C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gBevestigings techniek42 cement 2008 5De meest eenvoudige uitvoeringvan een deuvel is het inlijmen vaneen gebogen wapeningsstekwaarop het bovenwapeningsnetrust. Hierbij zijn extra staven inde kromming van de stek beno-digd om op die plaats het verbrij-zelen van het beton te voorkomen.Het stellen van de stekken isechter lastig: doordat deze nooitallemaal op de juiste hoogteworden geplaatst en de onder-grond nooit egaal en vlak is, is hetuitvoeringstechnisch moeilijk hetbovennet op de juiste hoogte teplaatsen.Een andere mogelijkheid is hetinlijmen van draadeinden, waarbijeen vierkant plaatje op hoogtewordt gesteld met een moer onderen boven het plaatje. Dit heeftvoordelen ten opzichte van wape-ningsstekken, maar is wel zeerarbeidsintensief.T u l p a n k e rHilti heeft een anker ontwikkelddat een aantal van de bezwarenvan de traditionele ankermethodeswegneemt. Het anker HCC-B, ookwel tulpanker genoemd, isgemaakt van gegoten staal (foto 1)en wordt met een hulpstuk op eenboorhamer in een reeds voorge-boord gat gehamerd. Pas in tweedeinstantie wordt het holle ankerge?njecteerd met lijmmortel. Spe-ciaal ontworpen ribben aan de bui-tenkant van de holle schachtzorgen voor een centrische plaat-sing in het boorgat en voor hetoverbrengen van belasting op deboorgatwand. Dit maakt het moge-lijk dat het wapeningsnet al directOverlagingen met hettulpankerdr.ir. N. Randl, ir. C.A.M. de Smet, ir. N.A. Arendsen en ing. F.J. de Vos, HiltiEen van de mogelijke versterkingsmaatregelen voor een brug is het aanbren-gen van een gewapend-betonnen overlaging. Deze manier van versterken isinmiddels toegepast op de viaducten van de A9 nabij Amsterdam [1] en op deHollandse Brug. Om te waarborgen dat de nieuw te storten laag samenwerktmet het bestaande betonnen brugdek worden deuvels ingelijmd. Een nieuwontwikkeld anker maakt deze methode beter uitvoerbaar.1 |HCC-B of tulpankerC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gBevestigings techniekcement 2008 5 43t hncn5t hncn20?835 mm35 mmmin maxABmax = min + A + BA + Bbeloopbaar is voordat de ankersworden ge?njecteerd (capaciteit: 1kN). Het wapeningsnet wordt opde kelk gelegd (fig. 2) of op eenstaaf ?8 mm die door de kelkheen kan worden gestoken (fig. 3).Door de behandeling van hetoppervlak van het brugdek - doorfrezen en/of hoge druk waterstra-len - vertoont het aanhechtings-vlak zeer grote onregelmatighedenvan soms wel enkele centimeters.Het wapeningsnet in de bovenlaagmoet echter op de juiste hoogteworden gesteld voor de juistekrachtswerking ?n de juistedekking (fig. 4). Door de plaat-singsmethode van het HCC-Banker is het uitvoeringstechnischeenvoudig deze maatafwijkingenop te nemen. Ook brugdekkenonder afschot kunnen op dezemanier simpel worden uitgevoerd.De ontwikkelde ontwerpmethodeis gebaseerd op testen met eenoverlaging met ingestorte wape-ningsstaven. Deze basis-ontwerp-methode is toepasbaar op verschil-lende maten van ruwheid van hetcontactvlak en verschillende optre-dende wapeningspercentages. Detesten verricht op het tulpankervoldoen aan de ontwerpmethode.R e k e n w a a r d e s c h u i f s t e r k t eDe ontwerpmethode omschrevenin [2] bevat een controle van dedrie optredende bezwijkmechanis-men: cohesie, wrijving en afschuif-sterkte van de deuvels. De reken-waarde van de schuifsterkte vanhet contactvlak Rdj, kan wordenberekend volgens een formulewaarbij de verschillende oppervlak-tebehandelingen in rekeningworden gebracht (1). Een boven-grens is gegeven voor de reken-waarde van de sterkte van hetbeton. Met toegenomen oppervlak-teruwheid zullen de afschuifsterkteen ?stijfheid aanzienlijk toenemen.Rdj = kT?Rd + (??fyd + n )+??