Constructieve veiligheid van bestaande constructies · • Workshop in Parma met pitch presentaties...

Constructieve veiligheid van bestaande constructies; op zoek naar reserve capaciteit als aanvulling op regelgeving nieuwe constructies

Ane de Boer

Rijkswaterstaat GPO

Afdeling Bruggen & Viaducten

21 mei 2015

Rijkswaterstaat

2 Constructieve Veiligheid

Inhoud

21 mei 2015

WOW Haarlem

WOW Haarlem

Reserve capaciteit

analyses onderzoek

inspecties

operationeel

Risicogestuurd

NEN870x; RBK

Conditie object

Beschikbaarheid

kosten

tijdplanning

Rijkswaterstaat


Balans analyse-inspectie-monitoring-kosten-beschikbaarheid-??

21 mei 2015

0102030405060708090

100

Overzicht status

Rijkswaterstaat


Inleiding

• Areaal objecten infrastructuur groeit nog enigszins; hoofdwegennet > 6000 kw’s

• Objecten worden ouder én ouder én ouder

• Onderscheid maken in technische en functionele gebreken

• Schouw per dag/week/maand; Inspectie object minimaal eens per 6 jaar; steeds meer opschuiven naar risico-gestuurd

• Planning en uitvoering upgraden objecten steeds belangrijker voor beschikbaarheid infrastructuur > kortere doorlooptijden tbv RWS project Vervanging & Renovatie

• Wettelijke eis:

Garanderen van voldoende betrouwbaarheid uitgedrukt in constructieve veiligheid index

21 mei 2015 WOW Haarlem

Rijkswaterstaat


Overzicht stichtingsjaren constructies

WOW Haarlem

3000 kw’s

21 mei 2015

Rijkswaterstaat


Verkeersbelastingen Locaties: Weigh in motion 2003:6 - 2015:18


Rijkswaterstaat


Evaluatie Verkeersbelasting EC; 2,5 miljoen passages

21 mei 2015

0 500 1000 1500 2000 2500 300010

-12

10-10

10-8

10-6

10-4

10-2

100

D.Prb = 6.54e-012D.Wgt = 1492.12 kN

Cumulative exceedence probability for Axle loads [kN] (All type vehicles)04/01/2008 to 04/30/2008 Road 016 Lane -L

Normal Mixture with 10 componentsC

um

ula

tive

exce

ed

en

ce

pro

ba

bili

ty

Total Weight (kN)

Ongecontroleerde

passages

Max meting

n=25.000

n=250.000

WOW Haarlem

Rijkswaterstaat


Spreiding passages NL Voertuigen > 3,5ton


Rijkswaterstaat


Vervolg belastingen

21 mei 2015

• Belastingmodel Vermoeiing tbv meest gangbare materialen staal, beton maar wellicht in de toekomst ook hout, composiet, aluminium

• Belastingmodel Korte overspanningen

• Verfijningen spreiding verkeersbelasting NL

• Trend(s) uit verkeersbelasting metingen 1998, 2003, 2008 en 2013

• Jaarlijkse evaluatie verkeersmetingen

• Tav beheer: – Instandhouding restlevensduur tav verkeersbelasting

– Groot onderhoud mogelijkheden

– Bijzonder transport VTG > 50 ton, aslast > 11,5 ton

WOW Haarlem

Rijkswaterstaat


Onderzoek/experimenten TU-Delft promovendi + afstudeerders


Rijkswaterstaat


Guideline Niet-lineaire analyses

21 mei 2015

WOW Haarlem

Rijkswaterstaat


Validatie Guideline dmv simulatie experimenten

21 mei 2015

Level I EC2 or MC2010

Level IV (PF- GRF- ECOV)

Analysis B (mean values,

no safety format!

