state of the art staal versterkingen bij bestaande bruggen 01120211
TRANSCRIPT
![Page 1: State Of The Art Staal Versterkingen Bij Bestaande Bruggen 01120211](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020106/55a3fbd81a28ab70538b47ed/html5/thumbnails/1.jpg)
Sander den Blanken
Technical Manager, MC
State of the Art:
Staal versterkingen bij bestaande bruggen Renovatie van 8 bruggen (NL)Overzicht van de tot nu toe toegepaste staal versterkingen t.b.v. globale en lokale versterkingsmaatregelen voor Beek, Scharberg, Galecopperbrug en Ewijk.
1
![Page 2: State Of The Art Staal Versterkingen Bij Bestaande Bruggen 01120211](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020106/55a3fbd81a28ab70538b47ed/html5/thumbnails/2.jpg)
Aanleiding staal versterkingen:n (NL)
• Toename veranderlijke, statische belasting – statisch conform EC;
• Voortschrijdend inzicht in trendfactoren aantallen, aslasten, combinaties;
• Voortschrijdend inzicht in lokale effecten door temperatuur, torsieknik;
• Toename eigen gewicht door toepassing HSB;
• Toename veranderlijke belasting door in gebruik name vluchtstrook als extra rijstrook;
2
![Page 3: State Of The Art Staal Versterkingen Bij Bestaande Bruggen 01120211](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020106/55a3fbd81a28ab70538b47ed/html5/thumbnails/3.jpg)
3
Boogbrug Beek(Ontwerp + uitvoering)
![Page 4: State Of The Art Staal Versterkingen Bij Bestaande Bruggen 01120211](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020106/55a3fbd81a28ab70538b47ed/html5/thumbnails/4.jpg)
Opdikplaat hoofd dwarsdragers• Statisch probleem: vloeien onderflens in UGT
• Middelste dwarsdrager maatgevend
• Afkeur niveau: UC = 1.1 , Renovatie niveau UC = 1.0
• Afmeting opdik plaat: 750 x 10 mm2
• Bestaande onderflens blijft maatgevend
4
![Page 5: State Of The Art Staal Versterkingen Bij Bestaande Bruggen 01120211](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020106/55a3fbd81a28ab70538b47ed/html5/thumbnails/5.jpg)
Platen en verstijvers opleggingen• Statisch probleem: vloeien/knik/torsieknik verstijvers door temp
• Afkeur niveau: UC = 2.0-1.5 , Renovatie niveau UC = 0.5 - 1.1
• Afmeting vert verstijvers: 900 x 95-150 x 10 mm2
• Afmeting hor verstijvers: 100 x 10 mm2
5
![Page 6: State Of The Art Staal Versterkingen Bij Bestaande Bruggen 01120211](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020106/55a3fbd81a28ab70538b47ed/html5/thumbnails/6.jpg)
Versterking booggeboorte• Gecombineerde buiging uit-het-vlak: druk + bi moment
• Onder/bovenflens: klasse 4
• Afkeur niveau: UC = 1.03 , Renovatie niveau UC = 0.95
• Hoek profiel: 150 x 150 x 10
6
![Page 7: State Of The Art Staal Versterkingen Bij Bestaande Bruggen 01120211](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020106/55a3fbd81a28ab70538b47ed/html5/thumbnails/7.jpg)
2 reparaties
Hoofd dwarsdrager – trog• Probleem: vermoeiingschade door discontinuïteit
• Lasdetail klasse gelijk, bestaand: eenzijdig, nieuw: tweezijdig.
