Bezwijkproeven voor hergebruik van liggers in de A76 Onderzoek naar capaciteit HNP-liggers voor circulair viaduct (2) 1 Ligger na bezwijken 1 16?CEMENT?5 2026 Het gaat in het project om voor- gespannen prefab-liggers van het type HNP75/98 (fig. 2) . Voor deze lig- gers ontbreken specifieke ontwerpvoor- schriften voor hergebruik. Tegelijkertijd leidt verificatie volgens de huidige Eurocode- regels voor nieuwe constructies tot onvol- doende dwarskrachtcapaciteit, vanwege het ontbreken van effectieve dwarswapening [1]. De normatieve dwarskrachtmodellen uit NEN-EN?1992 1 1 sluiten daarmee onvoldoen - de aan op het werkelijke gedrag van bestaan- de prefab-liggers, waardoor hergebruik niet is te onderbouwen met de gangbare reken- modellen. Om de liggers toch op een betrouwbare manier te kunnen hergebruiken, is ervoor gekozen de capaciteit te bepalen op basis van testen. In een eerder artikel in Cement is beschreven hoe de liggers zijn geoogst en hoe een testprotocol is ontwikkeld om de werkelijke dwarskrachtcapaciteit experi- menteel vast te stellen door middel van full scale bezwijkproeven. Daarbij lag de nadruk op de praktische uitvoerbaarheid van het oogstproces en de opzet van het experimen- tele onderzoek. Dit vervolgartikel richt zich op de analyse en interpretatie van de testre- sultaten. Proefstukken en uitgangspunten Voor de bezwijkproeven zijn 6 van in totaal 33 geoogste liggers gebruikt. Voor het aflei- den van de statistische eigenschappen zijn minimaal drie proeven in de kritische door- snede nodig. Er zijn drie extra proeven uit- gevoerd om meer inzicht te krijgen in het gebied waar hetzelfde faalmechanisme werd verwacht en om meer zekerheid te krijgen over de oorspronkelijke aannames. De oorspronkelijke lengte van de lig- gers was circa 23,0 m (fig. 3). Ten behoeve van de proeven zijn ze ingekort tot een leng- te van ongeveer 20 m, wat overeenkomt met de lengte van de liggers in het ontwerp voor het nieuwe viaduct over de A76. Bij de be- proevingen is een overspanning gehanteerd van 17 m (tabel 1, fig. 4). PROJECTGEGEVENS project A76 Daelderweg opdrachtgever Rijkswaterstaat PPO hoofdaannemer Strukton Civiel Nederland ontwerper Antea Group onderzoekspartij Nebest (en TU Delft) Het ontwerp van het circulaire viaduct over de A76 bij de Daelderweg is in belangrijke mate gebaseerd op het hergebruik van bestaande HNP-liggers uit het voormalige Keizer Karelviaduct. Om dit hergebruik mogelijk te maken, is onderzoek gedaan naar capaciteit van deze liggers. Hierbij zijn enkele liggers tot aan bezwijken beproefd. De gemeten bezwijkbelastingen en waargenomen faalmechanismen zijn geanalyseerd en vertaald naar ontwerpwaarden voor hergebruik, met toepassing van de methode Design Assisted by Testing uit NEN-EN?1990. CEMENT 5 2026 ?17 a De liggers zijn uitgevoerd met puntlasten op verschillende posities langs de ligger, uitge- drukt in termen van de verhouding a/d , waarbij a de afstand tussen het belastings- punt en de dichtstbijzijnde oplegging is en d de effectieve hoogte van de doorsnede. De belastingsposities zijn zodanig gekozen dat het maatgevende faalmechanisme voor her- gebruik kon worden onderzocht, met na- druk op afschuif buigbreuk. De liggers zijn beproefd inclusief de oor- spronkelijke gewapende betonnen druklaag (gemiddelde dikte circa 210?mm). Het ver- wijderen van de druklaag zou leiden tot een niet representatief intern