Een uniek systeem
De Prins Clausbrug werd in het najaar van 2021 feestelijk geopend door Prinses Beatrix. De brug vormt een belangrijke schakel in de toekomstige snelfietsroute tussen het historisch centrum en de Merwelanden en Papendrecht en Sliedrecht. Hij is 141 meter lang, bestaat uit twee aanbruggen en een beweegbaar deel van bijna 50 meter. Bijzonder aan de Prins Clausbrug is dat hij de vaarweg schuin kruist: een uitdaging voor de voegovergangen binnen de constructieve ontwerpfase, waarbij de marges nog nauwer komen kijken dan bij reguliere bruggen. De brug wordt verder hydraulisch aangedreven. Het val – het beweegbare gedeelte – wordt om de draaias in evenwicht gehouden met een uniek systeem, bestaande uit een rechtopstaande scharnierende ballastmast die met een pendelstaaf overeind wordt gehouden.

Kortom: spelen met de wetten van de natuur. Een imposante brug die beeldbepalend is geworden voor Dordrecht met een nog nooit eerder toegepast type bewegingssysteem.

Britte van Kortenhof van Iv-Infra was als ontwerpmanager betrokken bij het project. Een van de meest uitdagende projecten, wat haar betreft. “Bij de uitwerking naar een realiseerbaar, onderhoudbaar en betrouwbaar functionerend technisch ontwerp, moesten alle onderdelen intensief op elkaar worden afgestemd om aan de hoge vormgevingseisen te kunnen voldoen. Het architectonisch concept was bindend.

Iv-Infra moest werken met een nauwkeurigheid (tolerantie) van 5 millimeter. “Dat maakt zo’n project een behoorlijke uitdaging en vooral heel kritisch. Maar ook heel leuk! We houden ervan om te werken aan complexe projecten. We hebben veel creatieve ontwerpers binnen Iv-Infra die in staat zijn om mooie oplossingen voor moeilijke vraagstukken te bedenken.”

Het referentieontwerp van architect René van Zuuk mag met recht ambitieus genoemd worden. Vanwege de uitstraling, om mee te beginnen. Alle draaipunten en bewegende onderdelen van de brug zijn volledig weggewerkt onder kappen die samenvloeien met de aansluitende constructiedelen. Maar ook op mechanisch vlak is die ambitie terug te zien. De brug opent en sluit in vloeiende vormen, waarbij de ballastmast bij opening naar het val toe beweegt en samen tot stilstand komen in een hoek van 85 graden. Wanneer de Prins Clausbrug sluit, blijven de ballastmast en het val de eerste 45 graden van de sluiting bij elkaar, waarna de ballastmast zich opricht. Haast als een choreografie.

Het mechanisme
Het val, de ballastmast en de pendelstaaf bewegen als een mechanisme. De ballastmast is met draaipunten gekoppeld aan de hoofdliggers van het val. Als het val in beweging komt, beweegt het draaipunt van de ballastmast in een cirkelvorm om de hoofddraaipunten. 

De pendelstaaf houdt de ballastmast overeind en is daarbij via het bovendraaipunt aan de ballastmas gekoppeld en onderaan verbonden aan de aanbrug door middel van een draaipunt. Hiermee oefent de pendelstaaf zowel horizontale als verticale belasting uit op het onderste draaipunt.

Draaipunten
De bewegende delen van de Dordtse oeververbinding over het Wantij zijn scharnierend verbonden met de vaste delen van de brug. De bewegende delen draaien bij het openen en sluiten om een zestal draaipunten: twee draaipunten waar het val om draait en twee waarmee de onderzijde van de ballastmast is verbonden met de staart van het val. Dan is er nog het draaipunt waarmee de pendelstaaf aan de bovenkant is verbonden met de ballastmast en tot slot het draaipunt waarmee de pendel is verbonden met de oostelijke aanbrug.

Het ontwerp van deze draaipunten was niet universeel: ieder draaipunt heeft een eigen, specifieke toepassing met bijbehorende inpassingsproblematiek, waardoor de punten verschillend zijn ingevoerd. De twee draaipunten waarmee het val met de betonnen kelder is verbonden, zijn voorzien van zelfinstellende tonlagers: een robuust en zwaar belastbaar type wentellager. Dit vanwege de hoge belasting op deze draaipunten. Dat geldt ook voor de draaipunten die de ballastmast met de staart van het val verbinden. Deze punten dragen bijna volledig de 300 ton wegende massa van de ballastmast. Ook deze zijn voorzien van zelfinstellende tonlagers.

Het draaipunt tussen de ballastmast en de pendelstaaf krijgt minder belasting te verduren. Daarom is er in het ontwerp gekozen voor een lager die minder onderhoudsgevoelig is: een bolscharnierlager, bestaande uit een vezelversterkte kunststof-voering. De vierde variant betreft het draaipunt tussen de pendelstaaf en de aanbrug. Ook hier gaat het om een bolscharnierlager, vanwege de relatief geringe lagerkrachten. Net als bij het bovenste draaipunt, zijn de kopse kanten van de as weggewerkt achter wegneembare stalen deksels.
 

Bestand tegen hoog water
Beide aandrijfcilinders van de brug mogen gezien worden en staan daarom buiten de kelder opgesteld. Vanaf de oostelijke zijde van de brug is de werking van de cilinders duidelijk zichtbaar bij openen en sluiten van de brug. Wanneer het Wantij incidenteel hoog staat, kunnen zowel de keldervloer als de cilindervoeten die daarop afsteunen, onder water komen te staan. De cilinder van de prijswinnende brug is voorzien van een speciale coating die uitermate geschikt is voor onder water. Het draaipunt aan de bodemzijde is voorzien van een dubbele afdichting en is volledig met vet gevuld. Als de brug gedeeltelijk langdurig onder water staat, heeft dat dus geen negatieve invloed.

Het architectonisch ontwerp, gecombineerd met de technische uitwerking vanuit Iv-Infra en de uitvoering, waren reden genoeg om de fiets- en voetgangersbrug te nomineren en uiteindelijk tot winnaar te kronen. •