themaVoorgespannen beton320124themaVoorgespannenbetonIn de afgelopen 50 jaar heeft voorgespannen beton een belangrijkeplaats in de bouw verworven. Veel ontwerpen van bruggen engebouwen waren niet mogelijk geweest zonder deze techniek. Eenvan de voordelen is dat door de gunstig werkende krachten vanuit devoorspanning doorgaans slanker kan worden geconstrueerd.Geschiedenis en ontwikkelingen in voorgespannen betonHet toepassen van voorspanning in betonconstructies heeftinvloed op zowel de bruikbaarheidsgrenstoestanden (BGT)als de uiterste grenstoestanden (UGT). Hierbij moet gedachtworden aan het beheersen van scheurvorming en doorbuiging (BGT) en het bijdragen aan de weerstand tegen bijvoorbeeld buiging en dwarskracht (UGT). De basis van dezeinvloeden is de voorspanning als uitwendige belasting: devoorgespannen betonconstructie is voorbelast door krachtenen drukken die tegengesteld zijn aan een richting van deopgelegde belasting en scheurt pas bij een hogere belastingdan de gewapende betonconstructie. De invloed hiervan isVoorgespannen beton 32012 5welbekend: een deel van de opgelegde belasting wordt gecompenseerd door de voorspanbelasting.De spanningstoename die het voorspanstaal boven de werkvoorspanning nog kan ondergaan, draagt ook bij aan hetdraagvermogen (UGT). In de BGT is het de voorspanbelastingdie maakt dat, ten opzichte van gewapend beton, de mate vanscheurvorming wordt gereduceerd en grotere delen van debetonconstructie ongescheurd blijven. Dat heeft een gunstigeinvloed op respectievelijk de scheurwijdte en de doorbuiging.De relatief grote treksterkte van voorspanstaal ten opzichte vanbetonstaal maakt dat relatief minder staal in de doorsnedebenodigd is om dezelfde buigweerstand te leveren. Dit heeftgeleid tot het ontwerp van slanke constructies.GeschiedenisBij het begrip voorgespannen beton wordt dan ook al snel hetverband gelegd met slank construeren. De wens slank teconstrueren heeft echter niet aan de basis gelegen van de vluchtdie het voorgespannen beton heeft gemaakt [1]. Na de TweedeWereldoorlog was er een gebrek aan betonstaal. Door gebruikte maken van voorspanstaal kon het staalgebruik in absolute11 Voorgespannen liggers voor het viaductover de A2 bij Lage Weidezin afnemen. Daarvoor was wel vereist dat hoogwaardig voorspanstaal beschikbaar was. De ontwikkeling van het voorgespannen beton was gestart in 1886, met een patent voor voorgespannen vloerplaten (voorspanning zonder aanhechting). In1888 volgde een patent voor voorspannen met voorgerekt staal.Door het tijdsafhankelijk gedrag van beton resteerde na enigetijd slechts een klein deel van de voorspankracht. In 1919 werdhoogwaardig staal (pianosnaren), staal met een hoge treksterkte, voor het eerst in beton toegepast. Freyssinet verkreeg in1928 een patent op het voorspannen met hoogwaardig staal.Daarna is de ontwikkeling snel gegaan. Al in de jaren dertigvan de 20e eeuw werd de eerste brug in voorgespannen betongebouwd. Het betrof een brug met uitwendige voorspanningdie door het uitdrukken van vijzels ter plaatse van de dwangpunten op spanning werd gebracht. De voorspanvijzel wasdestijds nog niet ontwikkeld. Toen deze beschikbaar kwam,werd in de jaren veertig de eerste brug met inwendige voorspanning gerealiseerd. De eerste voorschriften voor voorgespannen beton volgden al snel daarna.OntwikkelingDoor de verdergaande ontwikkeling van materialen, systemenen rekentechnieken heeft de toepassing van voorgespannenbeton sindsdien een grote vlucht genomen. Was het rekenenaan voorgespannen betonconstructies eerst nog voorbehoudenaan specialisten, door het principe `voorspannen is voorbelasten' in de betonvoorschriften in te voeren, is het onderscheidtussen gewapend en voorgespannen betonconstructies komente vervallen en is de theorie breed toegankelijk gemaakt.In de praktijk is een veelheid aan oplossingen in voorgespannen beton beschikbaar. Door een afweging tussen materiaalgebruik, productiekosten, bouwsnelheid en hinder kan eengeoptimaliseerd product worden geleverd. Het is dan ook nietverwonderlijk dat bijvoorbeeld de overspanningen van geprefabriceerde liggers voor viaducten die verkeerswegen kruisensterk zijn toegenomen.Ook in de massaproductie heeft het voorgespannen betonzijn waarde bewezen, bijvoorbeeld in kanaalplaatvloeren,voorgespannen bekistingsplaatvloeren, dubbele Tliggersenz. Het is echter niet alleen nieuwbouw waar voorspanningmogelijkheden biedt. Bij het versterken of renoveren vanconstructies biedt uitwendige voorspanning bijvoorbeeldmogelijkheden. Er ligt dus nog een hele wereld open voorvoorgespannen beton, dat de weg heeft afgelegd van eenkleinschalig, specialistisch product naar een alom aanwezig,algemeen geaccepteerd systeem. Ren? Braam LiteRatuuR1 Rombach, G., Spannbetonbau.Ernst & Sohn, 2010.