Nieuw toegevoegd: Rapport Stuw met brug De Wulpen Nabij Kallekote - herberekening.pdf

Brug De Wulpen Nabij Kallenkote Gemeente Steenwijkerland Herberekening Opdrachtgever : Waterschap Drents Overijsselse Delta Werknummer : 202580 Documentnummer : 202580_RAP_BS_1102 Datum - 26 november 2020 Versie - 1.0 Status - Definitief Door - ir. K. ten Pas Gecontroleerd - R. Annink 2 202580_RAP_BS-1102_v1.00.1 Project- en documentgegevens Projectrelaties Opdrachtgever : Waterschap Drents Overijsselse Delta Contactpersoon : R. van der Horst Adres : Dokter van Deenweg 186 Postcode : 8025 BM Plaats : Zwolle Telefoon : +31(0) 88 2331504 E-mail : Roelvanderhorst@wdodelta.nl Opsteller rapport : Nepocon ingenieurs & adviseurs Adviestaak : Constructeur Contactpersoon : R.M. Menkhorst Adres : Mosweg 21 Postcode : 7556 PG Plaats : Hengelo Telefoon : +31(0)74 – 763 04 90 Rapporthistorie Versie Datum Omschrijving 1.0 26-11-2020 Definitieve vrijgave Verantwoording Datum Initialen: Auteur 26-11-2020 K.P. Controle 26-11-2020 R.A Vrijgave 26-11-2020 R.M Niets uit dit werk mag worden verveelvuldigd en/of openbaar gemaakt door middel van druk, fotokopie, microfilm of welke andere wijze dan ook, daaronder mede begrepen gehele of gedeeltelijke bewerking van het werk, zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van Nepocon B.V., Mosweg 21, 7556 PG, Hengelo paraaf auteur paraaf controle paraaf vrijgave

3 202580_RAP_BS-1102_v1.00.1 Inhoud 1 Algemeen ................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ................. 5 2 Randvoorwaarden en uitgangspunten ................................ ................................ ................................ ................................ . 6 2.1.1 Software ................................ ................................ ................................ ................................ ................................ .......... 6 2.2 Veiligheidsklasse en referentieperiode .............................................................................................................................. 6 2.3 Belastingfactoren ................................................................................................................................................................... 6 2.3.1 Momentaanfactoren................................ ................................ ................................ ................................ ...................... 7 2.3.2 Belastingscombinaties ................................ ................................ ................................ ................................ ..................

8 2.4 Materiaaleigenschappen ...................................................................................................................................................... 9 2.4.1 Beton ................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ................ 9 2.4.2 Wapening ................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ..... 10 2.4.3 Wapening in doorsnede ................................ ................................ ................................ ................................ ............. 11 2.5 Capaciteit doorsnede bestaande dek .............................................................................................................................. 12 2.5.1 Onderzijde midden bij aanleg ................................ ................................ ................................ ................................ .... 12 2.5.2 Onderzijde midden 2020 ................................ ................................ ................................ ................................ ............ 12 2.5.3 Bovenzijde inklemming dek bij aanleg ................................ ................................

................................ ..................... 13 3 Belastingen ................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ............ 14 3.1 Permanente belastingen .................................................................................................................................................... 14 3.2 Veranderlijke belastingen .................................................................................................................................................. 15 3.2.1 Verticale mobiele belasting BM1 ................................ ................................ ................................ .............................. 15 3.2.2 Positie rijstroken NEN-EN ................................ ................................ ................................ ................................ .......... 17 3.3 Last stelsel BM2 volgens NEN-EN 1991-2+C1:2011/NB:2011 .................................................................................. 18 3.4 Verticale mobiele belasting BM3 ......................................................................................................................................

18 3.5 Verticale mobiele belasting BM4 ...................................................................................................................................... 18 3.6 Toelichting RBK ................................................................................................................................................................... 19 3.7 Beoordelingsniveau RBK 1.1 ............................................................................................................................................. 20 3.8 Beoordelingsniveau NEN 8700 ......................................................................................................................................... 21 3.9 Controle conform NEN8701 ............................................................................................................................................. 22 3.10 Toelichting op (as)last beperkingen conform de NEN8701 ........................................................................................ 22 3.10.1 Voorbeeld vertaling van (as)last beperking conform C21 ................................ ................................ .................... 22 3.10.2 Voorbeeld vertaling van aslast beperking conform C20 ................................ ................................ .......................

