BEPROEVINGir.A.H.Rolenir.E.J. den HaanLaboratorium voor Grondrnechanica, Delftir.J.Y.TonnisenBallast Nedam Groep NV, Amstelveen12. Proefbelastingen op depalenOp ??n lokatie van brug 3 zijn buiten de aslijnvan de brug op 50 m afstand twee proefpalengeplaatst met dezelfde onderlinge afstandals de palen in de brugas. Dit biedt de moge-lijkheid degroepswerking te onderzoeken,wanneer twee palen met elk 1000 kN hori-zontaal in dezelfde richting worden belast.Ook is hier een proefopstellingen uitgevoerd,waarbij ??n paal horizontaal met 2000kN isbelast. De toegepaste proefopstellingen bie-den de mogelijkheid voor belasten tot 1,25maal de gebruiksbelasting voor de verticalebelasting en maximaal circa 2,5 maal de ge-bruiksbelasting voor de horizontale belas-ting. Hierna volgt een beschrijving van eenaantal uitgevoerde proeven, die alle het ge-wenste gedrag van de palen hebben beves-tigd. De meest interessante horizontaleproefbelastingen, namelijk die van brug 3met 2000 kN horizontaal, zijn eerst na hetschrijven van dit artikel uitgevoerd.1. InleidingHet bepalen van het draagvermogen van inde grond gemaakte palen door middel vaneen geotechnische berekening draagt eenaantal onzekerheden in zich. Dit is de redengeweest voor een proefprogramma voor depalen met een diameter van 3,50 m.Oorspronkelijk was het de bedoeling deproefbelastingen vooruitlopend op het ei-genlijke werk uit te voeren. In verband echtermet het zeer gespecialiseerde materieel datnodig was voor het plaatsen van de palen,was dit niet mogelijk. De proefbelastingendienen dus als controle achteraf van de kwa-liteit van het gemaakte werk.Aangezien de grootste onzekerheid bestondover de horizontale inklemming van de palen,werd in een zeer vroeg stadium een aantalhorizontale belastingsproeven met een be-lasting van 500 kN uitgevoerd. Tabel 1 ver-meldt het overige proefprogramma.Tabel 1brug1234aantal horizon-tale proeventot 1000 kN1232aantal verticaleproeventot20 OOOkN212. Verticale proefbelastingen tot 20 MN2.1 De proefopstellingDe belasting op de paal tot 20 MN wordt ge-realiseerd door op de paalkop het gewichtaan te brengen van:- een kraagligger (halve gewicht 6,8 MN);- 2 stalen pontons (samen 3,3 MN);- het vullen van de pontons met water(9,9 MN).Foto 1a toont deze opstelling boven paal010-8 van brug 4; het andere einde van debrugligger is opgelegd op paal 011 Tus-sen de brugligger en de paal kop van 010 8zijn twee elektrische krachtmeetdozen ge-plaatst, die digitaal worden afgelezen in hetstuurhuis van het hefschip Ibis.De zakking van de testpaal wordt gemetenvanaf een platform, dat bestaat uit een stalenbuisframe met een betonnen dek van 16 m2,op circa 20 meter van de paal gefundeerd opde zeebodem. De zettingsmetingen wordenuitgevoerd met eenprecisie-waterpasinstru-1aOpstelling voor de verticale proefbelasting;de bok Ara heeft twee pontons op detestpaal geplaatstment, dat gericht wordt op drie meetmerkenop de paalkop. Via deze drie meetpuntenworden de gemiddelde zetting en de rotatievan de paalkop door zettingsverschiHenvastgesteld.2.2. Meetinstrumenten in de paalTer verificatie van de berekeningen van hetdraagvermogen en verfijning van de voor-spelde zetting dient uit de proefbelastingenook informatie te volgen omtrent de verde-Iing tussen de grondweerstand onder paal-voet en de wrijving langs de paalschacht.Hiertoe zijn op drie niveaus betonrekopne-mers in de paaldoorsnede aangebracht. De-ze niveaus zijn als volgt gekozen:a. 3,5 m boven de paalvoet, dat is juistboven de prop onderwaterbeton;b. op de scheiding tussen toplaag en funde-ringslaag (zand-siltsteen);c. op zeebodemniveau.Met de metingen op niveau c. wordt een ka-libratie verkregen tussen de gemeten rekkenen de op dit niveau bekende paalschachtbe-lasting. De rekrneters zijn zgn. trillende-snaar-opnemers die tijdens de prefabricagemet bouten worden gemonteerd in de wape-ningskorf. Op elk van de meetniveaus zijnaan weerszijden van de paal groepjes vanCement XXXVII (1985)nr.6 449BEPROEVINGTabel 2Horizontale proefbelastingOp ??n uitzondering na bestaat het proeven-programma uit horizontale belastingsproe-ven tot 1000 kN op twee