_______fyd + fcd ?v?fcd (1)Waardes van de verschillendeparameters zijn weergegeven in[3] voor ingestorte wapeningssta-ven en in [2] voor de HCC-Bankers. De constanten and nemen de interactie tussen deoptredende trekkracht en hetbuigend moment in rekening; isgelimiteerd tot 50% of minder,afhankelijk van de vorm van dedoorsnede. Het cohesie-effect kanalleen optreden samen met wrij-ving en deuvelwerking indien hetcontactvlak ruw gemaakt is, waar-door `keying' effecten kunnenplaatshebben. Dit kan met water-stralen worden bewerkstelligd.De vermoeiingstest (fig. 5) toontaan dat de ontwerpmethode ookvoor dynamische belastingen (vRD= Rdjbj) mag worden toegepast.De methode is aangepast aanEurocode 2 [4] en de DIN Techni-cal Reports 101 en 102 [5, 6], diebruggen behandelen.A f s c h u i f k r a c h t b i j r a n d e nb r u g d e kSpeciale aandacht moet wordengegeven aan de benodigde staal-2 |Wapeningsnet op kelk3 |Wapeningsnet op ?8 mm4 |Flexibiliteit in maat-voering5 |Aanbeveling voordynamische lastenVEd,max/VRdV Ed,min/ V Rd0,90,80,70,60,50,40,30,20,10-0,6 -0,4 -0,2 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gBevestigings techniek44 cement 2008 5doorsnede per m2aan de randenvan het brugdek om te voorkomendat de overlaging gaat opkrullen.Dit wordt veroorzaakt door ver-schil in krimp of door de tempera-tuurgradi?nt over de hoogte vande betondeeldikte. In plaats vaneen gedetailleerde analyse van despanningsverdeling aan de rand,kan een vereenvoudigde rekenme-thode worden toegepast, waarbijde scheurkracht Fcr wordt bepaalddie vervolgens naar het bestaandebrugdek moet worden overge-bracht. De scheurkracht Fcr resul-teert in een schuifkracht zoalsweergegeven in formule (2):ved =tn?bj?k?fct,eff__________le[kN___m] (2)waarin:tn dikte overlaging;bj breedte van beschouwdeoppervlak/doorsnede(gewoonlijk 1 m);k factor voor in rekeningbrengen van niet-lineaire ver-deling van de interne span-ningen (k = 0,8 voor tn < 300mm);fct,eff effectieve treksterkte vanbeton op moment van optre-den eerste scheurvorming;le aanbevolen introductielengteals functie van dikte overla-ging tn en ruwheid contact-vlak:le= 3tn voor watergestraalde ofgefreesde oppervlakken;le= 6tn voor zandgestraaldeoppervlakken;le = 9tn voor gladde oppervlak-ken.Door de excentriciteit van deresulterende kracht Fcr (excentrici-teit tussen contactvlak en hart vanoverlaging) ontstaat een moment.Dit moment produceert trek-krachten loodrecht op de verbin-ding. Dit kan worden gevondenuit een evenwichtsberekening enbenaderd door formule (3):NEd =tn?bj?k?fct,eff__________6[kN] (3)Daarom moet er aan de randenvan een brugdek additionelewapening worden aangebracht,die deze trekkracht (buiten deberekende schuifkrachten op dedeuvels) moet kunnen opnemen.V e r a n k e r i n g i n b e t o nDe ankers moeten op de juistewijze zijn verankerd in hetbestaande beton en de nieuweoverlaging. De uiteindelijke trek-kracht op het uiteindelijke anker,afhankelijk van watergestraalde,gefreesde en zandgestraaldeoppervlakken is als volgt:NEd =?As?fyk_______s(4)De factor is afhankelijk van degeometrie van de doorsnede vanhet anker (een cirkelvormig ofringvormig oppervlak). De juisteinlijmdiepte kan worden bepaaldaan de hand van de korte anker-theorie. nL i t e r a t u u r1. Keesom, R.W., M. van Kaam,W.J. Bouwmeester-van denBos en A.Q.C. van der Horst,Tweede jeugd voor 35 jaaroude viaducten. Cement 2008nr. 4.2. Randl, N., Reliable FasteningDesign for Concrete Compo-site Structures. Proceedings fibsymposium 2004, Avignon.3. Randl, N., Untersuchungenzur Kraft?bertragung zwi-schen Neu- und Altbeton beiunterschiedlichen Fugen-Rauigkeiten. Thesis, Universi-teit van Innsbruck, 1997.4. EUROCODE 2: Design of con-crete structures - Part 1:General rules and rules forbuildings. CEN/TC 250,Oktober 2001.5. DIN Fachbericht 101: Einwir-kungen auf Br?cken., 2003.6. DIN Fachbericht 102: Beton-br?cken. 2003.6 |Tulpanker na installatie7 |Hollandse Brug