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

Transcriptie

1 Constructieve veiligheid van bestaande constructies; op zoek naar reserve capaciteit als aanvulling op regelgeving nieuwe constructies Ane de Boer GPO Afdeling Bruggen & Viaducten

2 Inhoud Conditie object Reserve capaciteit Beschikbaarheid onderzoek analyses kosten NEN870x; RBK tijdplanning operationeel Risicogestuurd inspecties 2 Constructieve Veiligheid

3 Balans analyse-inspectie-monitoring-kosten-beschikbaarheid-?? Overzicht status 3 Constructieve Veiligheid

4 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 4 Constructieve Veiligheid

5 Overzicht stichtingsjaren constructies 3000 kw s 5 Constructieve Veiligheid

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

7 Cumulative exceedence probability Evaluatie Verkeersbelasting EC; 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 components ,5 miljoen passages Max meting Ongecontroleerde passages D.Prb = 6.54e-012 D.Wgt = kn n= n= Total Weight (kn) 7 Constructieve Veiligheid

8 Spreiding passages NL Voertuigen > 3,5ton 8 Constructieve Veiligheid

9 Vervolg belastingen 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 9 Constructieve Veiligheid

10 Onderzoek/experimenten TU-Delft promovendi + afstudeerders 10 Constructieve Veiligheid

11 Guideline Niet-lineaire analyses 11 Constructieve Veiligheid

12 e s[n/mm 2 ] s[n/mm 2 ] Validatie Guideline dmv simulatie experimenten Experiment (100%) Level I EC2 or MC2010 Level IV (PF- GRF- ECOV) Analysis B (mean values, no safety format! e Pu/Pu,exp[%] S1T Level Level I Level II IV V I Level V IV I Level V IV I Analysis B GRF F ECOV Analysis Exp PF B 12 Constructieve Veiligheid

13 Guideline: kennisoverdracht via prijsvraag richting markt 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 13 Constructieve Veiligheid

14 Resultaat 2007 en 2014 Max = 1,1 ULS 14 Constructieve Veiligheid

15 Vervolg onderzoek 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 15 Constructieve Veiligheid

16 Bijzondere constructie: T-liggers met tussenstorts 16 Constructieve Veiligheid

17 Bijzondere constructie: Plaatveld met zware middenbalk en zijwanden 17 Constructieve Veiligheid

18 Bijzondere constructie: Plaatveld met balkrooster 18 Constructieve Veiligheid

19 Bijzondere constructie: plaatveld met sparingen 19 Constructieve Veiligheid

20 Materiaalonderzoek 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) 20 Constructieve Veiligheid

21 Materiaalonderzoek: dozen kokers (grindbeton) kokers (lichtbeton) tussenstorts T-liggers f ck in N/mm 2 prefab-liggers platen dozen kokers grindbeton kokers lichtbeton tunnels tussenstorts T-liggers prefab-liggers platen C35/B45 95% ondergrens ID 21 Constructieve Veiligheid

22 Materiaalonderzoek vervolg spreiding in bestaande constructies Herkomst ontwerp ASR evaluatie NB objecten 22 Constructieve Veiligheid

23 Monitoring evaluatie ASR aangetaste objecten Temperature [Celsius] Viaduct 44G-108; Temperature ; missing 1,7% Years Constructieve Veiligheid

24 Inspectiehuis / Inspectieprogramma s analyse 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 Versterken object!? Niet-lineaire analyses Monitoren ter beheersing schadeontwikkeling; periodiek, handmatig of mbv ICT 24 Constructieve Veiligheid

25 QS Excel indicatieve analyse object 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 25 Constructieve Veiligheid

26 Normering + status objecten 2013 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 26 Constructieve Veiligheid

27 Proefbelasting objecten Medemblik Vlijmen Oost Ruytenschildtbrug Tjeukemeer Halvemaansbrug, Alkmaar 27 Constructieve Veiligheid

28 Conclusies 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, 28 Constructieve Veiligheid