palen tegelijkertijd,waarbij deze palen door een drukvijzel uit el-kaar worden gedrukt. Deze proeven wordentoegelicht aan de hand van de testen op depalen 01O-N & S van brug 4.Overigens zijn uit de rekmetingen in de - voorde eerste maal - belaste en vrij jonge door-snede van de prefab-betonpaal ook kruip-verschijnselen in het beton gebleken. Dezewaarnemingen wijzen op een kruipfactor vancirca 0,05.3.1 ProefopstellingOver de paalkoppen van beide palen (h.o.h.13,12 m) is een stalen reactieframe geplaatstdat uit twee evenwijdige HE 360 A profielenbestaat die op vier plaatsen zijn gekoppeldmet dwarsbalken HE 700 A. Tussen de zij-kant van de paalkop van de S-paal en eendwarsbalk van het frame zijn een hydrauli-sche vijzel en een elektrische krachtmeet-doos geplaatst. Tussen het frame en de N-paal bevindt zich een stapeling azob? blok-ken. Het bedienen van de vijzel en de (digita-le) aflezing van de krachtmeetdoos ge-schiedt vanaf het kraanschip Beo.De horizontale verplaatsing van de paalkop-pen wordt gemeten vanaf het meetplatformdat ook wordt gebruikt tijdens de verticaleproefbelastingen. Met twee theodolietenwordt simultaan de beweging van de paal-koppen op een niveau van circa 2,60 m +peil afgelezen.Uit het verloop van de axiale krachten zijn devolgende conclusies getrokken omtrent deoptredende grondweerstand op de paal, in-dien deze belast is met 16 MN (ontwerpbe-lasting):- wrijving tussen 7,0 m - en 11,6 m- peil(zandlagen): 15 kN/m2;- wrijving tussen 11,6 m - en 15,6 m peil(siltsteen): 100 kN/m 2;- puntweerstand kleiner dan 570 kN/m 2?--._- extrapolatie-_ kracht intotale doorsnedeT Ibovenkant DaalC.D C.D.ei+,c7.00- zee bodem rekmetersIIII cIe11.60- 1 rekmetersx J1/BIIII1560- I rekmetersi !A!I' I.{ I,, i'/ co./, I'{"paalpunt,.i I! ! 1 019.55- ; .x X verkortings meting- kracht in prefabdoorsnedeaxiole paalkracht in MN6.8 19.63Verticale proefbelasting, axiale krachten inpaal 010-$ van brug 4ontlastenbelasting in MN.sEcr- E ,.E--r-?x: c-3.00'C.D5.00'2.50+100?5.20+ 0vI I9.00'I cICHOO' I 0NI0i11300-I lil iI+1III s:15.00- uI I NII17.00- i verondersteldeI1 I19.00-/i I I iaa un1234567891000900800700600500400300200100Cement XXXVII (1985)nr.6 451BEPROEVING7Schematisch ingebedde paal bijberekening met de elestlcttettstbeotieter-modulussen. gemiddelde waardevande pressiometer-modulussen is hierbij meteen factor 2,0 opgewaardeerd; dit is een er-varingsfactor die aangeeft hoeveel versto-ring van de grond heeft plaatsgevonden tij-dens de pressiometerproef.De voorspelling voor paal 4-010-S bij eenpaalbelasting van 20 MN was 7,5 mm inclu-sief de elastische samendrukking van depaal. Gemeten werd 4,0 mm, zodat duidelijkis dat de elasticiteitstheorie de zetting, al-thans relatief, sterk overschat.4.2 BeddingsconstantenUit de meetresultaten van 4-01 O-S(zie fig. 3)zijn voor paalsegmenten A-B en B-C de aande grond overgedragen axiale paalkrachtenuitgezet tegen de zetting van het desbetref-fende paalseqrnent. Uit dit verband is eenbeddingsconstante voor schuifkrachten tebepalen.ks =ks = beddingconstantevoorsch uifkrachten(MN/m 3) ;= wandwrijving (MN/m2) ;u =zettingpaalsegment(m).Voor het segment B-C in de siltsteen werdeen uiterst rechtlijnig verband tussen en ugevonden over het gehelebeiastingsgebied:k; = 66 MN/m3?In het zand (segment A-B) nam ks toe bijnemende zetting. Bij de gebruiksbelasting,16 MN, was ks = 8 MN/m3?Door aan te nemen dat de wandwrijving vanhet segment onder A-B dezelfde is als dievan ook voor de paal punt een bed-dingsconstante kv worden afgeleid.Ook hier werd over het gehele belastingsge-bied een rechtlijnig verband tussen Upunt enupunt gevonden: kv= 425 MN/m3?4.3 Voorspelling zetting resterende proef-belastingenVan deze gegevens is gebruik gemaakt voorhet voorspellen van de paal zetting tijdens deresterende twee verticale proefbelastingen.Hiertoe is de 'Ioad-transfer' methode ge-bruikt: het principe van deze methode is datde paal in een aantal elementen wordt ver-deeld die elk een axiale stijfheid bezitten enelk wandwrijving ondervinden (fig. 8). Hetonderste element ondervindt tevens eenCement XXXVII(1985) nr. 6puntweerstand. Axiale