themaBeoordeling gewapende constructies4201262themaBeoordelinggewapendeconstructiesDe praktijk van herberekenen van bestaande gewapende betonconstructiesBeoordeling gewapende constructies 42012 63Sinds 2004 kunnen bestaande kunstwerken vanRijkswaterstaat met de Richtlijn BeoordelingBestaande Kunstwerken (RBBK) worden beoordeeld.In deze RBBK worden in een schema herberekeningniveaus beschreven van eenvoudig tot meergeavanceerd. Het doel is om de veiligheid van eenconstructie aan te tonen met een zo eenvoudigmogelijke herberekening. Door het uitkomen van deEurocodes en de NEN 8700serie wordt in 2012 deRBBK vervangen door de RBK (Richtlijnen Beoordeling Kunstwerken). Zowel de RBBK als de RBK houdtrekening met het feit dat, in tegenstelling tot nieuwte bouwen constructies, bij bestaandeconstructies niet eenvoudig extra wapening kanworden toegevoegd.1dr.ir. Ane de Boer,ir. Marius Naaktgeboren,ir. Gerrit WolsinkRijkswaterstaatir. Rob VergoossenRoyal Haskoning1 Brug over het Wilhelminakanaalfoto: https://beeldbank.rws.nl, RijkswaterstaatVanwege het grote aantal te beoordelen kunstwerken binnen hetonderzoeksproject naar de dwarskrachtsterkte van betonnenkunstwerken en het Inspectie Programma 2012 (IP2012) isgekeken naar snellere en goedkopere manieren om kunstwerkente kunnen beoordelen. Binnen het IP2012-project heeft dit geleidtot de ontwikkeling van de CRIAM-methode [1] en bij hetproject Renovatie Bruggen tot de ontwikkeling van een quickscan (QS2012). Deze QS2012 is gebaseerd op analytische uitwer-kingen en proefresultaten op platen. De resultaten van dezeQS2012 zijn steeds conservatief ten opzichte van de resultatenvan een analyse volgens een eindige-elementenmethode (EEM).Fase van de beoordelingHet genoemde beoordelingsschema van (gewapende) beton-constructies wordt weergegeven in figuur 2. Het is eigenlijk eenaangepaste versie van de RBBK van 2004, met vooral uitbrei-dingen aan het begin van het schema. Aan het eind van hetschema ontbreken nog de niet-lineare EEM-analyse, de proba-bilistische analyse, het proefbelasten en de versterkingsanalyse.In dit themanummer wordt overigens wel alvast ingegaan op deniet-lineaire analyse en het proefbelasten [2, 3].In de figuur is duidelijk te zien dat de verschillende fasen bij debeoordeling van betonconstructies ondergebracht zijn inniveaus. Hierbij is het allereerste niveau het technisch archief(de technische tekeningen en berekeningen van de construc-tie). Een dergelijk archief hoort bij de beheerders van deconstructies op orde te zijn. Geconstateerd is echter dat er inde loop van de tijd wel eens documentatie verloren is gegaan.Anno nu spreekt het voor zich dat een digitaal technischarchief de effici?ntie van de te beoordelen constructies tengoede komt. Mede om deze reden is bij het dwarskrachtonder-zoek gestart met het intern digitaal beschikbaar maken van alletekeningen van de te beoordelen kunstwerken middels hetDigitaal Archief Kunstwerken (DAK).Op het niveau van beoordelen is er een duidelijke scheidingtussen het algemene inspectieniveau en het functionele veran-deringsniveau van een constructie. Bij dit laatste kan gedachtworden aan een gewijzigde rijbaanindeling en/of het toevoegenvan een spitsstrook. Op inspectieniveau gaat men naar deCRIAM-methode, waarmee de constructies vanaf 2009 binnenhet inspectieprogramma worden beoordeeld. Afhankelijk vande hoogte van de score in het CRIAM kan men vervolgensthemaBeoordeling gewapende constructies4201264archief-niveauinspectie-niveauinspectie-/analyse-niveau (QS)analyse-/linear-statisch-niveaubeoordelenberekenen2 Beoordelingsschema betonconstructieslogisch deze inschatting van het niveau van de herberekening bijde markt neer te leggen. De aantallen herberekeningen zullentoenemen in verband met het alsmaar ouder worden van hetkunstwerkenareaal. Aandachtspunten voor de verfijningen zoalsdeze sinds 2004 moeten worden toegepast, worden hierna voorde gewapende betonconstructies behandeld.Categorie?n gewapende betonconstructiesBinnen het dwarskrachtonderzoek naar bestaande betonnenkunstwerken zijn er drie hoofdcategorie?n van gewapende(niet-voorgespannen) betonconstructies: gewapende plaat-velden, onderdoorgangen en tunnels. In de scope van hetproject zitten uitsluitend constructies, gebouwd