nieuws

Proefopstelling toont hoe zwaar beweegbare bruggen het echt te verduren hebben

infra 1841

Honderden beweegbare bruggen zijn volgens de rekenregels toe aan een nieuwe mechanische uitrusting, terwijl het de vraag is of het echt nodig is. Een innovatieve proefopstelling op de TU Delft moet helderheid brengen. Dat kan miljoenen schelen.

Proefopstelling toont hoe zwaar beweegbare bruggen het echt te verduren hebben

Bewegingswerken van veel mechanisch aangedreven bruggen uit de jaren vijftig en zestig zien er vaak nog piekfijn uit. Toch kunnen ze volgens de rekenregels van de in 2001 ingevoerde Voorschriften voor het Ontwerpen van Beweegbare Bruggen (NEN 6786 VOBB 2001) bijna allemaal bij het schroot, tot wanhoop van brugbeheerders. Uit de herberekening blijkt dat een groot deel van de bestaande bewegingswerken niet voldoet aan de huidige norm, terwijl er qua functionaliteit geen aanwijzingen voor zijn, vertelt Kodo Sektani, ingenieur van Antea Group. “Daarom gaan we terug naar de basis en ontwikkelen we door middel van een experimenteel onderzoek een nieuw rekenmodel. Daarmee kunnen we daadwerkelijk optredende belastingen op een realistische wijze berekenen.”

Zijn baanbrekende onderzoek richt zich met name op dynamische belastingen bij Hollandse standaardoeververbindingen: de ophaalbrug met rechte heugelopstelling en de basculebrug met Panamawiel. In het laboratorium van de TU Delft heeft hij daartoe met hulp van onder anderen Hollandia een proefopstelling opgebouwd uit kolossale brugonderdelen. Een motoraandrijving, tandwieloverbrengingen en variabele in- en uitgaande assen simuleren de beweging tijdens het open- en dichtgaan van een brug. Vliegwielen zijn ingebouwd om massatraagheden te simuleren.

Op het moment dat de motor aanspringt, gaat de veermotor-as draaien totdat een snelheid van 1000 toeren per minuut is bereikt. Een balk met extra gewicht die het brugdek weergeeft, opent dan naar de maximale stand, terwijl het achterste vliegwiel gaat draaien om de massatraagheid van het rijdek en het ballastgewicht te compenseren. Een bufferunit zorgt ervoor dat belangrijke variabelen worden nagebootst die in de huidige rekenregels ter vereenvoudiging vervangen zijn door factoren.

‘Op basis van de huidige rekenregels zou je veel tandwielkasten bovendien moeten overdimensioneren’

Verschillende brugonderdelen kunnen te maken krijgen met vermoeiing, maar in de praktijk blijkt het niet altijd zo’n vaart te lopen. Tandwielkasten bijvoorbeeld zijn vaak nog in een uitstekende conditie wanneer een rondsel al is versleten. Zonde dus om die onnodig te vervangen. “Vooral omdat deze juist erg kostbaar zijn”, vertelt Sektani. “Op basis van de huidige rekenregels zou je veel tandwielkasten bovendien moeten overdimensioneren, waardoor ze niet meer in de bestaande kelder passen. Dat maakt zo’n ingreep extra duur.” Complicerende factor is dat het geen wet van Meden en Perzen is dat alle tandwielen minder hard slijten dan de rekenregels zeggen. Iedere brug is anders en heeft te maken met andere belastingen.

Reden genoeg dus voor zeer grondig onderzoek. De proefbrug gaat de komende maanden ontelbare keren open en dicht, waarbij steeds nieuwe belastingsituaties worden nagebootst. Dat moet nieuw licht werpen op de invloed van een aantal variabelen die nu buiten beschouwing blijven bij het voorspellen van de krachtwerking. Het gaat daarbij in de eerste plaats om de massa van de brug zelf en die van de aandrijflijn. Verder kijkt Sektani naar de flexibiliteit – of juist stijfheid – van de bewegingswerken. Hij meet verder de invloed van demping, wrijving en speling op de dynamische belastingen. “We gaan één voor één alle variabelen af. De proefopstelling heeft zijn werk gedaan wanneer uit al die metingen een rekenmodel rolt dat de dynamische belastingen van beweegbare bruggen bij optredende belastingsituaties kan voorspellen.” De proeven kijken zowel naar de krachtenwerking bij normaal bedrijf als bij noodstops. De werking bij een plotselinge ingreep is extra interessant, wegens de hoge piekbelastingen.

‘Blij dat ik met mijn onderzoek een zinvolle bijdrage kan leveren aan de Nederlandse maatschappij’

Antea Group is expert op het gebied van beweegbare bruggen en steunt Sektani in dit onderzoek omdat het goed aansluit bij de ambities van het bedrijf. Met het onderzoek wordt niet alleen fors geïnvesteerd in kennis maar er wordt vanuit een praktijkgerichte vraagstelling gezocht naar een duurzame toekomst van onze infrastructuur. Sektani (33) begon zijn promotieonderzoek naar mechanisch aangedreven bruggen in 2016 met literatuuronderzoek. Dat resulteerde al in nieuwe theoretische modellen voor de voorspelling van de belastingen van brugbewegingsmechanismen. Al gauw werd duidelijk dat hij op een serieuze praktijkvraag was gestuit, want van alle kanten was belangstelling voor de onderzoeksvraag. Mede daarom lukte het de kostbare proefopstelling (alleen al de onderdelen kosten 150.000 euro) te financieren en te bouwen. Rijkswaterstaat, Provincie Zuid-Holland, ProRail en de gemeentes Rotterdam en Amsterdam hielpen met de financiering van het project. SEW Eurodrive leverde de tandwielkasten en Flender de askoppelingen. Daarnaast werden lagers en lagerhuizen door SKF ter beschikking gesteld. Antea Group steunde Sektani met kennis en mankracht. De TU Delft stelde labruimte beschikbaar en Hollandia hielp met de bouw en het uitlijnen van de proefopstelling.

Opmerkelijk genoeg leidt een gevluchte Irakese Koerd het onderzoek naar een probleem aan oer-Hollandse ophaal- en basculebruggen. “Ik ben blij dat ik met mijn onderzoek een zinvolle bijdrage kan leveren aan de Nederlandse maatschappij”, zegt Sektani.

De verwachting is dat de proeven in Delft in december kunnen worden afgerond. Sektani hoopt zijn promotieonderzoek in 2021 af te ronden.

Reageer op dit artikel