stijfheid, wandwrij-ving en puntweerstand worden gemodel-leerd met lineaire veren. Vervolgens kan eenstijfheidsmatrix worden opgesteld die deoverdracht van de uitwendige belasting naarde diverse veren beschrijft.De gebruikte ks en kv-waarden zijn nogal ar-bitrair vastgesteld, rekening houdend met deresultaten van de eerste proefbelasting. Eris behoefte aan meer gegevens omtrent desamenhang van vooral ks met gemakkelijk temeten parameters als Oe en N. Een onder-zoek van de beschikbare literatuur overboorpalen heeft geleerd dat veel proefbelas-tingen uitsluitend gericht zijn ophet bepalenvan het bezwijkdraagvermogen. De instru-mentatie van proefpalen is vaak te summierom er betrouwbare gegevens over het detor-matiegedrag (ks , kv) aan te ontlenen.De met de load-transfermethode berekendezettingen (circa 4 mm) zijn voor beide reste-rende proefpalen aanzienlijk lager dan bere-kend met de elastlclteltstheorle (circa 8 mm).Met de 'Ioad-transfer' methode is nog nage-gaan welk effect uitgaat van een sliblaag opde putbodem: als de punt geen belasting op-vangt, neemt de zetting met circa 1 mm toe.Dit geeft aan dat de bijdrage van de paal-schacht in het opnemen van de verticale be-lasting groot is: circa 2/3 van de belastingwordt door de schacht opgenomen, 1/3 doorde punt.5. Vergelijking van meetresultaten vanhorizontale proefbelastingen metberekeningenFiguur 9 toont een verenmodel. Een daaropgebaseerd computerprogramma, RIGID ge-naamd, is opgesteld om de horizontale de-formatie van horizontaal belaste proefpalente voorspellen. De invoer voor het program-ma bestaat uit:- uitwendige belastingen;- geometrie van de paal;aantal grondlagen boven de punt (max.10);- pressiometer-modulus Ep van de lagen;- omrekeningsfactor a van presslometer-modulus Ep naar de 'echte' elasticiteitsmo-dulus E (E =De uitvoer van het programma is de horizon-tale en verticale translatie en de rotatie van8Schema 'Ioad-transfer' methodeKs452vaUa9Verenmodel computerprogramma RIGIDhet oneindig stijf veronderstelde ingebeddedeel van de paal. De uitbuiging van de paal-kop wordt vervolgens hieruit afgeleid onderinachtname van de elastische uitbuiging vande paal boven de zeebodem.De veerconstanten zijn voor wat betreft devoet bepaald met de elasticiteitstheorle,Voor de wandwrijvingsveren zijn constantewaarden (zie vorige paragraaf) aangehou-den, terwijl de laterale veerconstanten zijnbepaald met de theorie van M?nard.De in de siltsteen- en kleisteenlagen aan tehouden waarden voor a zijn bepaald aan dehand van het resulta?t van een proefbelas-ting in een lokatie waar geen kwartair zandaanwezig was. Bij a = 0,5 bleek de gemetenuitbuiging van de paal kop overeen te komenmet de berekende waarde. Vervolgens is a= 0,5 aangehouden voor alle berekeningen.De uitbuiging die werd gemeten bij de overi-ge reeds voltooide proefbelastingen, werdmet deze methode zeer goed benaderd.Daarop werden voorspellingen opgesteldvoor de resterende, nog uit te voeren proef-belastingen. Deze voorspellingen liggen tus-sen 5 en 15 mm uitbuiging van de paalkop(circa 5 m + peil) bij een horizontale belastingvan 1000 kNoInmiddels zijn verschillende proefbelastin-gen uitgevoerd. Gebleken is dat de voorspel-ling de gemeten uitwijking zeer dicht bena-dert: de meetfout is groter dan het verschiltussen de voorspelling en de gemeten uitbui-ging. Als echter de inbeddingslengte voor depaal dermate groot is dat het onderste deelvan de paal niet of nauwelijks zijdelings de-formeert, worden met de methode te lagepaalkopuitwijkingen berekend, omdat aan-genomen is dat het ingebedde deel als eenstar lichaam roteert onder invloed van hetopgelegde moment. In een dergelijk gevaldient een fictieve inbeddingslengte inge-voerd te worden die een functie is van:(El)paalErotsbodemTen slotte wordt opgemerkt dat de gemetenhorizontale uitbuigingen van de palen beves-tigen dat aan de eis van een uitbuiging vande paal in de gebruikstoestand van minderdan 40 mm, zal worden voldaan.BEPROEVINGprof.Or.