directie bruggen BffiuOTHEfcK Bouwdienst Rijkswaterstaat Postbus 20.000 JL502 L A Utrecfc J f BIBLIOTHEEK DIRECTIE SLUIZEN m STUWEN V A N DE RIJKSWATERSTAAT NR. . . C S 1& f 3 f c e V RIJKSWATERSTAAT DIRECTIE BRUGGEN RAPPORT BRUG-OPLEGGINGEN 1 U i t g a v e : Rijkswaterstaat Directie B r u g g e n © februari 1984 L a y - o u t en druk: Ultra S t u d i o b.v., A l p h e n a / d Rijn Niets uit deze uitgave m a g w o r d e n verveelvuldigd e n / o f o p e n b a a r g e m a a k t d o o r middel v a n druk, f o t o k o p i e , microfilm of op w e l k e andere wijze dan o o k , z o n d e r v o o r a f g a a n d e schriftelijke t o e s t e m m i n g v a n de uitgever. BfBLIOTHEEK DIRECTIE SLUIZEN EN STUWEN V A N DE RIJKSWATERSTAAT NR Rijkswaterstaat Directie Bruggen BRUG-OPLEGGINGEN Ing. J . P . Veldhoven Ing. A . M . C . Heemskerk Ir. G.Chr. Bouquet Met dank aan: S.E. Galistan, voor de administratieve ondersteuning Woord vooraf Bij de samenstelling v a n dit rapport is er naar gestreefd de i n h o u d zo overzichtelijk mogelijk aan te b i e d e n . In h o o f d s t u k I w o r d t een overzicht g e g e v e n v a n de klassieke en de m o d e r n e o p l e g g i n g e n waarbij een indruk w o r d t g e g e v e n v a n de t e c h n i s c h e o n t w i k k e l i n g o p het gebied v a n b r u g - o p l e g g i n g e n . V e r v o l g e n s w o r d t in h o o f d s t u k II aan het o n t w e r p v a n het o p l e g s y s t e e m a a n d a c h t besteed w a a r n a in h o o f d stuk III de keuze van het soort o p l e g g i n g a l s m e d e de plaatsing v a n de o p l e g g i n g e n w o r d t b e h a n d e l d . In h o o f d s t u k IV w o r d t b e s p r o k e n hoe d o o r directie B r u g g e n o p l e g g i n g e n w o r d e n besteld en aan w e l k e eisen het oplegmateriaal moet v o l d o e n . In d e h o o f d s t u k k e n V en VI w o r d t a a n d a c h t besteed aan de m o n t a g e v a n teflon respectievelijk rubber-opleggingen. De d o o r directie B r u g g e n o p g e d a n e ervaring met b r u g - o p l e g g i n g e n w o r d t b e s p r o k e n in h o o f d s t u k VII. In h o o f d s t u k VIII w o r d t a a n d a c h t besteed aan de t o e p a s s i n g en de mogelijkheden v a n z o g e n a a m d e krachtmeetopleggingen. T e n s l o t t e w o r d e n in h o o f d s t u k IX de berekening van teflon en r u b b e r - o p l e g g i n g e n b e h a n d e l d . A c h t e r a a n in het rapport is een lijst met gebruikte s y m b o l e n en h u n d e m e n s i e s o p g e n o m e n , evenals een achttal bijlagen. N i e t t e g e n s t a a n d e de betrachte z o r g v u l d i g h e i d k u n n e n er t o c h onduidelijkheden v o o r k o m e n of f o u t e n zijn i n g e s l o p e n . Indien U bij d e bestudering van dit rapport onjuistheden of onduidelijkheden aantreft, of g e d e e l ten die naar U w m e n i n g nadere uitleg b e h o e v e n , d a n zullen wij het zeer o p prijs stellen als U o n s daarop wilt a t t e n d e r e n . De eventuele o p - en a a n m e r k i n g e n zullen in een herdruk w o r d e n verwerkt. V o o r b u r g , d e c e m b e r 1983 De samenstellers 3 INHOUDSOPGAVE Biz. Inleiding 9 I 1.1. 1.2. 1.3. 1.3.1. 1.3.2. 1.4. OPLEGGINGEN Klassieke stalen o p l e g g i n g e n Moderne opleggingen Teflon-opleggingen Neopreen-potopleggingen Bolsegment-opleggingen Rubber-opleggingen 11 11 11 13 13 13 14 II 11.1. 11.1.1. 11.1.2. 11.1.3. 11.1.4. 11.1.5. O N T W E R P V A N HET O P L E G S Y S T E E M Ontwerpproces De o p de o p l e g g i n g e n w e r k e n d e belastingen W r i j v i n g in b e w e e g b a r e t e f l o n - o p l e g g i n g e n De keuze v a n het type o p l e g g i n g Ontwerpcriteria Voor-instelling 16 16 16 18 18 19 20 III 111.1. 111.1.1. 111.1.2. 111.1.3. 111.1.4. 111.1.4.1. 111.1.4.2. 111.2. 111.2.1. 111.2.2. 111.2.3. DE KEUZE EN P L A A T S I N G V A N DE O P L E G G I N G E N Plaatsing van de o p l e g g i n g e n in het horizontale vlak R e c h t e kokerliggers G e b o g e n kokerliggers V e r v o r m i n g v a n g e b o g e n rijdekken Invloed van d e straal o p de situering v a n o p l e g g i n g e n K u n s t w e r k e n met een grote horizontale straal K u n s t w e r k e n met een kleine horizontale straal Plaatsing van de o p l e g g i n g e n t u s s e n b o v e n - e n o n d e r b o u w W i j z e van stellen van o p l e g g i n g e n R a n d v o o r w a a r d e n v o o r de plaatsing v a n o p l e g g i n g e n Overdracht v a n de g e c o n c e n t r e e r d e o p l e g b e l a s t i n g 22 22 22 24 24 26 26 26 26 26 27 27 IV U I T G A N G S P U N T E N BIJ DIRECTIE B R U G G E N V O O R HET B E S T E L L E N V A N OPLEGGINGEN P r o c e d u r e bij het bestellen van o p l e g g i n g e n Betonnen kunstwerken Stalen kunstwerken Conservering van teflon-opleggingen W i j z e van uitvoering v a n de c o n s e r v e r i n g Materiaal-eisen Constructiestaal Roestvaststaal H a r d v e r c h r o o m d e delen Toelaatbare s p a n n i n g e n in P T F E Materiaal-eigenschappen PTFE Maattoleranties P T F E A f m e t i n g e n s p l e e t h o o g t e ten b e h o e v e v a n P T F E - p l a t e n Controle glij-eigenschappen P T F E S m e e r m i d d e l ten b e h o e v e van glijvlakken P T F E N e o p r e e n ten b e h o e v e v a n p o t o p l e g g i n g e n A f d i c h t i n g s m a t e r i a a l neopreenplaat M o n t a g e v a n de neopreenplaat en de a f d i c h t i n g s r i n g e n Controle Het kruipen v a n rubber Materiaal-eisen r u b b e r - o p l e g g i n g e n 30 30 30 30 31 31 32 32 32 33 33 33 34 34 34 34 35 35 35 35 36 38 IV. 1. IV.1.1. IV. 1.2. IV.2. IV.2.1. IV.3. IV.3.1. IV.3.2. IV.3.3. IV.3.4. IV.3.5. IV.3.6. IV.3.7. IV.3.8. IV.3.9. IV.3.10. IV.3.11. IV.3.12. IV.3.13. IV.3.14. IV.3.15. 5 Biz. V V.1. V.2. V.2.1. V.2.2. V.3. V.3.1. V.3.2. V.4. MONTAGE-AANWIJZINGEN VOOR TEFLON-OPLEGGINGEN Levering Stellen en plaatsen Stellen o p w i g g e n Stellen o p b o u t e n Ondersabeling Onderstoppen Ondergieten S o o r t e n mortels 40 40 40 41 42 42 42 43 43 V.4.1. V.4.2. V.4.3. V . 5. O n d e r g i e t e n met c e m e n t g e b o n d e n gietmortel O n d e r g i e t e n met kunstharsmortel Neerlaten in een k u n s t h a r s m o r t e l b e d Plaatsings-toleranties 43 43 44 44 VI V I . 1. V I . 2. MONTAGE-AANWIJZING VOOR RUBBER-OPLEGGINGEN Positionering Montage 45 45 45 VII VII. 1. VII.2. VII.2.1. VII.2.2. VII.3. VII.4. VII.5. VII. 6. ERVARINGEN MET OPLEGGINGEN Ervaringen met in gebruik g e n o m e n b r u g - o p l e g g i n g e n Binnenland Betonnen kunstwerken Stalen kunstwerken Buitenland Het inspecteren van o p l e g g i n g e n De levensduur van o p l e g g i n g e n C o n c l u s i e s en aanbevelingen 48 48 49 49 53 58 59 59 61 VIII VIII. 1. VIII. 2. NIEUWE ONTWIKKELINGEN M e t i n g e n in de b o u w f a s e M e t i n g e n in de gebruiksfase 62 63 63 IX IX. 0. IX.1. IX. 1.1. IX. 1.2. IX. 1.3. IX. 1.4. IX. 1.5. IX. 1.6. IX. 1.7. IX. 1.8. BEREKENINGEN V A N DE O P L E G G I N G E N Algemeen Berekening v a n e e n b o l s e g m e n t - o p l e g g i n g Hoofdaf metingen Belastingen Te controleren o n d e r d e l e n A f kortingen gebruikt in de tekst Toelaatbare s p a n n i n g e n Bepaling van de resulterende horizontaalkracht B e n o d i g d e v e r s c h u i v i n g s w e g d o o r horizontaalverplaatsing S p a n n i n g e n in het P T F E - v l a k 65 65 65 65 66 66 66 66 67 67 67 IX. 1.9. IX.1.10. IX. 1.11. IX. 1.12. IX.1.13. IX.1.14. IX.1.15. IX.2. IX.2.1. IX.2.2. IX.2.3. IX.2.4. IX.2.5. IX.2.6. V e r p l a a t s i n g o p het P T F E - v l a k v a n het b o l s e g m e n t t . o . v . het onderzadel d o o r verdraaiing . . . Belastingen o p de b e t o n n e n b o v e n b o u w B u i g s p a n n i n g in de glijplaat Belastingen o p de b e t o n n e n o n d e r b o u w B u i g s p a n n i n g in het onderzadel Het o p n e m e n van de horizontaalkracht d o o r de o p l e g g i n g Veiligheid m . b . t . glijden van de o p l e g g i n g Berekening v a n een neopreen-potoplegging H o o f d a f metingen T e controleren o n d e r d e l e n B e p a l i n g van de resulterende horizontaalkracht S p a n n i n g in de neopreenschijf R e a c t i e m o m e n t van de neopreenschijf C o n t r o l e belasting v a n het tussenzadel o p de ring 67 68 68 69 70 70 71 71 71 72 72 72 72 72 Biz. IX.2.7. IX.2.8. IX.2.9. IX.2.10. IX.2.11. IX.2.12. IX.2.13. IX.2.14. IX.2.15. IX.2.16. IX.2.17. IX.3. IX.3.1. IX.3.2. IX.3.3. IX.3.4. IX.3.5. IX.3.6. IX.3.7. IX.3.8. IX.3.9. IX.3.10. IX.4. IX.4.1. IX.4.2. IX.4.3. IX.4.4. IX.4.5. IX.4.6. IX.4.7. IX.4.8. IX.4.9. IX.4.10. IX.5. IX.5.1. IX.5.2. IX.5.3. IX.5.4. IX.5.5. IX.5.6. IX.5.7. T r e k s p a n n i n g in de ring C o n t r o l e l a s n a a d t u s s e n de ring en de b o d e m p l a a t Controle van de bodemplaat Controle van de ringhoogte Belastingen o p de b e t o n n e n o n d e r - e n b o v e n b o u w B u i g i n g v a n de b o d e m p l a a t S p a n n i n g in het P T F E C o n t r o l e v a n de horizontaalgeleiding M a x i m a l e b u i g s p a n n i n g in het t u s s e n z a d e l M a x i m a l e b u i g s p a n n i n g in de glijplaat Veiligheid m . b . t . glijden van de o p l e g g i n g Berekening van een ronde rubber-oplegging Hoofdaf metingen Belastingen V o o r w a a r d e n te stellen aan r u b b e r - o p l e g g i n g e n A f k o r t i n g e n gebruikt in de tekst Bepaling d o o r s n e d e v a n de o p l e g g i n g De m a x i m a l e i n w e n d i g e s c h u i f s p a n n i n g e n M a x i m a a l toelaatbare hoekverdraaiing o m gedeeltelijk l o s k o m e n v a n de o p l e g g i n g te v o o r k o m e n Kantelzekerheid in relatie tot de m i n i m a l e verticale belasting Veiligheid m . b . t . glijden v a n de o p l e g g i n g Indrukking d o o r verticale belasting Berekening van een r e c h t h o e k i g e rubber-oplegging Hoofdaf metingen Belastingen V o o r w a a r d e n te stellen aan r u b b e r - o p l e g g i n g e n A f k o r t i n g e n gebruikt in de tekst B e p a l i n g d o o r s n e d e v a n de o p l e g g i n g De maximale i n w e n d i g e s c h u i f s p a n n i n g e n M a x i m a a l toelaatbare hoekverdraaiing o m gedeeltelijk l o s k o m e n v a n de o p l e g g i n g te v o o r k o m e n Kantelzekerheid in relatie tot de m i n i m a l e verticale belasting Veiligheid m . b . t . glijden van de o p l e g g i n g Indrukking d o o r verticale belasting Berekening van een elliptische rubber-oplegging Bepaling a f m e t i n g e n v a n de o p l e g g i n g De maximale i n w e n d i g e s c h u i f s p a n n i n g e n Verdraaiing v a n de a s s e n in het horizontale vlak M a x i m a a l toelaatbare hoekverdraaiing o m gedeeltelijk l o s k o m e n v a n de o p l e g g i n g te v o o r k o m e n Kantelzekerheid in relatie tot de m i n i m a l e verticale belasting Veiligheid m . b . t . glijden van de o p l e g g i n g Indrukking d o o r verticale belasting 73 73 74 74 75 76 76 76 78 78 79 79 79 80 80 80 81 81 82 82 82 83 83 83 83 84 84 85 85 86 87 87 87 88 88 88 89 89 89 90 90 BIJLAGEN 1 2 3 4 5 6 7 8 F o t o ' s van de f a b r i c a g e en de samenstelling v a n een n e o p r e e n - p o t o p l e g g i n g S c h e t s n e o p r e e n - p o t o p l e g g i n g 900 k N S c h e t s b o l s e g m e n t - o p l e g g i n g 2000 k N Details glijmateriaal P T F E Invulstaat t . b . v . het bestellen v a n t e f l o n - o p l e g g i n g e n Invulstaat t . b . v . het bestellen van r u b b e r - o p l e g g i n g e n G l i j d i n g s m o d u l e s v a n natuurrubber en n e o p r e e n in relatie tot de t e m p e r a t u u r S a m e n v a t t i n g v a n de t o e g e p a s t e o p l e g g i n g e n Symbolenlijst Normenlijst Literatuurlijst 91 92 93 94 95 96 97 98 101 105 107 7 BRUG-OPLEGGINGEN Inleiding Een o p l e g g i n g is de c o n s t r u c t i e die de v e r b i n d i n g v o r m t t u s s e n d e b o v e n b o u w en d e o n d e r b o u w v a n b r u g g e n , v i a d u c t e n , fly-overs en dergelijke. O p het g e b i e d v a n o p l e g g i n g e n is o n g e v e e r vijftien jaar g e l e d e n e e n geheel n i e u w e o n t w i k k e l i n g o p g a n g g e k o m e n . Deze o n t w i k k e l i n g w e r d (mede) v e r o o r z a a k t d o o r de t o e p a s s i n g v a n andere o n t w e r p t e c h n i e k e n en het b o u w e n v a n meer g e a v a n c e e r d e k u n s t w e r k e n . O p l e g g i n g e n v o o r deze g e a v a n c e e r d e k u n s t w e r k e n m o e t e n , in tegenstelling tot de v o o r die tijd t o e g e p a s t e o p l e g g i n g e n , in alle richtingen rotaties k u n n e n v o l g e n en in vele gevallen o o k grotere translaties. De toe te p a s s e n b o u w m e t h o d e n m a k e n het dikwijls noodzakelijk dat o p l e g g i n g e n in de b o u w f a s e een andere f u n c t i e h e b b e n d a n in de g e b r u i k s t o e s t a n d v a n het k u n s t w e r k . A l g e r u i m e tijd b e s t o n d er bij directie B r u g g e n de b e h o e f t e o m e e n s a m e n v a t t i n g te m a k e n v a n de kennis die bij d e z e dienst a a n w e z i g is ten aanzien v a n het o n t w e r p e n , a a n k o p e n , m o n t e r e n , inspecteren en o n d e r h o u den van brug-opleggingen. Het doel v a n dit rapport is enerzijds o m b i n n e n de eigen dienst overzichtelijk a l g e m e n e informatie m.b.t. het o n d e r w e r p o p l e g g i n g e n v o o r h a n d e n te h e b b e n en anderzijds o m belangstellenden v a n buiten de directie B r u g g e n kennis te k u n n e n laten n e m e n v a n de k n o w - h o w en ervaring met o p l e g g i n g e n enerzijds en de d o o r d e z e dienst aan oplegmateriaal gestelde eisen anderzijds. 9 I OPLEGGINGEN T e n e i n d e aan de r a n d v o o r w a a r d e n , gesteld d o o r de o n t w e r p e r s van k u n s t w e r k e n , te k u n n e n v o l d o e n zijn d o o r het bedrijfsleven n i e u w e o p l e g g i n g e n o n t w i k k e l d , te w e t e n : a. neopreen-potopleggingen (zie bijlage 2); b. b o l s e g m e n t - o p l e g g i n g e n (zie bijlage 3); c. rubber-opleggingen. Deze o p l e g g i n g e n k u n n e n hoekverdraaiingen in alle richtingen v o l g e n . De o n d e r a en b g e n o e m d e zijn v o o r z i e n v a n teflon ( P T F E - p o l y t e t r a f l u o r e t h y l e e n ) . T e f l o n ( P T F E ) is een kunststof met g o e d e g l i j - e i g e n s c h a p p e n . Deze glij-eigenschappen zijn o p t i m a a l , w a n n e e r het teflon is v o o r z i e n v a n smeerkuiltjes en siliconenvet als s m e e r m i d d e l w o r d t t o e gepast. K e n m e r k e n d v o o r deze o p l e g g i n g e n is verder n o g de geringe b o u w h o o g t e . B o v e n d i e n is het bij t e f l o n - o p l e g g i n g e n mogelijk deze in de b o u w f a s e van een tijdelijke blokkering te v o o r z i e n . Dit is dan o o k de r e d e n , dat m o m e n t e e l alleen n o g deze " n i e u w e t y p e n " w o r d e n t o e g e p a s t . W a n n e e r in dit rapport een vergelijking w o r d t g e m a a k t tussen " d e o u d e r e t y p e n " (klassieke stalen o p l e g g i n g e n ) en " d e m o d e r n e t y p e n " , w o r d e n de in 1.1 en 1.2 b e s c h r e v e n t y p e n b e d o e l d . 