3D geprinte fietsbruggen naast N243
Naar verwachting worden er eind juli en begin augustus 2023 drie geprinte betonnen fietsbruggen geplaatst, naast de N243 van Avenhorn naar Alkmaar in Noord-Holland. Een vierde fietsbrug volgt nog. Weber Beamix print de fietsbruggen in de eigen industriële productielocatie in Eindhoven. “3D-betonprinten past bij een duurzame toekomst waarin steeds meer circulair gebouwd wordt”, zegt Bert Swart, projectmanager N243 bij de Provincie Noord-Holland.
Tekst: Frank de Groot
Beeld: Weber Beamix
Visualisatie van de fietsbrug over de Vrouwensloot.
De provinciale weg N243 is een smalle weg met veel verkeer, een aantal drukke kruisingen en veel directe wegaansluitingen van woningen en bedrijven. De weg was toe aan groot onderhoud. Tegelijkertijd wil de provincie de weg veiliger maken. In opdracht van de provincie voeren aannemers Boskalis Nederland en BAM Infra de werkzaamheden uit. Vanaf 1 augustus 2023 moet de weg weer klaar zijn voor de toekomst.
Om de N243 voor fietsers veiliger te maken, komen er fietsbruggen naast de weg. Om precies te zijn: fietsbruggen over de Beemsterringvaart, Vrouwensloot, Jispersloot en later ook Voordijksloot langs de Schermerhornerweg (N243). Bert Swart licht toe: “In samenwerking met aannemer BAM Infra kozen we voor een nieuwe techniek: 3D-betonprinten. Uit een levenscyclusanalyse, waarbij verschillende varianten werden onderzocht, kwam deze productiewijze als meest duurzaam uit de bus. Door de holle constructie van de bruggen is minder beton en wapeningsstaal nodig. Minder materiaal betekent ook minder uitstoot van CO2. Bovendien produceert BAM Infra minder afval. Er is bijvoorbeeld geen bekistingsmateriaal nodig en het proces op de bouwplaats verloopt eenvoudiger.”
Van taludtrap tot rioolput
Niet alleen fietsbruggen, maar bijvoorbeeld ook taludtrappen, bruggen, zitelementen, rioolputten, skate-objecten en zelfs woningen zijn tegenwoordig in beton te printen. Een grote speler in dit veld is Weber Beamix. In 2005 printte dit bedrijf met betonmortel al de eerste muur laag voor laag. De ontwikkelingen gingen daarna door en op 15 januari 2019 werd in Eindhoven Europa’s eerste commerciële, industriële productielocatie geopend voor het 3D printen van betonnen elementen voor de bouw. Inmiddels is er al een tweede vaste productiefaciliteit in Europa gerealiseerd en is er een mobiele fabriek beschikbaar voor de verhuur.
Printen van een onderdeel van een fietsbrug.
Serie van 1
Door 3D printen van betonmortel wordt individuele seriematige productie mogelijk. Hierdoor ontstaat een enorme vergroting van de vrijheid in ontwerpen. Pieter Bakker, Projectleider 3D printen bij Weber Beamix: “Het toverwoord is slimmer bouwen, onder andere parametrisch ontwerpen. Dat is een proces waarbij modellen of ontwerpen automatisch worden gegenereerd op basis van parameters, zoals maten, materiaaldikte of geometrie. De printrobot kan eindeloos variëren op basis van verschillende parameters. Bovendien legt de printer alleen beton neer daar waar het nodig is voor de constructieve sterkte. We halen daardoor besparingen van 40 tot 60 procent. Ook is er geen bekisting meer nodig, dus is er ook geen afval meer.”
Verder verloopt volgens Pieter het gehele proces sneller en neemt de foutmarge af. Tijdens het ontwerpproces kijkt iedereen naar hetzelfde ontwerp. Wijzigingen worden direct digitaal doorgerekend en toegepast. “Je drukt aan het einde bij wijze van spreken op ‘Ctrl+P’ en de printer begint direct met de productie. Voor de bouwplaats is het belangrijkste dat er minder tijd op de bouwplaats nodig is, dus ook minder manuren. Voordeel is verder dat je minder mensen op de bouwplaats nodig hebt, wat in deze tijd van schaarste aan vakmensen belangrijk is.”
