“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 gebruik gemaakt 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.” 

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 5 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 rolsegmenten, leuningen, spoorbakjes, beveiligingsconstructie, etc.) 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."

Aan de hand hiervan 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. 

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 onderaan de pagina). 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 met rekensoftware

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 af: "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.”