1.1. Klassieke stalen opleggingen Hieronder w o r d t v e r s t a a n : rol-opleggingen (a), t a a t s - o p l e g g i n g e n (b), s c h a r n i e r - o p l e g g i n g e n (c) en s t r i p - o p l e g g i n g e n (d) (figuur I.1.). K e n m e r k e n d v o o r deze o p l e g g i n g e n is de relatief grote b o u w h o o g t e . Daarbij k u n n e n de typen o n der a , c en d s l e c h t s h o e k v e r d r a a i i n g e n in een richting v o l g e n h e t g e e n , indien t o e g e p a s t bij de huidige b r u g c o n s t r u c t i e s , een belangrijk nadeel z o u zijn. figuur 1.1. I.2. Moderne opleggingen Hieronder w o r d t v e r s t a a n : t e f l o n - o p l e g g i n g e n (zoals n e o p r e e n - p o t o p l e g g i n g e n en b o l s e g m e n t opleggingen) en r u b b e r - o p l e g g i n g e n (figuur 1.2.). MODERNE OPLEGGINGEN TEFLON OPLEGGING NEOPREEN POTOPLEGGING RUBBER-OPLEGGING BOLSEGMENT OPLEGGING figuur I.2. 11 Belangrijke v o o r d e l e n van de m o d e r n e o p l e g g i n g e n ten o p z i c h t e v a n de klassieke stalen o p l e g g i n g e n zijn: a . geringe b o u w h o o g t e ( t ) ; b. e e n gering eigen g e w i c h t ; c . hoekverdraaiingen zijn in alle richtingen mogelijk; m d . geen verplaatsing v a n d e oplegreactie o p d e o n d e r b o u w , als g e v o l g v a n translatie van d e b o v e n b o u w , bij t o e p a s s i n g v a n t e f l o n - o p l e g g i n g e n (figuur I.3.); e. ruimer t o e p a s s i n g s g e b i e d d a n d e klassieke stalen o p l e g g i n g e n . e/2 [ verplaatsing van de oplegreactie geen verplaatsing van de oplegreactie figuur 1.3. Het onder punt - d - g e n o e m d e voordeel behoeft enige toelichting bij de t o e p a s s i n g van t e f l o n - o p leggingen v o o r stalen k u n s t w e r k e n . — V o o r de t o e p a s s i n g v a n t e f l o n - o p l e g g i n g e n bij stalen k u n s t w e r k e n dient bij het o p normale wijze plaatsen van d e o p l e g g i n g e n (glijplaat aan b o v e n b o u w ) bij het o p t r e d e n van een translatie (e) rekening te w o r d e n g e h o u d e n met het introduceren v a n een e x c e n t r i c i t e i t s m o m e n t V - e in d e b o v e n b o u w . In bepaalde gevallen is het dan o o k raadzaam het excentriciteitsmoment d o o r de f u n d e r i n g o p te laten n e m e n . Dit w o r d t bereikt d o o r d e glijplaat o p de onderb o u w te plaatsen. m a x Hierbij m o e t w o r d e n o p g e m e r k t dat d o o r het o m d r a a i e n v a n d e o p l e g g i n g p r o b l e m e n k u n n e n ontstaan met d e afdichting hetgeen vervuiling van d e glijplaat tot g e v o l g zou kunnen h e b b e n . — V e r d e r is het noodzakelijk te o n d e r k e n n e n dat de belasting v a n d e glijplaat v o l d o e n d e w o r d t gespreid in d e stalen b o v e n b o u w . Bij o n v o l d o e n d e spreiding naar bijvoorbeeld d e lijven v a n langs- en d w a r s d r a g e r s kan e e n lijnbelasting o p d e o p l e g g i n g ontstaan w a a r d o o r plaatselijke overbelasting in d e o p l e g g i n g optreedt. Het t o e p a s s i n g s g e b i e d v a n t e f l o n - o p l e g g i n g e n ligt q u a o p n e e m b a r e belasting t u s s e n circa 1.000 k N en 50.000 k N . De tot nu t o e zwaarst belaste o p l e g g i n g e n zijn t o e g e p a s t onder d e S t i c h t s e brug in rijksweg 2 7 over het G o o i m e e r . Er zijn bij deze brug o n d e r andere vier n e o p r e e n - p o t o p l e g g i n g e n g e m o n t e e r d met een o p n e e m b a re belasting v a n 40.000 k N per o p l e g g i n g (figuur I.4.). figuur 1.4. Het plaatsen van een neopreen-potoplegging (40.000 kN) van het merk Reston op een rivierpijler van de Stichtse brug. 1 R u b b e r - o p l e g g i n g e n k u n n e n w o r d e n t o e g e p a s t met o p n e e m b a r e belastingen die per o p l e g g i n g varieren t u s s e n circa 150 k N e n 20.000 k N . Bij d e brug over d e M a a s bij W e l l zijn o n d e r andere r u b b e r - o p l e g g i n g e n t o e g e p a s t m e t e e n o p n e e m b a r e belasting v a n 8.150 k N . 1.3. Teflon-opleggingen 1.3.1. Neopreen-potopleggingen N e o p r e e n - p o t o p l e g g i n g e n bestaan in h o o f d z a a k uit een pot (onderzadel), g e v u l d m e t n e o p r e e n , die is a f g e s l o t e n met e e n deksel (tussenzadel). Bij b e w e e g b a r e o p l e g g i n g e n is o p het deksel e e n teflonlaag a a n g e b r a c h t , w a a r o v e r het daarop gelegen b o v e n z a d e l kan s c h u i v e n (figuur I.5.). teflon glijlaag figuur I.5. Het t o e p a s s i n g s g e b i e d v a n de n e o p r e e n - p o t o p l e g g i n g w o r d t echter b e g r e n s d d o o r het v o l g e n d e : a . D e a f d i c h t i n g t u s s e n pot en d e k s e l v a n n e o p r e e n - p o t o p l e g g i n g e n . Bij m a x i m a l e hoekverdraaiing w o r d t , bij grote verticale b e l a s t i n g , d e spleet (At) t u s s e n pot en deksel z o g r o o t , dat d o o r d e h o g e druk in het n e o p r e e n , als g e v o l g v a n d e verticale b e l a s t i n g , het a f d i c h t e n v a n de spleet p r o b l e m a t i s c h w o r d t (figuur I.6.). At = d • (1 - cos cp) n figuur 1.6. b. Bij o p l e g g i n g e n v o o r grote belastingen k u n n e n d e a f m e t i n g e n v a n d e onderplaat z o d a n i g groot w o r d e n , d a t het gelijkmatig d r a g e n d afstellen in d e praktijk u i t v o e r i n g s p r o b l e m e n kan g e v e n . 1.3.2. Bolsegment-opleggingen B o l s e g m e n t - o p l e g g i n g e n bestaan uit een s c h o t e l (onderzadel) met een teflon voering waarin e e n b o l s e g m e n t ligt. 13 O p het b o l s e g m e n t is een teflonlaag a a n g e b r a c h t w a a r o v e r het daarop gelegen b o v e n z a d e l kan s c h u i v e n (zie figuur I.7.). teflon glijlaag bovenzadel tussenzadel (bolsegment) \ \ onderzadel teflon glijlaag figuur 1.7. T e n g e v o l g e van een rotatie van de b o v e n b o u w z a l , in het a l g e m e e n , het b o l s e g m e n t behalve deze rotatie o o k een translatie ten o p z i c h t e v a n het b o v e n z a d e l o n d e r g a a n . De grootte v a n deze translatie is: e' = cp [ r — ( y + h ) ] b 0 Uit de betrekking volgt dat e' = o als r = y + h . In figuur 1.8. is w e e r g e g e v e n w a t het effect is als r # y b 0 r r b 0 + h. r figuur 1.8. W a n n e e r de straal van het b o l s e g m e n t r kleiner is dan de afstand van het bolvlak tot de z w a a r t e lijn v a n de b o v e n b o u w treedt bij een rotatie v o l g e n s figuur 1.8. een translatie e^ naar rechts o p , o f w e l e\ als r -| < y + h b1 b 0 r W a n n e e r de straal van het b o l s e g m e n t r t r e d e n , o f w e l e als r > y + h. 2 b2 0 b2 echter groter is, dan zal een translatie e naar links o p 2 r Ter beperking v a n de b e n o d i g d e l o o p w e g is het g e w e n s t o m te streven naar r = y + h . O m diverse praktische r e d e n e n , zoals onder andere beperking van de a f m e t i n g e n v a n de o p l e g g i n g , is het wenselijk dat r < y + h . O p g r o n d hiervan stelt directie B r u g g e n aan de straal v a n het b o l s e g m e n t de eis, dat m o e t g e l d e n : •"b < Yo + h Bij eenzijdig b e w e e g b a r e en vaste o p l e g g i n g e n moet de translatie (e') ook k u n n e n o p t r e d e n o m te v o o r k o m e n dat rotaties v a n het b o l s e g m e n t w o r d e n g e b l o k k e e r d . b b 0 0 r r r I.4. Rubber-opleggingen K e n m e r k e n d v o o r deze o p l e g g i n g e n is de zeer e e n v o u d i g e c o n s t r u c t i e , de e e n v o u d i g e m o n t a g e , het geringe g e w i c h t en de lage prijs. D e z e o p l e g g i n g e n w e r d e n en w o r d e n in h o o f d z a a k toegepast bij kleine k u n s t w e r k e n , maar m e n 14 gaat er s t e e d s meer toe over o m o o k bij grotere belastingen r u b b e r - o p l e g g i n g e n te o v e r w e g e n . V o o r w a t betreft de r u b b e r - o p l e g g i n g e n is in het verleden de keuze beperkt g e b l e v e n tot de "IbisV r e d e s t e i n o p l e g g i n g e n " . Dit t y p e o p l e g g i n g bestaat uit een plaat of schijf natuurrubber (8, 10, 16 of 20 m m ) w a a r aan beide zijden een staalplaat (respectievelijk 1, 2 of 3 m m ) is v a s t g e v u l c a n i s e e r d (figuur I.9.). O m de vereiste h o o g t e te verkrijgen w o r d e n een aantal v a n deze " s a n d w i c h " - p l a t e n o p elkaar gehecht en o m h u l d met een n e o p r e e n l a a g v a n 3 m m . Een horizontale verplaatsing geeft, d o o r de grotere elastische v e r v o r m b a a r h e i d v a n het natuurrubber, een kleine horizontale reactie. De verplaatsing is recht evenredig met de reactiekracht. Gelijktijdig kan bij v o l d o e n d e h o o g t e v a n de o p l e g g i n g e n een rotatie w o r d e n o p g e n o m e n . T h a n s w o r d e n o o k a n d e r e r u b b e r - o p l e g g i n g e n , die bestaan uit lagen n e o p r e e n a f g e w i s s e l d met stalen platen, s t e e d s meer t o e g e p a s t (figuur 1.10.). stalen plaat neopreen I—t / > > J 7 1 \ stalen plaat \ i natuurrubber neopreen figuur 1.9. figuur 1.10. Beide hierboven b e s c h r e v e n uitvoeringen zijn g o e d t o e p a s b a a r . M e n m o e t echter in g e d a c h t e h o u d e n , dat de glijdingsmodulus v a n het n e o p r e e n bij lage temperatuur sterker o p l o o p t dan die van het natuurrubber. Bijvoorbeeld: temperatuur neopreen 60° shore + 20°C - 30°C G = ± 1,0 N / m m G = + 3,0 N / m m natuurrubber 60° shore 2 2 G = ± 1,0 N / m m G = ± 1,8 N / m m natuurrubber 50° shore 2 2 G = ± 0,8 N / m m G = ± 1,2 N / m m 2 2 V o o r grafiek zie bijlage 7. Dit heeft tot g e v o l g dat r u b b e r - o p l e g g i n g e n vervaardigd met n e o p r e e n d o o r g a a n s hoger zijn dan vergelijkbare o p l e g g i n g e n van natuurrubber. 15 II ONTWERP VAN HET OPLEGSYSTEEM 11.1. Ontwerpproces De o p l e g g i n g e n van een k u n s t w e r k v o r m e n in de ruimste zin v a n het w o o r d een intermediair tussen b o v e n - en o n d e r b o u w . Het o n t w e r p v a n het o p l e g s y s t e e m kan qua c o n s t r u c t i e en v o r m g e v i n g niet los w o r d e n gezien v a n het type b o v e n b o u w . O n d e r het o n t w e r p v a n het o p l e g s y s t e e m w o r d t v e r s t a a n , de plaatsing v a n de o p l e g g i n g e n in het " h o r i z o n t a l e " vlak en de keuze van het soort o p l e g g i n g (vast, eenzijdig of alzijdig b e w e e g b a a r ) . De structuur v a n het o n t w e r p p r o c e s v a n een o p l e g s y s t e e m is in grote lijnen in figuur 11.1. w e e r g e geven. bovenbouw type bovenbouw bovenbouw (constructie / geometrie) n belastingen: - oplegreacties - translaties - rotaties keuze soort oplegging en plaatsen in het horizontale vlak keuze uit teflon oplegging keuze type oplegging (teflon/rubber) of rubber opleggingen geometrie oplegging definitief ontwerp onderbouw onderbouw onderbouw figuur 11.1. .1.1. De op de opleggingen w e r k e n d e belastingen Het k u n s t w e r k w o r d t z o w e l horizontaal als verticaal belast. Deze belastingen m o e t e n aan de f u n d e r i n g e n w o r d e n a f g e d r a g e n via d e o p l e g g i n g e n op d e t u s s e n - en e i n d s t e u n p u n t e n . De o p t r e d e n d e belastingen k u n n e n w o r d e n onderverdeeld in: a . verticale belastingen veroorzaakt d o o r , eigen g e w i c h t , rustende belasting, mobiele belasting enz.; b. transversale horizontale belastingen veroorzaakt d o o r , w i n d , m i d d e l p u n t v l i e d e n d e k r a c h t e n , aanrijd- en a a n v a a r k r a c h t e n , ijsbelasting o p de o n d e r b o u w , a l s m e d e horizontale c o m p o n e n ten van verticale b e l a s t i n g e n , indien de o p l e g g i n g e n loodrecht o p de b r u g - a s , niet horizontaal w o r d e n geplaatst; c . longitudinale horizontale belastingen veroorzaakt d o o r , r e m k r a c h t e n , w i n d , v o o r s p a n n i n g , kruip, krimp en t e m p e r a t u u r s e f f e c t e n . 16 In figuur 11.2. is een overzicht g e g e v e n v a n de belastingen w a a r m e e bij het o n t w e r p en de d i m e n sionering v a n d e o p l e g g i n g e n rekening m o e t w o r d e n g e h o u d e n . Belastingen op opleggingen Soort belasting Belastinggeval Opmerkingen Intern (materiaal en vormgeving) Mechanisch/ Permanente belasting fysisch Krimp en kruip translatie en rotatie (samengestelde constructie), veranderlijk in de tijd extern mechanisch eigen gew. en rustende belasting staal y = 78,5 k N / m beton yb = 25,0 k N / m asfalt y = 24,0 k N / m norm of richtlijn V B 1974 CEB1978 3 T.G.B.algemeen s 3 3 a voorspanning veranderlijke belasting steunpunt zettingen verticaal en horizontaal mobiele belasting verticaal en horizontaal (remkracht, middelpuntvliedende kracht) VOSB 1963 wind evenwijdig en loodrecht op het kunstwerk T.G.B.algemeen aanrijdbelasting aanvaarbelasting ijsdruk fysisch temperatuur betonnen-bruggen T = 10°C ± 25°C al dan niet in combinatie met een lineair temperatuurverloop tussen boven- en onderzijde van de constructie waarbij - het beton aan de bovenzijde 10°C warmer is dan aan de onderzijde - het beton aan de bovenzijde 5°C kouder is dan aan de onderzijde - de lineaire uitzetting van beton is 12 x 1 0 m / m per graad Celcius. - 6 1 stalen-bruggen - T = 10°C ± 35°C - voor ongelijkmatige verwarming van verschillende constructiedelen moet worden gerekend met een onderling temperatuursverschil van ten minste 15°C. Voor beweegbare bruggen moet worden gerekend op een onderling temperatuursverschil van 30°C. - de lineaire uitzetting van staal is 12 x 10 m / m per graad Celcius. - 6 1 figuur II.2. 