-lng.H.W.Reinhardtir.P.J.van StekelenburgStevinlaboratorium, TH-Delftir.0.W.Bilderbeekir.G.J.BakkerBallast Nedam Groep NV, Amstelveen13. Proef op ware grootte opde tandverbinding1. ove r stekl igger.2. inhangligger.3. koppelstrengen voor inklemmomentbelastingbalken .5. vijzels; Frncx. =12000 kN.6. lrekelementen voor overbrenging van de vijzelkrachten .7. inklembolken.8. funderingsblokken.InleidingIn artikel 9 is de berekening van de tandver-binding behandeld. Voor de berekening is deverbinding geschematiseerd en zijn verschil-lende aannamen gedaan. Het Gerber-Iigger-systeem van de brug, de grote voorspan-elementen, de constructieve eis dat elketand individueel de meest extreme excentri-sche brugbelasting moet kunnen dragen ende vervaardigingswijze, hebben geleid totonzekerheden ten aanzien van vervormingen scheurgedrag van de liggers. De koppel-balk tussen de tanden in de vorm van eendikke brede ligger (zie fig. 4) die pas gestortkan worden nadat de liggers zijn gestort,voorgespannen en in opslag geplaatst, is al-leen effectief indien het nieuwe en het oudebeton aan het einde van de kokers goed aanelkaar hechten. De door deze eindverstijvin-gen mogelijk gemaakte overdracht vankrachten van linker naar rechter tand of om-gekeerd, is niet nodig voor de sterkte omdatelke tand in staat is de volledige maximumextreme brugbelasting te dragen. De sterktewas daarmee voldoende gegarandeerd. Deduurzaamheid echter kan met een bereke-ning niet zo eenvoudig worden aangetoond.1Principe van de proefopstelling/ ICement XXXVII (1985)nr.6Het scheurgedrag, dat daarvoor mede maat-gevend is, kon bij hetgecompliceerde krach-tenspel zoals dat nabij de tandverbindingenoptreedt, niet met de beschikbare reken-technieken worden voorspeld. Bovendienwas het niet mogelijk de juiste werking na tegaan van de spiraal- en splijtwapening beho-rende bij de langsvoorspanning van de in-hangligger, die nog niet afzonderlijk was ge-test. Naar aanleiding hiervan werd beslotentot beproeving op ware grootte.Tevens bood een proef op ware grootte demogelijkheid de uitvoerbaarheid van devoorgestelde constructie te onderzoeken.Voor de proef is een gedeelte van de inwerkelijkheid ook te gebruiken bekisting toe-gepast. In de proef kon dus worden nage-gaan of deze bekisting op de juiste wijzefunctioneerde, of de getekende wapeninggevlochten en aangebracht kon worden enof het beton gestort en verdicht kon worden.Ook kon worden onderzocht of de nader-hand gestorte koppelbalken tussen de tan-den op de juiste wijze met het overige deelvan de constructie samenwerkten, wat es-sentieel is voor de sterkte.In samenwerking met het Stevinlaboratoriumheeft de Ballast Nedam Groep op het terreinvan haar dochteronderneming Waco-Lies-bosch Beton te Utrecht een proefopstellingII453gerealiseerd, waarmee het scheurgedragvan beide typen liggereinden, zowel van deuitkragende ligger als van de inhangligger,kon worden onderzocht.De proef werd uitgevoerd eind januari, beginfebruari 1983 en duurde een week.De proefopstellingHet was uiteraard de bedoeling in de proefde normale werking van het constructiedeelzo goed mogelijk na te bootsen. In de brugworden de tanden van de uitkragende liggerin neerwaartse richting belast. Dezelfdekrachten werken op de tanden van de in-hangligger in opwaartse richting. Bij eensymmetrische belasting zijn de krachten opde tanden aan beide zijden gelijk, bijeenniet-symmetrische belasting zijn de krach-ten aan beide zijden verschillend.De oplossing is gevonden door de uiteindenvan beide liggertypen te zamen in te klem-men en voor de proef de tanden naar elkaartoe te trekken, waarbij de beide zijden onaf-hankelijk van elkaar belast kunnen worden.De proefopstelling is schematisch weerge-geven in figuur 1.De wijze van opstellen van de proefliggersop de fundering heeft geleid tot een wat on-gunstige positie voor het inhangliggerdeelvan de opstelling.In figuur 1 is duidelijk te zien, dat de opleg-ging van deze ligger op de fundering andersis dan die van het kraagliggerdeel, datinge-klemd is met behulp van 2 oplegbalken eneen verticale voorspanning, die de achterzij-den van inhang- en kraagligger met elkaarverbinden. De uitkragende ligger krijgt eengroter inklemmingsmoment dan de inhang-ligger door het eigen gewicht van de