Een brug uitgevoerd in voorgespannen betonvolgens het systeem Baur-LeonhardtAsot- Ir. J. A. H. Hartmannfoto 1plaaibrug invoorgespannenbetonDe onderhavige brug is gelegen in West-Duitslandin Rijksweg 32, de weg Saulgau--Ravensburg, waardeze weg het riviertje Schussen kruist. De brugasmaakt een hoek van 40 ? met de rivier en heeft eenoverspanning van 19,60 m. De constructiehoogtemoest tot een minimum worden beperkt om ener-zijds de opritten niet onnodig duur te maken en an-derzijds boven de hoogste waterstanden te kunnenblijven.Een ontwerp was uitgevoerd met balken in voorge-spannen beton en een tweede, dat uiteindelijk werdgekozen, volgens het systeem Baur-Leonhardt,hetwelk hiervoor het eerst werd toegepast.De bovenbouw van de brug bestaat uit een holleplaat van 85 cm hoog, welke aan ??n zijde een vasteen aan de andere zijde een roloplegging heeft.De brug is berekend volgens klasse 1 A. De verhou-ding hoogte : overspanning is 1: 23. Het voor de bouwgebruikte hoogwaardige staaldraad is St. 180 met eendikte van 2,5 mm.De hoeveelheid staal bedraagt 54 kg/m2. In deze hoe-veelheid is tevens begrepen het wapeningsstaal vande voetpaden, welke aan beide zijden 0,76 m buitende plaat zijn uitgebouwd.Deze uitbouw geeft de brug vanaf de zijkant eenmooier aanzicht (foto 1).De hoeveelheid beton gebruikt voor de plaat be-draagt 0,2 m3/m2. In het beton worden geen trek-spanningen toegelaten. De draden zijn eerst gespan-nen na voldoende verharding van het beton en daarnage?njecteerd. De aanhechting tussen de voorgespannendraden en het beton wordt zodoende eerst na hetaanspannen tot stand gebracht. De draden zijn onder-gebracht in staalomhullingen.Aan beide einden van de holle plaat zijn elf span-blokken, welke een half cylindrische vorm hebben(tek. 2). De draden zijn twee aan twee in elkaar ge-draaid en doorlopend rondom elk stel blokken gelegd;op deze wijze zijn 120 paar draden per stel blokkenCement 4 (1952) Nr 17-18foto 3. ligging van de draden297tek. 2. langsdoorsnede, bovenaanzicht en dwarsdoorsnedefoto 4. ligging der draden en kabelkokersbevestigd. E?n blok van elk stel is vast en het andereblok beweeglijk in de richting van de voorspanning,dit is de brugas. Het beweeglijke blok bevindt zichaan de zijde van de vaste oplegging en het vaste blokaan de zijde van de roloplegging.Tegen elk beweegbaar blok werd een hydraulischevijzel, uit geperst staalplaat, geplaatst. Deze vijzelswerden ingebetonneerd. Na de verharding van deplaat werden de elf vijzels onder druk gezet, waar-door de blokken naar buiten bewogen en zodoendede draden onder spanning brachten. De voor devijzels gebruikte vloeistof was water.De totale primaire voorspankracht in de plaat bedroeg2 223 ton. Na aftrek van 15% spanningsverlies t.g.v.krimp en kruip van het beton1) blijft een uiteinde-lijke voorspankracht over van 1 820 ton.De trekspanningen in het beton t.g.v. de dwarskrachtzijn zeer gering.De voorgespannen kabels zijn in parabolische vormin de plaat gelegd. De as van deze kabels valt aan deeinden samen met het zwaartepunt van de doorsnedeen is in de middendoorsnede 8 cm onder het zwaarte-punt van deze doorsnede gelegen.Met de uitvoering werd begonnen Juni 1949, toen 35gewapend-betonpalen voor de twee landhoofden wer-den geslagen. Een eenvoudige stempeling van houtenpalen, waarover profielen NP 50 waren gelegd terondersteuning van de bekisting, was voldoende.De zeeg onder eigengewicht bedroeg 32 mm en onderbelasting 18 mm.1) Het spanningsverlies t.g.v. de ontspanning in het staalis niet genoemd.298Cemenl 4 (1952) Nr 17-18geplaatst, welke als rollen dienst doen, zij