Fietsbruggen
In 2017 werd de eerste geprinte brug in Gemert gerealiseerd. Daarop volgde een 29 meter lange brug in Nijmegen en een voetgangersbrug in Steenwijkerland. In 2023 staan de vier fietsbruggen in Noord-Holland op de planning. De bruggen hebben overspanningen van 9 tot 12 meter en hebben allen een verschillende vormgeving. Technische Universiteit Eindhoven is kennispartner en Weber Beamix, BAM Infra en Witteveen+Bos zijn de marktpartners.
In december 2022 is de eerste fietsbrug getest. Bert over die test: “In enkele 3D-betongeprinte onderdelen kwamen haarscheurtjes. Er is niet één duidelijk aanwijsbare oorzaak voor de scheurvorming gevonden tijdens eerder onderzoek. Maar bij innovatie kan iets fout gaan. Hier leren we van en we nemen de lessen mee voor volgende projecten. Eind december 2022 hebben we met een belasting van 30.000 kilogram de brug getest. Met deze test is in de praktijk gemeten en gecontroleerd of de doorbuiging van de brug overeenkomt met de eerder gemaakte theoretische berekeningen. De brug heeft de test doorstaan. Dit betekent dat de 3D-betongeprinte fietsbrug geplaatst kan worden. Er is dan ook voor drie bruggen een omgevingsvergunning aangevraagd en verkregen. Een vierde brug volgt later.”
Voormontage van een fietsbrug.
Plaatsing
De geprinte fietsbruggen zijn in februari 2022 in transporteerbare en hanteerbare moten aangekomen op een voorbouwlocatie nabij de N243. Iedere brug bestaat hierbij uit zeven elementen. “Deze elementen worden op de voorbouwlocatie naast de provinciale weg samengevoegd, waarna de gehele brug maar over een beperkte afstand verplaatst hoeft te worden”, aldus Bert.
Op de voorbouwlocatie worden de elementen volgens Pieter eerst met epoxylijm aan elkaar verbonden. “Daarna gaan er voorspankabels door de elementen, om de brug op sterkte te trekken. Vervolgens komt er een druklaag van 10 centimeter op de brug. Het samenstellen van één brug kost één week. Na het uitharden van de druklaag kunnen de bruggen naar hun eindlocatie.” De drie bruggen worden vanaf eind juli tot begin augustus 2023 geplaatst.
Visualisatie van de fietsbrug over de Vrouwensloot.
Samenwerking
Volgens de projectmanager moeten de provincie Noord-Holland en andere overheden samen met het bedrijfsleven blijven innoveren om de klimaatcrisis te overwinnen: “Twee grote opgaven kunnen gerelateerd worden aan het waarom van deze innovatie. In de eerste plaats de vervangings- en renovatieopgave. Die houden in dat er de komende jaren heel veel kunstwerken uit de periode 1945 – 1970 op het einde van hun technische levensduur komen en vervangen of gerenoveerd moeten worden. In de tweede plaats speelt de klimaatcrisis die vraagt om het terugbrengen van CO2-uitstoot. Deze twee punten maken dat marktpartijen en opdrachtgevers zoeken naar vernieuwende methoden om hiermee om te gaan.”
Pieter reageert: “De samenwerking met andere kennispartners en opdrachtgevers vinden wij eveneens van groot belang. Ook heb je opdrachtgevers nodig met visie en lef. Alleen dan kun je echt innoveren.” Bert besluit: “De provincie wil graag een bijdrage leveren aan innovatie en duurzaamheid. Aannemer BAM Infra verstrekte een aanbod voor het maken van de fietsbruggen met de innovatieve 3D betonprinttechniek. Daarmee wordt een besparing van beton gerealiseerd. In de komende decennia moet de provincie veel kunstwerken vervangen. Zonder innovatie kunnen we geen duurzaamheidsresultaten boeken. Vandaar dat we nu – kleinschalig – met deze techniek ervaring opdoen.”
Weber Beamix
www.nl.weber
