nieuws

Het raadsel van de voorspanning

bouwbreed

Kabels bloothakken en doorsnijden om de voorspanning in de Hollandse Brug te bepalen is nergens voor nodig, meent Rijkswaterstaat. De indirecte metingen van TNO dat de ontspanning van vrijgemaakte boorkernen bepaalde zijn overtuigend genoeg.

Standaard meetmethoden voor het bepalen van voorspanning in de constructies
bestaan niet. Maar de pogingen die internationaal zijn gedaan berusten volgens
Jan Gijsbers van TNO Bouw en Ondergrond allemaal op hetzelfde principe. Je
bepaalt de rekverandering in het beton door een stukje beton spanningsloos te
maken. Beton ontspant dan immers en met rekstrookjes is die verlenging goed te
registreren. In combinatie met de elasticiteitsmodulus levert dat de druksterkte
op als gevolg van de voorspanning. TNO voerde een dergelijke meting begin dit
jaar uit aan de Hollandse Brug in opdracht van Rijkswaterstaat. Dat gebeurde in
de ijdele hoop dat er hogere waarden uit zouden komen dan verwacht, net als
eerder bij de hoge T-liggers. Verschillende aannemers hadden bij de inschrijving
voor de verbreding en versterking van de Hollandse Brug aangegeven twijfels te
hebben bij de opgegeven splijttreksterkte van die liggers. Toen de Bouwdienst
daar alsnog onderzoek naar liet doen, bleken die twijfels ongegrond. In
tegendeel; de liggers bleken veel sterker dan gedacht, met als gevolg dat de
brug veel minder ingrijpend versterkt hoefde te worden. De hoop ontstond toen
dat het werk nog verder vereenvoudigd zou worden als ook de tussenstorts, het
dunne dek tussen de T-liggers, in de praktijk sterker zouden zijn dan gedacht.

Drukbank

In het laboratorium bouwde TNO eerst een proefopstelling. Een stuk beton werd
in de drukbank onder spanning gebracht, terwijl rekstroken aan de oppervlakte de
verkorting registreerden. Daarna werd een kern rond de rekstroken uitgeboord en
bleek het materiaal zich inderdaad weer te ontspannen. Toen de methode op die
manier was gevalideerd en alle valkuilen waren onderkend waagde TNO-onderzoeker
Gerrie Dieteren zich aan de praktijk. Waterdicht ingepakt in siliconen werden op
zes plaatsen onder de brug dozen met rekstroken geplaatst. Vier bij het
zuidelijke en twee bij het noordelijke landhoofd. Daarmee waren de gunstigste en
de slechtste locaties gekozen, zodat een een representatief beeld van de brug
zou ontstaan. Omdat beton zo’n heterogeen materiaal is moesten lange rekstroken
worden toegepast. Anders is de invloed te groot van het punt waarop de rekstrook
aangrijpt. Het maakt nogal wat uit of dat een grindbiggel is of een stukje
cementpasta. Er moesten dus flinke boorkernen met een diameter van 100
millimeter worden uitgeboord. Om de elasticiteitsmodulus te kunnen bepalen werd
bovendien over een lengte van 20 centimeter, tot aan de asfaltlaag doorgeboord.
De invloed van temperatuurverschillen als gevolg van boren en koelvloeistof werd
ondervangen door de rekstroken meerdere malen voor en na het uitboren uit te
lezen. De verwachtte waarde van 2 tot 3 megaPascal drukspanning werd slechts bij
twee van de kernen geregistreerd; bij de andere punten kwamen de waarden niet
verder dan de helft. Die getallen deden bij Rijkswaterstaat alle alarmbellen
rinkelen. Want bij de huidige verkeersbelasting betekent het dat de brug tegen
de grens zit. Maar hoe kan het dan, dat we nog helemaal geen scheurvorming zien?
Schetst alliantiemanager Pim van Schaijk de verbazing die alle partners aan het
project beving. Een rekenexercitie met de nieuw gevonden waarden leerde dat de
zwakste punten in de brug zich midden in de tussenstorts bevindt; net naast de
dwarsdragers. Dat is een kritisch overgangsgebied tussen een star ondersteunde
zone en een gebied dat meer flexibiliteit heeft. Als het brugdek bezwijkt is het
daar en dan gebeurt het als brosse breuk, zonder waarschuwing vooraf. Er zal
volgens Van Schaijk niet direct een gat ontstaan waar een auto in verdwijnt,
maar een plotseling gat van 50 bij 50 centimeter kan ook gevaar opleveren.

Ingeslagen weg

Over de manier waarop Rijkswaterstaat en combinatie Strukton/Reef de
problemen gaan aanpakken laat Van Schaijk weinig misverstand bestaan. “We gaan
door op de ingeslagen weg en brengen eerst een nieuw dek aan boven op het oude,
dat we constructief verbinden met de T-liggers. Daarna wordt van onderaf het
oude dek ingezaagd en verwijderd.” De metingen waarop alles is gebaseerd zijn
daarvoor volgens Van Schaijk voldoende overtuigend. Hij is dan ook niet van plan
nog een paar voorspandraden door te snijden ter verificatie, zoals bruggenexpert
Cor van der Veen van de TU Delft voorstelt. Net als de onderzoeker verwacht Van
Schaijk dat daar een voorspanwaarde uitkomt die niet ver uit de buurt ligt van
de oorspronkelijke waarde. Het probleem is volgens Van Schaijk echter dat die
voorspanning niet netjes in het dek terecht is gekomen, maar voor een deel in de
dwarsdragers die al eerder waren aangespannen. Van Schaijk: “Er kan ook best nog
iets anders aan de hand zijn, want alle mechanismen werken heel complex op
elkaar in. Als er iets verandert aan de dwarsvoorspanning heeft dat ook invloed
op de langsvoorspanning en andersom. Maar je schiet er niet zoveel mee op om dat
tot de bodem uit te zoeken. “Dat de voorspanning in de tussenstorts te laag is,
daaraan twijfelt niemand uit de bouw-alliantie nog. En dat probleem gaan we te
lijf. Ook al betekent het dat de brug een tijd afgesloten blijft voor
vrachtverkeer.”

Reageer op dit artikel
Lees voordat u gaat reageren de spelregels