VERVOLGONDERZOEK CONSTRUCTIEVE VEILIGHEID PIER VAN SCHEVENINGEN 5 november 2012 Definitief rapport 9X5376
SAMENVATTING RHDHV heeft in opdracht van de Gemeente Den Haag de constructieve veiligheid van de Pier van Scheveningen onderzocht. De aanleiding van het onderzoek was een voorspelling van voortgaande corrosie en mogelijk ontoelaatbaar verlies aan sterkte en constructieve veiligheid. Deze voorspellingen waren gedaan in 2002 en in 2007 is de voortgang van de corrosie gemeten. Gedurende de laatste jaren heeft de betonconstructie van de Pier niet op alle plaatsen het gebruikelijke onderhoud gehad. Op diverse plaatsen ligt de wapening bloot, waardoor de corrosiesnelheid ongewis is. In dit onderzoek is de achteruitgang van de draagkracht van de constructie gemeten en middels herberekening vastgesteld. De resultaten zijn geijkt aan de eerdere bevindingen. De conclusies zijn als volgt: Op één plaats (veld tussen as 03 en 04) verloopt de corrosie sneller dan geprognotiseerd. Op de drie overige onderzocht plaatsen verloopt de corrosie ongeveer met de geprognotiseerde snelheid. Op alle onderzochte plaatsen, met uitzondering van één plaats, toont herberekening aan dat de constructie op dit moment nog over voldoende constructieve veiligheid beschikt. Het veld tussen as 03 en 04 van het dek boven het strand voldoet niet aan de minimaal te stellen eisen van constructieve veiligheid. Uiteraard is het niet met zekerheid te zeggen dat de constructie zal falen, maar er is evenmin, met de daarvoor beschikbare modellen en voorwaarden met zekerheid te stellen dat de constructie de belasting kan opnemen, waarop deze volgens de gelden voorschriften moet zijn berekend. Ook het accepteren van plaatselijk falen en zogenaamd herverdelen van de belastingen biedt in dit geval geen soelaas. Het mechanisme dat ontstaat bij bezwijken van het vloerveld is, het vloeien van de veldwapening gevolgd door herverdelen van de krachten naar de steunpunten. Aan de bovenzijde van de vloer zal dan grote scheurvorming ontstaan, waarna bezwijken optreedt. Deze waarschuwende werking is nog niet in het werk geconstateerd. Aanbevolen wordt om het betreffende veld van het dek te ondersteunen met een tijdelijke staalconstructie. Deze constructie moet zodanig worden ontworpen dat deze kan worden gebruikt om het dek in de toekomst te renoveren en versterken. Geadviseerd wordt totdat een (tijdelijke) constructie aangebracht is geen extreme belasting toe te laten. Een extreme belasting zou kunnen optreden bij grote evenementen. Bij normaal gebruik door personen is geen direct bezwijken te verwachten. - i - Definitief rapport 5 november 2012
INHOUDSOPGAVE Blz. 1 INLEIDING 1 2 OPZET RAPPORT 2 3 REFERENTIES 3 4 CONSTRUCTIEVE BESCHRIJVING VAN DE PIER 4 5 RESULTATEN ONDERZOEK 2007 6 6 INSPECTIE 2012 9 7 BEREKENING BENODIGDE CAPACITEIT 11 8 TOETSING CONSTRUCTIEVE VEILIGHEID 15 BIJLAGEN 1. Foto s inspectie 2012 2. Foto s inspectie 2002 3. Opmetingen 2012 4. Opmetingen 2007 5. Berekening in het werk gestorte vloer as 00 t/m 06 6. Rapportage 2002 (gedeelte in het werk gestort) Definitief rapport 5 november 2012