krachtsverloop en is daarom bewust achterwege gelaten. De materiaaleigenschappen van het beton zijn bepaald op basis van boorkernen uit de liggers. De strekte komt overeen met betonsterkteklasse C80/95 (oorspronkelijke 2 Doorsnede HNP-ligger 3 Zijaanzicht HNP-ligger 4 Zijaanzicht testframe IR. MAIKEL VAN DOOREN Productmanager Constructieve beproevingen & Analyse Nebest IR. JOSE PAREDES PINEDA ENGD. Specialist Onderzoek Nebest auteurs 2 3 4 Tabel?1 Gegevens beproefde liggers ligger-ID overspanning [m] a [m] d [mm] a /d 22 17 3,35 838 4,0 15 17 3,75 833 4,5 32 17 4,15 830 5,0 06 17 4,15 830 5,0 09 17 4,15 830 5,0 30 17 4,98 830 6,0 18?CEMENT?5 2026 sterkteklasse was K600). De betonsterkte- klasse is conform RBK 1.2 aangenomen op C35/45. Deze is niet getest, aangezien hij bij het hergebruik wordt vervangen. De liggers bevatten nauwelijks effectieve dwarswape- ning: de aanwezige beugels zijn niet veran- kerd in de onderflens en voldoen niet aan de huidige detailleringseisen uit NEN-EN?1992-1-1. Waargenomen gedrag en faalmechanisme Tijdens de bezwijkproeven vertoonden alle liggers een vergelijkbaar belasting en schade- verloop. Het gedrag werd gekenmerkt door een duidelijke opeenvolging van schadepro- cessen, die consistent kon worden vastgesteld op basis van visuele inspecties, akoestische emissiemetingen (AE) (fig. 5) en Digital Ima - ge Correlation (DIC) (fig. 6). Bij toenemende belasting trad in eer- ste instantie buigscheurvorming op aan de onderzijde van de ligger. Dit moment ging gepaard met een duidelijke toename van AE-activiteit in de onderflens en een lichte afname van de initiële stijfheid in het belas- ting verplaatsingsdiagram. In deze fase zijn geen aanwijzingen gevonden voor schade in het lijf of delaminatie van de druklaag. Na het ontstaan van buigscheuren ontwikkelden zich bij verdere belasting dia- gonale scheuren in het lijf van de ligger. Deze scheuren manifesteerden zich als af- schuif-buigscheuren en concentreerden zich tussen het belastingspunt en de dichtst- bijzijnde oplegging. Zowel de AE-locatieplots als de DIC-analyses bevestigden deze schade- ontwikkeling (fig. 5 en foto 6). Bij het bereiken van de maximale be- lasting faalden alle liggers door het verder ontwikkelen en samenkomen van diagonale scheuren in het lijf, resulterend in afschuif- buigbreuk (foto 8 en 1). Het bezwijken trad relatief plotseling op en werd niet voorafge- gaan door significante plastische vervor- mingen. Voor geen van de beproevingen zijn aanwijzingen gevonden voor afschuif-trek- breuk, een puur buiggedomineerd faalme- chanisme of delaminatie tussen ligger en druklaag. Testresultaten en gemeten dwarskrachtcapaciteit De resultaten van de bezwijkproeven zijn samengevat in tabel?2. Voor iedere proef is de belasting F max vastgesteld op het moment van bezwijken (fig. 7), waarna de bijbehoren- de dwarskracht V u in de kritieke doorsnede is afgeleid, rekening houdend met eigenge- wicht, voorspanning en belastingspositie. Deze resultaten vormen de kern van de experimentele onderbouwing voor het her- gebruik van de liggers. De proeven zijn uitgevoerd bij a/d- ver- houdingen variërend van circa 4,0 tot 6,0. Voor alle belastingsposities trad zoals gezegd bezwijken op als gevolg van afschuif-buig- 5 Weergave AE-activiteit ligger 6 [2] Voor iedere proef is de dwarskracht in de kritieke door- snede afgeleid 5 CEMENT 5 2026 ?19 breuk. De gemeten dwarskrachtcapaciteit nam af bij toenemende a/d- verhouding, in lijn met het waargenomen faalmechanisme. De maatgevende posities zijn vooraf bepaald op basis van een analytische en nu- merieke beschouwing. Daaruit volgde een maatgevende belastingspositie van a/d ??5,0. Met die positie zijn drie liggers beproefd. De gemeten dwarskrachtcapaciteiten (V u ) bedragen respectievelijk 784?kN, 824 kN en 827 kN, met een gemiddelde waarde van 812?kN. Bij lagere a/d verhoudingen (a/d ??4,0 en a/d ??4,5) zijn hogere capaciteiten geme- ten tot 929?kN, terwijl bij a/d ??6,0 een lagere capaciteit van circa 626?kN is vastgesteld. De belasting-verplaatsingsdiagram- men (fig. 7) laten zien dat de liggers tot het ontstaan van de eerste scheuren een over- wegend lineair-elastisch gedrag vertonen. Het ontstaan van de eerste buigscheuren kon consistent worden vastgesteld bij een aangebrachte belasting tussen circa 580?kN en 700?kN, afhankelijk van de belastingspo- sitie. De uiteindelijke bezwijkbelasting ligt hier substantieel boven. Van proeven naar ontwerp: Design Assisted by Testing De experimenteel bepaalde dwarskracht- capaciteiten vormen op zichzelf geen ont- werpwaarden. Om de testresultaten toe te kunnen passen in het ontwerp, is een ver- taalslag nodig naar rekenwaarden die vol- doen aan het vereiste betrouwbaarheidsni- veau. Omdat voor dit type hergebruikte ligger geen geschikte normatieve verificatie- modellen beschikbaar zijn, is deze vertaal- slag uitgevoerd met toepassing van de methode Design Assisted by Testing uit NEN- EN?1990 [3]. De gehanteerde methodiek en 6 DIC-analyse ligger 6 TWEELUIK Dit artikel is het vervolg op een eerder in Cement gepubliceerd artikel 'Hergebruik liggers in A76'. In dat eerste artikel zijn het oogstproces van de liggers en de ontwikkeling van een testprotocol voor experimentele bezwijkproeven beschreven. In dit tweede artikel staan de resultaten van deze bezwijk- proeven centraal. Dit artikel vormt een verdieping en leest het best in samenhang met het eerste deel. 6 Tabel 2?Overzicht testresultaten a /d ligger-ID F max [kN] faalmechanisme V u [kN] 4,0 22 1103 afschuif-buigbreuk 929 4,5 15 1026 afschuif-buigbreuk 838 5,0 32 993 afschuif-buigbreuk 784 5,0 06 1046 afschuif-buigbreuk 824 5,0 09 1049 afschuif-buigbreuk 827 gemiddelde 1029 812 6,0 851 851 afschuif-buigbreuk 626 20?CEMENT?5 2026 7 De resulterende rekenwaarden van de dwars- krachtcapaci- teiten zijn vergeleken met de optredende ontwerpbelas- ting in het nieuwe viaduct 7 Belasting-verplaatsingsdiagram testresultaten de onderliggende statistische keuzes zijn uitvoerig gedocumenteerd in het kader van het Engineering Doctorate-onderzoek van Paredes Pineda aan de TU Delft [4]. De methode biedt een gelijkwaardige ontwerproute wanneer de weerstand van een constructief element niet betrouwbaar kan worden bepaald met bestaande reken- modellen. De rekenwaarde van de weerstand wordt rechtstreeks afgeleid uit experimen- tele resultaten, waarbij expliciet rekening wordt gehouden met de statistische spreiding van de gemeten capaciteit en de gewenste betrouwbaarheid, afhankelijk van de gevolg- klasse. In dit onderzoek is de dwarskracht- capaciteit V u beschouwd als stochastische variabele. Doordat voor de maatgevende be- lastingspositie (a/d???5) meerdere liggers zijn beproefd, zijn herhaalde waarnemingen beschikbaar voor dezelfde ontwerpsituatie. Op basis hiervan konden zowel het gemid- delde als de spreiding van de dwarskracht- capaciteit worden bepaald. Bij de afleiding van de rekenwaarde is uitgegaan van een lognormale verdeling van de weerstand, in lijn met internationale aan- bevelingen voor weerstandseigenschappen van betonconstructies?[5]. Toepassing van deze benadering leidt tot: ? ??= exp ? 1 ? ? ln?? ?,???? ?,?? ??      ? ?,?= ?(?? ??)?1 + 1/?  Waarbij V x de variatiecoëfficiënt is op basis van de testresultaten en ? ??= exp ? 1 ? ? ln?? ?,???? ?,?? ??      ? ?,?= ?(?? ??)?1 + 1/?   Conform NEN-EN?1990 moet hierbij een minimale variatiecoëfficiënt van 10% worden aangehouden. Voor gevolgklasse CC2 geldt ? = 3,8 en voor CC3 ? = 4,3. De gemiddelde dwarskrachtcapaciteit in de kritieke door- snede bedraagt zoals gezegd 812?kN, met een steekproefstandaardafwijking van 24?kN, overeenkomend met een variatiecoëfficiënt van circa 3%. Tabel?3 geeft de afgeleide re- kenwaarde van de dwarskrachtcapaciteit V Rd voor gevolgklasse CC2 en CC3, uitgaande van een lognormale verdeling en een con- servatief aangenomen variatiecoëfficiënt van 10%. CEMENT 5 2026 ?21 Aangezien de afschuif-buigbreuk maatge- vend is en alle liggers een vergelijkbaar schadeverloop vertoonden resulterend in afschuif buigbreuk, kon voor de overige be- lastingsposities (a/d???4,0;?4,5 en?6,0) dezelf - de V x worden toegepast, waarbij k d,n moet worden aangepast aan het gereduceerde aantal beschikbare proeven. Voor de belastingsposities (a/d???4,0;?4,5 en?6,0) is telkens slechts één proef uitgevoerd, hetgeen op zichzelf zou leiden tot een relatief sterke reductie bij de bepaling van de reken- waarde. Gezien de lage variatiecoëfficiënt van circa 3% die is vastgesteld voor de maatgeven - de positie (a/d?=?5), en het hanteren van een conservatieve ondergrens van 10% conform NEN-EN?1990, is het echter logisch en vol - doende conservatief om voor de overige be- lastingsposities dezelfde reductiefactor toe te passen bij de bepaling van de rekenwaarde. Dit resulteert in een factor van e -3,51 · 0,10 ? 0,70. Rekenwaarden dwarskrachtcapaciteit?Op basis hiervan worden de volgende reken- waarden voor de dwarskrachtcapaciteit verkregen: a/d?=?4,0: V Rd = 929 · 0,70 = 650 kN a/d?=?4,5: V Rd = 838 · 0,70 = 587 kN a/d?=?6,0: V Rd = 626 · 0,70 = 438 kN De minimale rekenwaarde van de dwars- krachtcapaciteit bedraagt daarmee 438?kN. De resulterende rekenwaarden van de dwarskrachtcapaciteit zijn vervolgens ver- geleken met de optredende ontwerpbelas- ting in het nieuwe viaduct. Voor alle be- schouwde belastingsposities geldt dat de rekenwaarde van de dwarskrachtcapaciteit groter is dan de ontwerpwaarde van de be- lasting (V Rd > V Ed ). Daarmee is aangetoond dat de HNP-liggers, ondanks het ontbreken van effectieve dwarswapening en afwijking van de huidige Eurocode-detaillering, veilig kunnen worden hergebruikt binnen het Met de proeven is het herge- bruik van de liggers in het circulaire via- duct technisch verantwoord onderbouwd 8 8 Ligger net voor bezwijken Tabel 3?Rekenwaarde?dwarskrachtcapaciteit voor verschillende belastingsposities a /d ligger-ID V u [kN] ln V u CC2 CC3 k d,n V R,d k d,n V R,d 4,0 22 929 6,83 4,30 605 4,86 572 4,5 15 838 6,73 4,30 546 4,86 516 5,0 32 784 06 824 09 827 gemiddelde 812 6,70 3,51 572 3,97 546 6,0 30 626 6,44 4,30 408 4,86 385 22?CEMENT?5 2026 ontwerp van het circulaire viaduct A76 Dael- derweg. Hoewel afschuif-buigbreuk een relatief bros faalmechanisme is, is dit binnen het ontwerp acceptabel omdat de rekenwaarden zijn afgeleid met toepassing van een expli- ciete betrouwbaarheidsbenadering conform NEN-EN?1990. Het veiligheidsniveau wordt daarmee geborgd op systeemniveau, ondanks het ontbreken van normatieve detaillerings- eisen voor dwarswapening. Consequenties voor hergebruik en ontwerp De uitgevoerde bezwijkproeven en de daar- op gebaseerde statistische analyse laten zien dat de dwarskrachtcapaciteit van de onder- zochte HNP-liggers aantoonbaar groter is dan de optredende ontwerpbelasting in het nieuwe viaduct over de A76, ook voor toe- passing in gevolgklasse CC3. Hiermee is het hergebruik van de liggers binnen het ont- werp van het circulaire viaduct technisch verantwoord onderbouwd. De gepresenteerde resultaten zijn representatief voor de onderzochte HNP-lig- gers. Toepassing van de resultaten op ande- re liggergeometrieën, belastingconfiguraties of detailleringen vereist aanvullend onder- zoek, waarbij met name het maatgevende faalmechanisme en de bijbehorende belas- tingspositie opnieuw moeten worden beoor- deeld. De resultaten tonen aan dat het ont- breken van effectieve dwarswapening en de afwijking van de huidige Eurocode detaille- ring niet automatisch hoeven te leiden tot afkeuring van bestaande liggers voor herge- bruik. Door de werkelijke capaciteit experi- menteel vast te stellen en deze te vertalen naar ontwerpwaarden met een betrouw- baarheidsbenadering, ontstaat een volwaar- dig alternatief voor de gangbare normatieve verificatie. Dit maakt het mogelijk om be- staande constructieve elementen veilig toe te passen in nieuwe kunstwerken, zonder onnodig conservatisme. Voor het project A76 Daelderweg vormen de resultaten een essentiële basis voor het ont- werp van het nieuwe dek, waarin de herge- bruikte HNP-liggers worden toegepast onder de rijbaan. Tegelijkertijd reiken de bevindin- gen verder dan dit specifieke project. De ge- hanteerde aanpak laat zien dat bezwijkproe- ven, in combinatie met Design Assisted by Testing, kunnen fungeren als opstap naar toekomstige gebruiksproeven, waarbij lig- gers niet tot bezwijken hoeven te worden belast om hun geschiktheid aan te tonen. Daarmee biedt dit onderzoek niet al- leen een oplossing voor het huidige project, maar ook een generieke route voor het her- gebruik van bestaande betonliggers binnen circulaire infrastructuur. De combinatie van experimenteel onderzoek, faalmechanisme- analyse en probabilistisch ontwerp vormt daarmee een robuuste basis om hergebruik structureel te verankeren binnen het ont- werp en toetsingsproces van civiele kunst- werken.? REFERENTIES 1?Comité Européen de Normalisation, Eurocode 2: Design of Concrete Structures ? Part 1-1 General Rules and Rules for Buildings, Brussels: Comité Européen de Normalisation, 2005. 2?Howse, et al., AE Monitored estructive Load Test Report Asset ID: A9-Beam 06, Mistras Group, 2025. 3?Comité Européen de Normalisation, Eurocode 0: Basis of Structural Design, Brussels: Comité Européen de Normalisation, 2002. 4?J. E. Paredes Pineda, Towards structural reuse: load testing and design of reclaimed prestressed concrete girders without shear reinforcement. Engineering Doctorate report, Delft University of Technology, 2025 5?Joint Committee on Structural Safety, JCSS Probabilistic Model Code - Part 3: Resistance Models, JCSS, 2000. CEMENT 5 2026 ?23