23 3.11 Maatgevende aslast beperking conform NEN8701 ..................................................................................................... 24 3.11.1 Overzicht van belastingen bij aslast beperkingen ................................ ................................ ................................ .. 24 3.11.2 Staafkrachten aslastbeperking conform C21; 20 ton ................................ ................................ .......................... 25 3.11.3 Staafkrachten aslastbeperking conform C20; 3 ton ................................ ................................ ........................... 25 3.12 Controle dwarskracht ......................................................................................................................................................... 26 3.12.1 Staafkrachten aslastbeperking conform C20; 3 ton ................................ ................................ ........................... 26 3.12.2 Dwarskracht aslastbeperking conform C20; 3 ton ................................ ................................ .............................. 27 4 Resumé ................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ..................

28 4 202580_RAP_BS-1102_v1.00.1 Documenthistorie Versie Datum Wijziging 1.0 26-11-2020 Definitieve vrijgave 5 202580_RAP_BS-1102_v1.00.1 1 Algemeen Op 19 november 2020 is door Nepocon in het bijzijn van het waterschap en aannemingsbedrijf Dubbink een inspectie uitgevoerd van brug ‘’De Wulpen’’ in steenwijk. De resultaten van die inspectie zijn te vinden in het rapport 202580_RAP_BS-1101. Het waterschap wil de bestaande stuw renoveren en heeft hiervoor een bouwteam opgericht met aannemingsbedrijf. De basis voor deze renovatie is het in kaart brengen van de huidige situatie middels een inspectie van de betonconstructie van de stuw en de brug. Tijdens de inspectie is gebleken dat de brug in zeer slechte staat is, dit was aanleiding om voor deze brug een herberekening op te stellen. De restcapaciteit van de brug wordt in dit rapport berekend op basis van de RBK, de NEN8700 en de NEN8701. Om een idee te krijgen bij de staat van de brug zijn hieronder twee afbeeldingen u it het inspectierapport opgenomen. Figuur 1 – bovenzijde brug Figuur 2 – onderzijde brug

6 202580_RAP_BS-1102_v1.00.1 2 Randvoorwaarden en uitgangspunten De nieuwe constructie dient te voldoen aan de NEN-EN 1990 t/m NEN-EN 1999 incl. Nationale bijlagen. In onderstaand overzicht staan de normen weergegeven welke direct van toepassing zijn op dit werk. Nummer: Omschrijving: Eurocode 0 Grondslagen NEN-EN 1990 Grondslagen van het constructief ontwerp Eurocode 1 Belastingen op constructies NEN-EN 1991-1-1 Algemene belastingen - Volumieke gewichten, eigen gewicht, opgelegde belastingen voor gebouwen NEN-EN 1991-2 Verkeersbelasting op bruggen Eurocode 2: Ontwerp en berekening van betonconstructies NEN-EN 1992-1-1+C2:2011 / NB:2011 Ontwerp en berekening van betonconstructies Eurocode 3 Ontwerp en berekening van staalconstructies NEN-EN 1993-1-1 Algemene regels en regels voor gebouwen NEN-EN 1993-1-8 Algemene regels - Ontwerp en berekening van verbindingen NEN-EN 1993-2 Bruggen Eurocode 7 Geotechnisch ontwerp van constructies NEN 9997-1 Deel 1 Algemene regels NEN8700 NEN8701 RBK 1.1 Richtlijn beoordelen Kunstwerken CROW- CUR Aanbeveling 96:2019 Vezelversterkte kunststoffen in bouwkundige en civieltechnische draagconstructies 2.1.1 Software De volgende software is gebruikt bij de uitwerking van deze berekening: - MS Excel.

