Renovatieontwerp

Galecopperbrug

Renovatie ontwerp GCB

Sander den BlankenTechnical manager/plv Project manager MCVOF MC Renovatie Stalen Bruggen

Renovatie ontwerp GCB

Scope renovatie

• Oplossen vermoeiingsprobleem rijdek

• Vergroten van het statisch draagvermogen

• Verbeteren functionaliteit vaarweg

• Vervangen onderdelen met korte levensduur

• Repareren van schades aan beton en staal

• Verbeteren aanrijdbeveiliging tuikabels en pylonen

• Verbeteren brandveiligheid tuikabels

• Aanbrengen schermen rond pijlers en landhoofden

• Vervangen van onderhoudswagens

• Verbeteren bliksembeveiliging2

1. Oplossen vermoeiingsprobleem rijdek

• Spoedreparaties rijdek: sluiten contract – aanbrengen HSB

• Verwijderen asfalt en opdekplaten

• Uitvoeren inspecties dekplaat en troggen

• Uitvoeren reparaties dekplaat en troggen

• Aanbrengen A-frames

• Aanbrengen HSB

3

Renovatie ontwerp GCB

1.1 Oplossen vermoeiing rijdek

• Inspecteren en repareren orthotroop dek

4

• Kennisnemen van reeds uitgevoerde inspecties

• Uitvoeren inspecties bovendeks: TOFD

• Uitvoeren inspecties onderdeks: Visueel & ACFM

• Repareren scheuren ≥ 3 mm• Aanbrengen inzetstukken

alternatieve lasprocedure

• Aanbrengen passtukken

• NDO reparaties

Renovatie ontwerp GCB

1.2 Oplossen vermoeiing rijdek

• A-frames

5

• Versterken dwarsdragers 2*92

• HRB, zwaarst belaste strook

• Voorgespannen bouten

Renovatie ontwerp GCB

1.3 Oplossen vermoeiing rijdek

• Verwijderen asfalt en opdekplaten– Let op klinknagel verbindingen in dek

6

Renovatie ontwerp GCB

1.4 Oplossen vermoeiing rijdek

• Aanbrengen HSB

7

• Eisen gelijk aan Ewijk zonder ZOAB

• Gewicht ≤ 256 kg/m2

• Dek tot bov wapening ≥ 50 mm

• 20 mm ≤ dekking ≤ 50 mm

• Dekking >15mm dekkingsverbeteraar (< 50 m2)

• Dekking <15mm verwijderen

• Dekking >50mm overhoogte verwijderen

• Aanbrengen randstelprofielen, hechtlaag, wapening, HSB en slijtlaag

Renovatie ontwerp GCB

2. Vergroten statisch draagvermogen

• Voorspanliggers (VSL)

• Verbindingsliggers met bestaand dek

• Nieuwe pijlers en landhoofden

• Bijkomende versterkingen

8

Renovatie ontwerp GCB

2.1 Statisch draagvermogen

• Voorspanliggers

9

Renovatie ontwerp GCB

2.2 Statisch draagvermogen = voorspannen

• Voorspanliggers– Voorspannen ontlast bestaande dek

– Reduceert spanningen door verkeer (en eigen gewicht)

10

Buigende momenten in de

hoofdliggers door voorspannen

Renovatie ontwerp GCB

2.3 Statisch draagvermogen

• Voorspanliggers

11

Buitenste VSL:

• h = 3.3 m - 4 m

• b = 2.7 m

• 1540 ton

Binnenste VSL:

• h = 3 m – 3.7 m

• b = 1.7 m

• 1140 ton

Renovatie ontwerp GCB

2.4 Statisch draagvermogen

• Verbindingsliggers

12

Renovatie ontwerp GCB

2.5 Statisch draagvermogen

• Verbindingsliggers

13

• 2 I-liggers aangebracht tussen de hoofddwarsdragers

• Voorgespannen bouten

• Verlopende doorsnede

• Rotaties mogelijk

• Kan scheepsstoot opnemen

Renovatie ontwerp GCB

2.6 Statisch draagvermogen

• Onderbouw, pijlers

14

Renovatie ontwerp GCB

2.7 Statisch draagvermogen

• Onderbouw, pijlers

– Buitenste pijler naast bestaande sloof

– Binnenste pijler op en door sloof

– Binnenste pijler gedeeld door Noord- en Zuidbrug

15

Renovatie ontwerp GCB

2.8 Statisch draagvermogen

• Onderbouw, landhoofden

– Binnenste landhoofden niet doorbestaand landhoofd maar voor

– Binnenste landhoofd gedeeld door Noord- en Zuidbrug

– Buitenste landhoofd naast brug vanwege toekomstige verbreding

16

Renovatie ontwerp GCB

3. Verbeteren functionaliteit vaarweg

• Vergroten doorvaarthoogte

• Verbeteren radarzichtbaarheid

17

Renovatie ontwerp GCB

3.1 Verbeteren functionaliteit vaarweg

• Vijzelen

18

• 650 mm t.p.v. pijlers

• Dek, VSL en pyloon

• Zonder verkeer

• Veiligheidsvoorzieningen

• Reduceert spanningen eigen gewicht verder

Renovatie ontwerp GCB

3.2 Radar hinder: Het fenomeen

19

Renovatie ontwerp GCB

A ship’s radar display showing a reasonably accurate image of Galecopperbrug crossing the canal ahead.