geheleopstelling.Voor de proef is daarom in de bodemplaatvan de inhangliggerkoker een achttal extravoorspankabels voorzien, die na de eventue-Ie scheurvorming in dit liggerdeel kunnenworden aangespannen. Dit is nodig, omdathet moment in de inhangligger anders maat-gevend zou worden voor het bezwijken vande gehele opstelling.In werkelijkheid treedt deze grote belastingop de inhangligger niet op. Het belasten vande proefliggers wordt gerealiseerd met be-hulp van 4 hydraulische vijzels van elk3000 kNoBEPROEVINGOpbouw van de proefopstelling, nogvoordat de Romney-ioe?s eroverheen isgeplaatstWijze van meten 'Het meetprogramma werd bepaald door devraagstelling die uit het doel van de proefvoortvloeide en door de omstandighedenwaaronder de proef moest worden uitqe-voerd. De afmetingen van de proefstukkenspeelden eveneens een grote rol. De rijvloer-breedte van 12 m en de momentarm van7,15 m dieeen inklemmingsconstructieleng-te van circa 4,5 m vereist, maakten met hetfeit dat de liggerhoogte 2,5 meter bedraagt,dat de proefopstelling een totale afmetingverkreeg van 12 x 12,5 x 8 m. De gekozenmeetmethoden zijn in harmonie gebrachtmet dit soort proefstukafmetingen.Wijze van belastenDe belastingen werden stapsgewijze opqe-voerd volgens een tevoren vastgelegd proto-col. Dit protocol haakte in op de belastingden afgeleid. De figuur 2 aangegeven'meetklokjes rekrneters' C 1 tlm 11 en S 1tlm 11 geven informatie over de buiging inde doorsnede ter plaatse van de stortvoeg,over de dwarsvervorming en over de scheur-vorming./1\,INHANGLIGGERvan scheur kontrole/\. ",BemanningDe proefbezetting was als volgt samenge-steld: ??n proefleider, een pompploeg van 2personen, 5 waarneemposten voor demeetklokjes enscheurdetectie waarvan 4bemand met 2 personen en 1 met een per-soon, twee waterpasploegen van twee per-sonen en controleur, totaal 17personen,Pompploeg en waterpasploegen werdendoor de aannemer geleverd. Het andere per-soneel kwam van het Stevinlaboratorium.doel van scheurkontrole2Meetprogramma en kenmerkendescheurennen, weinig zinvol elektronisch te meten, we-gens de kostbare bekabeling, de delicate endure opnemers en de kwetsbare elektronica.De keus is daarom gevallen op mechanischerekrneters en doorbuigingsmetingen met be-hulp van optische waterpasinstrumenten,aangevuld met meetloupes voor de controlevan descheurwijdten. Figuur 2 toont hetmeetprogramma. De spiegelbaken voor dedoorbuigingsmetingen werden afgelezenmet twee waterpasinstrumenten, die beideeen referentiewaarde konden aflezen op eenvaste baak buiten de opstelling, bevestigdaan een kraanbaankolom. Er waren twee rij-en spiegelbaken a tlm f, een links en eenrechts, ter hoogte van de buitenranden vande ondervloeren van de beide kokerliggers.Uit de baakaflezingenkonden zowel de door-buigingslijnen als de torsievervorming wor-Doordat de proeteenmalig is uitgevoerd washet, om economische en praktische rede-Om de excentrische belasting te simulerenwordt beurtelings op de linkertanden en opde rechtertanden het aantal vijzels geva-rieerd van drie links en ??n rechts tot ??nlinks en drie rechts. De linkerzijde en de rech-terzijde worden door afzonderlijke pompenonafhankelijk van elkaar belast. De vijzelbe-lasting wordt op de tandconstructies ge-bracht door middel van 2 belastingbalken,??n onder de vijzels en ??n op de tanden vande overstekligger.De beide belastingbalken zijn met elkaar ver-bonden door middel van 2 x 4 SSRV voor-spankabels. De meetplaatsen waren toegan-kelijk gemaakt met trappen en steigers. Dewaterpasinstrumenten waren op specialestalen opstelconstructies geplaatst, onaf-hankelijk van de steigers waarop de water-passers en schrijvers hadden plaatsgeno-men.Om schade aan meetapparatuur en versto-ring doorslecht weer tijdens de proefte voor-komen, is over de gehele opstelling eenRomney-hut op poten van 3 meter geplaatsten dichtgemaakt met wanden van zeildoek,Het geheel werd op temperatuur gehoudenmet luchtverwarmers.Cement XXXVII (1985)nr.6 454BEPROEVING-150.57757315-200100.