1 INLEIDING In 1959 is een aanvang gemaakt met de bouw van een huidige Pier van Schevingen. Het ontwerp was van de Rotterdamse architect Huig Maaskant, Dick C. Apon en D. Dijk, die er sinds 1955 aan hadden gewerkt. In 1961 werd de Pier door Prins Bernhard geopend. Reeds enkele jaren na de bouw van de Pier is er schade aan de palen geconstateerd. Dit probleem bleek structureel te zijn voor een deel van de palen. Jarenlang is volstaan met provisorische reparatie, doch in 1993-1997 is er een groot deel van de palen gerenoveerd. In de loop van de jaren is enig verval ingetreden en zijn er op diverse andere locaties in de constructie betonschades waargenomen en deels gerepareerd. In de periode 1988 tot en met 1992 zijn er diverse onderzoeken geweest naar de kwaliteit en veiligheid van de betonconstructie van de Pier van Scheveningen. Deze onderzoeken zijn uitgevoerd in opdracht van het Beheerskantoor Scheveningen BV en de toenmalige eigenaar van de Pier, Nationale Nederlanden NV Vastgoed. Vanaf 1991 is de Pier in eigendom van Van der Valk Scheveningse Pier Exploitatie Mij. BV. Vanaf 1993 hebben ingrijpende verbouwingen aan de Pier plaatsgevonden. Om deze verbouwingen mogelijk te maken is de constructie gerenoveerd en op diverse plaatsen versterkt. Momenteel is de situatie dat circa 2/3 van de palen gerenoveerd is en 1/3 (nog) niet. Dit houdt verband met de vordering van de aanpassing van de bovenbouw. Van de verbouwingen, renovaties en versterkingen zijn ontwerpberekeningen en ook controleberekeningen van de bestaande constructie beschikbaar. In 2001 wenste de Gemeente Den Haag een nieuw onderzoek naar de kwaliteit van de palen en de overige belangrijkste betonnen draagconstructies, welke nog niet waren gerenoveerd. Dit onderzoek is uitgevoerd door Royal Haskoning in samenwerking met TNO Bouw en DUC Diving. De conclusies met betrekking tot de constructieve veiligheid waren toen, dat de onderzochte constructieonderdelen de in het onderzoek gehanteerde toets van constructieve veiligheid voor 15 jaar zouden moeten kunnen doorstaan. Echter het onderzoek gaf wel aan dat de Pier onderworpen is aan een proces van aantasting van de bouwmaterialen, dat op den duur tot een verlies van veiligheid en duurzaamheid kan leiden. Een kanttekening hierbij was dat de D-palen onder de loopbrug van het toreneiland objectief wel aan de gestelde eisen voldeden, maar als twijfelachtig bestempeld werden. Er werd gesteld dat het mogelijk was dat de wind- en golfbelastingen, met een kans van optreden in 15 jaar, de scheurvorming verergeren. Er werd aangeraden per direct tot reparatie over te gaan. In 2007 heeft Royal Haskoning in samenwerking met TNO Bouw in opdracht van de Gemeente Den Haag de veiligheid uitgebreid in kaart gebracht. Definitief rapport - 1-5 november 2012
De schade boven het strand aan het ter plaatse gestorte beton was over de voorgaande vijf jaar toegenomen, zowel qua omvang van schade (losse plekken) als qua ernst (diameterafname). Overal waren dezelfde processen actief, die vroeg of laat leiden tot ernstig staafdiameterverlies en onacceptabel verlies van sterkte. Het optreden van onvoldoende constructieve veiligheid werd verwacht in 2012. De schadeontwikkeling in de cassetteplaten is duidelijk in beeld gebracht. Corrosie en schade waren in de cassetteplaten sterk aanwezig. De veiligheid was hier nog niet in het geding, maar aantasting van de veiligheid stelt bij de cassetteplaten in de toekomst een groot probleem. Op enkele locaties is de toestand waarin de palen (D-palen) zich verkeren verslechterd. Enkele nieuwe scheuren hadden zich ontwikkeld en enkele scheuren hadden zich uitgebreid. Chlorideprofielen genomen uit niet-gerepareerde palen lieten zien dat chloride indringt. Corrosie van wapening in de palen zou in de nabije toekomst geïnitieerd worden. De D-palen vroegen vanwege hun gescheurde toestand om een spoedige structurele versterking en conservering. Dit is