Ingezonden persbericht

Digitale hydrauliek helpt spoorbrug op zijn plaats

Complex krachtenspel

BRUSSEL, 20060222 -- Locale omstandigheden maken het soms onmogelijk een brug ter plaatse te bouwen. In dat geval moet de brug op een naastgelegen terrein of talud worden opgebouwd en vervolgens naar de definitieve positie worden verschoven. Zo ook in het Brusselse Schaerbeke, waar een stalen spoorbrug van 140 meter lengte en een gewicht van meer dan 1600 ton over een aantal bestaande sporen moest worden geschoven. Enerpac werd gevraagd om de beweging en de daarbij optredende krachten tijdens de verplaatsing met haar digitale 'Synchronous Lifting System' hydraulisch te bewaken en zonodig te corrigeren.


De nieuwe spoorbrug in Brussel werd in opdracht van de Belgische Spoorwegen gebouwd door Victor Buyck Steel Construction, een grote internationaal opererende Belgische staalbouwer. De brug werd in delen aangevoerd en op één kant van het nieuw gebouwde spoorviaduct tot één geheel geassembleerd. Eind oktober 2005 was men zover dat de brug op zijn plaats geschoven kon worden. Gezien de drukbereden spoorbanen waarover de brug geplaatst moest worden en het feit dat het spoorwegverkeer tijdens de verplaatsing stilgelegd moest worden, kreeg de bouwer slechts 48 uur de tijd om de brug op zijn plaats te schuiven.

Complex krachtenspel

Een stalen constructie mag dan star en onbuigzaam heten, niets is minder het geval. Zeker niet bij een stalen spoorbrug van 140 meter lengte en een gewicht meer dan 1600 ton. Bij het verschuiven gaan enorme krachten een rol spelen. Onder invloed van deze krachten is de staalconstructie en zeker de bovenbouw onderhevig aan grote, veranderende spanningen en zal zonder meer doorbuigen.

Om bij het verplaatsen van de spoorbrug het krachtenspel gelijkmatig te laten verlopen en te voorkomen dat deze spanningen te hoog worden, moesten de optredende trek- en drukkrachten gemeten en zonodig verminderd moeten worden. Daarnaast moest uiteraard ook de verticale positie van de brug continu worden gecontroleerd.

Handmatig controleren en corrigeren van de beweging is in dit soort gevallen te onnauwkeurig. Een te grote variatie bij de verschillende oplegpunten resulteert in ontoelaatbare spanningen die een negatieve invloed kunnen hebben op de constructie. Daarbij vergt een manuele controle en correctie erg veel tijd en die tijd hadden de bouwers niet tot hun beschikking. Vandaar dat Enerpac werd gevraagd om met haar inmiddels wereldwijd bewezen 'Synchronous Lift System' de verplaatsing van de spoorbrug te begeleiden.

Platformwagens en Strand-Jacks (Kabellift Cilinders)

Voor de eerste fase van de verschuiving werd een reeks hydraulisch gestuurde, meerassige platformwagens (mammoettransporters) aan beide zijkanten onder de brug als achterste oplegpunten ingezet. Voor de tweede fase - de wagens konden maar tot een bepaald punt komen - werd gebruik gemaakt van een hydraulisch treksysteem met 'Strand-Jacks', kabelstrengen welke de brug meter voor meter over de resterende afstand trekken. Daarnaast was ook in een hydraulisch terugtrek - annex remsysteem voorzien, aangezien de spoorbrug onder een neerwaartse helling met een niveauverschil van 2 meter gelanceerd moest worden.
Als ondersteuning tijdens het verplaatsen tussen de viaductdelen was een achttal tijdelijke, stalen pijlers gebouwd. Elke pijler was voorzien van een zogeheten 'Wip', een scharnierend stalen kruis met zware veren om de kracht, de hoekverdraaiing en de doorbuiging van de onderbalk van de brug te compenseren. Onder elke 'Wip' waren twee hydraulische cilinders gemonteerd. Deze cilinders dienden primair om de constructie op de juiste hoogte te houden. Om de weerstand tijdens het verschuiven zo gering mogelijk te houden werden tussen 'Wip' en onderbalk van de brug teflon glijplaten gebruikt.
Voor een veiliger krachtenverdeling en om de doorbuigingen en spanningen tijdens het schuiven enigszins te beperken, was aan de voorzijde van de brug ook nog een lanceerneus (snavel) aangebracht.

Krachten onder controle

Bij Victor Buyck Steel Construction waren de krachten en spanningen welke tijdens het verplaatsen op elk steunpunt zouden kunnen optreden, vooraf nauwkeurig berekend. Om dit complexe krachtenspel te kunnen controleren en zonodig te corrigeren installeerde Enerpac een speciaal hiervoor gebouwd monitoringsysteem. Dit systeem bestond uit in totaal 32 meetpunten (28 werden hiervan gebruikt) op evenveel hydraulische cilinders, een centrale pompunit met een druk van 700 bar, plc-besturing en een computersysteem waarop alle bewegingen en krachten te zien waren. Projectleider J.P. Vrombaut van Victor Buyck Steel Construction was al tijdens de uitvoering zeer tevreden. "Het gaat mede dankzij Enerpac allemaal veel sneller dan we verwachtten", zo zei hij.

Zowel de hydrauliek als de elektronica van het systeem werden in het 'Enerpac Centre of Excellence' in Spanje door een team van specialisten ontworpen en ontwikkeld. De apparatuur werd, overeenkomstig het beleid bij dit soort grote projecten, door Enerpac zelf verhuurd aan de opdrachtgever. De installatie en uitvoering waren in handen van het zgn. Heavy Lift Team, ervaren Enerpac-specialisten uit Engeland. De totale projectduur - opbouwfase, testfase, uitvoering en afbouw - was twee weken.


(KADER TEKST)

Synchronous Lifting System: Digitale hydrauliek

Het geïntegreerde en automatische 'Synchronous Lifting System' van Enerpac is een combinatie van hydrauliek met digitale controle en besturing. Of het nu een brug is of een compleet gebouw, dit systeem biedt een uiterst effectieve methode voor het zowel verticaal als horizontaal gecontroleerd verplaatsen en positioneren.
Het totale systeem is zodanig gebouwd dat de verschillende meetpunten en cilinders stabiel zijn en elkaar niet beïnvloeden en controleert op meetweg en op kracht. Daartoe ontvangt het besturingssysteem elektronische signalen van de bewegingssensoren en wordt de druk in de cilinders ook elektronisch via sensoren doorgegeven.
Via de druksensoren wordt de kracht op elke cilinder continu door de computer berekend. Het systeem controleert de positie en bewegingen van de afzonderlijke cilinders en stuurt zonodig pomp en kleppen aan om de krachten op de juiste waarde te houden. Zo wordt elk punt van het object automatisch en geheel synchroon bewogen en gepositioneerd met een nauwkeurigheid van een millimeter.
Als de kracht buiten een ingestelde waarde komt, wordt druk 'bijgeschakeld'. Daarbij wordt de snelheid van de computer gebruikt om de hydraulische kleppen snel korte pulsen te sturen. Het resultaat is dat de individuele cilinderbewegingen vele malen kleiner kunnen zijn dan bij een handmatige bediening. Op het moment dat een cilinderbeweging buiten de tolerantie komt, wordt er een waarschuwingssignaal afgegeven en wordt de gehele verplaatsing ofwel manueel ofwel automatisch gestopt.