2.2 Veiligheidsklasse en referentieperiode Gevolgklasse CC2 (NEN-EN 1990 / NB Bijlage B.3.1, tabel B1) Betrouwbaarheidsklasse RC2 (NEN-EN 1990 Bijlage B.3.2) 2.3 Belastingfactoren Gevolgklasse G Verkeer (met Ψ=1) Overige veranderlijke (met Ψ=1)  Gj,sup  Gj,inf 6.10a 6.10.b 6.10a en 6.10b CC1 1,20 1,10 0,9 1,20 1,35 CC2 1,30 1,20 0,9 1,35 1,50 CC3 1,40 1,25 0,9 1,50 1,65 7 202580_RAP_BS-1102_v1.00.1 2.3.1 Momentaanfactoren Belastingen Ψ-factoren Ψ0 Ψ1 Ψ2 Verkeersbelasting Gr1a TS 0,8 0,8 0,4 UDL 0,8 Horizontale belasting 0,8 Voetgangers- + fietspad-belastingen 0,8 d Gr1b (enkele as) 0 0,8 b 0 Gr2 (hor. krachten dominant) 0,8 0,8 c 0 Gr3 (voetgangersbelastingen) 0 0,8 b 0 Gr4 (BM 4) 0 0,8 b 0 Gr5 BM 3 TS 0 0,8 b 0 BM 3 UDL 0,8 b BM 3 Hor. Belasting 0,8 b BM 3 Speciaal voertuig 1,0 b Windkracht Fwk 0,3 0,6 b 0 Fw* 1 0 - Thermische belasting 0,3 0,8 b 0,3 a Sneeuwbelasting 0 0 0 Belasting tijdens bouw 1,0 0 1,0 a In de uiterste grenstoestand kan voor Ψ2 voor thermische belasting 0 worden aangehouden. b Voor aanrijding op of onder de brug en aanvaring is Ψ1 = 0. c Voor scheurvormingsberekeningen van beton zijn de verschillende waarden van Ψ1 gelijk aan de waarden behorend bij gr1a. d Voor scheurvormingsberekeningen van beton moet Ψ1 = 0,4 zijn aangehouden. OPMERKING Groepen verkeersbelastingen hoeven niet met elkaar te zijn gecombineerd.

Volgens tabel NB.9 – A2.1 Belasting Belastingscombinaties gr1 gr2 Qfwk Onb.voertuigb Wc Td S A1a,c Gelijkmatig verdeelde belasting 1,0 0,8 0 0 0,4 0,32 0,4 0,32 0 0,4 Horizontale belasting 1,0 1,0 0 0 0,4 0,40 0,4 0,4 0 0,4 Dienstvoertuig Qserv 0 1,0 0 0 0 0,4 0 0,4 0,8 0 Geconcentreerde belasting Qfwk 0 0 1,0 0 0 0 0 0 0 0 Onbedoeld voertuig 0 0 0 1,0 0 0 0 0 Wind F*wk 1,0 1,0 0 0 1,0 1,0 0,3 0,3 0,3 0 Temperatuur 0,3 0,3 0 0 0,3 0,3 1,0 1,0 0,3 0 Sneeuw 0 0 0 0 0 0 0 0 1,0 0 Impact op of onder de brug 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1,0 Aardbevings- belasting 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 a A1 = aanrijding op of onder de brug en aanvaring. b Te beschouwen als gewoon belastingsgeval (geen calamiteit); zie 5.6.3. c Bij deze combinatie is in eerste kolom de verticale belasting vermenigvuldigd met o en de horizontale met o2; in de tweede kolom is dat omgekeerd; dit is gedaan om consistent te zijn met het gebruik van de groepen verkeersbelastingen. 8 202580_RAP_BS-1102_v1.00.1 2.3.2 Belastingscombinaties

9 202580_RAP_BS-1102_v1.00.1 2.4 Materiaaleigenschappen 2.4.1 Beton Door het ontbreken van gegevens t.a.v. de toegepaste sterkte klasse voor het rijdek, wordt deze gebaseerd op de aannames zoals opgegeven in de RBK. Conservatief wordt aangenomen dat de betonkwaliteit min. de onderstaande sterkte heeft; Min. toegepast K250. T.a.v. dek gelijk gesteld aan C20/25 (aanname) fck;cube = 25 N/mm2 fcd = 0,85 x 25 N/mm2 / 1,50 =14,17 N/mm2 fctm =0,85 x 2,90= 2,47 N/mm2 Deze aanname is conservatief gezien de beproefde waarden.