7
![Page 8: State Of The Art Staal Versterkingen Bij Bestaande Bruggen 01120211](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020106/55a3fbd81a28ab70538b47ed/html5/thumbnails/8.jpg)
Hoofd dwarsdrager – trog• Probleem: vermoeiingschade door discontinuïteit
• Aanbrengen afrondingsplaten
• Lasdetail klasse van 40 naar 90
• D = 0.22 in 2040
8
![Page 9: State Of The Art Staal Versterkingen Bij Bestaande Bruggen 01120211](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020106/55a3fbd81a28ab70538b47ed/html5/thumbnails/9.jpg)
Hanger – TNO load test
• Load test confirms stress output MC model for top connection
• MC model slightly underestimates stresses bottom => include rigid link between centre line cross girder and top of the deck
• (movie)9
![Page 10: State Of The Art Staal Versterkingen Bij Bestaande Bruggen 01120211](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020106/55a3fbd81a28ab70538b47ed/html5/thumbnails/10.jpg)
Hanger versterking (nog niet uitgevoerd)• Probleem: vermoeiingschade door opgelegde vervorming
• D ond > 5 over 30 jaar (schetsplaat t = 2x16 mm)
• Onder “schotten”: 1100 x 1200; t = 60-30 mm (flens vervalt)
• D bov >> 10 over 30 jaar (schetsplaat t = 14 mm)
• Boven “oren”; 1900 x 450; t = 60-40 mm (flens vervalt)
10
![Page 11: State Of The Art Staal Versterkingen Bij Bestaande Bruggen 01120211](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020106/55a3fbd81a28ab70538b47ed/html5/thumbnails/11.jpg)
Scharberg brug
(ontwerp en uitvoering) 11
![Page 12: State Of The Art Staal Versterkingen Bij Bestaande Bruggen 01120211](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020106/55a3fbd81a28ab70538b47ed/html5/thumbnails/12.jpg)
Hoofdliggers onderflens• Statisch probleem: vloeien onderflens in UGT + slip boutverbinding
• Extra verticale verstijvingen: 560 x 40 mm2
• Inspectie boutverbinding
12
![Page 13: State Of The Art Staal Versterkingen Bij Bestaande Bruggen 01120211](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020106/55a3fbd81a28ab70538b47ed/html5/thumbnails/13.jpg)
Verticale Verstijvers - volledige hoogte
• Statisch probleem: lokale plooi/vloei lijven, knik verstijvers
• Extra verticale verstijvingen
13
![Page 14: State Of The Art Staal Versterkingen Bij Bestaande Bruggen 01120211](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020106/55a3fbd81a28ab70538b47ed/html5/thumbnails/14.jpg)
Passtukken troggen
14
![Page 15: State Of The Art Staal Versterkingen Bij Bestaande Bruggen 01120211](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020106/55a3fbd81a28ab70538b47ed/html5/thumbnails/15.jpg)
Probleemstelling:
• Toekomstige verbreding i.v.m. Ring Utrecht
• Vijzelen t.b.v. 9.10 Rijnvaart hoogte
• Beperking < 175 ton
Galecopperbrug (alleen ontwerp)
15
![Page 16: State Of The Art Staal Versterkingen Bij Bestaande Bruggen 01120211](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020106/55a3fbd81a28ab70538b47ed/html5/thumbnails/16.jpg)
Hoofddraagsysteem (I):
• 6 hoofdliggers 3,3 m hoog (1/55)
• Orthotroop rijdek
• Centraal tuivlak
• 2 Parallel tuien (6x72 mm full locked coil cables)
• Onderbouw
16
![Page 17: State Of The Art Staal Versterkingen Bij Bestaande Bruggen 01120211](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020106/55a3fbd81a28ab70538b47ed/html5/thumbnails/17.jpg)
Symptomen van de brug (II):
• Kritische punten in de constructie:
• Overschrijding trekspanning onderflens hoofdligger veld (1)