17 11.1.2. Wrijving in b e w e e g b a r e t e f l o n - o p l e g g i n g e n De De a. b. c. wrijvingscoefficient v a n teflon varieert globaal van 0,03 tot 0,08. wrijvingscoefficient is onder andere afhankelijk v a n : de temperatuur; de mate v a n verontreiniging; de c o n t a c t s p a n n i n g in de glijvlakken. N a a r m a t e de c o n t a c t s p a n n i n g hoger is daalt de wrijvingscoefficient (figuur H.3.). wrijvingscoefficient bovengrens u 20 25 30 drukspanning in N / m m 2 Wrijvingscoefficient van gesmeerde PTFE in relatie tot de drukspanning o . p figuur II.3. De b o v e n g r e n s pt w o r d t a a n g e h o u d e n bij het o n t w e r p e n van de o p l e g g i n g e n . Bij de d i m e n s i o n e r i n g v a n de k u n s t w e r k e n w o r d t d o o r directie B r u g g e n een vaste g e m i d d e l d e w a a r d e v o o r de wrijvingscoefficient van P T F E a a n g e h o u d e n v a n / u = 0,04. D e z e wrijvingscoefficient kan o o k w o r d e n a a n g e h o u d e n bij de berekening v a n de belastingen op de onder- en de b o v e n b o u w van het k u n s t w e r k . p p 11.1.3. De keuze van het type oplegging De keuze van het type o p l e g g i n g is afhankelijk van de v o l g e n d e f a c t o r e n : — belastingen (verticaal, transversaal, longitudinaal); — c o n s t r u c t i e van de b o v e n b o u w met als belangrijkste e i g e n s c h a p p e n de b u i g - en wringstijfheid; — stabiliteit v a n de b o v e n b o u w ; — hoekverdraaiingen; — lengte van de o v e r s p a n n i n g ; — b o u w m e t h o d e en b o u w f a s e r i n g ; — v o r m g e v i n g van de b o v e n b o u w , waarbij o n d e r s c h e i d g e m a a k t kan w o r d e n tussen rechte en gebogen kunstwerken; — onderbouw. In eerste instantie w o r d t altijd b e k e k e n of er rubber-opleggingen k u n n e n w o r d e n t o e g e p a s t . K a n dit niet, d o o r bijvoorbeeld grote v e r p l a a t s i n g e n , hoekverdraaiingen, horizontale k r a c h t e n , of de b o u w m e t h o d e , dan w o r d e n t e f l o n - o p l e g g i n g e n t o e g e p a s t . 18 Blijkt dat de r u b b e r - o p l e g g i n g alleen de horizontale kracht niet kan o p n e m e n , d a n w o r d t e v e n tueel een c o m b i n a t i e t o e g e p a s t v a n een rubber en een t e f l o n - o p l e g g i n g . De t e f l o n - o p l e g g i n g neemt d a n de horizontale kracht o p . Indien geen verplaatsing — ten g e v o l g e v a n d e horizontale kracht — m a g o p t r e d e n , kan een rubb e r - o p l e g g i n g met stalen a a n s l a g n o k k e n w o r d e n t o e g e p a s t . A l geruime tijd w o r d e n in het buitenland r u b b e r - o p l e g g i n g e n in c o m b i n a t i e met teflon t o e g e p a s t . O n t w i k k e l i n g e n o p dit gebied w o r d e n n a u w l e t t e n d g e v o l g d . De directie B r u g g e n heeft dit type o p l e g g i n g (figuur 11.4.) v o o r het eerst t o e g e p a s t bij de b o u w v a n het v e r k e e r s k n o o p p u n t L e i d s c h e n d a m in 1982. bovenplaat r.v.st. glijplaat teflon neopreen stalen platen L u I + J l- j onderplaat figuur II.4. 11.1.4. Ontwerpcriteria De ontwerpcriteria v o o r de o p l e g g i n g e n k u n n e n w o r d e n o n d e r v e r d e e l d in criteria met betrekking tot d e : a. belastingen. De o p l e g g i n g e n m o e t e n in alle b o u w f a s e n en in de gebruiksfase de o p t r e d e n d e belastingen kunnen opnemen. Bij de b e r e k e n i n g van de o p t r e d e n d e reacties m o e t men in principe met karakteristieke belastingen rekenen o m d a t de fabrikanten v a n hun o p l e g g i n g e n de toelaatbare belastingen o p g e ven. O m de extreme belastingen te k u n n e n berekenen m o e t e n mogelijke b e l a s t i n g s c o m b i n a t i e s w o r d e n o n d e r z o c h t die resulteren i n : 1. V m a x i m a a l met bijbehoren H (a minimaal) 2. H m a x i m a a l met bijbehoren V (a maximaal) 3. H en V z o d a n i g dat R m a x i m a a l is (a willekeurig) -H b. v e r p l a a t s i n g . De o p l e g g i n g e n m o e t e n in alle b o u w f a s e n en in de g e b r u i k s f a s e de o p t r e d e n d e verplaatsingen (translaties en rotaties) k u n n e n o p n e m e n . O m e e n , in de praktijk noodzakelijk g e b l e k e n , marge te creeren t u s s e n de o p t r e d e n d e en de o p n e e m b a r e hoekverdraaiing v a n t e f l o n - o p l e g g i n g e n w o r d e n d o o r directie B r u g g e n eisen gesteld aan d e o p n e e m b a r e h o e k v e r d r a a i i n g e n van t e f l o n - o p l e g g i n g e n : — o p pijlers : c p > 0,017 rad ~ 1° — op landhoofden : cpi ^ 0,035 rad ~ 2 ° p De ervaring heeft g e l e e r d , dat deze hoekverdraaiing (0,017 rad respectievelijk 0,035 rad) niet overdreven groot is. Enerzijds ligt hieraan ten g r o n d s l a g , dat d e b o d e m g e s t e l d h e i d in o n s land over het a l g e m e e n vrij slap is (rekening h o u d e n met zettingsverschillen), anderzijds komt het v o o r dat d o o r w e l k e 19 o m s t a n d i g h e i d dan o o k , o p l e g g i n g e n reeds bij de m o n t a g e niet precies horizontaal onder de b r u g g e n zijn geplaatst. T e r plaatse v a n v o e g o v e r g a n g e n dient de brug z o d a n i g te w o r d e n o p g e l e g d dat rotaties o m de as v a n het rijdek (tangentiele rotaties) w o r d e n v e r h i n d e r d . V o o r t s moet bij v o e g o v e r g a n g e n die geen d w a r s v e r p l a a t s i n g e n k u n n e n o p n e m e n het rijdek in d w a r s r i c h t i n g w o r d e n g e f i x e e r d . T e r bepaling van de m a a t g e v e n d e verplaatsingen moeten belastingen w o r d e n g e c o m b i n e e r d die resulteren i n : 1. maximale e met bijbehorende cp 2. maximale cp met bijbehorende e e 3. irreversibele (eenmalig optredende) translaties ej i In tegenstelling tot de t e f l o n - o p l e g g i n g e n is het bij t o e p a s s i n g van r u b b e r - o p l e g g i n g e n niet n o d i g o m extra veiligheden in te b o u w e n met betrekking tot de o p n e e m b a r e v e r v o r m i n g e n . Indien de berekende maximale belastingen en v e r v o r m i n g e n gelijk zijn aan de toelaatbare w a a r d e n v a n de desbetreffende o p l e g g i n g , dan is er n o g v o l d o e n d e marge in de o p l e g g i n g a a n w e z i g t u s s e n de m a x i m a a l o p t r e d e n d e belastingen en v e r v o r m i n g e n enerzijds en het bezwijken van de o p l e g g i n g anderzijds. D o o r variatie van de rubberdikte z a l , als g e v o l g van de verandering van d e veerstijfheid van de o p l e g g i n g , het statische en het d y n a m i s c h e gedrag van de constructie v e r a n d e r e n . M e t betrekking tot b o v e n g e n o e m d e veerstijfheid moet w e l w o r d e n b e d a c h t dat deze parameter in feite een variabele is, o m d a t de g l i j d i n g s m o d u l u s v a n rubber in sterke mate afhankelijk is van de temperatuur (bijlage 7). Bij de berekening van o p t r e d e n d e krachten bij translaties moet w o r d e n b e d a c h t dat rubber zeer sterk relaxeert. R e s u m e r e n d kan w o r d e n gesteld dat, meer n o g d a n bij stalen o p l e g g i n g e n , de rubber o p l e g g i n g e n een gei'ntegreerd onderdeel v o r m e n v a n de hele c o n s t r u c t i e , w a a r v a n de e i g e n s c h a p p e n reeds bij het o n t w e r p binnen bepaalde marges w o r d e n v a s t g e l e g d . 11.1.5. Voor-instelling Bij grote k u n s t w e r k e n waarbij m o d e r n e stalen o p l e g g i n g e n w o r d e n t o e g e p a s t , moeten irreversibele (eenmalig optredende) translaties (e|) — ten g e v o l g e van v o o r s p a n n i n g , krimp en kruip — w o r d e n o p g e v a n g e n d o o r de aan de o p l e g g i n g g e g e v e n voor-instelling. T e v e n s tracht men d o o r de voor-instelling te bereiken dat, o p een tijdstip in de t o e k o m s t a a n g e d u i d met t (in de regel 10 a 20 jaar na de b o u w ) , de o p l e g g i n g bij de o n t w e r p - t e m p e r a t u u r (10°C) in de m i d d e n s t a n d staat (figuur H.5.). ro t= t t = to n v = e i v=0 n 1 P " I onderbouw onderbouw figuur II.5. Het voordeel van deze m e t h o d e v a n voor-instellen is beperkt. Dat op too b o v e n - en o n d e r z a d e l centrisch o p elkaar staan is van o n d e r g e s c h i k t belang o m d a t de belasting t o c h voornamelijk uit een c o n c e n t r i s c h vlak van het " s l a p p e " b o v e n z a d e l o p het onderzadel w o r d t o v e r g e d r a g e n . Het nadeel is, dat z o w e l o p t (tijdstip van plaatsing v a n de oplegging) als o p too v o l d o e n d e l o o p 0 20 w e g op het b o v e n z a d e l a a n w e z i g moet zijn v o o r de reversibele (herhaald optredende) translatie (e ). Dit heeft tot g e v o l g , dat het b o v e n z a d e l extra lang m o e t zijn. Bij o p l e g g i n g e n met voor-instelling e n , die groter zijn d a n circa 50 milimeter, w o r d t het financieel aantrekkelijk o m het b o v e n z a d e l een voor-instelling te g e v e n van v = V* ej. (figuur 11.6.) r onderzadel t = t e, 0 onderzadel t = t „ bovenzadel ! i v = Vfce, J L- —•!—r— lb v ej e lb r •= = = = voor-instelling irreversibele (eenmalig o p t r e d e n d e ) translaties reversibele (herhaald optredende) translaties benodigde loopweg figuur 11.6. 21 Ill DE KEUZE EN PLAATSING VAN DE OPLEGGINGEN Uit o o g p u n t v a n horizontale stabiliteit zal t e n minste o p een s t e u n p u n t een vaste o p l e g g i n g m o e ten w o r d e n a a n g e b r a c h t , t e n einde de horizontale belastingen uit d e b o v e n b o u w te k u n n e n o p n e men. Dit vaste punt moet bij v o o r k e u r z o v e e l mogelijk halverwege d e lengte-as v a n het k u n s t w e r k w o r den g e k o z e n (figuur 111.1.), o p d a t : a . d e m a x i m a l e verplaatsingen beperkt blijven, hetgeen v a n belang is v o o r d e v o e g o v e r g a n g c o n structies. D e voor-instellingen ter eliminatie van d e irreversibele longitudinale translaties, z u l len hierdoor e v e n e e n s w o r d e n beperkt; b. bij v o o r g e s p a n n e n b e t o n n e n bruggen de v o o r s p a n v e r l i e z e n , t e n g e v o l g e van de wrijving in de o p l e g g i n g e n , zoveel mogelijk k u n n e n w o r d e n beperkt; c . d e horizontale belastingen o p de vaste o p l e g g i n g en dus o o k o p d e o n d e r b o u w ter plaatse b e perkt blijven. A vaste oplegging A beweegbare oplegging ^ beweegbare oplegging die tijdelijk kan worden gefixeerd figuur III.1. Bij k u n s t w e r k e n waarbij rubber-opleggingen w o r d e n t o e g e p a s t , is niet altijd een vast punt a a n w e zig. Bij belasting met een horizontale kracht zal het rijdek verplaatsen totdat d e reactiekrachten die d e r u b b e r - o p l e g g i n g e n leveren e v e n w i c h t m a k e n met d e horizontale belasting. 111.1. Plaatsing van de opleggingen in het horizontale vlak III.1.1. Rechte kokerliggers V a n w e g e de relatief grote wringstijfheid van kokerliggers kan meestal v o o r d e t u s s e n s t e u n p u n t e n w o r d e n volstaan met een o p l e g g i n g per s t e u n p u n t . Dit is vooral v a n belang als het kunstwerk onder een kleine hoek a (figuur III.2.) een o n d e r d o o r g a a n d e w e g kruist. A -Y 1 3 \ \ bovenaanzicht doorsnede A - A figuur III.2. Veelal is in e e n dergelijk geval alleen plaats v o o r s t e u n p u n t e n in assen evenwijdig a a n d e onderdoorgaande wegen. Indien e e n s t e u n p u n t w o r d t u i t g e v o e r d met t w e e o p l e g g i n g e n (figuur III.5.), d a n o n t s t a a n bij b e lasting v a n het k u n s t w e r k w r i n g e n d e m o m e n t e n (compatibiliteitswringing) in de kokerligger. D e ze w r i n g e n d e m o m e n t e n k u n n e n w o r d e n v o o r k o m e n d o o r per s t e u n p u n t s l e c h t s e e n o p l e g g i n g toe te p a s s e n . T e v e n s w o r d t bij t o e p a s s i n g v a n een t u s s e n s t e u n p u n t in d e berm (in d e v o r m v a n e e n enkele k o lom) het uitzicht v o o r het o n d e r d o o r g a a n d e verkeer z o m i n mogelijk g e h i n d e r d . figuur III.4. Landhoofd van het viaduct Kamperweg met bolsegment-oplegging (4800 kN) van het merk Kreutz. Bij grote k r u i s i n g s h o e k e n (a ^ 8 5 g o n ) w o r d e n per s t e u n p u n t o o k w e l t w e e o p l e g g i n g e n t o e g e past. De keuze v a n het t o e te passen aantal o p l e g g i n g e n per s t e u n p u n t w o r d t m e d e b e p a a l d d o o r de gekozen bouwmethode. bovenaanzicht doorsnede A - A figuur III.5. 23 III.1.2. G e b o g e n kokerliggers Een kokerligger, met een kleine horizontale straal, die d o o r ten minste drie in de as v a n de ligger geplaatste o p l e g g i n g e n w o r d t o n d e r s t e u n d , is stabiel o p g e l e g d (figuur III.6.). figuur III.6. O m normale v o e g o v e r g a n g c o n s t r u c t i e s te k u n n e n t o e p a s s e n is het echter v a n belang dat ter plaatse v a n d e l a n d h o o f d e n tangentiele rotaties w o r d e n v o o r k o m e n . Dit kan w o r d e n bereikt d o o r ter plaatse v a n de l a n d h o o f d e n ten minste t w e e o p l e g g i n g e n t o e te passen. Bij g e k r o m d e k u n s t w e r k e n moet o n d e r s c h e i d w o r d e n g e m a a k t t u s s e n belastingen die translaties evenwijdig aan d e brug-as en belastingen die translaties radiaal ten o p z i c h t e van een vast punt tot gevolg hebben. figuur III.7. Zuidelijk viaduct over rijksweg 2 in de Gaasperdammerweg met opleggingen van het merk Glacier. III.1.3. V e r v o r m i n g v a n g e b o g e n rijdekken Bij g e k r o m d e k u n s t w e r k e n dient ter bepaling v a n de v e r v o r m i n g e n o n d e r s c h e i d te w o r d e n g e maakt tussen belastingen die translaties evenwijdig aan d e brug-as en belastingen die translaties radiaal ten o p z i c h t e v a n een vast punt tot g e v o l g h e b b e n . (figuur III.8.) 24 In o n d e r s t a a n d e tabel (figuur III.9.) w o r d t e e n overzicht g e g e v e n v a n d e v e r v o r m i n g e n t e n g e v o l ge v a n k r i m p , kruip, t e m p e r a t u u r en elastische v e r v o r m i n g , veroorzaakt d o o r l a n g s v o o r s p a n n i n g . kruip e n l a n g s v o o r s p a n n i n g k r i m p en t e m p e r a t u u r r = 0 b s 0 2 vervo rming o o > ao Sao s 0 r 0 + s io Sj 0 <Po = b = b s = s 0 0 • (1 - £, ) b = b • (1 £ ,At) s = s — r at r 0 0 •d - £> p CD c r = r 0 • (1 - £ u t ) r = r 0 cp = c p • (1 0 £ ) p figuur III.9. De v e r v o r m i n g onder invloed v a n krimp e n t e m p e r a t u u r v e r a n d e r i n g e n h e b b e n behalve een verkorting (verlenging) o o k een v e r a n d e r i n g v a n de kormtestraal tot g e v o l g (figuur 111.10.). vast punt figuur 111.10. De verkorting t e n g e v o l g e van l a n g s v o o r s p a n n i n g a l s m e d e d e d a a r m e e s a m e n h a n g e n d e kruip is v o o r een recht en e e n g e k r o m d k u n s t w e r k identiek (figuur 111.11.). as onvervormde constructie f (lengte s ) 0 figuur 111.11. 