--Duidelijk zichtbaar is het verschil in belas-tinggrootte, veroorzaakt door de belas-tingliggers. Dit komt ook tot uitdrukking bijde bezwijkbelastingen, die de topwaardenvormen op de linker en rechter co?rdinaat-assen van de boven- en ondergrafieken. SLbetekent suspended links, CL canti leverlinks, SR suspended rechts en CR canti leverrechts. C staat voor nullijn voor de uitkragen-de ligger.sen betreft de linker tandbelastingen en hetgedeelte onder deze assen de rechter tand-belastingen. Het aantal stappen op de hori-zontale as bedraagt 189. Deverticale as linksheeft betrekking op de inhangligger. De ver-ticale as rechts betreft de uitkragende ligger.De procenten geven de verhouding aan tus-sen opgebrachte belasting en maximaal op-tredende gebruiksbelasting.MeetresultatenNiet bij alle 189 belastingstappen zijn metin-gen uitgevoerd. Het aantal meetstappenbeperkt tot 112. Per meetstap moesten 71metingen worden uitgevoerd, afgezien vande scheurwijdte-bepalingen met afneemba-re meters en optische scheurwijdte metin-gen. De waarnemingsploegen moesten descheuren opzoeken, deze aantekenen op hetbetonoppervlak en voorzien van een stap-nummer, zodat later deontwlkkellnq van descheuren kon worden gereconstrueerd aande hand van fotomateriaal.07 mm belastingstap F CR___ CLF SLF2:00 50SL%3080soes200100SR12502100308015069302008085%100In figuur 3 is de belasting gegeven als functievan het aantal belastingstappen. Het gedeel-te van de grafieken boven de horizontale as-Fase VII was dezelfde voor rechts als fase VIvoor links, maar later uitgebreid met een be-lastingstoename voor het bepalen van de ba-zwijksterkte.Gedurende fase VI en VII werden de tandenaan de linker zijde voorzien van een constan-te belasting van 1250 kN vijzel kracht, terwijlaan de rechter zijde de vijzelkracht werd op-gevoerd tot voorbij 6300 kNo De constantebelasting werd dan verhoogd tot 2100 kNoFase VIII omvatte het bepalen van de be-zwijksterkte van de rechter tanden. De be-zwijksterkte was gedefinieerd als die belas-ting waarbij de drukzone zo klein wordt,dat gevreesd moet worden voor het uitspat-ten van het beton, ?f de scheurwijdte eengrootte van 5 mm overschreed, de vervor-ming toenam zonder noemenswaardigekrachtstoename.Voor de belasting in fase VIII gold in principehet zelfde als die voor fase VI en VII waarbijlinks en rechts werden verwisseld.3Belastingsfasen; boven de horizontaleassen staan de linker tandbelastingen, derechter tandbelastigen staan onder deassendoor eigen gewicht, het scheurgedragin dekeel van de tanden, hetscheurgedrag bij destortvoeg (tussen eindblok en liggermoot) enscheurgedrag in het extra op moment belas-te inhangliggerdeel dat daardoor tussentijdsnagespannen moest worden.Na deze fase I werd dezelfde belasting uitge-voerd, waarbij de linker en de rechter tand-belastingen werden verwisseld door hetplaatsen van 3 vijzels rechts en ??n vijzellinks. Deze belasting noemden we fase 11. Derechter tanden werden vervolgens belast tothet optreden van de kenmerkend geachtescheuren.Deze scheur kon ?f de scheur in de tandkeel?f de scheur bij de stortvoeg tussen eindbloken aangestorte kokerligger zijn, zoals is aan-gegevenin figuur 2. Na deze scheur werdweer 10 maal gewisseld tussen de tweereeds aangegeven niveaus. Dit is belasting-fase 111 genoemd. Belastingfase IV is dezelf-de als 11I maar dan met de linker tand alszwaarst belaste. In fase V werden beide vij-zelbelastingen links en rechts gelijktijdig op-gevoerd tot 3080 kN zijnde 80% van dehoogst mogelijke belasting (of 90% voor deuitkragende ligger). Aan beide zijden ston-den dan 2 vijzels.Het belastingprogramma, aangegeven in fi-guur 3 was verschillend voor de rechter- enlinkerzijde van de liggers. In principe werdde tand aan de ene zijde belast met een con-stante belasting, terwijl de andere tand be-last werd met een oplopende of eenherhaal-de belasting, waarna de belastingen van zij-den werden verwisseld.De eerste fase was gebruiksfase voor de lin-ker tanden. De belasting werd daarbij instappen opgevoerd tot 4235 kN op de linker-tand van de inhang-en 4620 kN op de linker-tand van de uitkragende ligger. Het verschilzit in het eigen gewicht van de belastingbal-ken onder de vijzels en op de tanden van deuitkragende ligger.Deze belasting