Experiment (100%)

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

00.00050.0010.00150.0020.0025

s[N/mm2

]

e

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

00.00050.0010.00150.0020.0025

s[N/mm2

]

e

Level I Level II Level IV PF

Level IV GRF

Level IV ECOV

Analysis B Exp 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

S1T1

Level I Level I V GR F

Level I V ECOV

Analysis B

Exp Level I V PF

Pu/P

u,e

xp[%

]

WOW Haarlem

Rijkswaterstaat


Guideline: kennisoverdracht via prijsvraag richting markt

21 mei 2015

• Gebruik liggers uit tussenstort experiment

• Gebruik:

– Meerdere software codes

– Externe gebruikers

– Verschillende landen

• Updaten NLFEA Guideline

• Aankondiging bij EURO-C Betonmechanica congres mrt 2014

• Indiening resultaten september 2014

• Workshop in Parma met pitch presentaties

• Publicatie van resultaten via fib bulletin en/of artikelen fib blad Structural Concrete

• Tbv beheer: • Ruimte extra capaciteit benutten bij niet voldoen aan RBK toets op AII niveau

• Ruimte capaciteit benutten tbv groot onderhoud bij niet voldoen aan RBK toets AI niveau

WOW Haarlem

Rijkswaterstaat


Resultaat 2007 en 2014

21 mei 2015

Max = 1,1×ULS

Rijkswaterstaat


Vervolg onderzoek

21 mei 2015

• Promovendi/experimenten

– Constructiegedrag

– Hoofdtrekspanning prefab liggers

– Safety formats; materiaal variabiliteit over de constructie

– Akoustische Emissie als beheersmogelijkheid bij proefbelasten objecten in situ

– AlkaliSilicaReactie gedrag evaluatie monitoring NB objecten

– Relatie partiele factoren en inspecties/nader onderzoek

• Continuiteit invullen input gegevens tbv automatische indikatieve Quick Scan analyse

• Daar waar nodig EEM analyses, statisch > niet-lineair en/of one fibre element ontwikkeling(verhogen snelheid analyse)

• Proefbelasten ASR objecten

• Verbetering CRIAM objectiviteit en verbetering koppeling aan RBK

WOW Haarlem

Rijkswaterstaat


Bijzondere constructie: T-liggers met tussenstorts


Rijkswaterstaat


Bijzondere constructie: Plaatveld met zware middenbalk en zijwanden


Rijkswaterstaat


Bijzondere constructie: Plaatveld met balkrooster


Rijkswaterstaat


Bijzondere constructie: plaatveld met sparingen


Rijkswaterstaat


Materiaalonderzoek

21 mei 2015

Toegepaste materialen achterhalen

• Oude berekening/tekening, RBK geeft werkwijze oude waarden te vertalen naar Eurocode

• Materiaalonderzoek, RBK geeft werkwijze gemeten waarden te vertalen naar Eurocode

• RBK geeft minimum sterktewaarden betonnen KW <1976 zonder materiaalonderzoek

RBK bevat informatie over oude materialen/ systemen

Bij beton < 1976: in de regel betonsterkte toegenomen

Tbv Beheer:

Boorprotocol: regelgeving rondom boren, opslag, transport en beproeven boorkernen; gereed 2013; tzt in RBK

Wapeningscan protocol in ontwikkeling(opgestart)

WOW Haarlem

Rijkswaterstaat


Materiaalonderzoek:

21 mei 2015

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

0 20 40 60 80 100 120 140 160

f ck

in N

/mm

2

ID

platen

dozen

kokers grindbeton

kokers lichtbeton

tunnels

tussenstorts

T-liggers

prefab-liggers

platen

koke

rs (

grin

db

eto

n)

koke

rs (

lich

tbet

on

)

do

zen

tuss

enst

ort

s

T-l

igge

rs

pre

fab

-lig

gers

C35/B45

95% ondergrens

WOW Haarlem

Rijkswaterstaat


Materiaalonderzoek vervolg

21 mei 2015

• spreiding in bestaande constructies

• Herkomst ontwerp

• ASR evaluatie NB objecten

WOW Haarlem

Rijkswaterstaat


Monitoring evaluatie ASR aangetaste objecten

21 mei 2015

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 8766 17532 26298 35064 43830 52596 61362 70128 78894 87660 96426 105192

Tem

peratu

re [

Cels

ius]