10 202580_RAP_BS-1102_v1.00.1 2.4.2 Wapening Omdat er geen gegevens bekend zijn over de kwaliteit van de wapening. Wordt er gerekend met de laagste kwaliteit conform de tabel zoals opgenomen in de RBK. Conservatief wordt aangenomen dat de wapening min. de onderstaande sterkte / kwaliteit heeft; Op basis van tabel 2.6 uit de RBK 1.1 geeft dit de onderstaande materiaaleigenschappen: QR22 : fyk = 220 N/mm2 fyd = 191 N/mm2 Es = 2,0.105 N/mm2 ductiliteitsklasse B

11 202580_RAP_BS-1102_v1.00.1 2.4.3 Wapening in doorsnede Uit de wapeningstekening van het brugdek wordt duidelijk dat de onderwapening in langsrichting bestaat uit Ø22-250 over de gehele lengte, en Ø25-250 bijgelegd in het midden van de overspanning. In dwarsrichting bestaat de onderwapening uit Ø14-250 t.p.v. de opleggingen, en Ø14-200 in het midden van het dek. Uit de inspectie is gebleken dat door corrosie 60-80% van de onderwapening is verdwenen, in de berekening wordt daarom rekening gehouden met 70% reductie van de wapening.

12 202580_RAP_BS-1102_v1.00.1 2.5 Capaciteit doorsnede bestaande dek In de hierop volgende paragrafen wordt de capaciteit van het dek gepresenteerd. Hierbij wordt aan de hand van de wapeningshoeveelheden uit het onderzoek, de capaciteit van de doorsnede bepaald; 2.5.1 Onderzijde midden bij aanleg Op basis van de wapeningstekeningen kon de brug een maximaal moment van 184 kNm/m hebben ten tijde van de aanleg. 2.5.2 Onderzijde midden 2020 Op basis van het uitgangspunt dat de wapening met 70% is gereduceerd kan de brug een maximaal moment van 59 kNm/m hebben.

13 202580_RAP_BS-1102_v1.00.1 2.5.3 Bovenzijde inklemming dek bij aanleg Op basis van de wapeningstekeningen kon de brug een maximaal moment van 108 kNm/m hebben ten tijde van de aanleg. Uitgangspunt is dat de bovenwapening niet aangetast is.

14 202580_RAP_BS-1102_v1.00.1 3 Belastingen De constructie wordt belast door uitwendige belastingen. In deze paragraaf wordt beschreven welke belastingen het specifiek betreft. Voor de herberekening van deze brug wordt een vergelijking gemaakt tussen de capaciteit van de brug volgens de oude normen (GBV 1962 en VOSB 1963) en de huidige normen met lastbeperkingen (C21 en C20). 3.1 Permanente belastingen In de statische berekening van de diverse onderdelen van de constructie wordt uitgegaan van de volgende representatieve volumegewichten : Het soortelijk gewicht van beton beton = 25,0 kN/m3 Het soortelijk gewicht van staal staal = 78,5 kN/m3 Het soortelijk gewicht van asfalt beton = 23,0 kN/m3 BG01: Eigen gewicht constructie BG02: Rustende belasting ▪ Asfalt op dek 130 mm q= 3,00 x 0,13 x 23 kN/m3= 8,97 kN/m1 ▪ Eigen gewicht betonmassa: q= 3,00 x 0,35 x 25 kN/m3= 26,25 kN/m1 15 202580_RAP_BS-1102_v1.00.1 3.2 Veranderlijke belastingen 3.2.1 Verticale mobiele belasting BM1 De veranderlijke belasting op het verkeersdek wordt gevormd door de aanwezigheid van laststelsels volgens onderstaand schema, uit NEN-EN 1991-2. Oppervlakte contactvlak: 400x400 mm Opdeling wegbreedte in theoretische rijstroken NEN-EN 1991-2 art. 4.2.3 Breedte van de weg w= 3,00 m.

Breedte van de theoretische rijstrook wl= 3,00 m Aantal theoretische rijstroken n = 3,00 m / 3,00 m = 1,00 → 1 rijstrook Reductiefactoren NEN-EN 1991-2 art. 4.3.2 Conform opgave opdrachtgever wordt de constructie berekend aan de hand van on derstaande reductiefactoren De te hanteren reductiefactoren bedragen zodoende: Q;1 = 1,00 q;1 = 1,00 qr = 1,00 De in rekening te brengen belastingen uit BM1 bedragen: - Rijstrook 1: TS1 = 300 kN x 1,00 = 300 kN TS2 = 300 kN x 1,00 = 300 kN UDL = 9,00 kN/m2 x 3,00 = 27,00 kN/m1

16 202580_RAP_BS-1102_v1.00.1 ▪ Last stelsel BM1 volgens NEN-EN 1991-2+C1:2011/NB:2011 - twee assen met een wielbasis van 1,2 meter - karakteristieke waarde van de aslast van 300 kN - voor elke as twee wielen met een spoorbreedte van 2,00 m - 0,40 x 0,40 m contractvlak voor elk wiel. aangehouden maximale spreiding: 350 / 2 + 130 = 305 mm Spreiding is toegepast tot hart van het dek. Hierbij is de composieten schil en de min. dikte van de mortellaag tussen de schil meegenomen in de spreiding. De spreiding in de lengte richting kan worden aangenomen op 45 graden. In dwarsrichting is deze spreiding minder groot. Spreiding wiellasten NEN-EN 1991-2 art. 4.3.6 De spreiding van de wiellasten worden, conform onderstaande opgave, meegenomen in de berekeningen. Aslast: 300 kN Q;1 1,00 [-] Wiellast: 150 kN spoorbreedte 2,00 m wiel basis 1,20 m b= 400 mm d= 305 mm spreidingshoek: β= 45 graden spreidingsbreedte: 2 x tan(β) + b= 1010 mm q1 vlaklast op dek: 147,0 kN/m2 over: 1,01 m q2 vlaklast op dek 0,0 kN/m2 over: -0,19 m -2000 -1500 -1000 -500 0 500 1000 1500 2000 -3000 -2000 -1000 0 1000 2000 3000 -500 0 500 -3000 -2000 -1000 0 1000 2000 3000

17 202580_RAP_BS-1102_v1.00.1 3.2.2 Positie rijstroken NEN-EN De verkeersbrug biedt dus plaats aan een theoretische rijstroken conform de NEN-EN. Echter wordt er in de herberekening uitgegaan van het daadwerkelijke gebruik. Zie ook onderstaande weergave van de beschouwde situaties. Positie TS1 Hieruit volgt de hieronder gepresenteerde situatie: Positie TS1 strook 1 18 202580_RAP_BS-1102_v1.00.1 3.3 Last stelsel BM2 volgens NEN-EN 1991-2+C1:2011/NB:2011 - Enkele as - karakteristieke waarde van de aslast van 400 kN - voor elke as twee wielen met een spoorbreedte van 2,00 m - 0,60 x 0,35 m contractvlak voor elk wiel. De spreiding van de wiellasten worden, conform onderstaande opgave, meegenomen in de berekeningen. Het contactvlak van de wielen met een afmeting van 350 x 600 mm zal gespreid worden tot de hartlijn van de constructie van het dek. Deze spreiding mag plaatsvinden onder een hoek van 45 °. Uit verkennende berekeningen volgt dat dit belastingsgeval niet maatgevend is voor het dek. Belastingsgeval wordt niet nader beschouwd 3.4 Verticale mobiele belasting BM3 Dit belastingsmodel mag alleen zijn toegepast indien dit in de projectspecificatie is voorgeschreven, en waarbij het bijzondere voertuig in maatvoering en belastingen is vastgelegd. Dit is niet het geval voor deze situatie. Er wordt verder niet gerekend met de aanwezigheid van een bijzonder voertuig op het dek.

Belastingsgeval wordt niet nader beschouwd 3.5 Verticale mobiele belasting BM4 Voor belastingsmodel 4 (mensenmenigte) dient een gelijkmatig verdeelde belasting gelijk aan 5 kN/m 2 in rekening te worden gebracht. Hierin is een vergrotingsfactor voor dynamische effecten bij inbegrepen. Belastingsgeval wordt niet nader beschouwd