is 110% resp. 120% van dehoogst mogelijke gebruiksbelasting. Derechter tanden werden belast met 1250 resp.1655 kN op de inhang- resp. uitkragendeliggers, zijnde 35% resp. 45% van de hoog-ste belasting, wat overeenkomt met het ei-gen gewicht van de brug.Deze belastingen aan de rechterkant blevenconstant. De belasting links werd ten minste10 maal gewisseld van 1250 kN naar4235 kNo Voor de overstekligger kwam daarnatuurlijk weer het eigen gewicht van de tweebelastingbalken bij van 385 kN per tand. Nade eerste scheurvorming, optredend bij be-lastingswisseling x werden de scheurwijdteen lengtegroei gedurende x + 10 belas-tingswisselingen gemeten.Indien bij 110% belasting na 10 wisselingeng??n scheurvorming werd geconstateerd,werd het programma herhaald voor 120%,130% enz. totdat scheurvorming optrad.Fase VI betrof het belasten van de linker tan-den totdat scheurvorming in de linker in-hangligger optrad. De ondervloer van de lig-gerwerd dan aan de linkerzijde nagespannenmet 4 BBRV kabels om de momentscheurendicht te trekken.de horizontale as Sl heeft betrekking op linkertand inhangligger.de horizontale os SR heeft betrekking op rechtertand inhangligger.de horizontale as Co heeft betrekking op beide tonden kroagligger.FSl,FSR,FCL en FCR geven de belastingniveaus weer op dediverse tanden.CementXXXVII (1985)nr. 6 455BEPROEVINGHet totaal aantal gegevens uit metingen be-droeg circa 10 000 en moest eerst in de com-puter worden ingevoerd. De uit deze gege-vens ontstane grafieken werden zoveel mo-gelijk van uitschieters gezuiverd alvorens zebruikbaar werden geacht voor verwerking inberekeningen van stijfheid, het netto door-buigingsgedrag (na aftrek van de invloed vanhoekverdraaiingen bij de inklemming en in-drukking van de inklem-oplegbalken) en hetkantelgedrag c.q. de wringingsvervorming.Naast de metingen spelen de waarnemingenvan het scheurgedrag een belangrijkerol. Descheurvorming is maatgevend geacht voorde duurzaamheid van de constructie.Afleiding proefresultatenUit de belastingsfiguur kan reeds worden af-geleid dat de sterkte van beide liggers ruimvoldoet aan de eis, datde bezwijksterkte tenminste gelijk moest zijn aan 2x de maximummogelijke gebruiksbelasting van 110%.Uit de meetwaarden van de waterpaslnstru-menten konden de doorbuigingen berekendworden van de lnhanq- c.q.overstekligger.Uit de verschillen van doorbuiging op deplaatsen a en de oplegging (fig. 2), werd eengemiddelde stijfheid EI uitgerekend volgensde formule voor de kraagligger:FL 3EIc,; ena,CIFL3EIs,s; = -?-'-,-a,SIHierin is:F; = belastingstapi-1 naar i?a,c; = gemiddeld doorbuigingsverschilin de uitkragende liggertussenpuntaen deoplegging bijbelastingstap F;L = afstand oplegging tot belasting(= punt a)?a,s; = gemiddeld doorbuigingsverschil inde inhangliggertussen punt a en deoplegging bij belastingstap F;De krommingen ter plaatse van de stortvoegtussen het eindblok en de aangestorteko-kerligger kunnen worden bepaald uit de rek-metingen over die doorsnede met:hen zijn hierbij de rekken op de plaatsenC11 en C6 c.q, 511 en 56.h is de verticale afstand tussen de meet-plaatsen 4 en 11. Een controle voor deze re-sultaten is ook mogelijk met behulp van demetingen 8, 9 en 7.Met deze waarden van kan de stijfheid terplaatse van de stortvoeg worden berekendvolgens:F;L;=---Hierin is:F;= de belastingstap van F; - 1 naar Fj ;L; = de momentenarmen van de kracht Fj tenopzichte van de stortvoeg.De resultaten van de stijfheidsberekeningenvolgens beide methoden zijn samengevat:- de stijfheid varieert weinig tijdens de be-lastingprocedure, ook niet bij de hogerelastingniveaus;- de waarde van de stijfheden uit de beiderekenmethoden zijn in tabel 1 weergegevenin 106kNm 2?Tabel 1Liggerstijfheid (106kNm2)?