tot op heden niet gerealiseerd. In 2012 heeft de Gemeente Den Haag de wens om de constructieve veiligheid van het ter plaatse gestorte beton opnieuw te beoordelen, mede omdat in het onderzoek van 2007 gesteld werd dat in 2012 de constructieve veiligheid niet meer voldoende zou zijn. Middels deze rapportage wordt voor het in het werk gestorte beton boven het strand de resultaten van een inspectie weergegeven. Enkel voor dit onderdeel wordt de constructieve veiligheid op dit moment beoordeeld en indien deze nog veilig is een vernieuwde verwachting van het moment van onvoldoende constructieve veiligheid bereikt wordt. 2 OPZET RAPPORT Dit rapport is geschreven in opdracht van de Gemeente Den Haag. De Gemeente heeft RHDHV opdracht gegeven om de constructieve veiligheid van de Pier van Scheveningen te beoordelen. Het onderzoek betreft alleen de onderdelen die in het onderzoek van 2007 door Royal Haskoning BV waren beoordeeld met het predicaat einde levensduur 2012. Dit zijn de constructieve elementen van de in het werk gestorte vloer van as 0 t/m 6, de eerste stramienen van de pier aan de landzijde. Op basis van eerdere onderzoeken zijn in hoofdstuk 4 en 5 respectievelijk de constructie beschreven en de resultaten van eerder onderzoek beschreven. Het visueel inspecteren van de pier in juli 2012 en de resultaten hiervan is beschreven in hoofdstuk 6. In hoofdstuk 7 is de dekvloer berekend op basis van de huidige regel- en wetgeving. In hoofdstuk 8 wordt afgesloten met de toetsing of de constructie voldoet aan de constructieve veiligheid. In bijlage 1 zijn de foto s van de inspectie in juli 2012 toegevoegd. In bijlage 5 is de berekening van de dekvloer toegevoegd. 5 november 2012-2 - Definitief rapport
3 REFERENTIES Voor de berekeningen in dit rapport wordt verwezen naar de volgende documenten. [1] NEN 8700 Beoordeling van de constructieve veiligheid van een bestaand bouwwerk bij verbouw en afkeuren Grondslagen, NEN d.d. december 2011 [2] Pier Scheveningen, inspectie palen en dek; Haskoning, ref. B1305.M0/R001/DJP/NDE, d.d. 4 mei 2000 [3] Duurzaamheidonderzoek aan Palen Pier Scheveningen; TNO, ref. 2001- CIR1055-02, d.d. 4 februari 2002 [4] Betononderzoek Pier Scheveningen, deel 1a, duikinspectie en betononderzoek palen; Haskoning, ref. L1204.A1/R005/DJP/NDE/Nijm, d.d. 14 maart 2002 [5] Betononderzoek Pier Scheveningen, deel 2a, berekening constructieve veiligheid; Haskoning, ref. L1204.A1/R006/DJP/NDE/Nijm, d.d. 15 maart 2002 [6] Betononderzoek Pier Scheveningen Deel 1A Duikinspectie en betononderzoek palen rapport no. 9S5304/R001/RHR/Nijm, d.d. 26 oktober 2007 [7] Betononderzoek Pier Scheveningen Deel 1B - 9S5304/R002/RHR/Nijm Photo survey, rapport no. 9S5304/R001/RHR/Nijm, d.d. 24 oktober 2007 [8] Betononderzoek Pier Scheveningen Deel 2 Conclusies constructieve veiligheid en duurzaamheid, 9S5304/R003/RHR/NDE/Nijm d.d. 26 februari 2012 [9] TNO-rapport no. 034.77174 d.d. 30 augustus 2007 Definitief rapport - 3-5 november 2012
4 CONSTRUCTIEVE BESCHRIJVING VAN DE PIER De constructie van de pier bestaat, vanaf de boulevard gezien, tot en met as 4 uit onderdelen van ter plaatse gestort beton. De middenstand van het dek vanaf as 4 bestaat uit prefab cassette-platen. Tussen as 4 en 6 zijn de buitenste stroken, die in de breedte verlopen nog uitgevoerd als een ter plaatse gestorte vlakke plaatvloer. Zeewaarts vanaf as 6 zijn alle onderdelen geprefabriceerd en dient ter plaatse gestort beton slechts voor de onderlinge verbinding van de prefab delen. Figuur 4.1 As 0 t/m 6 van de pier De afstand tussen de dwarsassen waarop de palen zich bevinden is 12 meter. Behalve tussen het landhoofd en as 0, welke afstand 9 meter. Op as 0 wordt het dek ondersteund door korte kolommen die op een op staal gefundeerde keerwand staan. Achter deze keerwand bevindt zich de woelkamer. De portalen op as 1 t/m 4 bestaan uit geheide prefab betonnen funderingspalen, een ter plaatse gestorte funderingssloof onder het strandniveau, drie of vier kolommen Ø 500 mm en een balk in de vorm van versterkte strook (h = 650 mm) in de dwarsrichting van het dek. De versterkte strook maakt onderdeel uit van de dekplaat. De portalen op as 5 en verder zeewaarts bestaan uit twee geprefabriceerde holle palen Ø 800 mm en een prefab kesp. Op as 6 is een dilatatie gerealiseerd. Het dek is tot aan as 4 een vlakke ter plaatse gestorte betonplaat met een dikte van 500 mm. Ter plaatse van as 2 bevind zich een sparing in het dek die is dichtgezet met kanaalplaten. 5 november 2012-4- Definitief rapport
De capaciteit van de vloer conform het oorspronkelijke ontwerp was 5 kn/m 2. In de nieuwe situatie (nieuwe opbouw uit ca. 2001) is er rustende belasting bij gekomen. De nieuw toegevoegde rustende belasting is gelimiteerd tot maximaal 120 mm uitvulling met lichtbeton 8 kn/m 3 en 1,3 kn/m 2 afwerking. De nieuwe gebouwtjes op de dekvloer zijn aangepast aan de capaciteit van de huidige vloer. De wanden zijn opgebouwd uit lichte materialen. Binnen de gebouwtjes is geen sprake van een algemene toegankelijkheidssector, waardoor daar geen 5 kn/m 2 beschikbaar hoeft te zijn, hier is gerekend met 2,5 kn/m 2. In het onderzoek van 2002 is de betonkwaliteit op diverse locaties bepaald. De waarden uit de meetplaatsen boven zee vertonen enige spreiding. Voor het beton in het ter plaatse gestorte deel boven land zou B55 aangehouden kunnen worden, voor het deel boven zee B45. In dit rapport wordt C45/55 aangehouden voor het beton van het in het werk gestorte dek tussen as 0 en 6. Definitief rapport - 5-5 november 2012
5 RESULTATEN ONDERZOEK 2007 In het ter plaatse gestort beton was reeds in 2001 geconstateerd dat op grote schaal corrosie actief is. De betondekking is beter in beeld gebracht qua gemiddelde en spreiding. De hoeveelheid losse stukken is toegenomen van 5% tot 40% in 2001 tot 12% tot 70% in 2007. Dit wordt veroorzaakt door de indringing van Chloride uit zeewater en zeewaterdamp in de beton. Nadat de corrosie geïnitieerd is, gaat de roestvorming gepaard met uitzetting / volume vergroting van het staal, wat leidt tot afdrukken van de buitenste laag beton. Als de buitenste laag beton er eenmaal af is, ligt de wapening volledig onbeschermd. Er is een steekproef genomen van het diameterverlies van staven op plaatsen met een qua schade visueel verschillend uiterlijk. Het staafdiameterverlies correspondeert goed met het uiterlijk van de meetplaats. Staven op plaatsen met afgedrukte dekking hebben op basis van deze steekproef een diameterverlies meer dan 10% ondergaan. De ontwikkeling van de schade boven het strand over de periode 2002-2007 was duidelijk geworden: deze was toegenomen, zowel qua omvang van schade (losse plekken) als waarschijnlijk ook qua ernst (diameterafname). Subtiele verschillen in dekking belasting met zeewater veroorzaken aanzienlijke verschillen qua schade. Toch zijn overal dezelfde processen actief, die vroeg of laat leiden tot ernstig staafdiameterverlies. Daarom is over het gehele oppervlak van het ter plaatse gestorte beton boven het strand geadviseerd zo spoedig mogelijk actie nodig om verdere ontwikkeling van schade tegen te gaan. Voor de ter plaatse gestorte vloervelden van de wandelpromenade is bij de ontwerpberekening voor de verbouwingen aan de wandelpromenade overal voldoende veiligheid aangetoond op belastingen uitgaande van een referentieperiode van 50 jaar. Daar waar onvoldoende veiligheid aanwezig was, zijn versterkingen aangebracht in de vorm van opdikking van de vloervelden. Dit is gebeurd langs de randen om de belasting uit de gevel te dragen en langs de randen langs de oorspronkelijke sparing in het dek. Op overige plaatsen werd voor de toets uc = M d /M u = 0,75 à 0,91 gevonden. Bij ontwerp is een wapeningsdekking gehanteerd van 25 mm. Vervolgens werden eerst staven met een diameter van 25 mm geplaatst. Hierop komt de verdeelwapening met staven met een diameter van 12 mm. In het beton is wapening met een diameter 12 en 25 mm gevonden. Bij de grotere diameter verloopt de doorsnedevermindering trager. De veldwapening in de richting van de hoofdoverspanning is van de diameter 25 mm. Deze is ook aan de onderzijde van de plaat gelegen. Een detail van de doorsnede is in volgende figuur weergegeven. 5 november 2012-6 - Definitief rapport
Figuur Doorsnede wapening van ter plaatse gestort beton (originele tekening) In het beton is wapening met een diameter 12 en 25 mm gevonden. Bij de grotere diameter verloopt de doorsnedevermindering trager. De veldwapening in de richting van de hoofdoverspanning is van de diameter 25 mm. Deze is ook aan de onderzijde van de plaat gelegen. Ter plaatse gestort boven strand 12 53 2029 600 300 0.036 Ter plaatse gestort boven strand 25 28 1980 600 300 0.036 Diameterverlies 2001 2007 2010 2015 2020 2022 2030 0 0 0 0 0 0 0 0.8 1.0 1.1 1.3 1.4 1.5 1.8 Originele diameter 12 25 1.00 1.00 0.92 0.88 Element Wapening Dekking (mm) Jaar van corrosie-initiatie Specifieke weerstand bij inspectie (Ωm) Idem onder water bewaren (Ωm) Vcorr (mm/jaar) Resterende fractie van originele doorsnede 2007 2022 Definitief rapport -7-5 november 2012
Dit kan ook in onderstaande grafieken gepresenteerd worden. Afname doorsne de capacite it Te r plaatse ge stort (wape ning 25) 1.20 1.00 0.80 0.60 0.40 0.20 0.00 1950 1970 1990 2010 2030 2050 In onderstaande tabel is eenzelfde berekening uitgevoerd voor verschillende velddelen. Initiatie van corrosie laagste dekking Resterende fractie van originele doorsnede in 2007 Resterende fractie van originele doorsnede in 2022 Vak 1 1980 0,92 0,88 2 1978 0,92 0,88 3 1978 0,92 0,88 4 1998 0,97 0,93 5 2019 1,00 0,99 6 2002 0,99 0,94 5 november 2012-8 - Definitief rapport
6 INSPECTIE 2012 In juli 2012 is middels een inspectie de situatie van het in het werk gestorte beton boven het strand opgenomen. De hoeveelheid losse stukken is toegenomen van 12% à 70% in 2007 tot 15% à 100% in 2012. Dit is een gevolg van het doorgaande corrosieproces. Diverse malen zijn door de eigenaar loszittende betondelen verwijderd ter voorkoming van persoonlijk letsel bij vallende schollen. In het voorjaar van 2012 is het gedeelte van het strand onder de assen 3-5 afgezet voor het publiek. Er is een steekproef genomen van het diameterverlies van staven op plaatsen met een qua schade visueel verschillend uiterlijk. Het staafdiameterverlies correspondeert goed met het uiterlijk van de meetplaats. Staven op plaatsen met afgedrukte dekking hebben op basis van een steekproef meer dan 10% diameterverlies ondergaan. In de onderstaande tabel zijn de resultaten weergegeven. Berekende nog aanwezige Onderdeel wapenings-fractie in 2012 1 as 00 0,91 1 veld 0,91 1 as 01 0,91 2 - as 01 0,92 2 - veld 0,92 2 - as 02 0,92 3 - as 02 0,92 3 - veld 0,92 3 - as 03 0,92 4 - as 03 0,81 4 - veld 0,81 4 - as 04 0,81 5 - as 04 1,00 5 veld 1,00 5 - as 05 1,00 6 - as 06 0,97 6 veld 0,97 6 - as 07 0,97 Definitief rapport - 9-5 november 2012