19 202580_RAP_BS-1102_v1.00.1 3.6 Toelichting RBK Voor het beoordelen van bestaande constructies heeft Rijkswaterstaat de Richtlijnen Beoordeling Kunstwerken (RBK) opgesteld. In de RBK worden eisen gesteld aan de veiligheid en bruikbaarheid van bestaande kunstwerken. Alhoewel de RBK niet van toepassing is op dit werk, wordt hier wel gebruik van gemaakt m.b.t. het bepalen van de materiaaleigenschappen van het beton en de wapening. De RBK is bedoeld om te worden gebruikt in samenhang met de normenreeks NEN -EN 1990 t/m NEN-EN 1999 (ook aangeduid als Eurocodes), NEN 8700, NEN 8701 en de ROK (Richtlijn Ontwerpen Kunstwerken). In het Bouwbesluit 2012 wordt voor bestaande bouwwerken verwezen naar NEN 8700. Voor de in rekening te brengen belastingen wordt in NEN 8700 verwezen naar NEN 8701. Hieronder worden een aantal p unten uit de NEN 8700 en NEN 8701 genoemd welke voor het vervolg van de (her)berekening van belang zijn. NEN 8700 Het minimum veiligheidsniveau voor bestaande constructies mag lager zijn dan voor nieuwbouw. NEN 8700 geeft hiervoor de volgende mogelijkheden: - Partiële factoren → Het verlagen van het veiligheidsniveau tot het verbouw - of afkeurniveau. - Levensduur → Het beoordelen van de constructie voor gebruik gedurende de restlevensduur in plaats van ontwerplevensduur.

- Karakteristieke waarde van de belastingen → De verkeersbelasting kan worden verlaagd door rekening te houden met het werkelijk gebruik volgens de NEN 8701. - De in rekening te brengen buitengewone belastingen. - Wijze van bepalen van de sterkte. Voor de beoordeling van bestaande constructies geldt dat deze gedurende de restlevensduur veilig en bruikbaar dienen te zijn. De constructieve veiligheid wordt getoetst aan de hand van uiterste grenstoestanden. Volgens NEN 8700 zijn dit de volgende toestanden: - Verlies van evenwicht van de constructie. - Bezwijken door buitensporige vervorming, verandering van de constructie of een onderdeel ervan in een mechanisme, breuk, verlies van stabiliteit van de constructie of een deel ervan, met inbegrip van steunpunten en funderingen. - Bezwijken door vermoeiing of andere tijdsafhankelijke effecten. Aan de bruikbaarheidsgrenstoestanden worden wettelijk geen eisen gesteld. Voor duurzaamheid gelden de principes uit art. 2.4 van NEN-EN 1990. Hierbij dienen duurzaamheidsaspecten voor een verbouwing slechts voor de restlevensduur in de beoordeling te worden betrokken. NEN 8701 In NEN 8701 worden de aan te houden belastingen voor verbouwing en beoordeling van bestaande bouwwerken gegeven.

20 202580_RAP_BS-1102_v1.00.1 3.7 Beoordelingsniveau RBK 1.1 In onderstaande overzicht een korte toelichting op het beoordelingsniveau zoals omschreven in de RBK. Conform de vraagspecificatie dient de constructie te worden getoetst op basis van beoordeling Afkeur, met een beoogde levensduur van 1 jaar.

21 202580_RAP_BS-1102_v1.00.1 3.8 Beoordelingsniveau NEN 8700 Het beoordelingsniveau van de brug is: “Afkeur”. De bijbehorende referentieperiode bedraagt 15 jaar en de restlevensduur bedraagt 1 jaar, getoetst wordt aan gevolgklasse 2. Onderstaande tabel toont de te hanteren belastingfactoren.

22 202580_RAP_BS-1102_v1.00.1 3.9 Controle conform NEN8701 In het verleden is de constructie getoetst aan de destijds geldende normering, echter of de ontwerpsterkte van de constructie afdoende is voor de huidig geldende verkeersbelastingen wordt beschouwd in deze rapportage. Uit verkennende beschouwingen is gebleken dat de brug onvoldoende sterkte heeft om te voldoen aan de huidige normen en veiligheidseisen conform LM1 uit de NEN-EN 1991-2. Om deze reden wordt er overgaan naar de controle van de bestaande constructie conform de NEN8701 en 8700. Deze normering bied de mogelijkheid om een (as)last beperking toe te passen, waardoor de brug nog een restlevensduur heeft. In de hierop volgende paragraaf wordt een korte toelichting gegeven op deze aslast beperkingen en de mogelijkheden met betrekking tot de in dit document beschouwde constructie. 3.10 Toelichting op (as)last beperkingen conform de NEN8701 De belastingsmodellen in de NEN8701 zijn te onderscheiden in een tweetal varianten op de aslast beperkingen. Deze norm geeft de mogelijkheid tot het plaatsen van een C21 of een C20 bord, om de brug geschikt te maken voor een beperkte variatie aan verkeer.