• Overschrijding drukspanning in hoofdligger steunpunt (2)
• Overschrijding trekkracht in verankering tui-kabel (3)
(1) (1)(2) (2)
(1)(2)(3)
17
![Page 18: State Of The Art Staal Versterkingen Bij Bestaande Bruggen 01120211](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020106/55a3fbd81a28ab70538b47ed/html5/thumbnails/18.jpg)
Schadeoverzicht(I):
18
![Page 19: State Of The Art Staal Versterkingen Bij Bestaande Bruggen 01120211](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020106/55a3fbd81a28ab70538b47ed/html5/thumbnails/19.jpg)
Schadeoverzicht (II):
19
![Page 20: State Of The Art Staal Versterkingen Bij Bestaande Bruggen 01120211](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020106/55a3fbd81a28ab70538b47ed/html5/thumbnails/20.jpg)
Gedrag van de brug:
• Beperkte (her)verdeling mobiele belasting in dwarsrichting
• Rijdek verdraait door mobiele belasting
• Tui-systeem niet effectief voor mobiele belasting
• Mobiele belasting direct naar hoofdliggers
20
![Page 21: State Of The Art Staal Versterkingen Bij Bestaande Bruggen 01120211](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020106/55a3fbd81a28ab70538b47ed/html5/thumbnails/21.jpg)
Uitdagingen:
• Geen symmetrie, door verbreding
• Verbeteren herverdeling krachten in dwarsrichting
• Extra belasting
• Versterken
• Vijzelen
Ideeën:
• Meer platen oplassen
• Verbeteren torsie stijfheid
• Vermijden rotatie (balanceren dek)
• Extra ondersteuningen (help de brug)
• Extra liggers
• Extra tuien en pylonen
• Nieuwe brug
21
![Page 22: State Of The Art Staal Versterkingen Bij Bestaande Bruggen 01120211](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020106/55a3fbd81a28ab70538b47ed/html5/thumbnails/22.jpg)
22
Oplossingsrichting (III): optie 3c VSL
22
![Page 23: State Of The Art Staal Versterkingen Bij Bestaande Bruggen 01120211](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020106/55a3fbd81a28ab70538b47ed/html5/thumbnails/23.jpg)
Oplossingsrichting (III):optie 3c VSL
23
![Page 24: State Of The Art Staal Versterkingen Bij Bestaande Bruggen 01120211](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020106/55a3fbd81a28ab70538b47ed/html5/thumbnails/24.jpg)
Voorspan schema
Momentenlijn in best. brug door voorspanning
24
![Page 25: State Of The Art Staal Versterkingen Bij Bestaande Bruggen 01120211](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020106/55a3fbd81a28ab70538b47ed/html5/thumbnails/25.jpg)
Voorspan schema
Momentenlijn in best. brug door vijzelen
25
![Page 26: State Of The Art Staal Versterkingen Bij Bestaande Bruggen 01120211](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020106/55a3fbd81a28ab70538b47ed/html5/thumbnails/26.jpg)
26
Buitenste voorspanligger -2
Koker ligger• 3.3 m veld, 4 m pijlers• 2.7 m breed
Dwarsdoorsnede• S460• 1540 ton
26
![Page 27: State Of The Art Staal Versterkingen Bij Bestaande Bruggen 01120211](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020106/55a3fbd81a28ab70538b47ed/html5/thumbnails/27.jpg)
27
Kokerligger•3 m veld, 3.7 m pijlers•1.7 m breed
Cross section•S460•1140 ton
Binnenste voorspanligger - 2
27
![Page 28: State Of The Art Staal Versterkingen Bij Bestaande Bruggen 01120211](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020106/55a3fbd81a28ab70538b47ed/html5/thumbnails/28.jpg)
Oplegschema landhoofd
28
![Page 29: State Of The Art Staal Versterkingen Bij Bestaande Bruggen 01120211](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020106/55a3fbd81a28ab70538b47ed/html5/thumbnails/29.jpg)
