O n d e r z o e k & t e c h n o l o g i e Br uggenbouw cement 2008 5 71 In een aantal Nederlandse brug- gen zijn vermoeiingsscheuren waargenomen [1]. Deze scheuren leiden tot een afname van het draagvermogen zodat herstel en versterking noodzakelijk is. Aan- genomen wordt dat locale span- ningsconcentraties de belangrijk- ste oorzaak zijn voor dit verschijn- sel [1, 2]. Een veelbelovende oplossing is het aanbrengen van een overlaging op het bestaande brugdek [1, 3, 4]. Deze methode is toegepast in verschillende projec- ten over de hele wereld, waaron- der de Calandbrug in Nederland (fig. 1). De 56 mm dikke betonnen overlaging en de 12 mm dikke staalplaat zijn hier verbonden via een epoxylaag met ingestrooide bauxietkorrels. De overlaging is gewapend met twee lagen wape- ning (?8 mm, h.o.h. 50 mm) en voorzien van staalvezels. Voor ver- dere gegevens wordt verwezen naar [1]. De overlaging was zwaar gewapend: ongeveer 24 kg/m? tra- ditionele wapening en 5 kg/m? staalvezels, wat overeenkomt met 580 kg/m3 wapening en 1,2 Vol.% staalvezels [5]. Tot op heden was er nog geen goede rekenmethode beschikbaar, waardoor conserva- tieve keuzen moesten worden gemaakt. De effectiviteit van de zware wapening is daarom nog een open vraag. Om deze reden is het gedrag onderzocht van een gewapende overlaging uit hoog- waardig vezelbeton aangebracht op een staalplaat, speciaal voor belasting op buiging. Hiertoe is een meerlagenmodel ontwikkeld, waarin een spanningrekrelatie wordt gebruikt die uit directe trek- proeven is afgeleid. M a t e r i a a l e i g e n s c h a p p e n Hoogwaardig vezelbeton Vanwege het gunstige gedrag onder trekbelasting, vooral met betrekking tot de scheurwijdtever- deling, is gewapend hoogwaardig vezelbeton een attractief materiaal om in betonnen overlagingen te worden toegepast. Om met dit materiaal een ontwerp van een overlaging te kunnen maken zijn vereenvoudigde materiaalkarakte- ristieken gedefinieerd. Hiertoe werden in het Stevinlaboratorium van de TU Delft axiale trekproe- ven uitgevoerd. De betonmengsels in deze tests waren zo samenge- steld, dat de mechanische eigen- schappen vergelijkbaar zijn met die van het beton dat is toegepast op de Calandbrug. Twee mengsels werden in de proeven gebruikt; ??n met een druksterkte van 130 MPa en ??n van 180 MPa. Aan elk van deze mengsels werden staal- vezels 13?0,16 mm toegevoegd in volumepercentages van achtereen- volgend 0, 0,8 en 1,6 Vol.%. In figuur 2 worden enkele resulta- ten van de tests weergegeven. Uit de figuren blijkt dat het materiaal een softeninggedrag vertoont: na scheurvorming valt de sterkte terug tot een lager niveau. Wan- neer de vervorming toeneemt, wordt lokale scheurvorming waar- genomen. Door de staalvezels kan spanningsoverdracht over de scheur plaatsvinden, zelfs bij grote scheurwijdten (>2 mm). Het nascheurgedrag van hoogwaardig vezelbeton is afhankelijk van de verdeling van de vezels over de scheur. In sommige gevallen kan zelfs een hardeninggedrag na de vorming van scheuren optreden, wat bijvoorbeeld door Markovic'[7] werd gevonden. De wijze van stor- Overlaging hoogwaardig vezelbeton op een orthotroop stalen brugdek Yang Yuguang MSc, prof.dr.ir J.C. Walraven en ir J.A. den Uijl, TU Delft, Faculteit CiTG Conventionele orthotrope stalen brugdekken worden wereldwijd gebruikt. Het voordeel van dit type dek ligt vooral in het lage eigen gewicht. Door de toename van de verkeersbelasting is echter het draagvermogen niet meer voldoende, zeker onder vermoeiingsbelasting. Deze brugdekken kunnen wor- den versterkt door het aanbrengen van een laag gewapend hoogwaardig vezelbeton. Het gedrag van een dergelijke laag kan worden gemodelleerd met een meerlagenmodel. Hierbij wordt uitgegaan van een vereenvoudigde span- ning-rekrelatie, gebaseerd op centrische trekproeven en geverifieerd met buigproeven. 65 21 005 03 120 003 5 betonoverlaging stalen trogbalk dwarsbalk 400 16 300 1 |Doorsnede over het dek van de Calandbrug