Hieronder worden de verschillende varianten gepresenteerd en toegelicht; 3.10.1 Voorbeeld vertaling van (as)last beperking conform C21 Het rekenmodel ten behoeve van de aslast beperking conform C21 uit de NEN8701 is gebaseerd op het rekenmodel zoals omschreven in LM1 van de NEN-EN1991-2, en bestaat uit een gelijkmatig verdeelde vlaklast van q 1k over een breedte van een rijstrook (3,00m) en een tweetal aslasten Q 1k met een wielbasis van 1,20 m en een spoorbreedte 2,40 m. Op de reststrook naast de maatgevende rijbaan dient te worden gerekend met een gelijkmatig verdeelde vlaklast van q2k, en indien mogelijk een tandemstelsel met een gelijkwaardige geometrie als het stelsel op rijbaan 1, met een aslast conform Q2k. Ten behoeve van de constructie in dit document word gerekend met een enkele rijbaan, zie ook de uitgangspunten in paragraaf 4. In onderstaande figuur is het rekenmodel gevisualiseerd. Voor de waarde van de verschillende parameters zie onderstaande tabel. bord C21: beperking totaal voertuig gewicht tot 20 ton. 2x Q1;k QUDL Overspanning L

23 202580_RAP_BS-1102_v1.00.1 3.10.2 Voorbeeld vertaling van aslast beperking conform C20 Het rekenmodel ten behoeve van de aslast beperking conform C2 0 uit de NEN8701 is opgebouwd uit een tweetal tandemstelsels bestaande uit een tweetal aslasten met een geometrie gelijk aan het stelsel uit het rekenmodel zoals omschreven in LM1 van de NEN-EN1991-2. Ofwel een wielbasis van 1,20 m en een spoorbreedte van 2,40 m. Het 1e tandemstelsel bestaat uit een tweetal aslasten van Q1k, het 2e uit een tweetal aslasten van Q2k. De tussen afstand tussen beide stelsels bedraagt min. 1,50 m. In onderstaande figuur is het rekenmodel gevisualiseerd. Voor de waarde van de verschillende parameters zie onderstaande tabel. bord C20: beperking aslast voertuig tot 3 ton. Overspanning L 2x Q1;k 2x Q2;k

24 202580_RAP_BS-1102_v1.00.1 3.11 Maatgevende aslast beperking conform NEN8701 In onderstaande overzicht wordt op basis van de capaciteit van de doorsnede de maatgevende (as)lastbeperking bepaald. Hierbij wordt op basis van de basis van de capaciteit van de doorsnede gekeken naar de toelaatbare totaal belasting op het brugdek. 3.11.1 Overzicht van belastingen bij aslast beperkingen Om een beeld te geven van de totaal belastingen welke in rekening worden ge bracht bij de diverse modellen, wordt in onderstaande overzicht de totaal last gepresenteerd per beperkingsbord. Hierbij is bij elke variatie op de aslast beperking conform de NEN8701 het totaal gewicht van de belasting op de brug gepresenteerd.

