De uitdaging
Bij kokerbruggen bestaat een aanzienlijk deel van de belasting uit permanente belasting, waardoor kruip een belangrijke invloed heeft op tijdsafhankelijke vervorming en voorspanverliezen. Bij uitbouwbruggen, zoals de Ravensteinsebrug, speelt ook de bouwfasering hierbij een belangrijke rol. Al deze factoren zijn van invloed bij het bepalen van de constructieve veiligheid van het object.
Voor het programma ‘Herberekeningen Bruggen en Viaducten’ kregen wij van Rijkswaterstaat de opdracht om het tijdsafhankelijke constructieve gedrag van uitbouwbruggen nauwkeurig te berekenen. De vraag was om hierbij gebruik te maken van een visco-elastisch 2.5D-model van de kokerbrug, waarbij we de kruip en krimp bepalen volgens het RILEM B4 model.
Uit recent onderzoek blijkt dat dit kruip-/krimpmodel zeer geschikt is om meerjarige vervormingen in een kokerbrug te beschrijven. Zo kunnen we dan ook een betere inschatting maken van de tijdsafhankelijke voorspanverliezen over meerdere decennia. En die voorspanverliezen zijn weer van invloed op de uitkomst van de constructieve toetsing van het kunstwerk.
De oplossing
Met een visco-elastisch model kan kruip van beton in de tijd nauwkeurig beschreven worden, ook wanneer veranderingen in belasting of fasering optreden. Wij bouwden zo’n visco-elastisch 2.5D-model van de uitbouwbrug met de software DIANA.
Het RILEM B4 model is vervolgens in DIANA geïmplementeerd en uitgebreid gevalideerd. In langsrichting hebben we de bijna 600 individuele voorspanstaven fysiek gemodelleerd voor een nauwkeurige bepaling van de tijdsafhankelijke spanning in het beton en de voorspankracht in de voorspanstaven.
Het model hebben we gevalideerd door gebruik te maken van de vervormingsmetingen aan de kokerbrug. Het RILEM B4 model geeft naast gemiddelde waarden ook boven- en ondergrenswaarden van krimp en kruip. Uit een vergelijking met de gemeten vervormingen bleek dat voor deze specifieke kokerbrug de ondergrenswaarden het beste overeenkwamen.
Het resultaat
Voor de constructieve toetsing zijn de snedekrachten (normaalkracht, buigend moment en dwarskracht) na 100 jaar relevant. Deze snedekrachten hebben we bepaald met het geavanceerde DIANA-model en vergeleken met de snedekrachten uit de conventionele herberekening. Hierbij zijn de fasering en de voorspanverliezen op een vereenvoudigde manier meegenomen.
Uit de vergelijking bleken de snedekrachten van beide modellen dusdanig goed overeen te komen, dat een verfijning van de snedekrachten in de conventionele herberekening voor deze specifieke kokerbrug niet nodig was.
Binnen het programma ‘Herberekeningen Bruggen en Viaducten’ worden voor meerdere kokerbruggen dergelijke analyses uitgevoerd. De opgedane kennis wordt met Rijkswaterstaat en de andere partijen gedeeld. Dit leidt tot een consistente aanpak voor het tijdafhankelijke constructieve gedrag van kokerbruggen, wat bijdraagt aan de constructieve veiligheid van dit soort bruggen.
Meer weten over verfijnde herberekeningen
Helen vertelt je er graag meer over:
