C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gBr uggenbou w52 cement 2006 7In de hectische startfase van hetontwerpteam was dit het eerstevoorgespannen viaduct van dittype dat moest worden ontworpenen uitgewerkt. Bijkomendprobleem was dat het kunstwerkgefaseerd moest worden uitge-voerd, met een stortnaad in degrootste overspanning van 45 m(fig. 1). Na het omleggen van deA16 zou fase twee wordenuitgevoerd. Door de ongelijkeveldlengten, de vereiste doorrij-hoogte en het alignement bleekhet nodig ook in dwarsrichting,ter plaatse van de kolom in as 3,voorspanning aan te brengen.Enkele constructiegegevens:hoogte voorgespannen dek1400 mm, kolomafmetingen? 2000 mm, betonsterkteklasseC45/55 en een voorspanniveau inlangsrichting (de globale gemid-delde betonspanning in dedwarsdoorsnede in de definitievefase ten gevolge van de werkvoor-spankracht) van circa 7 N/mm2.Overspanningen 19, 29, 45, 39 en28 m, totaal circa 160 m.Nadat het dek van fase 2, met eenlengte van circa 90 m, was gestort,is een langsvoorspanningaangebracht van circa 15%.Vervolgens zou de dwarsvoorspan-ning ter plaatse van as 3 wordenaangebracht. Hier deed zich eenprobleem voor dat zelden of nooitoptreedt: tijdens het aanspannenscheurde een aantal ankerblokkenopen (foto 2), waarvoor nieuwemoesten worden aangebracht.Om de ankerblokken met reedsafgespannen kabels te kunnendemonteren, moest de voorspan-ning weer worden afgelaten. De`veiligste' en snelste methodehiervoor was het verhitten van destrengen ter plaatse van dewiggen. Dit had wel tot gevolg datsommige strengen werdengelanceerd en een tiental metersverderop op de grond terechtkwamen. Voorwaar een aandachts-punt in verband met de veiligheidvoor werk- en wegverkeer nabij ofop de bouwplaats!Op donderdag 14 augustus 2003`s middag om vier uur waren deankerblokken vervangen envertrok de ploeg.B r a n dDezelfde middag om kwart voorzes bleek er een brandje te zijnontstaan. Mogelijk zou er eenvonk zijn blijven liggen en door deharde noordoostenwind aange-wakkerd op de met bekistingsoliedoordrenkte multiplexplaten?Mogelijk, maar niet te bewijzen;bovendien waren andere oorzakenook niet uit te sluiten. En zo kwamde vraag vanuit de uitvoeringrichting ontwerpteam: `kan hetkwaad als de bekisting van KW6044 in brand staat?'.Bij navraag bleek de gehelebekisting over een lengte van 90 min brand te staan. Fase 2, die in debekisting stond, grensde aan deA16. Het gevaar was niet denk-beeldig dat ingeval van instortenBekistingsbrand tijdensverhardingir. W.H.Zwart, Grontmij I&MTen westen van Breda ligt KW 6044, een fly-over die het verkeer komend van-uit Roosendaal richting Rotterdam over de A16 voert. Dit kunstwerk behoordebij de cluster van kunstwerken die werden ontworpen en uitgevoerd in hetkader van de aanleg van de HSL Brabant-zuid. Zowel het ontwerp als de uit-voering zijn niet geheel zonder problemen verlopen. Tot overmaat van rampontstond zelfs brand in de bekisting.1 |Situatie fasen 1 en 22 |Opengescheurd anker-blok dwarsvoorspanning4 56213stortvoegfase 1fase 2situatieas A16C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gBr uggenb ou wcement 2006 7 53ook het verkeer op de A16 zoukunnen worden getroffen dooreen deel van de al gerede fase 1,dat mogelijk in de val zou kunnenworden meegesleept. Dus was uitvoorzorg de A16 in beide richtin-gen afgesloten en het verkeeromgeleid.Het afsluiten van de A16 is ??n,maar het weer openstellen is danonmiddellijk twee. De aanwezig-heid van een constructief ingesteldiemand was dus dringendgewenst.I n s t o r t i n g s g e v a a r ?Was er nu werkelijk gevaar voorinstorten? Na enig grof rekenwerkter plaatse was wel duidelijk dat desituatie op sommige puntenkritiek zou kunnen zijn, metname voor het steunpuntsmomentvan het dek in as 2. Het betrof hiereen nog niet voorgespannen dek,dat wel als zodanig was berekenden waarvan bovendien debelasting door eigen gewicht zeerdominant was. Met slechts 15%van de voorspanning in langsrich-ting stond het dek te verharden inde bekisting en had inmiddels eenleeftijd van ruim drie weken.Welk antwoord geef je op de vraag:`Kan de A16 weer wordenopengesteld en zo niet wanneerdan wel'? Midden in de nacht opdeze vragen een goed onderbouwdantwoord geven was niet eenvou-dig. Een wapeningstekening eneen zakrekenmachine waren deenige hulpmiddelen. Dus bleef deA16 voorlopig afgesloten.De aanwezige brandweercomman-dant eiste van de aannemer dathet binnen een uur duidelijkmoest zijn welke maatregelenzouden worden getroffen, enwelke tijdsaspecten hiermeegemoeid zouden zijn. Hetverwijderen van de verbrandebekisting en het vervangen van deverwoeste, en deels gesmolten(aluminium) ondersteuningscon-structie was geen optie, want datzou veel tijd gaan vergen.Bovendien zouden de nodigewerkzaamheden moeten wordenuitgevoerd onder een dek datmogelijk op het punt stond tebezwijken. Het snel onderstempe-len van een dek met een gewichtvan 35 kN/m2is ook niet eenvou-dig uitvoerbaar. Een reden te meerdat het voorstel om onmiddellijkde langsvoorspanning op 65% tebrengen met enthousiasme werdontvangen. Daarmee kon in elkgeval de veiligheid voorlopig ophet gewenste niveau wordengebracht. In het middernachtelijkuur werd een spanploeg opge-trommeld en werden alle gereed-schappen en apparaten aange-voerd, zodat om 3 uur `s nachtskon worden begonnen met hetaanspannen van de langsvoor-spanning op 65%.Afgesproken werd dat doorGrontmij onmiddellijk aanvul-lende berekeningen zoudenworden gemaakt, die zoudenaantonen dat na het spannenvoldoende veiligheid kon wordengegarandeerd. Dezelfde dag nogwerden de berekeningen, inopdracht van Bouwtoezicht Breda,getoetst door ABT. `s Middags om15.00 uur werd het sein veiliggegeven en kon de A16 weerworden opengesteld, juist voor despits van het terugkerendevakantieverkeer.E e r s t e v i s u e l e o p n a m ev a n d e s c h a d eGlobaal bekeken zal duidelijk zijndat bij een constructiehoogte van1400 mm, een aangehoudendekking van 60 mm, het hart vande voorspanning op circa 200 mmvanaf de onderzijde en rekeninghoudend met de aanwezigevuurbelasting, er geen sprake kanzijn van ernstige constructieveschade. Na het aanbrengen van devolledige voorspanning zou hetdraagvermogen op orde zijn.Direct na de brand is er een eerstevisuele inspectie gehouden, opafstand (foto 3). Het opruimen vande door de brand aangetasteondersteuningsconstructie zougeruime tijd in beslag nemen,vanwege de moeilijke bereikbaar-heid onder het dek en het gevaarvan het naar beneden komen vanlosse onderdelen.Uit de inspectie van het betonop-pervlak kon worden vastgestelddat de zijkanten en de onderzijdevan het dek nagenoeg over degehele lengte waren aangetast. Opdat moment was nog niet vast testellen tot hoe diep de hitte schadehad veroorzaakt en of er mogelijkin het relatief jonge beton ookspalling zou zijn opgetreden,waardoor grotere schollen loszouden kunnen komen.De verwachting was dat de schadeaan de onderzijde van het dek welzou meevallen. Allereerst omdatde vuurbelasting niet erg grootwas geweest: de bekisting onderhet dek bestond uit multiplex3 |Eerste visuele opnamevan de schade op afstandC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gBr uggenbou w54 cement 2006 7platen op houten gelamineerdeliggers, waarbij gedurende deeerste tijd van de brand demultiplex platen voor een zekereisolatie hadden gezorgd en nadatde ondersteunende constructie hethad begeven de brandende platennaar beneden waren gevallen. Degrootste schade was te vinden aande rand van het dek, waar bij hetuitkisten van de verjongingtamelijk veel hout was gebruikt enwaarbij bovendien de constructiehet meest direct met het bluswaterin contact was gekomen.De schade aan de kolommen,? 2000 mm, leek mee te vallen;deze waren verpakt in folie en dehechtingstape van de folie was nogte zien. Bij nader onderzoek later,bleek over grote delen de nogalfors uitgevallen dekking op debeugels te zijn losgekomen.O n d e r z o e k s c h a d eToen nader onderzoek mogelijkwas geworden is een aantal actiesuitgevoerd. Er zijn boorkernenuitgenomen om vast te stellen hoediep de aantasting door de hittewas doorgedrongen. Op wape-ningsstaal en voorspanstaal is eenaantal trekproeven uitgevoerd envia het afkloppen van het dek ende kolommen is onderzocht of erspalling was opgetreden. Hetgehele oppervlak van de construc-tie is fotografisch vastgelegd(foto 4). De oplegblokken zijnvisueel ge?nspecteerd.Bij petrografisch onderzoek vanboorkernen kan worden vastge-steld tot op welke diepte micro-scheurvorming voorkomt en waarde isothermen van 300, 350 en573 ?C tijdens de brand hebbengelopen. Dit onderzoek wees uitdat de isotherm van 350 ?C en demicroscheurvorming niet dieperdan op enkele centimeters afstandvan het betonoppervlak waren tevinden.Slechts ??n van de monsterswapeningsstaal van een uitste-kende stek bleek een fors ver-laagde treksterkte te bezitten. Openkele plaatsen aan de rand vanhet viaduct was tijdens de brandde (secundaire) wapeningblootgesteld aan de hitte; dehieruit gesneden monsters gavengeen verlaagde treksterkte te zien.Ook het monster voorspanstaalvan de langsvoorspanning dat uitde constructie na het aanspannente voorschijn kwam, bleekonaangetast.Bij het afkloppen van de rand vanhet dek bleek op een paar locatieseen wat groter deel los te zitten.De oplegblokken op de kolommenop as 2, respectievelijk as 3,met afmetingen 1000 x 1000 x125 mm3, respectievelijk tweeblokken van 800 x 1000 x 56 mm3,bleken oppervlakkig aangetast.Al met al kon worden geconclu-deerd dat het constructievedraagvermogen in essentie nietwas aangetast, maar dat inverband met de duurzaamheid enesthetische aspecten reparatie vande gehele onderzijde en de randvan het dek en van de kolommendiende plaats te hebben.H e r s t e lIn nauw overleg met de opdracht-gever, projectbureau HSL-A16 , degemeente Breda, de verzekeraarsen de diverse adviseurs is beslotentot reparatie. Nadat was geconsta-teerd dat herstel constructiefmogelijk en verantwoord was,hebben planningstechnische enfinanci?le overwegingen dedoorslag gegeven. Afbraak enherbouw zou voor het gehele werktot vertraging leiden.DekNa het vervangen van de dwars-voorspanning is gestart met hetreinigen van het dek, het verwijde-ren van roet en andere oppervlak-4 |Constructieoppervlakfotografisch vastgelegd5 |Aangetaste betonhuidis verwijderd metgritstralenC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gBr uggenb ou wcement 2006 7 55teverontreinigingen. De aange-taste betonhuid werd door middelvan waterslopen met een robotverwijderd. Aanvankelijk werdgestart met een druk van 1000 bar,dit was teveel van het goede; eendruk van 600 bar gaf het gewensteresultaat. Na het waterslopen werdmet gritstralen een ruw oppervlakverkregen, dat met lage drukwaterstralen werd gereinigd(foto 5). Ter meerdere zekerheidwerd in de dekking onder het deken bij de randen een RVSwapeningsnet ?2?50 aangebracht,vastgezet met RVS-ankertjes(foto 6). Het risico van naarbeneden vallen van delen van dedekking aan de onderzijde op deA16, moest geminimaliseerdworden.Voor het aan- en bijsturen van hetproces van aanbrengen van hetspuitbeton werd een applicatie-team samengesteld. Gebruik werdgemaakt van de expertise vanRWS met betrekking tot reparatiemet spuitbeton.Het toepassen van spuitbetonvergt een specialistische aanpak.Terwijl de onderzijde van het dekrelatief eenvoudig is af te werken,is de rand van het dek eenblikvanger en vraagt het strakafwerken hiervan bijzondereaandacht. Om met spuitbeton eenuniform resultaat te krijgen moetdoor een en dezelfde vakman metdezelfde apparatuur en hetzelfdeproduct worden gewerkt. Er isgewerkt met een drietal spuit-ploegen; per ploeg bedroeg deproductiecapaciteit 25 ? 30 m2perdag.In totaal is 1500 m2behandeld.Door middel van monsters isvastgesteld dat een uitstekendehechting en kwaliteit van despuitbetonlaag is verkregen,waardoor de garantie kon wordengegeven dat er onderhoudstech-nisch geen verschil zal zijn methet oorspronkelijke dek.KolommenDoordat de forse dekking op debeugels grotendeels was afge-sprongen of gemakkelijk konworden verwijderd, was reparatieeenvoudig mogelijk. Lokaal is eenwapeningsmat op het oppervlakbevestigd en is de nog beschikbarekolombekisting hergebruikt, die isvolgegoten met een goed verwerk-baar mengsel.OplegblokkenOok ten aanzien van de oplegblok-ken zijn geen concessies gedaan:alle blokken zijn vervangen.Hiervoor moest het gehele dekworden opgevijzeld, waarbij tevensde reparaties van de verzwaringenonder het dek ter plaatse van deoplegblokken goed gerepareerdkonden worden.T e n s l o t t eNa het afronden van de werkzaam-heden is een evaluatie gehoudenwaarin kon worden vastgesteld datde beslissing om te repareren dejuiste is geweest (foto 7). De gehelereparatie was in twaalf wekenuitgevoerd en het resultaat klonkals een klok. Aan de door degemeente Breda gevraagdeesthetische kwaliteit ten aanzienvan kleur, vlakheid, strakheid enstructuur was voldaan. n6 |RVS wapeningsnet ?2-507 |Na afronding van dereparatiewerkzaam-heden
Reacties