25 III.1.4. Invloed van de straal op de situering van opleggingen Bij d e keuze van de bewegingsvrijheid van o p l e g g i n g e n w o r d t in de praktijk vaak o n d e r s c h e i d gem a a k t t u s s e n k u n s t w e r k e n met een grote horizontale straal en k u n s t w e r k e n met een kleine horiz o n t a l e straal. III.1.4.1. K u n s t w e r k e n met een grote horizontale straal Bij grote horizontale stralen (figuur 111.12.) kan z o n d e r b e z w a a r w o r d e n volstaan met alleen een tangentiele bewegingsvrijheid (eenzijdig b e w e e g b a r e o p l e g g i n g e n tangentieel plaatsen). oplegging figuur 111.12. III. 1.4.2. K u n s t w e r k e n met een kleine horizontale straal Bij k u n s t w e r k e n met een kleine horizontale straal (figuur 111.13.) m o e t e n eenzijdig b e w e e g b a r e o p l e g g i n g e n z o w o r d e n geplaatst, dat b e w e g i n g e n in de b e w e g i n g s r i c h t i n g e n ten o p z i c h t e v a n het vaste punt mogelijk zijn. figuur 111.13. Bij d e d i m e n s i o n e r i n g v a n de rijbaanovergangen moet terdege rekening w o r d e n g e h o u d e n met dwarsverplaatsingen. Bij d e keuze v a n de plaats v a n de vaste oplegging(en) z a l , behalve beperking van de b e n o d i g d e l o o p w e g , o o k het streven naar beperking van d w a r s v e r p l a a t s i n g e n ter plaatse van de rijbaanoverg a n g e n een rol s p e l e n . III.2. Plaatsing van de opleggingen tussen b o v e n - en o n d e r b o u w III.2.1. Wijze van stellen van opleggingen Bij de g a n g b a r e type k u n s t w e r k e n w o r d e n de o p l e g g i n g e n zoveel mogelijk horizontaal gesteld (figuur 111.14. en 111.15.). helling in langsrichting van de brug figuur 111.14. 26 helling dwars op de brug figuur 111.15. Bij b r u g d e k k e n b e s t a a n d e uit z o g e n a a m d e c o n t a c t l i g g e r s w o r d e n de r u b b e r - o p l e g g i n g e n in d w a r s r i c h t i n g o n d e r d e helling v a n de d w a r s v e r k a n t i n g geplaatst o m v e r v o r m i n g ten g e v o l g e v a n het d w a r s v o o r s p a n n e n mogelijk te m a k e n z o n d e r w r i n g m o m e n t e n in de liggers te i n t r o d u c e r e n (figuur 111.16.). figuur 111.16. III.2.2. R a n d v o o r w a a r d e n v o o r de plaatsing van o p l e g g i n g e n De a f s t a n d t u s s e n het d r a g e n d e gedeelte v a n de balk en het einde v a n die balk (figuur 111.17.), is g e b o n d e n a a n een bepaalde m i n i m u m w a a r d e . Deze m i n i m u m w a a r d e y is afhankelijk v a n z . In de regel w o r d e n de v o l g e n d e w a a r d e n g e h a n t e e r d . 1 bovenbouw kunstwerk / 1 z >c+20 j < 700 m m > 700 m m Y///A y 50 m m 50 + 0,1 (h-700) m m figuur 111.17. De maximale a f s t a n d v a n de o p l e g g i n g tot de rand v a n de o n d e r b o u w is v o o r een o p l e g s l o o f a a n g e g e v e n in figuur 111.17. en v o o r een k o l o m in figuur 111.18. > c + 20 onderzadel ;c \onderbouw figuur 111.18. III.2.3. Overdracht v a n de g e c o n c e n t r e e r d e oplegbelasting O m de o p l e g g i n g g o e d te k u n n e n laten f u n c t i o n e r e n is het v a n b e l a n g , dat de o m g e v i n g v a n de o p l e g g i n g de b e l a s t i n g e n , die via de zadels w o r d e n ingeleid, kan o p n e m e n . 27 De d o o r de zadels (met diameter d) over te brengen krachten — o p een betonoppervlak staan in het a l g e m e e n uit een n o r m a a l k r a c h t en een m o m e n t (figuur 111.19.). — be- V = y • V M = y • M r r figuur 111.19. De r e k e n w a a r d e V en M w o r d e n bepaald d o o r v e r m e n i g v u l d i g i n g v a n de karakteristieke belasting e n met de belastingfactor y . In afwijking v a n de V B 1974, artikel A - 4 0 1 . 2 . 2 . w o r d t d o o r directie B r u g g e n v o o r alle belastingen een belastingsfactor y = 1,2 a a n g e h o u d e n . De o n d e r de o p l e g g i n g o p t r e d e n d e s p a n n i n g e n , die m o e t e n w o r d e n getoetst aan de r e k e n w a a r d e v o o r de druksterkte v a n het beton ter plaatse v a n de o p l e g g i n g e n , zijn: 4V a. de c e n t n s c h e s p a n n i n g o = •— n-d r r r b c 2 b. de m a x i m a l e r a n d s p a n n i n g o D r ' = 4-V 32-M r TT-d nd 2 r 3 V o l g e n s de V B 1974 m o e t e n , v o o r de rekenwaarde v a n de druksterkte van het beton bij o p l e g g i n g e n , de w a a r d e n in o n d e r s t a a n d e tabel w o r d e n a a n g e h o u d e n : belasting grindbeton e x c e n t r i s c h e oplegdruk V centrische oplegdruk f ' b lichtbeton = fbk' = 0,75 fbl' = $f f ' bk f |' b • fbk' = 0,75 tf ' • f ' f bk V o o r de d i m e n s i o n e r i n g v a n de o p l e g g i n g e n m a g v o o r het v e r h o u d i n g s g e t a l v o o r de r e k e n w a a r d e van de betondruksterkte van lichtbeton i ? ' = 0,8 w o r d e n a a n g e h o u d e n . V a n enkele betonkwaliteiten is in o n d e r s t a a n d e tabel de karakteristieke betondruksterkte g e g e ven. f betonkwaliteit karakteristieke betondruksterkte f ' (N/mm2) bk B B B B 22,5 30 37,5 45 18 24 30 36 M e t betrekking tot de o p p e r v l a k t e - s p a n n i n g onder de zadels zal meestal de s p a n n i n g onder het onderzadel m a a t g e v e n d zijn, o m d a t : a . de o n d e r b o u w meestal bestaat uit ter plaatse gestort beton B 30, terwijl de b o v e n b o u w — indien v o o r g e s p a n n e n — bestaat uit B 3 7 , 5 , of bij vooraf vervaardigde b a l k e n , uit B 45 of B 52,5; b. het onderzadel meestal kleiner is dan het b o v e n z a d e l . T e r illustratie v a n de m a x i m a a l toelaatbare s p a n n i n g e n in de gebruiksfase volgt uit het b o v e n s t a a n d e v o o r g r i n d b e t o n met b e t o n kwaliteit B 3 0 : 0,75 • f ' 0,75 - 2 4 „_ — Toelaatbare c e n t n s c h e s p a n n i n g : o c = = = 15 N / m m y 1-2 b k l J 2 D Th — Toelaatbare randspanning: r J ' = = D r y = 20 N / m m 2 1-2 29 IV UITGANGSPUNTEN BIJ DIRECTIE BRUGGEN VOOR HET BESTELLEN VAN OPLEGGINGEN IV.1. Procedure bij het bestellen van opleggingen A a n de hand v a n vastgestelde r a n d v o o r w a a r d e n en materiaal-eisen w o r d e n o p l e g g i n g e n besteld o p de n a v o l g e n d e wijze. IV. 1.1. Betonnen kunstwerken De H o o f d a f d e l i n g B e t o n c o n s t r u c t i e s (BC) verstrekt aan de H o o f d a f d e l i n g S t a a l c o n s t r u c t i e s ( S O een " b e s t e l t e k e n i n g " , waarin een s c h e m a met de r a n d v o o r w a a r d e n (bijlage 5 en 6) is o p g e n o m e n , a l s m e d e een s c h e m a waarin met s y m b o l e n de b e w e g i n g s i n r i c h t i n g e n v a n de o p l e g g i n g e n (figuur IV.1.) zijn a a n g e g e v e n . type oplegging symbool soort o p l e g g i n g definitief vaste o p l e g g i n g teflon oplegging eenzijdige b e w e e g b a r e o p l e g g i n g alzijdige b e w e e g b a r e o p l e g g i n g rubber oplegging tijdelijk geblokkeerd • + alzijdige b e w e e g b a r e o p l e g g i n g figuur IV.1. De " b e s t e l t e k e n i n g " , a a n g e v u l d met de materiaal-eisen voor de o p l e g g i n g e n , de t e k e n i n g e n v a n het kunstwerk en een l e v e r i n g s s c h e m a w o r d e n d o o r g e g e v e n aan de afdeling B e s t e k k e n , Uitgifte w e r k e n en Kostprijzen ( B U K ) . D o o r middel v a n een o v e r e e n k o m s t , waarin deze v o o r w a a r d e n w o r d e n g e n o e m d , w o r d t d o o r de afdeling B U K een aantal firma's u i t g e n o d i g d o m een prijsaanbieding te d o e n . D o o r de afdeling B U K w o r d e n die firma's u i t g e n o d i g d , w a a r v a n vaststaat dat deze f i r m a ' s een kwalitatief h o o g w a a r d i g product k u n n e n leveren. In de prijsaanbieding moet door de firma w o r d e n verklaard dat aan de in de o v e r e e n k o m s t gestelde v o o r w a a r d e n kan w o r d e n v o l d a a n . V o o r t s moet in de prijsaanbieding het t y p e o p l e g g i n g , de o p n e e m b a r e belasting alsmede de h o o f d a f m e tingen w o r d e n o p g e g e v e n . De aspirant-aannemer maakt de keuze welk type o p l e g g i n g , met het o o g o p de prijs en de c o n s t r u c t i e , het beste tot zijn recht k o m t . B i n n e n de H o o f d a f d e l i n g S C is de specialistische kennis a a n w e z i g o m de offertes te b e o o r d e l e n . V o o r d a t de eindbeslissing ten aanzien van de keuze van de o p l e g g i n g e n w o r d t g e n o m e n , vindt ter u g k o p p e l i n g plaats met de b e t o n c o n s t r u c t e u r van het desbetreffende k u n s t w e r k . IV. 1.2. Stalen k u n s t w e r k e n Bij de bestelling van o p l e g g i n g e n v o o r stalen k u n s t w e r k e n w o r d t een andere p r o c e d u r e g e v o l g d . Het o n t w e r p - t e a m geeft de r a n d v o o r w a a r d e n en materiaal-eisen zelf aan de afdeling B U K . 30 N a d a t de offertes ter zake v a n deze o p l e g g i n g e n zijn o n t v a n g e n , vindt de b e o o r d e l i n g daarvan plaats d o o r het o n t w e r p - t e a m v a n het d e s b e t r e f f e n d e k u n s t w e r k . In een aantal gevallen zijn t r e k - d r u k - o p l e g g i n g e n t o e g e p a s t . Deze t y p e n w o r d e n per g e v a l , aan de h a n d v a n d e r a n d v o o r w a a r d e n , d o o r d e fabrikant o n t w o r p e n . G e d u r e n d e d e laatste vijftien jaar w e r d e n bij verticale belastingen b o v e n circa 10.000 k N uitsluitend teflon-opleggingen toegepast. IV.2. C o n s e r v e r i n g van t e f l o n - o p l e g g i n g e n 1. Nadat de o n d e r d e l e n gereed zijn en v o o r l o p i g g o e d g e k e u r d , m o e t e n deze o p een z o d a n i g e wijze w o r d e n g e s t r a a l d , dat roest, w a l s h u i d , vet en vuil w o r d e n verwijderd dat een straalgraad v o l g e n s S A - 3 is v e r k r e g e n . Het straalmiddel b e h o e f t de g o e d k e u r i n g v a n de directie B r u g g e n . 2. N a het o n t v e t t e n en stralen en nadat het gestraalde werk is g o e d g e k e u r d , m o e t e n de o p l e g g i n gen als v o l g t w o r d e n g e c o n s e r v e e r d : a . O p p e r v l a k k e n van de onderdelen geheel voorzien v a n : — een laag e p o x y - z i n k in een g e m i d d e l d e laagdikte v a n 35 m i c r o m e t e r met een plaatselijk m i n i m u m v a n 30 m i c r o m e t e r en een plaatselijk m a x i m u m van 40 m i c r o m e t e r ; — een laag epoxy-sealer h o o g g e v u l d in een g e m i d d e l d e laagdikte v a n 70 m i c r o m e t e r met een plaatselijk m i n i m u m v a n 60 m i c r o m e t e r en een plaatselijk m a x i m u m van 80 m i c r o meter. b. O p p e r v l a k t e n , die niet met beton in aanraking k o m e n hierna voorzien van: een laag e p o x y - k o o l t e e r met een g e m i d d e l d e laagdikte v a n 200 m i c r o m e t e r met een plaatselijk m i n i m u m van 180 m i c r o m e t e r en een plaatselijk m a x i m u m v a n 250 m i c r o m e t e r , of t w e e lagen e p o x y - k o o l t e e r met een g e m i d d e l d e laagdikte v a n 125 m i c r o m e t e r per laag met een plaatselijk m i n i m u m v a n 90 m i c r o m e t e r en een plaatselijk m a x i m u m v a n 120 m i c r o m e t e r per l a a g . In a f w i j k i n g met b o v e n s t a a n d e , o n d e r a en b, geldt m o m e n t e e l v o o r de o p l e g g i n g e n die vanuit Z w i t s e r l a n d w o r d e n b e t r o k k e n het v o l g e n d e : N a het o n t v e t t e n en stralen en nadat het gestraalde w e r k is g o e d g e k e u r d , dienen de o p l e g g i n g e n , behalve de vlakken die v a n P T F E of roestvaststaal w o r d e n v o o r z i e n , te w o r d e n gemetalliseerd met zink in een laagdikte v a n 100 tot 110 m i c r o m e t e r . Daarna m o e t e n de o p l e g g i n g e n , behalve de vlakken die met b e t o n in aanraking k o m e n , w o r d e n v o o r z i e n v a n t w e e lagen epoxy-ijzerglimmer (bijvoorbeeld l k o s i t / K 2 5 E G 2 Grau) in een laagdikte v a n 60 m i c r o meter per laag. c. Te v e r c h r o m e n v l a k k e n dienen in een door de directie B r u g g e n g o e d te keuren bedrijf te w o r d e n behandeld in een laagdikte van 100 m i c r o m e t e r (50 m i c r o m e t e r nikkel en 50 m i c r o m e t e r c h r o o m z o n d e r koper o n d e r l a a g ; m a x i m a a l 3 porien per c m in d e a f z o n derlijke lagen). 2 Het oppervlak m a g geen d o o r g a a n d e porien en s c h e u r e n v e r t o n e n . Elk v e r c h r o o m d vlak moet d o o r middel v a n de ferroxyltest w o r d e n o n d e r z o c h t . De ferroxyl-indicator moet op 1 liter w a t e r 10 g r a m K 3 (Fe(CN)6) en 30 g r a m NaCI b e v a t t e n . Na het v e r c h r o m e n m a g de r u w h e i d niet groter zijn dan 1 m i c r o m e t e r . Opmerking. O p p e r v l a k k e n , die w o r d e n v o o r z i e n v a n P T F E of roestvaststaal, a l s m e d e h a r d v e r c h r o o m d e v l a k k e n , w o r d e n niet g e c o n s e r v e e r d . IV.2.1. Wijze van uitvoering van de c o n s e r v e r i n g 1. De s t r a a l w e r k z a a m h e d e n d i e n e n , evenals het a a n b r e n g e n v a n de c o n s e r v e r i n g s l a g e n , te g e s c h i e d e n in g e s l o t e n ruimten w a a r de relatieve v o c h t i g h e i d s g r a a d en de t e m p e r a t u u r aan de gestelde eisen k u n n e n w o r d e n a a n g e p a s t . 31 De onderdelen dienen tijdens de b e h a n d e l i n g v o l k o m e n d r o o g te zijn en de temperatuur v a n d e o n d e r d e l e n moet in o v e r e e n s t e m m i n g zijn met die in de gesloten ruimte. In de ruimte w a a r c o n s e r v e r i n g s - w e r k z a a m h e d e n w o r d e n verricht, m o g e n niet gelijktijdig c o n s t r u c t i e - e n / o f s t r a a l w e r k z a a m h e d e n p l a a t s v i n d e n . Bij een relatieve v o c h t i g h e i d s g r a a d h o ger dan 7 0 % en een temperatuur lager dan 10° C e l s i u s , m o g e n geen straal- c . q . conserverings-werkzaamheden worden uitgevoerd. Tijdens het stralen m o e t e n v e r c h r o o m d e en roestvaststalen glijvlakken w o r d e n a f g e d e k t . De s c h e r p e kanten m o e t e n w o r d e n verwijderd. Dit geldt niet v o o r de uitsparing, b e s t e m d o m het teflon in te l e g g e n . In dit geval is beslist een s c h e r p e hoek vereist (figuur IV.2.). scherpe hoeken figuur IV.2. 2. A l l e na het stralen n o g a a n w e z i g e lasspetters dienen te w o r d e n verwijderd. V e r v o l g e n s dienen deze p l a a t s e n , evenals die plaatsen w a a r d o o r middel v a n lassen na het stralen reparaties h e b ben p l a a t s g e v o n d e n , n o g m a a l s te w o r d e n gestraald. 