zijn ove-rigens volkomen gelijk aan de blokken van de vasteoplegging.De metaalomhulling van de kabels is ter plaatsegemaakt in delen van 2 m en samengesteld met eenoverslag voldoende om lekkage van de betonmortelnaar de draden te voorkomen. De metalen kokersmoeten aan de einden nog verstijfd worden tegen dedruk van de betonmortel. Van de zachtstaalwapeningworden uitsluitend bij de voetpaden gebogen staventoegepast, hetgeen het stellen ten zeerste vereen-voudigt.De rollen van het ter plaatse geleverde draad bestaanelk uit twee in elkaar gdraaide draden met een lengtevan 424 m; dit is de totale benodigde lengte voor elkpaar blokken. Deze draden zijn geheel met de handaangebracht. Om een behoorlijke drukverdeling tekrijgen zijn tussen de vijzels en de blokken twee lagenasfaltpapier gelegd.Twee vertikaal geplaatste buizen van 3/8" zijn bijde bodem van elke vijzel geplaatst voor in- en uitlaatvan water en tevens voor de injectie.De holten in de plaat zijn parabolisch van doorsnedeen waren gevormd door bekistingsdelen ter lengtevan 2 m gemaakt van latten en board, welke vanonder open waren. De aansluiting werd verkregendoor het gebruik van asfaltpapier.De holten worden ontwaterd door in de bodem in-gestorte draineringsbuizen. De brugplaat is in twee?ngedeeld door een langsvoeg in het midden.Het geheel kon in twee dagen worden gestort. Eerstwerd het 12 cm dikke onderste deel van de plaat ge-stort, waarna de parabolische bekisting werd ge-plaatst en vastgezet en het bovennet kon wordenaangebracht.De gegarandeerde druksterkte voor de plaat was300 kg/cm2na 28 dagen verharding. De hoeveelheidcement was 300 kg/m3beton.In de practijk werd een w.c.f. aangehouden van 0,40en een druksterkte van 400 kg/cm2.De brug werd 16 dagen na het storten van het betonvoorgespannen. Daartoe werd in de elf bovengenoem-de inlaatpijpen water gelaten, waardoor de lucht uitde cylinders werd verdreven, waarna deze pijpendoor schroefnippels werden gesloten. Vervolgens werdvanuit een centraal punt een druk van 140 atm inde vijzels gebracht, waardoor een verplaatsing van12,2 tot 14,2 cm werd verkregen. De ruimte tussen deplaat en de blokken werd vervolgens met betongevuld.Het is niel le verwonderen, dat de eerste druk(zie Cement 3 (1952) Nr 7-8) snel is verkocht.De toelichtingen zijn nuttig en praclisch, zodatzowel de studerende als de practicus er goedevoorlichting en steun in vindt; zelts de meerervaren betontechnicus zal gaarne kennis ne-men van de verschillende toelichtingen, diehet ontstaan ot het hoe en waarom geven;dergl. toelichtingen verruimen het inzicht. Helis daarom toe te juichen, dat een lid van deG.B. Commissie zich de moeite heelt gegevenanderen van zijn ervaring en inzichten te latenprofiteren.In deze tweede druk zijn enkele toevoegingengeschied; overigens is de inhoud praclischgelijk gebleven. Aan het einde van art. 7 isde loelichling Dij vergissing met [8] genum-merd, hetgeen [9] dient te zijn. Op blz. 35 e.a.wordt In de formules hel ? teken voor destaaidiameter gebruikt; dit is ons aldus nielBekendI Wel is hel gebruikelijk op tekeningenvoor hel aangeven bv. van hel aantal stavenen hun diameter (bv. 6?8).De nieuwe druk is uitgevoerd op tormaal A5,dus tets kleiner dan de vorige uitgave; dezetspiegel is echter gelijk gebleven. Naar onzemening zou het aanbeveling verdienen, detoelichtingen niel aan hel einde van een arti-kel bij elkaar te plaatsen, doch direct aan heteinde van de paragraat, waar zij op slaat; ditkomt ons praclischer en overzichtelijker voor.Op blz. 62, regel 5 v.b. moet slaan blz. 55;ook in art. 30, sub 18 is de genoemde