Oplegschema pijlers• Opleggingen
• Lokale H frames
29
![Page 30: State Of The Art Staal Versterkingen Bij Bestaande Bruggen 01120211](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020106/55a3fbd81a28ab70538b47ed/html5/thumbnails/30.jpg)
Oplegschema pijlers• Opleggingen
• Lokale I frames
30
![Page 31: State Of The Art Staal Versterkingen Bij Bestaande Bruggen 01120211](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020106/55a3fbd81a28ab70538b47ed/html5/thumbnails/31.jpg)
31
Verbindingsligger type A - 1
31
![Page 32: State Of The Art Staal Versterkingen Bij Bestaande Bruggen 01120211](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020106/55a3fbd81a28ab70538b47ed/html5/thumbnails/32.jpg)
32
Verbindingsligger type A - 2
Dubbele I-ligger
• 4 locaties in het dek
• Verbonden met VSL door oplegging
• Geboute verbindingen
32
![Page 33: State Of The Art Staal Versterkingen Bij Bestaande Bruggen 01120211](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020106/55a3fbd81a28ab70538b47ed/html5/thumbnails/33.jpg)
1ste Brug bij Ewijk (alleen ontwerp)
![Page 34: State Of The Art Staal Versterkingen Bij Bestaande Bruggen 01120211](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020106/55a3fbd81a28ab70538b47ed/html5/thumbnails/34.jpg)
Brug bij Ewijk (in ontwerp)• 1055 m lang, kokerliggerbrug
• Deels tuibrug, hoofdoverspanning 270m
• Vermoeiing in dekplaat
• Dwarskrachtcapaciteit kokerligger onvoldoende
• Buigcapaciteit ter plaatse van steunpunten onvoldoende
• Vrije ruimte onder hoofdoverspanning onvoldoende
![Page 35: State Of The Art Staal Versterkingen Bij Bestaande Bruggen 01120211](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020106/55a3fbd81a28ab70538b47ed/html5/thumbnails/35.jpg)
Aanbrengen extra lijven• Vergroten dwarskrachtcapaciteit; uc voor = 1.9 na = 0.9-1.0
• Vergroten buigcapaciteit door vergroten effectieve flensbreedte uc voor = 1.3, uc na = 0.8-0.9
![Page 36: State Of The Art Staal Versterkingen Bij Bestaande Bruggen 01120211](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020106/55a3fbd81a28ab70538b47ed/html5/thumbnails/36.jpg)
Algemene aandachtspunten:n (NL)
• Toetsing nieuw materiaal volgens: renovatie niveau
• NEN-EN 1991-2 eq 6.10a: DL = 1.3, LL = 1.0
• NEN-EN 1991-2 eq 6.10b: DL = 1.15, LL = 1.3
• Toetsing bestaand materiaal volgens: afkeurniveau
• Toepassing trendfactoren, reductie referentie levensduur
• Staalkwaliteit: nieuw & moedermateriaal, lasbaarheid
• Geometrie van de onderdelen: Passing en fitting nieuw op bestaand
• Beheersing omgevingscondities tijdens aanbrengen laswerk op locatie
• Effectiviteit nieuw materiaal is beperkt tot veranderlijke belasting
• Voorbehandeling oppervlak: conservering, beschadigingen door laswerk
• Laswerk: afmetingen, kwaliteit & NDO
36
![Page 37: State Of The Art Staal Versterkingen Bij Bestaande Bruggen 01120211](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020106/55a3fbd81a28ab70538b47ed/html5/thumbnails/37.jpg)
Disclaimer(NL)
37
Aan de in deze presentatie verstrekte informatie en beelden kunnen geen enkele rechten ontleend worden in het kader van toekomstige aanbestedingen.
Chris Armstrong, Edo Vonk, Daan Tjepkema, Mark Darlow, Joep Paulissen, Edwin Thie , Martin Flint, Dimitri Tuinstra, David Ashurst (Arup), Gerland Nagtegaal, Frank van Dooren, Hans Versteegen (RWS).
Speciale dank gaat uit naar de volgende personen, welke hebben bijgedragen aan de totstandkoming van deze presentatie :