v??r 1975. Intotaal zijn er 380 plaatconstructies, 150 onderdoorgangen enzes tunnels onderzocht.TunnelsBinnen de zes tunnels zijn twee als meest representatief geoor-merkt en als zodanig nader beschouwd. Het rekenmodel voorde tunnel bestaat op het eerste rekenniveau uit een raamwerk-analyse van de tunneldoorsnede. Een verdiepingsslag naar eenvlakke spanningsanalyse van de tunneldoorsnede was nietnodig. Om uiteindelijk de beide tunnels constructief veilig tekunnen verklaren, was het geavanceerde niveau van een proba-bilistische analyse noodzakelijk.doorgaan naar de quick-scanmethode of direct naar het niveauvan herberekeningen. Op functioneel veranderingsniveau gaatmen al vrij snel naar het niveau van herberekeningen. Binnenhet dwarskrachtonderzoek is ook in deze gevallen in eersteinstantie een quick-scanmethode uitgevoerd.Het herberekeningsniveau laat op dit moment drie verschil-lende niveaus zien, van eenvoudig rekenmodel tot een zeerverfijnd rekenmodel. Op basis van de mate van de functioneleverandering van een constructie ? de CRIAM-score uit hetinspectieregime, de resultaten van de quick-scanmethode, ofeen combinatie daarvan ? wordt een inschatting gemaakt vanhet niveau waarop een herberekening moet worden gemaakt.Bij nieuwe constructies heeft de constructeur voor het aantonenvan voldoende constructieve veiligheid meer mogelijkheden danbij een bestaande constructie. Immers, in het ontwerpstadiumvan een nieuwe constructie kunnen eenvoudig wapeningsstavenworden toegevoegd of de dimensies van de betonconstructieworden gewijzigd. Bij bestaande constructies is dit niet het gevalen zal, bij niet voldoen aan de constructieve veiligheid, ruimtemoeten worden gezocht in niet eerder in rekening gebrachteaspecten van de geometrie, het materiaal, de belasting en deoplegging. Dit betekent een verfijning van het rekenmodel. Deinschatting voor welk startniveau van rekenmodel wordt gekozen,lag vroeger bij Rijkswaterstaat. Nu, met de marktwerking, is het2Beoordeling gewapende constructies 42012 652d2,5d3d4d5drand brugdekschamprand(steekt over)3 Randconfiguraties plaatveld4 Toevoeging van een excentrisch gelegen balkVerfijningen geometrieWordt bij nieuwe constructies veelal uitgegaan van eenvoudigegeometriesimulaties, bij bestaande constructies is het van belangde geometrie zo nauwkeurig mogelijk te simuleren. Een volume-model leent zich hier het beste voor. Echter, de huidige praktijkmaakt tot nu toe veel gebruik van plaat- en schaalmodellen,afhankelijk van de aanwezigheid van krachtswerking in het vlak.Ook bij plaat- of schaalmodellen is het goed mogelijk de geome-trie in langs- en dwarsrichting van het object nauwkeurig te simu-leren. De gebogen onderlijn van een object of een afwijkenderandconfiguratie bij een uitkragend plaatdeel in dwarsrichting(fig. 3) kan tegenwoordig op een juiste en gemakkelijke manierworden meegenomen in het geometriemodel.Aangezien de afstand van de belasting tot de constructieverand (de randafstand) van belang is bij de bepaling van eenu.c.-waarde voor een plaatveld, is het van belang hieraan opgeometrieniveau de nodige aandacht te besteden. Wordt bij eenobject gebruikgemaakt van een verzwaring van de rand, dan ishet van belang deze als zodanig mee te nemen in het geome-triemodel.Discontinu?teiten, bijvoorbeeld bij een verzwaarde rand- ofdwarsbalk ter plaatse van een oplegging, worden veelal opge-vangen door het toevoegen van een excentrisch gelegen balk(fig. 4). Omdat een balk een lijnelement is, betekent dit dat terplaatse van de excentrisch gelegen balk het plaatveld een te stijfgedrag krijgt en rekentechnisch geen spreiding kan plaats-vinden. In werkelijkheid kan het stijve gedrag van de balk zichspreiden over de volledige breedte van de balk. In plaats vaneen excentrisch gelegen balk kan ook een excentrisch gelegenvlak worden toegevoegd. Dit simuleert de werkelijkheid quageometrie beter. Het blijft echter een simulatie binnen debeperkingen van een plaat- of schalenmodel ten opzichte vande simulatie van de geometrie met een volumemodel.Verfijning opleggingBij nieuwe constructies is het gebruikelijk de oplegging mee tenemen in het rekenmodel als een puntoplegging, met daaraanOnderdoorgangenDe 150 onderdoorgangen kunnen worden onderverdeeld insmalle (overspanning