De uitdaging
Binnen het programma 'Herberekeningen Bruggen en Viaducten' van Rijkswaterstaat werken wij binnen de combinatie Arup Iv Wagemaker met vijf andere bureaus samen aan het beoordelen van de constructieve veiligheid van een groot aantal stalen, betonnen en beweegbare bruggen en viaducten. Door herberekeningen op te stellen krijgen we een onderbouwd inzicht in de constructieve veiligheid van deze bruggen. De herberekeningen vormen vervolgens de basis voor ons advies aan Rijkswaterstaat.
Er zijn verschillende aanleidingen om de toestand van een constructie vast te stellen en een daaraan gekoppelde beoordeling uit te voeren. Op basis van een risico-inschatting is door RWS bepaald van welke objecten de constructieve beoordeling prioriteit heeft. Tand-nokconstructies worden als risicovol beschouwd vanwege de - volgens huidige inzichten - vaak onjuiste detaillering van de wapening. Daardoor kan significante scheurvorming ontstaan die kan leiden tot corrosie van wapening doordat water met dooizouten de voeg binnendringt.
Schade aan dit type constructie is van buitenaf vaak niet goed zichtbaar. Daarom is of wordt nader onderzoek gedaan naar verschillende objecten met deze constructie. Bij onjuist detaillering en/of geconstateerde of vermoede schade, is het van belang een zo goed mogelijk oordeel te geven van de constructieve veiligheid en restlevensduur. Geavanceerde rekenmethodieken zoals NLFEA gecombineerd met fysieke testen zijn hierbij waardevol om het werkelijke draagvermogen te voorspellen.
De oplossing
De constructieve veiligheid van tand- en nokconstructies met onjuiste detaillering is moeilijk te beoordelen met de beschikbare conventionele rekenmodellen. Voor de beoordeling van tand-nokconstructies maken we daarom gebruik van niet-lineaire eindige elementen analyses (NLFEA), die geijkt zijn op resultaten van beschikbare fysieke testen.
Verschillende tanden en nokken hebben we al op deze wijze beoordeeld. Hierbij hadden we bijzondere aandacht voor het accuraat modelleren van de aanhechting tussen de wapeningsstaven en het omringende beton (bond-slip, ModelCode2010). Uit een vergelijking tussen numerieke en experimentele resultaten is namelijk gebleken dat het gebruik van de juiste bond-slipmodellen nodig is om het werkelijke bezwijkgedrag te vinden.
Het resultaat
Door de inzet van NLFEA geven we Rijkswaterstaat (en andere opdrachtgevers) een beter beeld van de staat van de tand-nokconstructies in hun areaal. Binnen het programma ‘Herberekeningen Bruggen en Viaducten’ van Rijkswaterstaat worden voor meerdere tand-nokconstructies dergelijke analyses uitgevoerd. De opgedane kennis wordt met Rijkswaterstaat en de andere partijen gedeeld. Ook gaat TNO experimenteel onderzoek doen om de numerieke modellen nog beter te valideren. Zo ontstaat een consistente aanpak die bijdraagt aan het inzicht in de constructieve veiligheid van tand-nokconstructies.
Meer weten over verfijnde herberekeningen
Helen vertelt je er graag meer over:
