Hoe een historische brug oud oogt, maar heel modern is
Niets heeft het eeuwige leven. Ook bruggen, waarvan we er in ons land veel van hebben, zijn op een gegeven moment toe aan vervanging. Maar wat doe je als het gaat om een brug in een historische plaats? Daar kun je niet zomaar een moderne brug neerzetten, maar moet je de oude brug nabouwen en voorzien van moderne technieken. Qua veiligheid moet de brug immers wel voldoen aan de standaarden van vandaag de dag.
Aannemer Damsteegt en Pilz Nederland hebben vorig jaar in Breukelen een historische brug volledig vervangen door een brug die toont als een brug uit vervlogen jaren. Dit is slechts de buitenkant, want achter de schermen wordt de brug bestuurd door een uitgebreide, moderne veiligheids-PLC die een heleboel taken verzorgt om de brugwachter te ondersteunen.
De ophaalbrug over de Vecht bij Breukelen is een belangrijke verkeersader. Dagelijks passeert er een veelvoud aan fietsers, voetgangers en gemotoriseerd verkeer. In het vaarseizoen van april tot en met oktober komt daar een grote hoeveelheid pleziervaartuigen bij die over de idyllische Vecht varen langs alle statige landhuizen en de rijke cultuurhistorie van Breukelen en omgeving. De nietsvermoedende watertoerist zal vol verbazing opkijken wanneer hem of haar wordt verteld dat de historische brug vorig jaar in drie maanden tijd volledig is vervangen.
Afbeelding 1. het bedieningspaneel voor als de PLC actief is.
De vorige brug, die in de jaren vijftig van de vorige eeuw aangelegd was, had regelmatig te kampen met storingen en had het einde van zijn levensduur bereikt. De stalen brug die voor de sier omtimmerd was met hout, had last van hout- en betonrot en was voorzien van een besturing die ook hoognodig aangepast moest worden.
De gemeente Stichtse Vecht wilde graag een compleet nieuwe brug in plaats van een grondige opknapbeurt, maar dan wel een exacte kopie van de oude brug met dezelfde historische uitstraling. Dit was voor projectleider Hans de Wit van aannemer Damsteegt Waterwerken en projectmanager Infra Emiel van Zundert van Pilz een ware uitdaging. Vooral de bouwkundige aspecten waren een uitdaging. Men is daarbij zelfs aan de hand van oude ansichtkaarten gaan kijken naar de brug die er voor de brug uit de jaren 50 stond. Hiermee is men aan het ontwerpen geslagen met als resultaat een brug die nog een slag authentieker geworden is dan gevraagd werd.
Afbeelding 2. Onderhoudsbediening voor als de PLC actief is.
Technisch dossier
Het bouwkundige aspect was uiteraard een uitdaging, maar ook de besturing. In tegenstelling tot veel moderne bruggen, is deze brug er eentje die nog een eigen brugwachter heeft. De verkeersbelasting en de onoverzichtelijke verkeerssituatie maken dat het ondoenlijk is om de brug vanuit een centrale post te besturen. De ogen van de brugwachter ter plaatse zijn hier echt noodzakelijk om te kunnen zien wat het landverkeer doet. Met camerabewaking op afstand zou dit niet het veiligheidsniveau bereiken dat vereist wordt. De bediening van beweegbare bruggen moet immers aan de strenge regels van de Europese Machinerichtlijn voldoen. Bruggen moeten veilig bediend en onderhouden kunnen worden en pas als aan deze eisen is voldaan, wordt de brug van een CE-markering voorzien (ja, ook bruggen moeten een CE-markering hebben).
Al bij het begin van het project werd door Pilz een risicobeoordeling opgesteld en ondersteunde zij aannemer Damsteegt bij het aanleggen van het verplichte technisch dossier. “Als een brug aan de Machinerichtlijn voldoet, houdt dat in dat je kunt aantonen dat alle vooraf vastgestelde risico’s voldoende ondervangen zijn”, licht Van Zundert toe.
Voor het technische dossier heeft Pilz als veiligheidsspecialist niet alleen de risicoanalyse uitgevoerd. Voor het project heeft men de volgende documentatie opgesteld met o.a. betrekking tot functionele veiligheid:
Afbeelding 2a. Het bedienscherm waarop meldingen worden getoond als de PLC actief is.
Opstellen van een Safety Requirement Specification.
Opstellen van faalkansberekeningen.
Uitvoeren van kabel- en warmte berekeningen.
Ook heeft Pilz een groot aandeel gehad in de ontwerpfase, want veiligheid gaat niet alleen over de besturing van de brug. Zo heeft men ook een belangrijke bijdrage geleverd bij de volgende punten:
Waar afsluitbomen te plaatsen.
Waar landverkeerseinen te plaatsen.
Zorgen dat de scheepvaartseinen goed bereikbaar zijn.
Plaatsing van de hekwerken
Uitvoering van de reling van de brug.
Plaatsing van spiegels voor het zicht vanuit de bedienruimte op de vaarweg en de weg.
Locaties van stopstrepen en kruizen op de weg.
Afbeelding 2b. Noodbediening als de PLC volledig is uitgeschakeld.
Bij aanvang van het project werd reeds nagedacht over een mapstructuur voor het technisch dossier. Daarbij werd bepaald welke documenten opgesteld dienden te worden en welke partij deze documenten diende te gaan opstellen. Dit om het dossier gedurende het proces te kunnen actualiseren en checklist met essentiële eisen volgens de Machinerichtlijn op een goede manier bij te kunnen houden.
De besturing
Ondanks dat er net als vroeger een brugwachter aanwezig is bij de brug, is het niet meer een brug die geheel met de hand bediend wordt. Een uitgebreid PLC-systeem dat tevens voor het bewaken van de veiligheden gebruikt wordt, is ingezet om de brug te bedienen. Hiervoor is de PSS 4000 ingezet, een alleskunner die gerust als werkpaard voor uitgebreide besturingen met veiligheidsvoorzieningen beschouwd mag worden. Om deze veiligheids-PLC te kunnen programmeren, is gebruik gemaakt van het ontwikkelpakket PAS4000 en PASvisu, en de uitgebreide softwarebibliotheek van Pilz met modules gericht op infra-projecten.
De PLC stuurt alle land- en scheepvaartseinen aan (5 land-, 4 scheepvaart- en 2 onderdoorvaartseinen), laat de afsluitbomen bewegen en stuurt de twee frequentieregelaars aan voor de motoren die de twee brugdelen laten bewegen. Verder zijn er de nodige eindschakelaars evenals een regelaar per val voor het laten bewegen. Doormiddel van een SPES en absolute encoder wordt de beweging evenals het versnellen en vertragen bewaakt.
Voor de bediening is er een lessenaar in het brugwachtershuisje geplaatst (afbeelding 1) met alle noodzakelijke bedieningselementen overzichtelijk gerangschikt. In de besturingskast die buiten naast de brug is geplaatst (afbeelding 2) is een tweede, uitgebreidere bedienconsole geplaatst. Deze bediening is bedoeld voor servicedoeleinden, want hierop zijn ook alle storingsmeldingen uit te lezen. Voor onderhoud aan de brug is er ook nog een bedieningsunit aanwezig met een lange kabel zodat de onderhoudsmonteur bewegingsvrijheid heeft (afbeelding 3). Tenslotte kan de brug ook nog geheel met de hand bediend worden op de ouderwetse manier met slingers.
Afbeelding 3. Handbediening (PLC uitgeschakeld), bijvoorbeeld voor het bedienen van de afsluitbomen.
De specialist
Pilz heeft voor de realisatie van de brug een belangrijke bijdrage geleverd. Uiteraard als leverancier van een groot deel van de besturingselektronica, maar ook voor het ontwikkelen van de besturing en de software. Daarnaast hebben de specialisten van Pilz zich volop ingezet om de documentatie voor de CE-markering op te stellen en zijn ze betrokken geweest bij de bouwkundige veiligheidsaspecten. Ook heeft Pilz de bouw van de besturingskasten op zich genomen en de FAT (Factory Acceptance Test) op de locatie van Pilz in Vianen uitgevoerd. Met dit laatste is de werking van de installatie voor aflevering in Breukelen gesimuleerd zodat uiteindelijk de brug op locatie in een paar dagen in bedrijf gesteld kon worden.
Tot slot
De samenwerking tussen Damsteegt als aannemer voor het bouwkundige deel en Pilz als systeemontwikkelaar heeft geleid tot een unieke brug – een state-of-the-art-brug met de uitstraling van lang geleden die op alle vlakken voldoet aan de normen van de 21e eeuw.