3. Moeilijk bereikbare p l a a t s e n , s c h e r p e h o e k e n , kanten en lassen, dienen v o o r het a a n b r e n g e n v a n de c o n s e r v e r i n g s l a g e n met een k w a s t te w o r d e n v o o r b e h a n d e l d . 4. Uiterlijk vier uur na beeindiging v a n de s t r a a l w e r k z a a m h e d e n , dient de laag e p o x y - z i n k o p de te c o n s e r v e r e n o p p e r v l a k k e n te zijn a a n g e b r a c h t . Na een doorhardingstijd v a n vier tot twaalf uur, dient de laag epoxy-sealer te w o r d e n a a n g e bracht, die bij een verdere b e h a n d e l i n g na een doorhardingstijd van minimaal twaalf uur m o e t w o r d e n afgedekt met een laag e p o x y - k o o l t e e r . T u s s e n het a a n b r e n g e n van de laag epoxy-sealer en de laag e p o x y - k o o l t e e r , a l s m e d e t u s s e n het a a n b r e n g e n v a n afzonderlijke lagen e p o x y - k o o l t e e r , m a g een verhardingsduur van zes d a g e n niet w o r d e n o v e r s c h r e d e n . 5. Het a a n b r e n g e n van de c o n s e r v e r i n g s l a g e n dient o p een z o d a n i g e wijze te g e s c h i e d e n dat de lagen een egaal en strak uiterlijk hebben waarin z i c h geen zakkers b e v i n d e n . 6. V o o r d a t met de w e r k z a a m h e d e n w o r d t b e g o n n e n krijgt de a a n n e m e r , o p a a n v r a a g , via de betrokken k e u r i n g s a m b t e n a a r de b e n o d i g d e g e g e v e n s omtrent de te v e r w e r k e n p r o d u c t e n . IV.3. Materiaal-eisen IV.3.1. Constructiestaal De te v e r w e r k e n staal kwaliteiten m o e t e n zijn: Fe 360 D ) Fe 510 D i v o '9 e n s E u r o n o r m 25 - 72 of een gelijkwaardige kwaliteit (fijnkorrelig) IV.3.2. Roestvaststaal De kwaliteit v a n het roestvaststaal v o o r glijplaten m o e t zijn: X 5 C r N i M o 18 10. Dit materiaal dient te v o l d o e n aan de e i s e n , gesteld in DIN 17440. De maximale r u w h e i d R 32 a (vol- g e n s N E N 3631 t / m 3638) v a n de e l e k t r o - c h e m i s c h respectievelijk m e c h a n i s c h b e h a n d e l d e glijv l a k k e n , m a g niet groter zijn d a n 1,6 m i c r o m e t e r . De hardheid v a n het oppervlak m o e t ten minste H B = 1300 N / m m zijn. 2 De dikte v a n de roestvaststalen glijplaat w o r d t afhankelijk gesteld van het verschil in a f m e t i n g e n t u s s e n de P T F E schijf en d e a f m e t i n g v a n d e roestvaststalen glijplaat in de richting v a n de b e w e ging volgens onderstaande tabel. m i n i m u m dikte v a n roestvaststalen glijplaat-t (in mm) verschil in a f m e t i n g e n t u s s e n diameter P T F E schijf en lengte roestvaststalen glijplaat (in m m ) IV.3.3. < 300 1,5 > 300 < 500 2,0 > 500 < 3,0 1500 v H a r d v e r c h r o o m d e delen (convexe-plaat bij b o l s e g m e n t - o p l e g g i n g e n ) . A l s uitgangsmateriaal m o e t Fe 510 D of een vergelijkbare kwaliteit w o r d e n gebruikt (fijnkorrelig). Het oppervlak v a n het uitgangsmateriaal m a g geen p o r i e n , s c h e u r e n en insluitingen v e r t o n e n . De maximale r u w h e i d R van het te v e r c h r o m e n oppervlak m a g niet meer zijn dan 1 m i c r o m e t e r . a IV.3.4. Toelaatbare s p a n n i n g e n in P T F E De toelaatbare v l a k t e d r u k k e n zijn v o o r : belastingsgeval 1 : p e r m a n e n t e b e l a s t i n g , v o o r s p a n n i n g , kruip, krimp, t e m p e r a t u u r . 2 5 = 21 N / m m ± 1 0 % ; belastingsgeval 2 : p e r m a n e n t e b e l a s t i n g , v o o r s p a n n i n g , kruip, krimp, t e m p e r a t u u r , mobiele b e l a s t i n g , r e m k r a c h t en w i n d . S p = 25 N / m m ± 1 0 % . De m a x i m a a l toelaatbare r a n d s p a n n i n g bij hoekverdraaiing is: o = 40 N / m m . In de berekening m o e t w o r d e n a a n g e t o o n d , dat de r a n d s p a n n i n g , o n t s t a a n d o o r e x c e n t r i s c h e belastingen en h o e k v e r d r a a i i n g e n , b e n e d e n 6 blijven. <5 treedt o p bij gelijkmatig verdeelde belasting z o n d e r h o e k v e r d r a a i i n g . p c 2 C 2 p r p r pc 2 W r i j v i n g s c o e f f i c i e n t moet bij o = 25 N / m m en bij een t e m p e r a t u u r v a n — 3 5 ° Celsius zijn: ^ = 0,035. Het P T F E dient te w o r d e n geleverd met een certificaat v a n de M . P . A . (Materialpriifunganstalt) te Stuttgart. Dit instituut keurt regelmatig z o w e l bij de leverancier v a n het P T F E als bij de fabrikant v a n d e o p l e g g i n g e n . Uit het certificaat moet blijken, dat de w a a r d e n o v e r e e n k o m e n met de gestelde w a a r d e n in d e p u n t e n : IV.3.5. t / m IV.3.8. p c p IV.3.5. Materiaal-eigenschappen PTFE V o o r o p l e g g i n g e n m o e t zuiver w i t t e o n g e v u l d e P T F E w o r d e n t o e g e p a s t . De P T F E m o e t een b r u g opleggingen-kwaliteit h e b b e n met de v o l g e n d e e i g e n s c h a p p e n : Beproeving volgens Eigenschap Waarde treksterkte 30 N / m m rek > 300% soortelijke m a s s a 2140 - 2200 k g / m hardheid H B 60 = 26 N / m m 2 ± DIN 53455 10% snelheid = 50 m m / m i n . DIN 53479 3 2 + 15% DIN 53456 33 De m a t e r i a a l - e i g e n s c h a p p e n m o e t e n w o r d e n b e p r o e f d bij een temperatuur v a n 23° Celsius e n bij een relatieve v o c h t i g h e i d s g r a a d v a n 5 0 % (volgens DIN 50014). IV.3.6. Maattoleranties P T F E De afwijking v a n de in het m i d d e n g e m e t e n dikte m a g nergens groter zijn d a n 0 , 5 % o v a n de halve diameter of de halve d i a g o n a a l . Indien de halve diameter of de halve d i a g o n a a l < 400 m m is, w o r d t een afwijking tot 0,2 m m toegestaan. IV.3.7. A f m e t i n g e n spleethoogte ten behoeve van PTFE-platen De afmeting v a n de s p l e e t h o o g t e is afhankelijk v a n de diameter en de dikte v a n de P T F E - s c h i j f (figuur IV.3.) zoals a a n g e g e v e n in o n d e r s t a a n d e tabel. Diameter P T F E - p l a a t M i n i m a l e dikte PTFE-tp Spleethoogte t (mm) s dp < 600 m m 4,5 mm 2,0 ) + ) - 0,5 0,2 600 < dp < 1200 m m 5,0 m m 2,5 ) + ) - 0,5 0,2 1200 < d < 6,0 m m 3,0 ) + ) - 0,5 0,2 p 1500 m m figuur IV.3. IV.3.8. Controle glij-eigenschappen P T F E In d e P T F E m o e t e n smeerkuiltjes w o r d e n a a n g e b r a c h t v o l g e n s bijlage 4. De smeerkuiltjes m o g e n niet b o v e n de 200° Celsius w o r d e n ingeperst. V a n elke c h a r g e v a n 200 kg m o e t e n ten minste 3 p r o e v e n w o r d e n g e n o m e n . T e v e n s m o e t e n van elke charge v a n 200 k g , 3 schijven © 75 m m w o r d e n beproefd bij k a m e r t e m p e ratuur (DIN 50014) en onder de n a v o l g e n d e v o o r w a a r d e n : — druk = 30 N / m m ; — glijweg (enkele slag): plus en min 10 m m ; — aantal d u b b e l e s l a g e n : 10; — glijsnelheid = 0,1 tot 0,2 m m / s e c ; — belastingstijd v o o r het begin v a n de eerste b e w e g i n g is 60 m i n u t e n ; — de wrijvingscoefficient bij de eerste b e w e g i n g m a g ten h o o g s t e j u = 0,015 zijn en bij de v o l g e n d e b e w e g i n g \x < 0,01. 2 p v IV.3.9. S m e e r m i d d e l ten behoeve van glijvlakken P T F E A l s s m e e r m i d d e l m a g alleen siliconenvet 300 " m i d d e l " w o r d e n gebruikt of gelijkwaardig. 34 Het s m e e r m i d d e l m o e t zijn w e r k i n g tot — 3 5 ° Celsius b e h o u d e n . Het m a g niet v e r z e p e n (verharden) en het materiaal v a n de glij-vlakken niet a a n t a s t e n . IV.3.10. Neopreen ten b e h o e v e van p o t o p l e g g i n g e n Het n e o p r e e n m o e t v o l d o e n aan d e v o l g e n d e m e c h a n i s c h e e i g e n s c h a p p e n : — g l i j d i n g s m o d u l u s G = 0,80 ± 0,10 N / m m (bij k a m e r t e m p e r a t u u r ) ; - hardheid: 50° ± 5° S h o r e - A — treksterkte: ^ 12,5 N / m m > 3 5 0 % (bij + 20°C) - rek bij breuk: > 2 5 0 % (bij - 20°C) 2 2 2 De toelaatbare s p a n n i n g in geheel o m s l o t e n neopreen is 25 N / m m . IV.3.11. A f d i c h t i n g s m a t e r i a a l neopreenplaat Hiervoor k o m t m e s s i n g in a a n m e r k i n g met d e v o l g e n d e m e c h a n i s c h e e i g e n s c h a p p e n : treksterkte : > 44 N / m m rek : ^ 8% soortelijke m a s s a : 8400 k g / m hardheid H B 60 : 115 N / m m . 2 3 2 IV.3.12. M o n t a g e van de neopreenplaat en de afdichtingsringen De n e o p r e e n p l a t e n m o e t e n v a n gelijkmatige dikte zijn en z o d a n i g w o r d e n o p g e s l o t e n dat de o p l e g g i n g bij een m a x i m a l e belasting niet meer dan 4 ° / o o v a n de oorspronkelijke plaatdikte ind r u k t . V e r d e r dient er zeer veel a a n d a c h t te w o r d e n besteed aan de a f d i c h t i n g t u s s e n het n e o preen en het t u s s e n z a d e l ten o p z i c h t e v a n de stalen ring v a n de o p l e g g i n g (figuur IV.4.). afdichting figuur IV.4. Indien een a f d i c h t i n g s r i n g w o r d t t o e g e p a s t , moet de las in de ring een overlap h e b b e n (figuur IV.5.a.). Bij meer ringen m o g e n s t o m p e lassen w o r d e n t o e g e p a s t , die v e r s p r o n g e n v a n elkaar dienen te w o r d e n g e m o n t e e r d (figuur IV.5.b.). figuur IV.5. IV.3.13. Controle Het b o v e n z a d e l moet evenwijdig zijn met het o n d e r z a d e l (maat a in figuur IV.6.). Bij glij-oplegg i n g e n m o e t t e v e n s maat b uit figuur IV.6. w o r d e n g e c o n t r o l e e r d ; dit is de afstand t u s s e n de b o venzijde v a n het t u s s e n z a d e l en de onderzijde v a n het b o v e n z a d e l . 35 c 2 tussenzadel -, c c l v = ——2 r 2 s \ \ B C1 bovenzadel figuur IV.6. figuur IV.7. De voor-instelling bij de glij-opleggingen kan (zoals figuur IV.7. laat zien) w o r d e n g e m e t e n t u s s e n buitenkanten van t u s s e n z a d e l (A) en b o v e n z a d e l (B). V o o r de bepaling v a n de voor-instelling zie h o o f d s t u k 11.1.5. IV.3.14. Het kruipen van rubber O n d e r kruip v a n rubber w o r d t verstaan de t o e n a m e v a n de elastische v e r v o r m i n g bij gelijkblijvende belasting. Het verschijnsel is tijdafhankelijk; naarmate de belasting langer o p de o p l e g g i n g w e r k t neemt de vervorming toe. Indien de belasting na v e r l o o p van tijd w o r d t w e g g e n o m e n zal de o p l e g g i n g een elastische vervorming o n d e r g a a n t e g e n g e s t e l d aan die w e l k e d o o r de belasting w e r d veroorzaakt. O o k deze elastis c h e v e r v o r m i n g is o n d e r h e v i g aan kruip. O m d a t echter de g l i j d i n g s m o d u l u s als g e v o l g van o . a . veroudering w a t t o e n e e m t zal er altijd een blijvende plastische v o r m v e r a n d e r i n g blijven bestaan (fig. IV.8.). -invloed kruip = E cp(t) e -elastische vormverandering bij belasten = £ e -elastische terugvering bij ontlasten •-tijd blijvende (plastische vervorming figuur IV.8. Z o a l s in de figuur is te zien w o r d t de totale, tijdsafhankelijke v e r v o r m i n g e(t) g e v o r m d d o o r de elastische v e r v o r m i n g £ en de t o e n a m e v a n deze v e r v o r m i n g met £ • cp(t). O f w e l : £(t) = £ (1 + cp(t) ) waarin cp(t) de kruipcoefficient is. e e e P r o e v e n h e b b e n a a n g e t o o n d dat kruip afhankelijk is van een aantal f a c t o r e n w a a r v a n o . a . g e noemd kunnen worden: — de duur v a n de belasting — de grootte v a n de belasting — de aard v a n de belasting — de hardheid v a n het rubber. 36 Figuur IV.9. t o o n t d e k r u i p c o e f f i c i e n t (in %) in relatie tot de tijd in d a g e n v o o r n e o p r e e n met verschillende hardheidsgraden. ip(t) in"/. — t in dagen 0 10 100 1000 figuur IV.9. In de eerste 10 d a g e n treedt het g r o o t s t e gedeelte v a n de k r u i p v e r v o r m i n g o p . N a o n g e v e e r een half jaar w o r d t de e i n d w a a r d e bereikt v a n de k r u i p v e r v o r m i n g v o o r 5 0 ° S h o r e - A : cpoo = 0,45 6 0 ° S h o r e - A : cpoo = 0,35 7 0 ° S h o r e - A : cpoo = 0,25 Bij snel o p t r e d e n d e blijvende translaties, v e r o o r z a a k t d o o r bijvoorbeeld het v o o r s p a n n e n v a n het rijdek, w o r d t d e d o o r de o p l e g g i n g geleverde horizontale kracht o n d e r invloed v a n kruip: (T) H(t) = H - e - < P . Bij geleidelijk o p t r e d e n d e translaties, v e r o o r z a a k t d o o r bijvoorbeeld krimp en kruip v a n b e t o n alsm e d e de jaarlijkse t e m p e r a t u u r s c h o m m e l i n g e n en e v e n t u e l e geleidelijke zettingen v a n de f u n d e r i n g , w o r d t d e d o o r de o p l e g g i n g g e l e v e r d e horizontale kracht o n d e r invloed v a n kruip: H f t ) - H <1-«-* ( t > > (pit) Hierin is: H = A • T (zie b e r e k e n i n g rubber-oplegging) e = g r o n d t a l v a n de natuurlijke logaritme. e 37 IV.3.15. Materiaaleisen rubber-opleggingen P r o e v e n g e n o m e n onder laboratorium o m s t a n d i g h e d e n bij een t e m p e r a t u u r van 2 3 ° ± 2 ° C 18. soortelijke m a s s a neopreen (NeR) 1350 ± 20 k g / m 3 soortelijke m a s s a natuurrubber (NaR) 1150 ± 20 k g / m 3 2. hardheid 60° ± 5 ° S h o r e - A 3. treksterkte > 4. rek bij breuk ^ 4 0 0 % (proefplaatjes) 5. blijvende v e r v o r m i n g na indrukking < 6. scheursterkte ^ 2 N / m (20 k g f / c m ) 7. terugveringselasticiteit (NeR) > 3 0 % (NaR) > 5 0 % 8. glijdingsmodulus-G 6 0 ° S h o r e - A 1,0 ± 0,2 M p a (10 ± 2 k g f / c m ) vezelm o d u l e s t u s s e n t a n g , y = 0,2 en 0,9, bij een o m g e v i n g s t e m p e r a t u u r van 10°C. Belastingsduur 2 minuten 9. hechting rubber - metaal m i n . b r e u k s p a n n i n g 7 M p a (70 k g f / c m ) ozonveroudering zonder scheuren 48 uur o p 3 0 ° C , 2 0 % verlenging 50 p p h m 1b. 10. V e r s n e l d e verouderingsproef N E N 5601 2 17 M p a (170 k g f / c m ) NEN-ISO-816 2 2 7 x 24 uur bij 7 0 ° + NEN-ISO-1431 1°C < ± 5° eenheden S h o r e - A van A . 2 2. treksterkte < 1 5 % van A . 3 3. rek bij breuk < 2 0 % van A . 4 4. blijvende v e r v o r m i n g na indrukking < 5 0 % van A . 5 (NeR) < 2 0 % van A . 5 (NaR) 5. terugveringselasticiteit ^ 1. glijdingsmodulus — G NEN-ISO-37 NEN-ISO-815 hardheid K o u d e proef NEN-ISO-37 1 5 % (24 uur bij 70 ± 1° C) 1. c. 38 NEN-ISO-471 NEN-ISO-188 2 0 % van A . 7 (NeR) 5 0 % v a n A . 7 (NaR) 24 uur bij - 4 0 ° + 1°C 2 NEN-ISO-1653 < 1,8 M p a (18 k g f / c m ) v e z e l m o d u l e s tussen tang y = 0,2 en 0,9, belastingsduur 2 minuten Toleranties v o o r a f m e t i n g e n v a n d e o p l e g g i n g e n in m m . Hoogte maten Lengte en Breedte maten < 300 300 < 1000 > 1000 ± 0,5 per laag totale h o o g t e oplegging 2 ± ± 5 ± 10 < 30 30 < 50 50 < 80 80 < 120 ± 0,5 ± 0,7 ± 0,9 ± 1,1 V. MONTAGE AANWIJZINGEN VOOR TEFLON-OPLEGGINGEN V.1. Levering Het b o v e n - en onderzadel v a n de o p l e g g i n g e n m o e t e n z o d a n i g w o r d e n g e k o p p e l d , dat deze tijd e n s vervoer en m o n t a g e een geheel v o r m e n en de o p g e g e v e n voor-instelling g e h a n d h a a f d blijft. Bij het v e r v a n g e n van bestaande o p l e g g i n g e n en het plaatsen v a n o p l e g g i n g e n onder een " s c h u i f b r u g " , m o g e n de b o u t e n v a n de k o p p e l i n g niet b o v e n of onder de o p l e g g i n g uitsteken. D e z e v o o r z i e n i n g e n m o e t e n na m o n t a g e van de o p l e g g i n g gemakkelijk k u n n e n w o r d e n verwijd e r d , of de b e v e s t i g i n g s b o u t e n m o e t e n — v o o r het plaatsen — w o r d e n v e r w i s s e l d d o o r bevestig i n g s b o u t e n van kunststof. D e assen m o e t e n deugdelijk o p de o p l e g g i n g e n w o r d e n a a n g e g e v e n , bijvoorbeeld met rode verf. O m d a t na langdurige o p s l a g de verf gedeeltelijk v e r d w e n e n kan zijn, m o e t e n de assen o o k d o o r middel van i n p o n s e n of inkrassen w o r d e n a a n g e g e v e n . Bij b e w e e g b a r e o p l e g g i n g e n met voor-instelling(en) m o e t e n z o w e l de assen van onder- en b o v e n zadel zijn a a n g e g e v e n . O p l e g g i n g e n m o e t e n zijn voorzien v a n hijsmogelijkheden. In het b o v e n z a d e l te draaien hijsogen v o l d o e n g o e d , terwijl deze uitwisselbaar zijn en geen b e l e m m e r i n g v o r m e n voor b o v e n de o p l e g gingen aan te brengen w a p e n i n g . V o o r het plaatsen v a n o p l e g g i n g e n onder een reeds a a n w e z i g dek, dienen bijzondere v o o r z i e n i n g e n te w o r d e n g e t r o f f e n . V.2. Stellen en plaatsen V a n de o p l e g g i n g e n m o e t e n het b o v e n - en onderzadel altijd parallel w o r d e n i n g e b o u w d . O p de plaats w a a r de o p l e g g i n g e n moeten w o r d e n i n g e b o u w d , dienen de langs- en d w a r s - a s s e n d o o r de directie te w o r d e n a a n g e g e v e n . Dit geldt ook v o o r de hoogte-ligging v a n de o p l e g g i n g e n . Indien o p l e g g i n g e n niet horizontaal w o r d e n geplaatst, moet m e n rekening h o u d e n met het effect v a n de hoekverdraaiing. Zeer belangrijk is ook de verplaatsingsrichtingen precies aan te g e v e n bij alzijdig en eenzijdig beweegbare opleggingen. Het ondersabelen van o p l e g g i n g e n moet met de grootst mogelijke z o r g g e s c h i e d e n , o m d a t c o n trole o p i n w e n d i g e fouten niet mogelijk is. D e wijze van plaatsen v a n de o p l e g g i n g e n is afhankelijk v a n het feit of de b o v e n b o u w al dan niet reeds a a n w e z i g is. 1. B o v e n b o u w reeds a a n w e z i g (bv. bij s c h u i f m e t h o d e ) . De plaatsing van de o p l e g g i n g gaat als volgt: — b o u c h a r d e r e n v a n de b o v e n b o u w o p de plaats v a n het b o v e n z a d e l — insmeren van het oplegvlak o p de o n d e r b o u w met betonlijm — presenteren o p een pallet v a n de o p l e g g i n g w e l k e is gevat in een rolframe (figuur V . 1 . ) — o p de juiste plaats rollen van het rolframe en de o p l e g g i n g aflaten in de betonlijm (figuur V.2.) — de spleet tussen het b o v e n z a d e l en d e b o v e n b o u w o n d e r s t o p p e n met een c e m e n t g e b o n den mortel. 40 figuur V . 1 . figuur V . 2 . 2. B o v e n b o u w n o g niet a a n w e z i g . De plaatsing v a n de o p l e g g i n g gaat als v o l g t : — bevestiging hijsogen aan het b o v e n z a d e l — plaatsing van de o p l e g g i n g o p de o n d e r b o u w met behulp v a n een kraan — stellen v a n de o p l e g g i n g z o a l s b e s c h r e v e n in paragraaf V . 2 . 1 . of V . 2 . 2 . De wijze v a n stellen v a n de o p l e g g i n g is afhankelijk v a n de g r o o t t e en het g e w i c h t v a n de o p l e g ging en v a n de t o e g e p a s t e o n d e r s a b e l i n g . V e e l v o o r k o m e n d e m e t h o d e n v a n stellen zijn: V.2.1. a. Stellen op w i g g e n De o p l e g g i n g w o r d t o p drie plaatsen o p een paar over elkaar liggende w i g g e n geplaatst (figuur V.3.). D o o r de w i g g e n ten o p z i c h t e v a n elkaar te verplaatsen is de o p l e g g i n g in h o o g t e - r i c h t i n g verstelbaar (figuur V . 4 . ) . 41 plaatsing wiggen onder het onderzadel stelwiggen figuur V.3. figuur V.4. De w i g g e n k u n n e n bestaan uit staal, e p o x y - m o r t e l of polyester-mortel. H o u t e n w i g g e n zijn o n v o l d o e n d e v o r m v a s t o m de o p l e g g i n g zuiver af te stellen en m o g e n d a a r o m niet w o r d e n t o e g e p a s t . A l s d e mortel is verhard m o e t e n de w i g g e n w o r d e n verwijderd, w a a r d o o r de belastingsafdracht volledig via d e o n d e r s a b e l i n g zal p l a a t s v i n d e n . V.2.2. b. Stellen op bouten Bij het betonstorten v a n de o n d e r b o u w w o r d e n ter plaatse v a n het oplegvlak van de o p l e g g i n g drie s c h r o e f h u l z e n ingestort of n a d e r h a n d drie keilbouten i n g e b o o r d . N a d a t de b o u t e n , bijvoorbeeld met behulp v a n een w a t e r p a s t o e s t e l , o p de juiste h o o g t e zijn afg e s t e l d , w o r d t de o p l e g g i n g o p deze b o u t e n geplaatst. M e n dient de s c h r o e f d r a a d v a n de b o u t e n af te s c h e r m e n o m het in aanraking k o m e n met de o n d e r s a b e l i n g te v o o r k o m e n . N a d a t de o p l e g g i n g is o n d e r s a b e l d , m o e t e n d e b o u t e n verder w o r d e n i n g e d r a a i d , w a a r d o o r de belastingsafdracht volledig via de o n d e r s a b e l i n g kan p l a a t s v i n d e n . Indien de o p l e g g i n g rust op aan het o n d e r z a d e l gelaste strippen d a n is het indraaien v a n d e b o u ten na ondersabeling niet n o d i g . B o v e n d i e n k u n n e n bij aangelaste strippen de o p l e g g i n g e n w o r d e n gesteld met d r a a d e i n d e n s t e u n e n d op het o n d e r l i g g e n d e b e t o n met een m o e r onder en b o v e n de strippen (figuur V . 5 . ) . figuur V . 5 . V.3. Ondersabeling V e e l v o o r k o m e n d e m e t h o d e n v a n ondersabeling zijn: V.3.1. a. O n d e r s t o p p e n Bij gefixeerde o p l e g g i n g e n w o r d t met een a a r d v o c h t i g e mortel o n d e r s t o p t . Hiervoor is een mini- 42 male v o e g d i k t e v a n 25 m m noodzakelijk. Uit ervaring blijkt, dat een p r o b l e e m l o z e o n d e r s t o p p i n g s l e c h t s mogelijk is tot een diepte respectievelijk breedte v a n 300 m m . O p l e g g i n g e n m e t een o n d e r z a d e l - d i a m e t e r respectievelijk breedte groter dan 600 m m , m o e t e n v o l g e n s punt V . 4 . o n d e r g o t e n w o r d e n . De v o e g d i k t e m a g niet meer d a n 50 m m b e d r a g e n . V.3.2. b. Ondergieten D e g o e d e g i e t - e i g e n s c h a p p e n en de h o g e druksterkte v a n de v e r s c h i l l e n d e krimpvrije c e m e n t - en k u n s t h a r s m o r t e l s g e v e n een g o e d e a a n p a s s i n g o p g e c o m p l i c e e r d e v l a k k e n . In de o n t w e r p f a s e m o e t met de v o l g e n d e o n d e r s a b e l i n g s d i k t e n rekening w o r d e n g e h o u d e n : o n d e r s a b e l i n g s d i k t e (in m m ) soort mortel c e m e n t g e b o n d e n gietmortel 70 5 - 5 0 kunstharsmortel V.4. 20 - S o o r t e n mortels Er kan o n d e r s c h e i d w o r d e n g e m a a k t t u s s e n het ondergieten met verschillende mortels. V.4.1. Ondergieten met c e m e n t g e b o n d e n gietmortel Voorbereiding: Het b e t o n , ter plaatse van het t o e k o m s t i g e o p l e g v l a k , moet w o r d e n o n t d a a n v a n z o w e l de losse delen als de c e m e n t h u i d . O m w a t e r o n t t r e k k i n g te v o o r k o m e n m o e t het b e t o n ruim v a n te voren w o r d e n n a t g e m a a k t . Nadat de o p l e g g i n g is neergelaten o p de w i g g e n of b o u t e n w o r d t een h o u t e n bekisting gesteld. Deze bekisting moet zo ruim mogelijk b o v e n de o n d e r k a n t v a n de o p l e g g i n g reiken en r o n d o m minimaal 50 m m " r u i m e r s t a a n " d a n de a f m e t i n g e n v a n het o n d e r z a d e l . Dit o m g o e d o n d e r g i e t e n mogelijk te m a k e n . Verwerking: De gietmortel m o e t o p een plaats in de bekisting w o r d e n g e g o t e n w a a r d o o r luchtinsluitingen worden voorkomen. Bij grote of g e c o m p l i c e e r d e v l a k k e n m o e t de gietmortel d o o r middel v a n een slang o n d e r het m i d d e n v a n de o p l e g g i n g w o r d e n g e b r a c h t . Nabehandeling: U i t d r o g i n g van de gietmortel tijdens de verharding m o e t d o o r middel v a n nat h o u d e n of met een c u r i n g c o m p o u n d w o r d e n v o o r k o m e n . Eisen g i e t m o r t e l : D e gietmortel ten b e h o e v e van het ondergieten v a n b r u g - o p l e g g i n g e n m o e t aan de v o l g e n d e eisen v o l d o e n : — krimpvrij, z w e l l i n g tot 1 % is toelaatbaar — sterkte na 24 uur bij 2 0 ° C : druksterkte > 40 N / m m buigtreksterkte > 5,5 N / m m — druksterkte na 7 d a g e n verharding o n d e r water > 75 N / m m — vrij van c h l o r i d e n — vorst- en d o o i z o u t b e s t e n d i g . 2 2 2 V.4.2. Ondergieten met kunstharsmortel K u n s t h a r s m o r t e l s zijn m e e r c o m p o n e n t i g e mortels, veelal o p basis van e p o x y - h a r s . 43 Zij w o r d e n t o e g e p a s t w a n n e e r een h o g e aanvangsterkte is vereist. K u n s t h a r s m o r t e l s k u n n e n in principe o p dezelfde manier w o r d e n verwerkt als c e m e n t g e b o n d e n mortels. D e v e r w e r k i n g van kunstharsmortel is alleen bij d r o o g w e e r mogelijk o p een o n d e r g r o n d met een t e m p e r a t u u r v a n ten minste 5 ° C . De h e c h t i n g aan staal is bijzonder g o e d . V.4.3. Neerlaten in een kunstharsmortetbed O p het oplegvlak w o r d t kunstharsmortel a a n g e b r a c h t w a a r v a n het oppervlak enigszins bol w o r d t afgewerkt. In dit mortelbed w o r d t de o p l e g g i n g geplaatst. De o p l e g g i n g moet d o o r zijn eigen g e w i c h t z o v e r in de mortel z a k k e n , dat de mortel aan alle k a n ten o n d e r de o p l e g g i n g uitwelt (figuur V . 6 . ) . De uiteindelijke dikte van de o n d e r s a b e l i n g heeft m e n niet volledig in de h a n d . Belangrijk is w e l dat de o p l e g g i n g horizontaal in de mortel ligt. figuur V.6. V.5. Neerlaten van de neopreen-potoplegging (40.000 kN) in een kunstharsmortelbed voor de Stichtse brug in rijksweg 27 over het Gooimeer. Plaatsings-toleranties O p l e g g i n g e n m o e t e n in het horizontale vlak z o d a n i g w o r d e n gesteld dat het hart van de o p l e g ging niet meer dan 3 m m afwijkt v a n de juiste positie. De h o o g t e l i g g i n g van een enkele o p l e g g i n g of het g e m i d d e l d e niveau van meerdere o p l e g g i n g e n per s t e u n p u n t m a g , in geval een c o n t i n u e d o o r g a a n d e b o v e n b o u w ter plaatse van het s t e u n p u n t , niet meer afwijken dan 1/10000 v a n de s o m v a n de a a n g r e n z e n d e veldlengtes. M e t dien verstand e dat de h o o g t e l i g g i n g v a n de o p l e g g i n g niet meer dan 5 m m van het juiste niveau m a g a f w i j k e n . 44 VI MONTAGE-AANWIJZINGEN VOOR RUBBER-OPLEGGINGEN VI.1. Positionering R u b b e r - o p l e g g i n g e n w o r d e n bij v o o r k e u r z o o p de o n d e r b o u w geplaatst dat de rotatie v a n de b o v e n b o u w z o veel mogelijk plaatsvindt o m d e lengte-as van de o p l e g g i n g . Hiermee w o r d t bereikt dat de m a x i m a a l toelaatbare hoekverdraaiing z o g r o o t mogelijk kan zijn. Bij ter plaatse gestorte rijdekken w o r d e n o p de t u s s e n s t e u n p u n t e n veelal r e c h t h o e k i g e o p l e g g i n gen t o e g e p a s t (fig. V I . 1 a . ) . In gevallen waarbij de t u s s e n s t e u n p u n t e n bestaan uit ronde k o l o m men w o r d e n bij v o o r k e u r ronde o p l e g g i n g e n t o e g e p a s t . O p de e i n d s t e u n p u n t e n w o r d t o n d e r ter plaatse gestorte rijdekken meestal een " l i j n o p l e g g i n g " g e m a a k t die bestaat uit meerdere o p l e g g i n g e n van beperkte a f m e t i n g e n . O m d a t bij v o o r g e s p a n n e n rijdekken de o p l e g g i n g e n ter plaatse v a n de e i n d s t e u n p u n t e n vrij grote translaties m o e t e n k u n n e n t o e l a t e n , verdient het a a n b e v e l i n g o m bij s c h e v e rijdeklken (o ^ 85 gon) ronde of elliptische o p l e g g i n g e n toe te p a s s e n . (fig. V I . 1b.) a b figuur VI.1. Bij ronde en elliptische o p l e g g i n g e n o n t s t a a t , in tegenstelling tot r e c h t h o e k i g e o p l e g g i n g e n , bij grotere translaties en rotaties een meer gelijkmatige verdeling v a n de s c h u i f s p a n n i n g e n over het oppervlak v a n de o p l e g g i n g . Hierdoor w o r d t het gevaar v o o r opkrullen van de rand v a n de o p l e g g i n g z o veel mogelijk v e r m e d e n en w o r d t een gelijkmatige belastingsafdracht b e w e r k s t e l l i g d . Bij k u n s t w e r k e n w a a r v a n de b o v e n b o u w bestaat uit vooraf vervaardigde liggers w o r d e n meestal rechthoekige en elliptische o p l e g g i n g e n t o e g e p a s t . O m d a t de liggers een o p b u i g i n g (zeeg) h e b ben w o r d e n de o p l e g g i n g e n h a a k s o n d e r d e liggers geplaatst w a a r d o o r de o p l e g g i n g gelijkmatig w o r d t belast en het gedeeltelijk l o s k o m e n v a n de o p l e g g i n g bij rotatie w o r d t v o o r k o m e n (fig. VI.2.). VI.2. Montage O p de b e t o n n e n o n d e r b o u w w o r d t ter plaatse v a n de r u b b e r - o p l e g g i n g een d u n n e laag kunstharsmortel a a n g e b r a c h t w a a r o p de r u b b e r - o p l e g g i n g in de juiste positie w o r d t g e s t e l d . In geval v a n een ter plaatse te storten b o v e n b o u w w o r d t de bekisting o m de o p l e g g i n g a a n g e bracht waarbij het belangrijk is dat de aansluiting o m de o p l e g g i n g w a t e r d i c h t is o m lekkage tijd e n s het b e t o n s t o r t e n te v o o r k o m e n . 