C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gBr uggenbouw24 cement 2008 4Voegovergangen zijn niet alleen demogelijke oorzaak van overlast,maar kunnen door hoogteverschil-len ook leiden tot vroegtijdige scha-de aan de voegen zelf. De toenamevan het voertuiggewicht en de ver-keersintensiteit verergeren het pro-bleem. Reparatie, waarbij voegenworden vervangen, is kostbaar enveroorzaakt verkeershinder (foto 1).De voegen moeten vervormingenten gevolge van temperatuursver-schillen tussen seizoenen en varia-ties in de veranderlijke belastingkunnen opnemen. Het toepassenvan een continu wegdek waarin devoegen achterwege kunnen blijven,is een optie. Met ECC (EngineeredCementitious Composite), een zeerductiel cementgebonden compo-siet, is het mogelijk de vervor-mingsverschillen tussen brugdelenop te nemen door het weglaten vande voegen. Door dit materiaal plaat-selijk toe te passen kan een continuwegdek worden verkregen.E i g e n s c h a p p e n v a n E C CECC dankt het ductiele gedrag aande toepassing van kunststofvezels.Door de scheurverdelende wer-king van deze vezels kunnen grotetrekvervormingen worden opgeno-men zonder dat de scheurwijdteexcessief toeneemt. In een axialetrekproef kunnen vervormingentot enkele procenten worden opge-nomen waarbij de scheurwijdtebeperkt blijft tot 0,2 mm (foto 2).E C C - v e r b i n d i n g e nAls alternatief voor de voegover-gangen zijn er twee methodenontwikkeld.PlaatverbindingDe voegen worden verwijderd ende wapening tussen de brugdelenwordt doorgekoppeld. Hierdoorverandert echter wel het construc-tieve gedrag. Deze methode is danook alleen geschikt bij kleinschaligetoepassing.Ingestorte knoopverbindingDe voegen worden vervangen dooreen elastisch materiaal dat de beidebrugdelen verbindt. Het elastischemateriaal moet de vervormingsver-schillen kunnen opnemen. Deduurzaamheid van dit zwaar belas-te materiaal (wiellasten, opgelegdevervormingen) is een probleemgebleken.Het is ook mogelijk de elastischematerialen te vervangen door ECC.De voeg wordt daartoe vervangendoor een plaat ECC met een lengtevan ruim 1 m. Deze plaat wordtverankerd in de brugdelen terweerszijden van de voeg en vormthiermee een continue verbinding(fig. 3). De plaat wordt alleen aande uiteinden verankerd; over derest van de plaatlengte is dezeglijdend opgelegd. Vervormings-verschillen worden door de plaatECC opgenomen. Omdat ditplaatsvindt over een relatief groteafstand kan de bovengelegen slijt-laag doorgaand worden uitge-voerd. Het ECC is duurzaam, kande wiellasten opnemen en is inkorte tijd aan te brengen.Voegloos voorgespannenbetonviaduct met ECCM. Fujishiro en K. Suda, Kajima Corporation, TokyoY. Nagata, Metropolitan Expressway Corporation, TokyoVoegovergangen in viaducten kunnen een nadelige invloed hebben op hetrijcomfort en de oorzaak zijn van trillingen en geluidsoverlast. Er is een me-thode ontwikkeld waarbij de voegen worden vervangen door platen vanEngineered Cementitious Composite (ECC). Het ECC is duurzaam, kan de wiel-lasten opnemen en is in korte tijd aan te brengen.1 |Voorbeeld van reducerenhoogteverschil ter plaat-se van dilatatievoeg2 |Trekproef op ECC proef-stuk (boven) en detailop-name van scheurenpa-troon (onder, breedteproefstuk = 30 mm)ECC-verbinding mortelbedverhardingplaatbekisting mortel vooropvangen onvlakheidmortel bijverankeringdwarsdrager dwarsdragerankers M203 |Overzicht van voorzie-ningen in ECC-verbindingC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gBr uggenbouwcement 2008 4 25T o e p a s s i n gDe ECC-platen zijn eerst in hetlaboratorium beproefd. Herhaaldopgelegde vervormingen tot 0,5%verlenging en 