In het rapport uit 2007 (zie hoofdstuk 5) is de initiatie van de corrosie voorspeld voor 2022. Aan de hand van die gegevens is er lineair geïnterpoleerd naar het jaar 2012 en zijn de meetgegevens uit 2012 voor vak 1 t/m 4 vergeleken met de voorspelde waarden. Zie onderstaande tabel. Initiatie van corrosie laagste dekking Resterende fractie van originele doorsnede in 2007 Voorspelde resterende fractie van originele doorsnede in 2012 Resterende fractie van originele doorsnede in 2012 Vak 1 1980 0,92 0,91 0,91 2 1978 0,92 0,91 0,92 3 1978 0,92 0,91 0,92 4 1998 0,97 0,96 0,81 Indien bovenstaande gegevens met elkaar worden vergeleken blijkt dat de voorspelde fractie voor vak 1 3 vrijwel overeenkomt met de nu berekende aanwezige wapeningsfractie. Voor vak 4 blijkt dat de gemiddelde nog aanwezige wapenings-fractie ongeveer 15% minder is dan voorspeld in 2007. Kortom, hier heeft de corrosie sterker doorgezet dan voorspeld. De op grote schaal ontbrekende dekking in veld 4 geeft ook problemen voor de krachtsoverdracht van de bijlegwapening. Om de gehele omtrek van de bijlegstaven in het veld kan aantasting zijn opgetreden en daarmee een verminderde aanhechting. Hierdoor is niet met zekerheid aan te geven of de krachtsoverdracht gerealiseerd kan worden in het nog resterende gedeelte van het beton. In de berekening kan deze wapening geen bijdrage leveren aan de sterkte van de constructie. 5 november 2012-10 - Definitief rapport
7 BEREKENING BENODIGDE CAPACITEIT Sinds het vorige onderzoek in 2007 is het bouwbesluit aangepast. Momenteel is NEN8700 de geldende norm voor de beoordeling van bestaande bouwwerken. Voor de gevolgen van bezwijken of het slecht functioneren van de constructie wordt de pier ingedeeld in gevolgklasse CC2. Tot deze klasse behoren gebouwen met middelmatige gevolgen ten aanzien van het verlies van mensenlevens, en/of aanzienlijke economische of sociale gevolgen of gevolgen voor de omgeving. NEN 8700 beschrijft aan welke eisen een gebouw dient te voldoen. Voor de toetsing van de veiligheid (afkeuren) wordt gerekend met een restlevensduur van 1 jaar. De referentieperiode voor de belasting is echter 15 jaar (gevolgklasse CC2). Voor de veiligheidstoets voor dit moment geldt een correctiefactor op de extreme veranderlijke belasting van: F t = F t0 x (1 + (1-Ψ 0 )/9 x ln (t/t 0 )) = F t0 x 0.946 In bijlage 5 zijn de berekeningen van de dekvloer toegevoegd. De belasting op de pier kan ingedeeld worden in de belastingscategorie C3: bijeenkomstfunctie, zonder obstakels voor rondlopende mensen. (NEN-EN 1991-1-1) Belastingcategorie C3, bijeenkomstfunctie: q k = 5,0 kn/m 2 ; Q k = 7 kn; Ψ 0 = 0,6; Ψ 1 = 0,7; Ψ 2 = 0,6; De bepaling van de doorsnedecapaciteit op de verschillende posities is berekend op basis van de gevonden betonkwaliteit in [5]. De betonkwaliteit is C45/55 (voorheen B55) en een staalkwaliteit FeB220. De doorsnede is overal 500 mm hoog en de oorspronkelijke dekking op de staven was 25 mm. Wapening Oorspronkelijke capaciteit (M Rd,0 in knm) Ø25-270 159,0 Ø25-200 213,7 Ø25-140 303,2 Ø25-135 314,1 Ø25-130 325,9 Ø25-125 338,6 Ø25-120 352,3 Ø25-105 401,1 Definitief rapport - 11-5 november 2012