Totaal gewicht van belasting Bord Aantal Q1k per as q1k l b q2k l b Totaal C21 Assen (ton) (ton/m²) (m) (m) (ton/m²) (m) (m) (ton) 60 ton 2 x 30 + 0,90 x( 9,5 x 3,00 )+( 0,25 x ( 9,5 x 0,00 )= 85,65 50 ton 2 x 25 + 0,75 x( 9,5 x 3,00 )+( 0,25 x ( 9,5 x 0,00 )= 71,38 45 ton 2 x 22,5 + 0,68 x( 9,5 x 3,00 )+( 0,25 x ( 9,5 x 0,00 )= 64,24 40 ton 2 x 20 + 0,60 x( 9,5 x 3,00 )+( 0,25 x ( 9,5 x 0,00 )= 57,10 35 ton 2 x 17,5 + 0,53 x( 9,5 x 3,00 )+( 0,25 x ( 9,5 x 0,00 )= 49,96 30 ton 2 x 15 + 0,45 x( 9,5 x 3,00 )+( 0,25 x ( 9,5 x 0,00 )= 42,83 25 ton 2 x 12,5 + 0,38 x( 9,5 x 3,00 )+( 0,25 x ( 9,5 x 0,00 )= 35,69 20 ton 2 x 10 + 0,30 x( 9,5 x 3,00 )+( 0,25 x ( 9,5 x 0,00 )= 28,55 Totaal gewicht van belasting Bord Aantal Q1b per as Aantal Q2b per as Totaal C20 Assen (ton) Assen (ton) (ton) 12 ton 2 x 30 + 2 x 20 = 100,00 10 ton 2 x 23,2 + 2 x 15,5 = 77,40 9 ton 2 x 20 + 2 x 13,4 = 66,80 8 ton 2 x 17,1 + 2 x 11,4 = 57,00 7 ton 2 x 14,3 + 2 x 9,5 = 47,60 6 ton 2 x 11,7 + 2 x 7,8 = 39,00 5 ton 2 x 9,3 + 2 x 6,2 = 31,00 4 ton 2 x 7,1 + 2 x 4,7 = 23,60 3 ton 2 x 5 + 2 x 3,4 = 16,80 Uit verkennende berekeningen is gebleken dat de last beperking conform het C21 en C20 rekenmodel haalbaar is. In de volgende paragraaf worden de maatgevende belastingen nader toegelicht.

25 202580_RAP_BS-1102_v1.00.1 3.11.2 Staafkrachten aslastbeperking conform C21; 20 ton Totaal moment: 1163,66/3 =387,89 kNm/m Het inklemmingsmoment is 108 kNm/m, dus het veldmoment mag worden gereduceerd met 108 kNm /m. dit geeft een veldmoment van: 387,89 – 108 = 279,89 kNm/m 3.11.3 Staafkrachten aslastbeperking conform C20; 3 ton Totaal moment: 708,04/3=236,01 kNm/m Het inklemmingsmoment is 108 kNm/m, dus het veldmoment mag worden gereduceerd met 108 kNm/m. dit geeft een veldmoment van: 236,01 – 108 = 128,01 kNm/m

26 202580_RAP_BS-1102_v1.00.1 3.12 Controle dwarskracht In onderstaande overzicht wordt de controle op de dwarskracht in de doorsnede gecontroleerd. Hierbij wordt de capaciteit getoetst aan de dwarskracht welke ontstaat als geval belastingmodel BM1, zonder reductiefactoren.(1,00[- ]) 3.12.1 Staafkrachten aslastbeperking conform C20; 3 ton Capaciteit doorsnede: Max. capaciteit doorsnede: 0,80 x 350 – 30 – 25 / 2 x 1000 = 246 kN/m t.p.v. dek Maximaal optredende dwarskracht: Maximaal optredende dwarskracht: 329,83/3 = 109,94kN/m op afstand d van de oplegging

27 202580_RAP_BS-1102_v1.00.1 3.12.2 Dwarskracht aslastbeperking conform C20; 3 ton Capaciteit doorsnede: Max. capaciteit doorsnede: 0,80 x 350 – 30 – 25 / 2 x 1000 = 246 kN/m t.p.v. dek Maximaal optredende dwarskracht: Maximaal optredende dwarskracht: 224,81/3 = 74,94 kN/m op afstand d van de oplegging

28 202580_RAP_BS-1102_v1.00.1 4 Resumé Uitgaande van de berekening uit paragraaf 2.5.2 kan het dek nog een moment van 56 kNm/m opnemen. Bij een aslastbeperking van maximaal 3 ton treed een moment op van 128,01 kNm/m, het dek kan dus nog maar 56/128 = 43,75% van het optredende moment opnemen, dit komt neer op een maximale aslast van: 3 x 0,4375 = 1,31 ton. Volgens de norm is de kleinste aslast 3 ton, dus de brug voldoet ook niet aan het veiligheidsniveau afkeur. Op basis van de bevindingen in deze rapportage zal de O.G. maatregelen moeten treffe n. Gezien de maximale aslast van 1,31 ton zal de brug moeten worden gesloten voor vrachtverkeer. En enkel passeerbaar mogen zijn voor licht gemotoriseerd verkeer en fietsers / voetgangers.