blz.??n te laag.Ten gerieve van onze abonn?'s, die reeds eeneerste druk bejitlen, laten we thans de be-langrijkste aanvullingen of veranderingen vol-gen.Bij art. 20, sub I, is toelichting 22a toegevoegd:[22a] De redactie blijkt ruimte te laten voorverschillende opvattingen van de grootstesteunpunt- en veldmomenten, waarvoor dil voor-schrift geldt.De strengste opvatting is die, waarbij men ookde wapening ter plaatse van de toevalligeinklemmlngsmomenten bij vrije opleggingen(dus --1/24 resp. --1/30ql2) aan deze maximumstaafafstand wil onderwerpen.Het andere uiterste wordt vertegenwoordigddoor de uitlegging, dat alleen 1er plaatse vanhet grootste maximum steunpunt- enveldmomentvan een systeem dit voorschrltt geldig is, dusbv. bij + 1/10 resp. --1/10ql2van de doorgaan-de plaat in art. 30 lid 9.M.i. is het de bedoeling geweest om de maxi-mum staafalstand te beperken op die plaat-sen, waar het moment maatgevend is voor dedlmensionncring van de plaat. Bij een overmeerdere steunpunten doorgaande plaat geldtde regel volgens deze opvatting dus terplaatse van alle maximum veldmomenten envoor alle tussensteunpuntcn, m.a.w. hel voor-s c hri ft geldt per overspanning. Ter plaatse vande elndopleggingen, ook al moeten daar toe-vallige Inklemmlngsmomenten worden aange-houden voor de bepaling van de h o e v e e l -heid syaal, behoeft deze maximum staafaf-stand echter niet te worden aangehouden.Met deze opvatting wordt natuurlijk nog geenongelimiteerde staafafstand boven de eindop-loggingen voorgestaan, daar dan van een regel-matige krachtoverbrenging geen sprake meeris. Hoever men w?l mag gaan, is echter nietvoorgeschreven en dit wordt dus ovorgelalenaan het Inzicht van de constructeur. Voorge-steld wordt hiervoor S maal de plaaldlkte meteen maximum van 30 cm aan te houden.Van toelichting [35) van art. 25, sub 1, luidtthans de 2e--4e alinea:Men heeft hierbij gezocht naar een controle,die de constructie niet vernielde, als zij aanredelijke eisen voldeed. Daarom moet van detwee mogelijkheden, die de laatste alinea vanlid 1 geeft, de kleinste proefbelasllng geko-zen worden. Het grensgeval, dat belde voor-waardon hotzelfdo resultaat geven, treedt opvoor 2 N.L. = 1,25 (E.G. + N.L.) of N.I. == 5/3E.G. De grootste proefbelastlng kan dusworden 10/3E.G. en met het eigen gewicht vande constructie zelf wordt de totale belastingdus ten hoogste 13/3E.G. Daar de berekeninggebaseerd is op E.G + N.L, in het grensgevalgelijk aan 8/3E.G., kan de beproeving dus tenhoogste een 13/8 of ca 1,6 maal zo grote be-lasting veroorzaken als die, waarop gedlmen-sionneerd Is.Zoals In [36] nader uiteengezet wordt, be-draagt de breukbelastlng voor gebogen con-structies met de gebruikelijke wapeningsper?centage's ca 2,5. (E.G. + N.L). Uit het hier-boven berekende maximum van 1,6 ? (E.G. ++ N.L) blijkt, dal men bij deze beproevingdus nog tenminste een 1.5-voudlge veiligheidheeft, allhans Indien do constructie deugde-lijk is uitgevoerd. Verder mag men niet gaanom te voorkomen, dat zulke grote buigings-scheuren in het beton worden veroorzaakt,dat de constructie na een met succes door-stane proefbolasling zijn bruikbaarheid heeftverloren. Bij een hogere belasting zou hel ge-vaar voor dergelijke scheuren nl. ook ontstaanvoor volkomen deugdelijk betonwerk.In toelichting |36] van art. 26 is op blz. 39 4eregel v.b. 101 de laatste alinea thans hetvolgende in de plaats gekomen:Nu kan de breuk t.g.v. een buigend momentop 2 wijzen veroorzaakt worden:1) de kolomsterkte Kb, (zie [71] wordt in deuiterste betonvezel bereikt, terwijl de staal-spannlng nog onder de evenredigheidsgronsvan