Veldwapening Uit de liggerberekening die uitgevoerd is, volgt de volgende momentenverdeling. De liggerberekening is uitgevoerd op basis van een elastische verdeling (geen herverdeling toegepast). De momentenverdeling als gevolg van de permanente belasting is separaat weergegeven, alsmede de veranderlijke belasting. Voor de combinatie in de bruikbaarheidsgrenstoestand (SLS) zijn belastingfactoren gelijk aan 1,0. Voor de combinatie in de uiterste grenstoestand (ULS) is voor de permanente belasting een veiligheidsfactor van 1,2 aangehouden en voor de veranderlijke belasting 1,5 x 0,946 = 1,419 M perm M Ed,kar,SLS M ver M Ed,ULS Veld 1 90 50 140 178 Veld 2 79 55 134 173 Veld 3 73 59 132 171 Veld 4 109 68 177 227 Per veld is in hoofdstuk 6 bepaald hoeveel wapening nog aanwezig is. Met deze aanwezige wapening is opnieuw de capaciteit van de veldwapening bepaald. Wapening A s,origineel [mm 2 ] Aanwezige fractie 2012 A s,2012 [mm 2 ] M Rd,2012 Veld 1 Ø25-200 2454 0,91 2233 194,4 Veld 2 Ø25-200 2454 0,92 2258 196,6 Veld 3 Ø25-200 2454 0,92 2258 196,6 Veld 4 Ø25-270* 1818 0,81 1473 129,0 * Bijlegstaven verwaarloosd in verband met de niet aantoonbare aanhechtingseigenschappen van deze staven, zie hoofdstuk 6 Op basis van de lineair elastische berekening is de veldwapening getoetst in onderstaande tabel. Wapening M Rd,2012 M Ed,ULS u.c. Veld 1 Ø25-200 194,4 178,2 0,92 Veld 2 Ø25-200 196,6 172,8 0,88 Veld 3 Ø25-200 196,6 171,3 0,87 Veld 4 Ø25-270* 129,0 227,3 1,76 5 november 2012-12 - Definitief rapport
Steunpuntswapening Doordat de dekking op locaties van de wapening is gesprongen, wordt de doorsnede gereduceerd. Dit is ook van invloed op M u,d ter plaatse van de steunpunten, aangezien een lagere doorsnede leidt tot een lager opneembaar moment. De maatgevende doorsnede ligt op 750 mm uit het steunpunt op de overgang van kesp naar vloer. Om M Ed nauwkeuriger te kunnen bepalen is de momentenlijn verschoven over 0,5d, feitelijk komt dit neer dat dit het moment is op 750-0,5x462 = 519 mm uit het steunpunt. M perm M ver M Ed,kar,SLS M Ed,ULS As 0 links 116 60 176 224,5 As 0 rechts 111 57 168 214,6 As 1 links 146 72 218 277,2 As 1 rechts 147 71 218 276,9 As 2 links 130 75 205 262,8 As 2 rechts 131 74 205 262,6 As 3 links 159 81 240 306,3 As 3 rechts 156 80 237 301,6 As 4 links 67 64 130 170,5 As 4 rechts 83 64 147 190,3 De maatgevende gereduceerde doorsnede met een initiële hoogte van 500 mm is daaraan getoetst in onderstaande tabel. M Rd,red M Ed,verschoven Wapening u.c. As 0 Ø25-140 285,7 224,5 0,79 As 1 Ø25-120 331,8 277,2 0,84 As 2 Ø25-120 331,8 262,8 0,79 As 3 Ø25-105 377,5 306,3 0,81 As 4 Ø25-130 307,0 190,3 0,62 Scheurvorming (duurzaamheid) In 1997 zijn voor alle relevante doorsneden ook toetsingen van de scheurwijdte uitgevoerd. Het bleek dat bij volbelasting de scheuren met een wijdte van 0,3 à 0,33 mm kunnen ontstaan. Dit terwijl in zeemilieu normaal slechts 0,2 mm wordt toegestaan. Deze toets wordt nu niet relevant geacht omdat het gevolg van een te grote scheurwijdte, namelijk wapeningscorrosie al lang is opgetreden. Definitief rapport - 13-5 november 2012
