houten gevezen beplanking met een dikte van 7.5cm. De zijkanten worden begrensd door een 1.75m hoge glazen borstwering.

De triangulatie van de hoofdvakwerken is eveneens gestut door de omgekeerde U-vormige dwarsframes. Deze verkleinen de kniklengte van alle profielen waaruit de structuur opgebouwd is en de secties ervan tot maximum 100mm op 100mm (uitgezonderd de bovenste profielen van de 3 segmenten gelegen tussen de spankabels).

De kabels in de gevelvlakken van de brug met een verhouding van 3/4 zijn bevestigd aan 2 paar pylonen en bepalen de nuttige hoogte van deze : nl. 49m. De verankeringskabels hebben een verhouding van 4/3.

De pylonen hebben een 300mm brede vierkante doorsnede en zijn beschermd tegen knik door een reeks kleine staven rond deze masten aan te brengen.

De spankabels zijn zodanig gepositioneerd zodat ze trek in de bovenste profielen van de 3 middenste segmenten van 28m van het hoofdvakwerk teweegbrengen. De secties van deze bovenste profielen zijn 200mm op 200mm voor het centrale segment, 150mm op 150mm voor de naastliggende en 100mm op 100mm  voor de segmenten die naast de steunpunten gelegen zijn. De horizontale reactie van de spankabels wordt opgenomen door verankeringsmassieven, respectievelijk op een afstand van +/- 21,5m en 36,5m van de pylonen.

De hoofdvakwerken zijn pendulair aan de masten opgehangen hetgeen vrije thermische uitzettingen toelaat. De  onderste membramen worden verbonden met de masten met behulp van een systeem van schokdempers.

In januari 2005, de nieuwe voorgestelde vastgoed ontwikkelingen, aanpalend aan het project, geeft aanleiding tot het verplaatsen ven de brug.

De nieuwe inplanting leidt tot een boogbrug.

Het hoofdprofiel van de stalen boog met een hoogte van 20 m is samengesteld en gelast met behulp van een metalen plaat van 500 mm x 80 mm, zijnde de bovenste flens, een lijfplaat met gaten op regelmatige intervallen en een hoogte tussen 1,0 m en 1,5 m en een ronde buis van 400 mm diameter en 50 mm dikte, zijnde de onderste flens van het profiel. De proporties van dit hoofdprofiel die de boog vormt is gebaseerd op de bogen die gebruikt zijn in het station van Leuven en verzekert de stabiliteit in haar plan.

Het uitknikken van de boog wordt tegengegaan met behulp van een windverband afgeleid uit een studie over getuide kolommen (in samenwerking met de dienst mechanica van structuren aan de VUB): 15 paren van drukstaven van 120 mm diameter gelast op regelmatige afstanden van 8,75 m aan de buis die de onderflens vormt van het profiel zijn verbonden aan de bovenflens van de boog door een stel gekruiste trekkers van 30 mm diameter; deze drukstaven zijn ook verbonden door twee gespannen kabels van 60 mm diameter, die verankerd zijn aan de twee uiteinden van de brug. De projectie loodrecht op het plan van de boog is gelijk aan deze van de boog zelf, de projectie op het horizontaal plan in een boog met als voornaamste dimensies 140 m x 1,5 m. Er kan worden aangetoond dat de kniklengte bij dit systeem met een factor twaalf is gereduceerd en dus 11.67 m bedraagt.

Het brugdek, met een variabele breedte tussen 10 m en 7 m, is samengesteld uit een betonnen vloerafwerking met hars, omlijst door een stalen buizenstructuur (120 mm x 120 mm). In aanzicht beschrijft het brugdek een boog met dimensies 140 m x 0,9 m, het aanzicht in plan is bepaald aan de hand van  twee bogen 140 m x 1,5 m symmetrisch tegenover de langsas van de brug geplaatst. Ze is ondersteund door drie rijen van elk 15 tuien van 24 mm diameter, bevestigd aan de boog, waardoor deze geometrisch gestabiliseerd wordt en het fiets- en voetgangerspad gescheiden kunnen zijn.

Het vermenigvuldigen van het aantal tuien beperkt hun diameter hetgeen ook een belangrijke winst aan gewicht betekent ten aanzien van de verankerings-chape in vergelijking met het gebruik van tuien met een grotere diameter; het gebruik van meerstrengen-kabels laat een grotere interne demping toe en de toevoeging van metalen spiralen vermijdt het risico op resonantie.

Conform de veiligheids-eisen, is het brugdek geflankeerd door twee platen van 2 m hoog in geperforeerd metaal (50%) en elke meter bevestigd aan buizen aan de zijkant van het brugdek met behulp van stijlen van 25 mm x 25 mm, alsook door een glazen borstwering van 1 m hoogte, elke meter bevestigd met behulp van stijlen van 60 mm x 25 mm.

Het brugdek kan ook overdekt worden door een glazen dak (of in geprofileerde platen) opgehangen op 3 m hoogte en gedragen door drie rijen kabels.

De effecten van de wind op de brug zijn gedefinieerd volgens Eurocode 1 – Acties op de structuren. Zo laat de laterale verankering  aan de voet van de boog toe dat het uitknikken van de boog onder een windbelasting van 160 kg/m vermeden wordt; het verwijden van het brugdek en zijn inklemming door driehoekswerking aan de uiteinden laten toe dat de zijwaartse belasting van 1200 kg/m uitgeoefend door de wind op de geperforeerde platen en de borstwering kan opgenomen worden.

De voetgangers- en fietsersbrug, met een enkele boog met windschoren, kan steunen op een fijne vertikale betonnen plaat, die visueel veel lichter is dan een bruggenhoofd over gans de breedte van de brug.

Deze verkleining van het steunpunt laat een discrete integratie toe aan de zijde van de parking onder het plein aan de zijde Leuven.

Aan de zijde van Kessel-Lo is er, in de geest van een zachte integratie, enkel de aanwezigheid van de betonnen plaat van het steunpunt aangevuld door een massieve driehoekige verankering op de talud van het park.

In de zomer zal het bladerdak van de bomen de top van de boog verbergen, zodat deze een nog meer discrete geboorte zou kennen.

De boog scheidt de circulatiezone voor voetgangers van de zone gereserveerd voor de fietsers.

De voetgangers- en fietsersbrug kan onmiddellijk of nadien overdekt worden door een dak, bij voorkeur in glas, dat gemakkelijk kan bevestigd worden aan de kabels van het brugdek.

De minimum-breedte, ter hoogte van het midden van de brug, bedraagt 2 x 3,50 m zodat veiligheids- en dienstvoertuigen kunnen passeren. De nuttige hoogte onder de eerste drukstaaf in het begin van de bogen, of ook deze onder een eventuele luifel, bedraagt 3 m.

Document E41_01/415 -Nl Editie 2016-09-08

• Marc DUBOIS : “Tussen binnenstad en spoor – Leuven 2003 / Entre le centre-ville et le chemin de fer – Louvain 2003″ ; Philippe Samyn and Partners”, Ludion, Gent – Amsterdam, Janvier 2005, 128p., (ISBN 90.5544.548.7). 

Andrés Fernandez