Years

Viaduct 44G-108; Temperature 2003-2014; missing 1,7%

WOW Haarlem

Rijkswaterstaat


Inspectiehuis / Inspectieprogramma’s analyse

21 mei 2015

• Inspectieniveau’s

– Schouw + Reguliere inspectie 1/6 jaar; eventueel technische inspectie

– Opstellen CRIAM score formulier tbv schade object, prioriteit planning en voldoende volledigheid archivering tav Quick Scan analyse

– Resultaat > CUR117 Aanbeveling; handboeken Staal, beton etc komen hierna

• Analyse niveau’s

– Basis verificatie analyse met daarin verfijningen op het gebied van geometrie, belasting, opleggingen; eventueel op materiaal orthotropie ipv isotropie,

– plaatvelden met sparingen, bijzondere constructies, opbouw modellen combinatie plaatveld/balkrooster

– 3D volumemodellen

– Niet-lineaire analyses

• Monitoren ter beheersing schadeontwikkeling;

– periodiek, handmatig of mbv ICT

Versterken object!?

WOW Haarlem

Rijkswaterstaat


QS Excel indicatieve analyse object

21 mei 2015

• Archief Database Objecten met tekeningen, onderzoekrapporten, fotos, analyserapporten

• Database(onderdoorgang, plaatveld, prefab ligger) met geometrie en wapeningsgegevens object

– Per overspanning

– Per sectie overspanning(rand en midden; oud en nieuw deel)

– Per prefab ligger(rand en midden)

• Basis Excel file tbv dwarskracht (en buigend moment) toets

• Automatische analyse over alle ingevoerde objecten; objecten die recent een wijziging hebben ondergaan óf recent aanvullend onderzoek hebben ondergaan, zoals materiaalonderzoek

• Resultaat > UC waarde maatgevend + UC waarde per sectie

Rijkswaterstaat


Normering + status objecten 2013

21 mei 2015

• Eurocode april 2012 > nieuwe constructies; voorbereiding voor modificaties Eurocode > 2018

• Geen norm bestaande constructies beschikbaar ivm 27EU landen met hun eigen historie op ontwikkeling normgebied

• ModelCode2010 > wetenschappelijke norm nieuwe betonconstructies > MC bestaande constructies fib voorstel 16 mei Kopenhagen

• Nationaal NEN870x serie

• Status 2015: afpellen van mogelijkheden ivm kosten/efficiency

– Materiaalonderzoek PRB constructies < 1976

• Minimum materiaalsterkte > prefab B55 & overig B45

– Ontwikkeling QS methode voor automatische betrouwbaarheidsindex bepaling, geschikt voor 5000 van de 6000 objecten; QS plaat, QS onderdoorgang, QS prefab ligger en QS T-liggers voor dwarskracht gereed

WOW Haarlem

Rijkswaterstaat


Proefbelasting objecten

21 mei 2015

• Medemblik Vlijmen Oost

• Ruytenschildtbrug Tjeukemeer Halvemaansbrug, Alkmaar

WOW Haarlem

Rijkswaterstaat


Conclusies

21 mei 2015

• Basis voor een constructieve veiligheid beoordeling is gereed

• Nader onderzoek in het lab is nog noodzakelijk

– Vervolg Onderzoek tussenstorts prefab liggers

– Onderzoek zwakke plekken voor later gepland

– Vervolgonderzoek ASR objecten NB; evaluatie 2015/2016

– Details zoals tand/nok, ophangwapening

• Generiek gezien zijn er al tal van zaken gereed

• Incidentele beoordeling blijft lonend maar is daarentegen kostbaarder

• Niet-lineaire analyses vervolmaken; mogelijke restcapaciteit +30%

• Operationele karakter van QS uitbreiden met buigend moment als bezwijkfenomeen naast dwarskracht

• Archief op orde maken; kaders/richtlijnen uitgebreid

• Monitoring gestalte geven via SBRCURnet

• Toegankelijkheid info objecten verbeteren tbv specialisten, analisten, inspecties, beheerders, opdrachtnemers, ……

WOW Haarlem

Constructieve veiligheid van bestaande constructies · • Workshop in Parma met pitch presentaties...

Documents

Transcript of Constructieve veiligheid van bestaande constructies · • Workshop in Parma met pitch presentaties...