The same ship’s radar display from closer to the bridge has become distorted masking potential obstructions

3.3 Radar hinder: Het mechanisme

20

Renovatie ontwerp GCB

An incoming radar wave (red) bounces between parallel girder webs, scattering energy back to the radar at each bounce (blue) and propagating along the longitudinal axis of the girders

3.4 Radar hinder: Mogelijke oplossingen

21

Renovatie ontwerp GCB

• Install horizontal infill between the bottom flanges of the girders; RVW.

• Rely on Inland AIS Transponder Systems.

• Inclined reflector plates attached to girders. Similar to Option 1

• Radar absorbing plates attached to girders over full length

• Radar absorbing plates attached to girders more discrete

3.5 Radar hinder: Simulatie

22

Renovatie ontwerp GCB

• Software tools developed for evaluating the stealth of naval vessels.

• Material’s electromagnetic damping characteristics

• Validation of the model

• Main contribution: corner reflectors formed by the main girders and vertical web stiffeners.

• Further modelling: refine RAM layout & compare solutions

3.6 Radar Hinder: gekozen oplossing

• Aanbrengen Radar Absorberend Materiaal (RAM)

23

Renovatie ontwerp GCB

4. Vervangen onderdelen met korte levensduur

• Opleggingen landhoofd

• Opleggingen pijlers

• Trekverankeringen

• Voegovergangen

24

Renovatie ontwerp GCB

25

4.1 Vervangen onderdelen met korte levensduur

• Opleggingen landhoofd

Renovatie ontwerp GCB

4.2 Vervangen onderdelen met korte levensduur

• Opleggingen landhoofd

26

• 2 vervangen door 1

• Voorkomen wrikkrachten

• Versterken vijzelpunten

Renovatie ontwerp GCB

27

4.3 Vervangen onderdelen met korte levensduur

• Opleggingen pijlers

Renovatie ontwerp GCB

4.4 Vervangen onderdelen met korte levensduur

• Opleggingen pijlers, aanbrengen koppelligers

• HL1-2 en 5-6: 2 vervangen door 1

28

Renovatie ontwerp GCB

4.5 Vervangen onderdelen met korte levensduur

• Opleggingen pijlers

• HL3-4: opleggingen verplaatsen

• Onderbouw lokaal uitbreiden

29

Renovatie ontwerp GCB

4.6 Vervangen onderdelen met korte levensduur

• Trekverankeringen, bestaand landhoofd

30

• 2 trekverankeringen ter vervanging bestaande 4

• Versterkingsframe

• Installatie voorinstellingrotaties tijdens vijzelen

Renovatie ontwerp GCB

Brandveiligheid brug-constructies:

• Brand is een risico voor de meeste bruggen

• beoordeeld met een Risico analyse en Constructieve brandanalyse.

• Richtlijnen volgens brand-en risico combinatie conform Eurocodes.

• Beoordeling van het constructieve gedrag van de kabelconstructies

bij brand

•Arup fire engineering Oresund link (brug+tunnel)

5. Verbeteren brandveiligheid

Praktijk

•Mezcala Bridge Mexico

•Fire and cable failure after accident (2007)

•Rion Antirion Bridge, Greece:cable fire (due to lightening)

5.1 Verbeteren brandveiligheid

Galecopper constructieve brandanalyse:

Risico analyse (TNO):

Afweging risico’s

Bepalen realistische brandscenario’s

Vaststellen brandomvang:

Bepalen omvang van de brand

Thermische analyse van opwarming constructie:

Hoe warm worden de constructie onderdelen

Mechanische analyse van de brug constructie:

Vervormt of bezwijkt de constructie bij brand?

5.2 Verbeteren brandveiligheid

5.3 Verbeteren brandveiligheid

Galecopper; constructieve brandanalyse:

De voorgespannen tui-kabels zijn gevoelig voor uitzetten en verliezen

sterkte en stijfheid bij hoge temperaturen.

Herverdeling van krachten bij brand niet mogelijk zonder significante

aanpassingen aan de draagconstructie.

Oplossing: hoogte en type brandwerende bescherming bepaald.

Thermische

• Brandgedrag van vrachtwagenbrand

35

5.4 Verbeteren brandveiligheid tuikabels

• Aanbrengen mantel om tuikabels

• Brandwerende bekleding op kabelkasten

Renovatie ontwerp GCB