Dwarskracht De dwarskracht is alleen getoetst voor de maatgevende gereduceerde doorsnede. Hiertoe is de maximale dwarskracht ten gevolge van de permanente belasting bij de maximale dwarskracht ten gevolge van de veranderlijke belasting geteld. V Rd,c = v min * b w * d v min = 0,035 * k 3/2 * f ck 1/2 = 0.035 * 1,68 3/2 * 45 1/2 = 0,51 N/mm 2 met k = 1 + (200/d) = 1 + [200/(462-25)] = 1,68 V Rd,c = 0,51 * 1.000 * (462-25) * 10-3 = 222,7 kn V Ed,max = 1,2 * 95 + 1,419 * 38,8 = 169,1 kn < V Rd,c u.c. = 0,76 De dwarskracht voldoet ruimschoots. Onderzoek herverdeling De veldwapening van veld 4 voldoet niet. Echter er is nog extra capaciteit aanwezig op de steunpunten, waardoor herverdeling mogelijk is. Hiertoe dient 227,3-129,1= 98,2 knm/m herverdeeld te worden. Wapening M Rd,red M Ed,verschoven M Ed,versch+ herverdelen As 3 Ø25-105 377,5 306,3 404,5 1,07 As 4 Ø22-130 307,0 190,3 288,5 0,94 De toename van de kracht ten gevolge van het herverdelen is meer dan 32% op as 3 en 52% op as 4. In NEN-EN 1992-1-1, artikel 5.5 zijn de eisen gesteld waaraan het herverdelen moet voldoen. u.c. 5 november 2012-14 - Definitief rapport
8 TOETSING CONSTRUCTIEVE VEILIGHEID Bij de inspectie van 2012 is per veld bepaald hoeveel wapening nog aanwezig is. De gemeten wapeningsfractie komt in vak 1-3 nagenoeg overeen met de voorspelde waarden uit 2007. In vak 4 is de corrosie veel sterker dan voorspeld en is de doorsnedereductie van de staven ca. 15% meer. Dit wordt veroorzaakt door het op grote schaal ontbreken van de dekking. Deze op grote schaal ontbrekende dekking geeft ook problemen voor de krachtsoverdracht van de bijlegwapening. Omdat niet met zekerheid is aan te geven dat de krachtsoverdracht gerealiseerd kan worden in het resterende gedeelte van het beton, kan deze wapening niet bijdragen aan de sterkte van de constructie. In onderstaande tabel is de nog aanwezige wapeningscapaciteit vergeleken met de benodigde wapening op basis van de eisen voor constructieve veiligheid op dit moment. Veldwapening: Wapening M Rd,2012 M Ed,ULS u.c. Veld 1 Ø25-200 194,4 178,2 0,92 Veld 2 Ø25-200 196,6 172,8 0,88 Veld 3 Ø25-200 196,6 171,3 0,87 Veld 4 Ø25-270* 129,0 227,3 1,76 * Bijlegstaven verwaarloosd in verband met de niet aantoonbare aanhechtingseigenschappen van deze staven Steunpuntswapening: Wapening M Rd,2012 M Ed,ULS u.c. As 0 Ø25-140 285,7 224,5 0,79 As 1 Ø25-120 331,8 277,2 0,84 As 2 Ø25-120 331,8 262,8 0,79 As 3 Ø25-105 377,5 306,3 0,81 As 4 Ø25-130 307,0 190,3 0,62 Dwarskracht: V Rd,2012 V Ed,ULS u.c. As 0 222,7 169,1 0,76 De conclusie van het onderzoek is dat overal meer wapening aanwezig is dan minimaal benodigd, behalve in veld 4. Onderzocht is of herverdeling leidt tot een situatie die wel voldoet, maar de mate waarin herverdeling noodzakelijk is overschrijdt de voorwaarden die daaraan gesteld worden. Definitief rapport - 15-5 november 2012
Het aantastingsproces in veld 4 is versneld door het afvallen, dan wel verwijderen van de dekking op de wapening. Hierdoor is de reductie van de resterende wapeningsfractie versneld en is tevens de verankering van de bijlegwapening onvoldoende verzekerd. Dezelfde processen van aantasting zijn ook in velden 1 t/m 3 aanwezig. Op basis van snelheid van het corroderen is theoretisch vanaf 2039 de constructieve veiligheid van deze gedeelten onvoldoende. Echter ook hier zal de betondekking in schollen van de constructie afvallen (natuurlijk of door menselijk handelen). Daardoor zal het corrosie proces versnellen en het jaar waarin de constructie niet meer zal voldoen dichterbij liggen. Wij adviseren daarom de mate waarin de wapening bloot komt te liggen elke twee jaar visueel te inspecteren en uiterlijk in 2017 deze gedeelten opnieuw te laten toetsen. Veld 4 van het dek van de pier van Scheveningen voldoet op dit moment niet aan de gestelde eisen ten aanzien van de constructieve veiligheid. De velden 1-3 voldoen wel aan de gestelde eisen. 5 november 2012-16 - Definitief rapport