45 ^ as steunpunt / f balk figuur VI .2. A l s de b o v e n b o u w bestaat uit vooraf vervaardigde b e t o n n e n balken dan w o r d t vlak v o o r het plaatsen van de balk o p de o p l e g g i n g een d u n n e laag kunstharsmortel o p de o p l e g g i n g a a n g e bracht w a a r o p de balk w o r d t geplaatst. Het enige nadeel v a n de t o e p a s s i n g van kunstharsmortel bij het stellen van r u b b e r - o p l e g g i n g e n is dat de h e c h t i n g v a n d e z e mortel aan het rubber zeer sterk is w a t p r o b l e m e n oplevert bij een e v e n tuele v e r v a n g i n g van de o p l e g g i n g e n . O m dit te v o o r k o m e n kan gebruik w o r d e n g e m a a k t van een c e m e n t g e b o n d e n mortel w a a r v a n de h e c h t i n g ten o p z i c h t e van rubber minder is. figuur VI.3. landhoofd met elliptische Ibis-Vredestein opleggingen. 47 VII ERVARINGEN MET OPLEGGINGEN VIM. Ervaringen met in gebruik g e n o m e n brug-opleggingen Een g o e d o n t w e r p en g o e d e fabricage van o p l e g g i n g e n zijn een vereiste, maar even belangrijk zijn o o k de juiste instelling en de degelijke c o n s t r u c t i e m e t h o d e n van z o w e l de onder- als de b o v e n bouw. G e b r e k e n aan d e o p l e g g i n g e n k u n n e n d o o r een aantal gevallen veroorzaakt w o r d e n , bijvoorbeeld m e c h a n i s c h e s c h a d e als g e v o l g v a n een o n g e v a l , aantasting d o o r c h e m i c a l i e n , r o e s t v o r m i n g o p contactoppervlakken. Waarschijnlijk is de grootste oorzaak v a n het niet juist f u n c t i o n e r e n van de o p l e g g i n g e n te wijten aan de niet juiste afstelling of plaatsing van t e f l o n - o p l e g g i n g e n . Het is een keer v o o r g e k o m e n dat een t e f l o n - o p l e g g i n g o n d e r s t e b o v e n w e r d geplaatst. O o k is w e l v o o r g e k o m e n dat de o p l e g g i n g met de voor-instelling in de verkeerde richting is geplaatst. De z o r g v u l d i g h e i d bij het plaatsen van o p l e g g i n g e n is v a n uiterst b e l a n g . Gebruikelijke o n d e r s a b e l i n g s m i d d e l e n zijn c e m e n t - en k u n s t h a r s m o r t e l . Het is van belang dat het o n d e r s a b e l i n g s m i d d e l , of het zich nu b o v e n of o n d e r de o p l e g g i n g bev i n d t , het gehele oppervlak v a n de o p l e g g i n g bestrijkt. Het is t e v e n s van belang dat er g e e n harde d e l e n , bijvoorbeeld resten v a n de vulling die tijdens de m o n t a g e gebruikt w o r d e n , v o o r k o m e n in de ruimte w a a r het o n d e r s a b e l i n g s m i d d e l m o e t w e r d e n a a n g e b r a c h t . Het soort o n d e r s a b e l i n g s m i d d e l is van invloed o p de p l a a t s i n g s m e t h o d e v a n de o p l e g g i n g , de g r o o t t e van de te vullen ruimte, de sterkte en de b e n o d i g d e verhardingstijd. N o r m a a l zal er heel w a t m o e t e n gebeuren v o o r d a t rubber-opleggingen niet juist f u n c t i o n e r e n . Plaatselijke o v e r b e l a s t i n g , die te wijten is aan bijvoorbeeld ongelijke ligging, kan echter de v e r b i n d i n g tussen het rubber en de staalplaten v e r b r e k e n . T e kleine o n d e r s a b e l i n g e n k u n n e n als g e v o l g van de a f s c h u i f k r a c h t e n , die bij r u b b e r - o p l e g g i n g e n o n t s t a a n , uit elkaar vallen. De o n d e r s a b e l i n g moet d a a r o m een paar centimeter aan elke kant v a n d e o p l e g g i n g uitsteken. Bij gevulcaniseerde rubber-opleggingen k o m t het s o m s voor dat de staalplaten niet precies b o v e n elkaar liggen. Dit veroorzaakt bij belasting v a n de o p l e g g i n g in h o o f d z a a k horizontale krachten waarbij de o p l e g g i n g een (mismaakte) v o r m , o v e r e e n k o m s t i g de foutief liggende staalplaat of staalplaten, a a n n e e m t . Bij het uit elkaar vallen v a n slecht geprepareerde o n d e r s a b e l i n g e n is het een normale zaak dat de o p l e g g i n g e n niet g o e d f u n c t i o n e r e n . Onjuiste doseringen (te veel katalisatormiddel of te w e i n i g water in de c e m e n t g e b o n d e n mortel) heeft een slechte ondersabelingsmortel tot g e v o l g . W a t e r d o o r l a t e n d e (lekkende) v o e g o v e r g a n g e n k u n n e n leiden tot het roesten van de stalen o p l e g gingen. Bij n e o p r e e n - p o t o p l e g g i n g e n waarbij kunststof afdichtingsringen zijn toegepast o n t s t a a n op de lange termijn nogal e e n s p r o b l e m e n als g e v o l g van slijtage aan de P T F E a f d i c h t i n g s r i n g e n . D o o r deze slijtage w o r d t de spleet tussen de ring en het deksel bij s c h e e f s t a n d te groot w a a r d o o r de ringen niet in staat zijn het onder hoge druk staande neopreen tegen te h o u d e n . D e zich als een vloeistof g e d r a g e n d e neopreen w o r d t in z o ' n geval tussen de pot en het deksel uitgeperst. S i n d s 1970 w o r d t o m deze reden uitsluitend n o g m e s s i n g afdichtingsringen t o e g e p a s t . 48 De t o e p a s s i n g v a n rol-opleggingen is reeds a c h t e r h a a l d , o m d a t d e r o l - o p l e g g i n g e n geen zijdelingse b e w e g i n g e n t o e s t a a n . In Duitsland w a r e n bij d e v e r v a n g i n g v a n b r u g - o p l e g g i n g e n de v o l g e n d e verkeersmaatregelen n o d i g : (percentage in v e r h o u d i n g m e t alle gerapporteerde vervangingen) — gesloten verklaringen v o o r het verkeer ± 30% — verkeersbeperkingen ± 40% — geen v e r k e e r s b e p e r k i n g e n of- o n d e r b r e k i n g e n ± 3 0 % . Opmerkingen D e b o v e n g e n o e m d e ervaringen met in bedrijf g e n o m e n b r u g - o p l e g g i n g e n geeft s l e c h t s een klein gedeelte v a n d e tot d u s v e r g e d a n e ervaringen w e e r . D o o r directie B r u g g e n is v o o r k u n s t w e r k e n een uitgebreid i n s p e c t i e - s y s t e e m o n t w i k k e l d waarbij o n d e r andere alle o n d e r d e l e n zoals b r u g - o p l e g g i n g e n , v o e g o v e r g a n g e n e . d . periodiek s y s t e m a tisch zullen w o r d e n gei'nspecteerd. A a n de h a n d v a n de rapportages zal een evaluatie v a n d e d o o r directie B r u g g e n t o e g e p a s t e o p l e g gingen plaatsvinden. VII.2. Binnenland V a n w e g e recentelijk g e c o n s t a t e e r d e s c h a d e tijdens het inspecteren v a n o p l e g g i n g e n v a n kunstw e r k e n is een s a m e n v a t t i n g g e m a a k t v a n d e in d e a f g e l o p e n jaren g e b o u w d e projecten en d e hierin t o e g e p a s t e o p l e g g i n g e n (zie bijlage 8 ) . Bij d e w e e r g a v e w o r d t o n d e r s c h e i d g e m a a k t in het t y p e e n het merk v a n d e o p l e g g i n g e n . N a v o l g e n d w o r d e n een aantal gevallen b e s c h r e v e n v a n k u n s t w e r k e n w a a r tijdens inspecties v a n de o p l e g g i n g e n s c h a d e is g e c o n s t a t e e r d e n o p w e l k e wijze d e o p l e g g i n g e n zijn g e r e n o v e e r d c . q . vervangen. VI 1.2.1. Betonnen kunstwerken a . V a n B r i e n e n o o r d b r u g , noordelijke zij-overspanning, in rijksweg 16 (1963) De t o e g e p a s t e o p l e g g i n g e n zijn v a n het merk K r e u t z . T e n tijde d a t d e brug w e r d o n t w o r p e n w a r e n er n o g geen stalen o p l e g g i n g e n met een teflon glijvlak in d e h a n d e l , z o d a t gebruik w e r d g e m a a k t v a n r o l - o p l e g g i n g e n . Bij een inspectie in 1968 k w a m naar v o r e n , dat er enige rollen w a r e n g e s c h e u r d . Uit een o n d e r z o e k v a n de Nijverheidsorganisatie v o o r T o e g e p a s t N a t u u r w e t e n s c h a p p e l i j k O n derzoek ( T . N . O . ) k w a m vast te staan dat d e oorzaak m o e s t w o r d e n g e z o c h t in s p a n n i n g s c o r rosie e n / o f w a t e r s t o f - o p n a m e . H e t t o e g e p a s t e materiaal blijkt gevoelig te zijn v o o r d e daar heersende agressieve o m g e v i n g . In totaal w e r d e n tien o p l e g g i n g e n v e r n i e u w d . Bij een inspectie in 1981 w e r d o p n i e u w g e c o n s t a t e e r d dat een rol-oplegging w a s g e s c h e u r d . Behalve s p a n n i n g s c o r r o s i e e n / o f w a t e r s t o f - o p n a m e m o e t w o r d e n a a n g e n o m e n dat er, als gevolg v a n d e hoekverdraaiing v a n d e brug in d w a r s r i c h t i n g , een overbelasting o p d e rol heeft plaatsgevonden. O m o o k d e zijdelingse verdraaiing te k u n n e n o p n e m e n w e r d e n drie r o l - o p l e g g i n g e n v e r v a n g e n door rubber-opleggingen. b. K e n n e d y - b r u g M a a s t r i c h t (1966) De b o l s e g m e n t - o p l e g g i n g e n , t o e g e p a s t bij d e 2e b r u g , zijn v a n het merk K r e u t z . In 1977 bleek tijdens het inspecteren v a n d e o p l e g g i n g e n o p het l a n d h o o f d , dat d e afdichting tussen glijplaat e n t u s s e n z a d e l w a s w e g g e d r u k t . Het teflon t u s s e n het b o l s e g m e n t e n de glijplaat had losgelaten e n w e r d naar buiten gewerkt (figuur VI1.1.). V e r d e r w e r d w a a r g e n o m e n dat d e c h r o o m l a a g v a n de glijplaat w a s g e o x y d e e r d . Uit m e t i n g e n tijdens een inspectie is k o m e n vast te staan dat d e verplaatsingen t e n g e v o l g e v a n t e m p e r a t u u r , k r i m p , kruip e n elastische v e r k o r t i n g , groter zijn dan het toelaatbare looptraject van d e t o e g e p a s t e o p l e g g i n g e n . 49 figuur VII.1. Oplegging op het landhoofd, waar het teflon tussen glijplaat en bolsegment uit wordt geperst. Bij verlaging van temperatuur k w a m een gedeelte v a n de teflonschijf over de rand v a n de glijplaat en bij v e r h o g i n g van de temperatuur s c h o o f het teflon naar buiten. In 1979 w e r d e n de acht o p l e g g i n g e n op het l a n d h o o f d v e r v a n g e n en w e r d een n i e u w e glijplaat t e g e n de o u d e a a n g e b r a c h t . De o u d e glijplaat w a s niet te d e m o n t e r e n , o m d a t deze met ingebetonneerde ankers aan de b o v e n b o u w w a s b e v e s t i g d . c. Brug Katerveer in rijksweg 28 over de U s s e l (1967), (figuur VII.2.) De gebruikte b o l s e g m e n t - o p l e g g i n g e n zijn van het merk K r e u t z . Bij een inspectie o p 9 a u g u s t u s 1971 w e r d g e c o n s t a t e e r d dat d o o r een te grote hoekverdraaiing v a n de brug het b o l s e g m e n t v a n de o p l e g g i n g e n aan een zijde a a n l a g . D o o r de hoekverdraaiing w e r d het teflon tussen de glijplaat en het b o l s e g m e n t uitgeperst en tegen de a f d i c h ting g e d u w d , w a a r d o o r deze w a s g e k a n t e l d . De oorzaak moet w o r d e n g e z o c h t in de foutieve voor-instelling v a n het b o v e n z a d e l . A l s g e v o l g hiervan w a s de glijplaat ten o p z i c h t e van het t u s s e n z a d e l teveel naar voren g e s c h o v e n . In 1974 w e r d e n deze o p l e g g i n g e n v e r v a n g e n . Een n i e u w e glijplaat w e r d als spieplaat h o r i z o n taal a a n g e b r a c h t . De o u d e glijplaat bleef evenals de K e n n e d y - b r u g zitten o m d a t deze w a s verankerd in de b o v e n bouw. figuur VII.2. De brug Katerveer in rijksweg 28 over de Ussel. d . Brug Z w o l s e h o e k over het Ketelmeer (1968) D e gebruikte n e o p r e e n - p o t o p l e g g i n g e n zijn v a n het merk G . H . H . Bij een i n s p e c t i e in 1974 w e r d v a s t g e s t e l d dat d e blokkering v a n d e o p l e g g i n g e n o p het noordelijk l a n d h o o f d , bij lage t e m p e r a t u u r , t e g e n het o n d e r z a d e l vastliep. D e z e tijdelijke blokkering w e r d in d e b o u w f a s e gebruikt en w a s bij d e in g e b r u i k n e m i n g van de b r u g niet g e d e m o n t e e r d (figuur VII.3.). T u s s e n d e b l o k k e r i n g e n e n het zadel (onder- e n tussenzadel) zat zoveel ruimte, d a t d e o p l e g ging n o r m a a l h a d k u n n e n f u n c t i o n e r e n . D e na d e m o n t a g e o p g e t r e d e n kruip en krimp moet meer zijn g e w e e s t d a n g e r e k e n d of d e afstelling w a s niet juist u i t g e v o e r d . D e k r a c h t e n , die d o o r d e b l o k k e r i n g o p de ring v a n het o n d e r z a d e l w e r d e n u i t g e o e f e n d , w a r e n z o g r o o t , dat d e ring v e r v o r m d e . De t e f l o n - a f d i c h t i n g w a s o o k v e r v o r m d , w a a r d o o r het n e o p r e e n uit d e p o t w e r d geperst (figuur VII.4.). Tijdens d e in 1979 uitgevoerde inspectie w e r d v a s t g e s t e l d , d a t de s c h u i m r u b b e r - a f d i c h t i n g w e r d w e g g e d r u k t e n dat er s c h e u r e n in het b e t o n a a n w e z i g w a r e n . Bij een v o l g e n d i n s p e c t i e - o n d e r z o e k in 1984 zal w o r d e n n a g e g a a n of de t o e s t a n d v a n de o p l e g gingen aanleiding zal g e v e n tot reparatie c . q . v e r v a n g i n g . figuur VII.3. Het aanlopen van de blokkering van de oplegging van de brug Zwolsehoek over het Ketelmeer. figuur VII.4. Het uitvoeren van de inspectie in 1979; de schuimrubber-afdichting wordt van binnenuit weggedrukt. e. Brug over de Rijn bij Heteren (1972) De gebruikte n e o p r e e n - p o t o p l e g g i n g e n in d e d e u v e l s w e r d e n o n t w o r p e n d o o r d e directie Bruggen. Bij inspectie in 1978 w e r d v a s t g e s t e l d d a t schilfers t e f l o n , g o l f s g e w i j s , t u s s e n d e o p l e g g i n g e n w e r d e n uitgedrukt. 51 Bij het volledig verdwijnen van het teflon z o u d e n de krachten o p de deuvels en d w a r s d r a g e r s z o extreem w o r d e n , dat ernstige s c h a d e k o n o n t s t a a n . D a a r o m w e r d besloten de o p l e g g i n g e n te d e m o n t e r e n en te v e r v a n g e n . De v e r v a n g i n g heeft in 1982 p l a a t s g e v o n d e n . A l s oorzaak van het verschijnsel kan w o r d e n a a n g e m e r k t : — o n n a u w k e u r i g h e d e n tijdens het i n b o u w e n van de d e u v e l s , w a a r d o o r het o n d e r - en b o v e n zadel een c o n s t a n t e hoek van ± 1° met elkaar maakten — een te d u n n e laag teflon v a n 2 m m — het niet v o l k o m e n recht zijn v a n de glijplaat — vervuiling v a n het glijvlak (figuur VII.5.) — o n v o l d o e n d e s m e r i n g t u s s e n het teflon en de glijplaat. figuur VII.5. Het roestvaststalen glijvlak van de deuvels is door vervuiling sterk aangetast. 