nieuws

Gedrag tui-elementen goed lineair te benaderen

bouwbreed

Tuiconstructies vinden toepassing in de bruggenbouw en komen ook in de utilitaire bouw steeds vaker voor. Het gedrag van de tui-elementen is geometrisch niet-lineair, maar vanuit een theoretische invalshoek echter goed te benaderen. Afwijkingen zijn veelal snel te onderkennen en te kwantificeren.

Dit bleek op de Researchdag ’93 van het Staalbouwkundig Genootschap vorige week in de Aula van de Technische Universiteit Delft waarbij in het ochtendprogramma getuide en voorgespannen constructies in staal aan de orde kwamen. Een kenmerkend constructief aspect van tuiconstructies is dat deze zich -onder meer als gevolg van het doorhangen van de tuien- niet linerair gedragen, zo bleek uit de bijdrage van ir. D.J. Peters uit Moerkapelle.

Een dergelijk gedrag is niet altijd een effect van de tweede orde. Maar het is mogelijk de axiale stijfheid van een tui-element zo te benaderen dat lineair kan worden gerekend volgens de kabeltheorie. Dat kan als de doorsnede geen moment op kan nemen. Is dat wel het geval dan is niet-lineair rekenen de aangewezen weg voor de constructeur.

Op de dag kwam ook de keuze van het tuisysteem voor de Erasmusbrug te Rotterdam aan de orde. Bij de gemeente Rotterdam is met geloten, geslagen kabels bij de Willemsbrug en de Harmsenbrug goe de ervaring opgedaan. Voor de Erasmusbrug zal naar verwachting toch voor parallelkabels worden gekozen. Dat ligt aan de prijs die voor de kabels van de Willemsbrug betaald moest worden, zo gaf ir. W.A. Den Adel van Gemeentewerken Rotterdam te kennen.

Erasmusbrug Voor de keuze van het tuisysteem voor de Erasmusbrug bestond aanvankelijk bij Gemeentewerken Rotterdam sterke voorkeur voor het open tuisyteem met parallelkabels vanwege:de eenvoud van het systeem, de eenvoudige inspectie en vervanging, voldoende duurzaamheid (drievoudige bescherming door zinklaag, vet/was en pe-omhulling), korte verankeringslengte en individueel nastelbare strengen. Om toepassen van een deviator te vermijden werd overwogen de strengen niet samen te bundelen maar over de volledige lengte door middel van afstandhouders van elkaar te laten lopen.

In de ontwikkeling van tui-elementen bij bruggen is het volgende te ontdekken:staven, geslagen kabels, paralleldraden of strengen in een met cementgrout gevulde buis, paral leldraden of strengen in een met een ander medium gevulde buis met draden in verzinkte uitvoering, parallelstrengen omhuld door pe in een met cementgrout of ander medium gevulde buis, parallelstrengen omhuld met pe in een buis of schalen (Pont de Normandie) en parallelstrengen omhuld met pe zonder buis.

Ontoelaatbaar Bij het systeem met parallelstrengen omhuld met pe zonder buis wordt een zeer eenvoudige oplossing verkregen ook voor inspectie en vervanging. Door deze eenvoud kan een streng meer als een eenvoudig vervangingsartikel gezien worden, immers aantasting van de streng is eenvoudig waarneembaar en de de streng zelf is een eenvoudig te vervangen.

In verband met de keuze voor de Erasmusbrug is zo een open tuisysteem met parallelkabels en afstandhouders beproefd op de Maasvlakte. Strengen met een lengte van 36 meter werden ingespannen in een stalen frame. De strengen bleken echter reeds bij windkracht 5 een ontoelaatbaar ‘kleppergedrag’ te vertonen, zelfs bij afstandhouders op 11 meter afstand van elkaar.

Vanwege het kleppergedrag is de keuze momenteel minder duidelijk en wordt overwogen een omhullingsbuis om de strengen zonder enige toevoeging overwogen. Mits het ‘kleppergedrag’ wordt opgelost bestaan hoge verwachtin gen van dit systeem, aldus Den Adel.

Op de Researchdag werden ook de voordelen van voorgespannen staalconstructies duidelijk gemaakt. Door het voorspannen van staalconstructies (Fe 360) met kabels met een hoge treksterkte (FeP 1860) worden de afmetingen van de constructie kleiner worden gehouden, zo voerde ir. J.H. Versteegen, van Pieters Bouwtechniek te Haarlem, aan. Zowel de constructiehoogte als de doorsneden van de elementen waaruit de constructie is opgebouwd nemen daarbij af.

Met de voorspanning wordt tot betere benutting van het constructiestaal gekomen. Dit leidt tot materiaal besparing.

Bijkomend is dat hierdoor slankere constructies ke worden verkregen, en dat kan weer esthetisch van belang zijn. Onder voorspanning wordt overigens die belasting verstaan die doelbewust met mechanische of andere technische middelen is aangebracht.

Bij het voorspannen van een ligger als geheel is te concluderen dat indien een staaf met een willekeurige geometrie en met constante doorsnede, zuiver centrisch wordt voorgespannen deze niet van vorm zal veranderen. Dit omdat er geen buigende momenten in de staaf ontstaan. De vervormingen ten gevolge van de voorspanning, in te voeren als uitwendige kracht, ke gesuperponeerd worden op die welke door de uitwendige belasting wordt veroorzaakt.

Reageer op dit artikel
Lees voordat u gaat reageren de spelregels