hot staal blijft. In dit geval wordt debreuk dus uitsluitend ingeleid door verbrijze-ling van hel beton.2) de staalspanning bereikt de vloeigrens,voordat de uiterste betonvezel tot Kb belastis. Bij dezelfde belasting zal dan de rek Inhel staal sterk toenemen, waardoor de scheu-ren in hel belon steeds groter worden en debelondrukzone steeds kleiner wordt. Do beton-drukspannlng loopl dus voortdurend op, toldalzij tenslotte b bereikt; het beton begintte verbtljzelen. Bij het bozwijken van de con-structie hoofl hot staal dan een rek bereikt,die ergens in hel vloeigebiod ligt, dus nogbeneden die, welke bij de treksterkte behoort.Hoewel uiterlijk dus het beton bezweken is enhet staal nog niet, is de breuk te wijten aanhot vloeien van hot staal.Welke van de beide breukwijzen zal optreden,hangt uitsluitend af van de hoeveelheid wape-ning. De grens ligt ochter voor elke combinatievan staal- en betonkwallteit anders. Ir W.Coepij n heeft dit In De Ingenieur 1951nr 49 voor verschillende staal* en betonkwa-lltelten berekend, uitgaande van een aange-nomen spannlng-rekverloop voor het beton enhet staal. Hieruit blijkt, dat bij de normaalgebruikelijke wapeningspercontages de breukaltijd wordt Ingelold door het vloeien van hetstaal. Voor OR 24 en 200 (d.i. beton met eenkubussterkte na 28 dagen van 200 kg/cm1) zoubv. de betondruksterkte pas maatgevend wor-den bij een wapeningspercentage groter dan2,55.Uit e.e.a. volgt, dat de breukveiligheld bijnauitsluitend afhankelijk is van de staalkwallteit.Als de in de G.B.V. voorgeschreven bereke-ningswijze (zie art. 27) dus nauwkeurige resul-taten gaf, zou de te bereiken vciliaheid qeliikvoor OR 22 met Bouwcontr?le 2200/1300 = 1,7.Doordat echter verschillende aannamen bij deberekening In werkelijkheid niet vervuld wor-den (bv. Wet van Hooke, geen betontrekspan-ningen, n= 15) worden de werkelijke span-ningen kleiner dan de berekende- In het boven-staande voorbeeld zou de veiligheid daardoorstijgen tot ruim 2, d.w.z. voor het geval, dathet staal werkelijk precies aan zijn minimumeisen voldoet.Een bestudering van de in de literatuur ver-melde proefbelastingen leert echter, dat bijdo voorgeschreven berekeningswijze en toe-laatbare spanningen een gem i d del d e veilig-heid bestaat van 2,5. Het verschil is te dan-ken aan de overschrijding van de minimumkwaliteitseisen van het staal.Ogenschijnlijk is het onlogisch om de ge?isteveiligheid uit te drukken in een factor van desom van eigengewicht en nuttige last; heteigengewicht kan immers vrij nauwkeurig ge-schat worden en behoeft in de definitieveconstructie dus niet noemenswaard overschre-den te worden. Men stelt daarom wel voorom de veiligheidsco?fflcicnt alleen te nement.o.v. de nuttige last, bv. veiligheid =Hoewel tegen deze opvatting weinig is aante voeren, kan zij voor een algemeen geldendvoorschrift (waaronder dus ook constructiesvallen, waarbij de belasting door eigengewichloverhoersond is) tol ontoelaatbare consequen-ties leiden. De veilighcidsfactor moet niet al-leen overmatige belastingen opvangen, maarook plaatselijke afwijkingen in de staalkwali-teil, slordige ligging van wapeningsstaven, on-nauwkeurigheden en afrondingen in de be-rekening. enz.In toelichting [44] van art. 28, sub 8, luidende 3 laatste regels op blz. 48 en de 4 eersteregels op blz 49.linkeroplegging (zie art. 30, leden 24 en 25):D = ?.880.3,65 + ?.3 000 = 3 106 kg, waaruiteen schuine trekspanning volgt (zie art. 31 b):Cement 4 (1952) Nr 17-18299R.C.J.Ophorst, G.B.V. 1950 met toelichtingen. 2e drukZou de machine vlak naast de oplegging staan,(vervolg op blz. 312)
Reacties