0,13% verkortingkonden worden opgenomen. Bijeen verkorting van 0,28% (druk-spanning 25 N/mm2.; de druk-sterkte van het materiaal is circa36 N/mm2) bezweek de plaat. Nietten gevolge van bezwijken opstuik van het ECC, maar doorknik van de plaat zelf.Na de succesvol gebleken experi-menten werden ECC-platen toege-past in een viaduct. Figuur 4 geefteen bovenaanzicht en dwarsdoor-snede met de afmetingen van deECC-platen. Figuur 5 toont eenlangsaanzicht van het viaduct.Deze zijn afgestemd op de vrijelengte benodigd om de langsver-vormingen en de langstrekkrach-ten op te nemen.Per rijstrook werden twee platenaangebracht, elk 1400 mm lang,1694 mm breed en met een diktevan 30 mm. Onder de ECC-platenwerden celluloid platen aange-bracht, zodanig dat het ECC overeen afstand van 1050 mm vrij konvervormen. Het bleek mogelijkbinnen acht uur een bestaandevoeg te verwijderen en een plaataan te brengen.V o o r u i t z i c h t e nECC heeft zijn waarde bewezenbij het vervangen van dilatatie-voegen in bestaande bruggen. Detoepassing is beperkt gebleventot statisch bepaalde constructies,waardoor de vervormingen uitslechts ??n overspanning moes-ten worden opgenomen.In toenemende mate wordenover meer velden doorgaande,statisch onbepaalde constructiestoegepast. Dit gebeurt mede omhet aantal dilatatievoegen zo veelals mogelijk te beperken. Eennadeel is dat de glijdende opleg-gingen grote vervormingenondergaan, mede omdat zij ooknog de krimp- en kruipvervor-mingen van het beton moetenopnemen. Het gevolg is dat derubber opleggingen na enkelejaren opnieuw moeten wordengepositioneerd. Het toepassenvan statisch bepaalde construc-ties met ECC dilatatievoegen kandeze nadelen ondervangen.Om inzicht te krijgen in de ver-vormingen die het ECC moetkunnen opnemen, zijn gedu-rende enkele dagen metingenverricht aan een brug. Geblekenis dat circa 75% van de totaleverplaatsing in de dilataties is toete schrijven aan temperatuurver-anderingen. De hoekverdraaiingaan het liggereinde ten gevolgevan de verkeersbelasting wasongeveer 1/1200 rad. Tabel 1geeft het verwachte toepassings-gebied van de ECC-verbindingen.C o n c l u s i e sECC-platen voor voegloze verbin-dingen tussen brugdelen zijnexperimenteel en in de praktijkbeproefd. De toepassing is tot nubeperkt gebleven tot bruggenmet een beperkte overspanning.Het vervormingsgedrag van ECCis onder trek ruim voldoende omde opgelegde vervormingen op tenemen. Het is veelal nog de ver-vorming onder druk die maatge-vend is. nL i t e r a t u u r1. Fujishiro, M., K. Suda, Y.Nagata & A. Yamauchi, Deve-lopment of a new joint elimi-nating method for prestressedbridges using ECC (in Japans).Proceedings of the 16th Sym-posium of the Japan Prestres-sed Concrete EngineeringAssociation, 2007.2. Japan Society of Civil Engi-neers (ed.), Design and Con-struction Guideline of Fiber-Reinforced Cement Compositeof Multi-Minute Crack Type(draft) (in Japans). ConcreteLibrary 126, Japan Society ofCivil Engineers, Tokyo, 2007.3. Rokugo, K. & Y. Fujimoto,Structure utilization of fiber-reinforced mortar that can dis-perse tensile force over minutecracks (in Japans). Proceedingsof the 15th Symposium of theJapan Prestressed ConcreteEngineering Association, 2006.4 |Bovenaanzicht (boven)en dwarsdoorsnede(onder)5 |Langsaanzicht viaductwaarvan dilatatievoegenzijn vervangen doorECC-platennr. nr. nr. nr.gewapendbetonvrije lengtebout M-16hogesterktevrije lengtedwarsdoorsnedegepuntlastigepuntlastgeribd staalhogesterkte geribdstaalTabel 1 |Toepassingsgebieden ECC-verbindingen; toelaatbare overspanningjaarlijkse temperatuurvariatieca. 10?C ca. 15?Cbestaande brug < 30 m < 30 mnieuwe brug < 20 m < 15 m