-methode gem.inhang-ligger 153 163 58ultkra-gendeligger 243 178 211Uit de doorbuigingsmetingen kon ondanksvele onnauwkeurigheden, speciaal bij demetingen tussen de twee opleqbalken, eennetto doorbuiging bijde maximum gebruiks-belasting fase I en 11 v??r het optreden vande hieronder te behandelen scheur in de bo-dem van de uitkragende ligger worden vast-gesteld.De doorbuiging van de uitkragende liggerbedroeg daarbij maximaal 7 mm en die vande inhangligger 8 mmo De doorbuiging bleefhiermee in ruime mate onder de eisen.Overige proefresultatenMinder rooskleurig dan het gemiddeldevormingsgedrag in langsrichting is hetdragin dwarsrichting. Met name het scheur-gedrag in de ondervloer van de uitkragendeligger en het gedrag van de verstijvingscon-structie, die in een later stadium tussen detwee uitkragende tanden is gestort, vertoontgrote spreiding. In figuur 4 is de scheuront-wikkeling aangegeven. Reeds in fase I bij de3e belastingswisseling in het gebruikssta-dium ontstond een scheur in de bodemplaatvan de kokerligger zoals aangegeven in fi-guur 4b. Deze scheur maakte een hoek vancirca 35? met de liggerasrichting zoals aan-gegeven in figuur 4d.In fase 11 ontstond in de liggerbodem van deoverstekligger reeds bij 60% belastingzelfde scheur als aangegeven bij fase I maarnu tussen de rechter tand en de kokerbodem(fig. 4c). In het verdere verloop van het belas-tingprogramma ontwikkelde zich het volledi-ge scheurbeeld zoals geschetst in figuur 4d.Deeindverstijving was inmiddels geheel losgeraakt van het oorspronkelijke oudere be-ton van de overstekligger en de scheurwijdteaan de onderkant in de liggerbodem was ge-groeid tot 0,8 mmoDe scheurvorming in de keel werd het eerstwaargenomen bij de uitkragende ligger nade 10e wisseling in fase I, bij 110% van degebruiksbelasting.Bij de inhangligger ontstond deze scheurpasbij 5005 kN in fase 111. Karakteristiek is, datdeze scheuren niet schuin naar de drukzone4Scheurontwikkeling in de ondervloer vande uitkragende ligger en in descheidingsvlakken tussen detandconstructies en de verstijvingaCementXXXVII (1985)nr. 6d456bcBEPROEVING5Scheurvorming inhangligger in debezwijkfase6Scheurvorming uitkragende ligger in debezwijkfasevan de ligger toeliepen zoals werd verwacht,maar horizontaal vanuit de keel wegliepen(foto 5).De verwachte scheurvorming nabij de stort-voeg tradbij de inhangligger op bij een belas-ting van 5235 kN, tweede belastingwisselingin fase I en bij de overstekligger bij 9240 kNin fase VII.Maatgevend voor het bezwijken bleek de uit-kragende ligger waar de drukzone vermin-derd was tot slechts 70 mm en de scheurenaan het einde horizontale vertakkingen ver-toonden, waardoor het risico van het uitspat-ten van het beton te groot werd om de proefvoort te zetten (foto 6).Uit de metingen volgt, dat bij de inhangliggerin de belastingfasenl tlm V geen scheurvor-ming in de tandconstructies optrad, waarvande wijdte 0,15 mm overschreed. Hetzelfdekon worden geconstateerd voor de stort-voeg tussen het eindblok en de aangestortekokerligger.Cement XXXVII (1985)nr.6Bij de uitkragendeligger werd in de eerste 5fasen in de tandconstructie een maximumkeelscheurwijdte van 0,2 mm geconsta-teerd. De scheurwijdte in de stortvoeg tus-sen eindblokelement en kokerligger bleefkleiner dan 0,12 mmoDeze gemeten scheurwijdten bleven alle bin-nende gestelde grenzen.De duurzaamheid van de ligger hangt tennauwste samen met de scheurvorming.Overal waar de scheurvorming de groottevan 0,2 mm overschrijdt, zullen maatregelenmoeten worden genomen om onder dezegrenswaarde te blijven. Bij de nabeschou-wing van het experimentele onderzoek werdbij een andere theoretische beschouwingvan de knelpunten gekeken naar het span-ningsbeeld en krachtenspel tussen tanden,eindverstijving en bodemplaat van de uitkra-gende ligger. .De inleidingsspanningen door de voorspan-ning ende dwarseffecten door de krachts-457overdracht van de ene tand naar de andere,werden nauwkeurig onderzocht doorde con-structeurs. De combinatie van schuifspan-ningen door de voorspanning en momentenen torsie door de belastingoverdracht blekeninderdaad de oorzaak van de opgetredenproblemen. De aanhechting van het 'oude'beton van tandconstructie met bodemplaataan het 'nieuwe' beton van de eindverstij-ving, speelde daarbij ook een duidelijke rol.Aan de hand van de proefresultaten is daar-om een aantal maatregelen genomen die deduurzaamheid van de liggers moeten verbe-teren:- extra schuifspanningswapening;- geribbeld en sterk gestraald oppervlak vanhet oude beton (ruwheid 10 mm).