52 D o o r de t e f l o n v l a k k e n een grotere dikte te g e v e n , te v o o r z i e n v a n smeerkuiltjes en te s m e r e n met s i l i c o n e n v e t is de v e r w a c h t i n g dat het verschijnsel niet meer zal o p t r e d e n . B o v e n d i e n is een a f s c h e r m i n g m e t rubber s l a b b e n a a n g e b r a c h t (figuur VI1.6.). In tegenstelling tot de deuvels v a n de brug bij H e t e r e n , h e b b e n zich bij d e d e u v e l s v a n de brug Katerveer, w a a r d e z e l f d e type o p l e g g i n g e n w e r d e n t o e g e p a s t , geen p r o b l e m e n v o o r g e d a a n . VII.2.2. Stalen k u n s t w e r k e n a . Brug over het Haringvliet bij N u m a n s d o r p (1956) De r o l - o p l e g g i n g e n v a n deze b r u g zijn v a n het merk K r e u t z . Bij het i n s p e c t e r e n v a n de brug in 1958 en in 1960, w e r d v a s t g e s t e l d dat bij diverse o p l e g g i n g e n de rollen w a r e n afgeplat en ter plaatse van de leidstrippen w a r e n a f g e b r o k k e l d (figuur VII.7.). figuur VII.7. Rol-oplegging waarvan de middengeleiding afbrokkelt. figuur VII.8. Er w e r d e n uitgebreide t e m p e r a t u u r m e t i n g e n verricht o m vast te stellen of d o o r ongelijkmatig o p w a r m e n v a n de b r u g zijdelingse krachten o p d e o p l e g g i n g e n z o u d e n o n t s t a a n . Het a a n l o p e n z o u v e r h o l p e n k u n n e n w o r d e n d o o r de speling t u s s e n de leidstrippen en de rol te vergroten. In een gezamenlijke inspectie met d e f i r m a Kreutz w e r d v a s t g e s t e l d dat het a f b r o k k e l e n zich langzaam stabiliseerde. In v e r b a n d met het afplatten van de rollen w e r d g e c o n t r o l e e r d of verticaal geen overbelasting o p t r a d . De b e l a s t i n g s v e r h o g i n g bleek niet meer dan 5 % te b e d r a g e n , h e t g e e n ruim b i n n e n het toelaatbare is. 53 Er w e r d besloten o m alle o p l e g g i n g e n regelmatig, q u a stand en b e s c h a d i g i n g , te c o n t r o l e r e n en na te gaan of het z o g e n a a m d e " a a n l i g g e n " van de rollen zich o p den duur z o u o p h e f f e n . Bij een uitgebreide inspectie van de o p l e g g i n g e n in 1982 is v a s t g e s t e l d dat de t o e s t a n d z i c h min of meer heeft gestabiliseerd. b. G a l e c o p p e r b r u g I en II in rijksweg 12, over het A m s t e r d a m - R i j n k a n a a l (1970 - 1976) De t o e g e p a s t e o p l e g g i n g e n zijn v a n het merk G . H . H . G a l e c o p p e r b r u g I. Bij deze brug zijn z o w e l rol- als t r e k - d r u k - o p l e g g i n g e n t o e g e p a s t . Tijdens een inspectie is vastgesteld dat t w e e t r e k - d r u k - o p l e g g i n g e n nabij de p y l o o n , niet g o e d functioneerden. Het teflon w o r d t t u s s e n het b r o n z e n glijblok en de roestvast stalen plaat van het b o v e n z a d e l uitgewalst. V o o r dit verschijnsel zijn een aantal o o r z a k e n aan te w i j z e n , namelijk: — ongelijke belastingsverdeling w a a r d o o r het scharnierpunt van de o p l e g g i n g vastzit en de hoekverdraaiingen van de langsligger niet d o o r de o p l e g g i n g k u n n e n w o r d e n g e v o l g d — d o o r de c o n s t r u c t i e v a n de o p l e g g i n g is het niet mogelijk dwarsrotatie o p te n e m e n (figuur VII.9.) — een niet juiste afstelling tijdens de m o n t a g e . Trek-druk oplegging: alzijdig beweegbaar eenzijdig roteerbaar. figuur VII.9. Er w o r d t nagegaan of het mogelijk is een inspectie uit te v o e r e n , waarbij de o p l e g g i n g ± 1 c m w o r d t opgevijzeld. Een andere mogelijkheid is eerst een aantal metingen aan de o p l e g g i n g e n te verrichten met een meetklok en te controleren of g e e n rotatie in lengterichting v a n de brug plaatsvindt. Dit w o r d t g e d a a n o m vast te stellen of renovatie c . q . v e r v a n g i n g noodzakelijk is en o m de urgentie v a n een eventuele v e r v a n g i n g te b e p a l e n . W a n n e e r uitstel niet v e r a n t w o o r d blijkt zal de o p l e g g i n g n o g in 1984 w o r d e n v e r v a n g e n d o o r een t r e k - d r u k - o p l e g g i n g met een alzijdig bolscharnier (Gelenklager). G a l e c o p p e r b r u g II De t o e g e p a s t e o p l e g g i n g e n bij deze brug v a n het merk G . H . H . zijn neopreen-pot en trek-drukopleggingen. De trek-druk-opleggingen (figuur VII. 10.) zijn voorzien van een bolscharnier (Gelenklager) en o m de verticale speling d o o r slijtage van het teflon op het glijvlak te v o o r k o m e n is de t u s s e n ruimte nastelbaar uitgevoerd met een s p i e . lager teflon Trek-druk-oplegging: alzijdig beweegbaar alzijdig roteerbaar. figuur VII.10. Tijdens de inspecties zijn geen n o e m e n s w a a r d i g e p r o b l e m e n g e c o n s t a t e e r d . Bij een stel eenzijdige b e w e e g b a r e n e o p r e e n - p o t o p l e g g i n g e n is echter o p g e m e r k t , dat de t o e gepaste glijstrippen, z o g e n a a m d e D U - s t r i p p e n in de geleiding naar buiten s c h u i v e n . Deze D U - s t r i p p e n zijn o p g e b o u w d uit een v e r k o p e r d e staalstrip bedekt met een laag p o r e u s z i n k b r o n s w a a r v a n de porien o p g e v u l d w o r d e n met een legering van P T F E en l o o d . Het laat z i c h aanzien dat de o o r z a a k te wijten is aan een v e r h o o g d e w r i j v i n g s w e e r s t a n d e n / o f het loslaten v a n de lijm v o o r de bevestiging v a n de D U - s t r i p p e n . In v e r b a n d met de d a a r d o o r o p t r e d e n d e grotere speling is besloten o m tot renovatie van de o p l e g g i n g e n over te g a a n . De renovatie zal bestaan uit het d e m o n t e r e n v a n de o p l e g g i n g e n en het v e r v a n g e n v a n de D U strippen d o o r a l u m i n i u m b r o n z e n s t r i p p e n , w a a r n a de o p l e g g i n g e n o p n i e u w w o r d e n geplaatst. Noordelijke en zuidelijke K r e e k r a k b r u g en de brug in rijksweg 258 over het Rijnkanaal (1971) Schelde- De o p l e g g i n g e n , gebruikt v o o r d e z e b r u g g e n , zijn v a n het merk G . H . H . Noordelijke brug Tijdens inspecties w e r d bij deze b r u g g e n w a a r g e n o m e n , dat de hierin v e r w e r k t e t r e k - d r u k - o p l e g g i n g e n , die zijn v o o r z i e n v a n G e l e n k l a g e r s , speling v e r t o n e n . De oorzaak m o e t w o r d e n g e z o c h t in het feit dat de o p l e g g i n g e n v o o r t d u r e n d in b e w e g i n g zijn, g e c o m b i n e e r d met een w i s s e l e n d e belasting ten g e v o l g e van d e mobiele b e l a s t i n g e n . H i e r d o o r treedt slijtage o p ter plaatse v a n de c o n t a c t v l a k k e n , t u s s e n het staal en de t e f l o n p l a t e n . D o o r de brug plaatselijk te ballasten, zijn de p e r m a n e n t e trekbelastingen ten g e v o l g e v a n het eigen g e w i c h t v e r e f f e n d , w a a r d o o r de o p l e g g i n g e n k o n d e n w o r d e n g e d e m o n t e e r d ter v e r v a n g i n g v a n de t e f l o n p l a t e n . In s o m m i g e gevallen waren de smeerkuiltjes van de teflonplaten v o l k o m e n vervuild en o p a n dere plaatsen volledig v e r d w e n e n (figuur VII.11.). De renovatie is in mei 1982 u i t g e v o e r d . Zuidelijke brug Bij inspectie v a n de zuidelijke brug heeft men g e c o n s t a t e e r d dat de t r e k - d r u k - o p l e g g i n g e n (figuur VII.12.) speling h a d d e n . De oorzaak w a s de slijtage ten g e v o l g e v a n w i s s e l e n d e b e l a s t i n g e n . Er w e r d v a s t g e s t e l d dat de o p l e g g i n g e n n o g juist f u n c t i o n e e r d e n en niet b l o k k e e r d e n of aanliepen. De d e m o n t a g e heeft o p dezelfde wijze p l a a t s g e v o n d e n als bij de noordelijke brug (door middel van het plaatselijk ballasten). Over de verwijderde teflonplaten valt o p te m e r k e n , dat deze aan d e o n d e r k a n t v a n het glijblok het sterkst w a r e n g e s l e t e n . V a n de oorspronkelijke dikte 4,5 m m w a r e n de platen afgesleten tot 2,8 m m e n 3,7 m m . D e diepte v a n d e inkamering bedraagt 2 , 5 m m z o d a t een renovatie o p korte termijn noodzakelijk w a s . Dit ter v o o r k o m i n g dat het teflon tot o p het b r o n z e n blok z o u wegslijten. De renovatie heeft p l a a t s g e v o n d e n in n o v e m b e r 1982. 55 figuur VII.11. Vier verwijderde PTFE-platen waarvan de smeerkuiltjes plaatselijk geheel waren weggesleten. figuur VII.12. Trek-druk-oplegging van het merk G . H . H . d . Brug over de Eendracht bij V o s s e m e e r (1974) D e hierbij t o e g e p a s t e o p l e g g i n g e n zijn v a n het merk K r e u t z . O p de l a n d h o o f d e n nabij de o p l e g g i n g e n w o r d t d o o r jeugd regelmatig brand g e s t o o k t . De rub ber afdichting is v e r b r a n d . D o o r de hoge temperaturen zijn de o p l e g g i n g e n en de v o o r s p a n b o u t e n v o o r de bevestiging b e s c h a d i g d (figuur VII.13.). V e r d e r is w a a r g e n o m e n dat er w e i n i g speling a a n w e z i g is t u s s e n het b o v e n z a d e l en de veran keringsplaat, w a a r d o o r de o p l e g g i n g de hoekverdraaiingen niet volledig kan v o l g e n . figuur VII.13. Oplegging van het merk Kreutz op het landhoofd waarvan de rubber schorten zijn verbrand. In het begin v a n 1984 zal een uitgebreide inspectie v a n de o p l e g g i n g e n p l a a t s v i n d e n . De o p l e g gingen w o r d e n d a n vrij-gevijzeld. W a n n e e r blijkt d a t ernstige b e s c h a d i g i n g e n a a n w e z i g zijn, zal d e renovatie c . q . v e r v a n g i n g n o g in het zelfde jaar p l a a t s v i n d e n . O m herhaling te v o o r k o men zal o p d e l a n d h o o f d e n een a f s c h e r m i n g v o o r d e o p l e g g i n g e n w o r d e n geplaatst. e. Brug over de Lek bij Hagestein (1976) D e bij d e z e brug v e r w e r k t e b o l s e g m e n t - o p l e g g i n g e n zijn v a n het merk K r e u t z . Doordat d e z e brug nogal slap is, krijgen d e o p l e g g i n g e n o n d e r mobiele belasting een relatief grote hoekverdraaiing en d a a r d o o r een grote horizontale v e r p l a a t s i n g . figuur VII.14 Bij het vaste s t e u n p u n t loopt d e b e g r e n z i n g v a n d e glijplaat t e g e n het o n d e r z a d e l aan (figuur VII. 14.). W a n n e e r d e o p l e g g i n g verdraait s c h r a a p t d e b e g r e n z i n g van het b o v e n z a d e l over het onderzadel e n veroorzaakt een " k r a k e n d " g e l u i d . Er is v o o r a l s n o g geen slijtage w a a r g e n o m e n en heeft het " k r a k e n " geen aanleiding g e g e v e n o m tot het n e m e n v a n maatregelen over te g a a n . f. Brug over het kanaal bij S a s van Gent (1968) De t o e g e p a s t e r u b b e r - o p l e g g i n g e n zijn v a n het merk Ibis-Vredestein. D o o r een aanvaring v a n d e b e t o n n e n zij-overspanning t u s s e n pijler 3 en 4 , m o e s t e n d e rubberopleggingen worden vervangen. De o p l e g g i n g e n zijn d o o r d e aanvaring niet over het b e t o n v a n o n d e r k a n t brug e n pijler vers c h o v e n , maar in het geheel a f g e s c h o v e n e n o p g e k r u l d (figuur VII.15.). Bij enkele o p l e g g i n g e n v a n deze brug is te zien dat d e h e c h t k r a c h t v a n kunstharsmortel a a n het rubber s a m e n m e t de wrijvingskracht uit de verticale belasting groter is dan d e h e c h t k r a c h t v a n de 3 m m g e v u l c a n i s e e r d e n e o p r e e n l a a g o p d e verzinkte staalplaat. Bij andere o p l e g g i n g e n blijkt dat de o n d e r s a b e l i n g zich heeft g e h e c h t aan het rubber, maar niet aan de b e t o n n e n o n d e r b o u w . Bij het corrigeren v a n de o p l e g g i n g in een later s t a d i u m bestaat dan o o k d e k a n s , dat tijdens het vijzelen d e o p l e g g i n g aan d e o n d e r b o u w blijft kleven e n b e 57 s c h a d i g i n g e n o p l o o p t . Het is d a a r o m beter o m bij het o n d e r s a b e l e n gebruik te m a k e n van een g o e d e kwaliteit o n d e r s a b e l i n g s m o r t e l in plaats v a n k u n s t h a r s m o r t e l . figuur VII.15. Oplegging onder de brug vandaan geschoven en daardoor totaal misvormd. VII.3. Buitenland Brug over de M a i n bij H o c h h e i m (1964) De t o e g e p a s t e C o r r o w e l d rol-opleggingen zijn van het type G . H . H . N a de b o u w in 1964 zijn er met regelmatige t u s s e n p o z e n m e t i n g e n g e d a a n van de zettingen van de o n d e r b o u w , die zich — naar m e n d a c h t — in 1968 h a d d e n gestabiliseerd en binnen de toleranties v a n de m e e t n a u w k e u righeid b l e v e n . D e v e r s c h u i v i n g , ontstaan d o o r deze z e t t i n g e n , b e d r o e g de halve l o o p w e g van de o p l e g g i n g . Bij d e m a x i m u m in rekening g e b r a c h t e temperatuur z o u er n o g g e n o e g l o o p w e g v o o r de o p l e g g i n g a a n w e z i g zijn. In de z o m e r v a n 1973 w a s het in het R i j n - M a i n - g e b i e d g e d u r e n d e een relatief lange periode zeer w a r m . De d a a r m e e bij s t e u n p u n t 7 gepaard g a a n d e horizontale verplaatsingen waren groter d a n m e n veronderstelde, w a a r d o o r de rol van de onderplaat is gerold en de bovenplaat is w e g g e d r u k t (figuur VII.16.). zakking bovenbouw diepte voeg figuur VII.16. 58 D e brug kreeg ter plaatse v a n s t e u n p u n t 7 een z a k k i n g v a n 36 m m . T e r v o o r k o m i n g v a n dergelijke calamiteiten m o e t , bij het d i m e n s i o n e r e n v a n o p l e g g i n g e n , ervan w o r d e n u i t g e g a a n , dat de brug zich niet altijd gedraagt zoals in de berekening w o r d t g e s c h e m a t i seerd. Er k u n n e n o n v o o r z i e n e verplaatsingen en h o e k v e r d r a a i i n g e n o p t r e d e n en d a a r o m m o e t een ruime veiligheid w o r d e n i n g e b o u w d . Bij c o n t r o l e - m e t i n g e n m o e t gebruik w o r d e n g e m a a k t v a n m e e t g e r e e d s c h a p met een geringe maatafwijking. G e g e v e n s o n t l e e n d aan B e t o n - u n d S t a h l b e t o n b a u 72e j a a r g a n g , januari 1977. VII.4. Het inspecteren van o p l e g g i n g e n A a n d a c h t s g e b i e d e n bij het inspecteren v a n o p l e g g i n g e n zijn: — de o n d e r s a b e l i n g en d e verankering respectievelijk b o u t v e r b i n d i n g e n ; — de vrije b e w e g i n g e n van de c o n s t r u c t i e s (hierbij te letten o p corrosie of vervuiling); — de s t a n d v a n de b e w e e g b a r e o p l e g g i n g e n (hiervoor tijdens de m e t i n g e n o o k de temperatuur v a n de b o v e n b o u w c o n s t r u c t i e , z o w e l aan de b o v e n - en onderzijde, vaststellen); — het g o e d blijven d r a g e n onder de mobiele b e l a s t i n g . S p e c i f i e k e c o n t r o l e bij: a. teflon-opleggingen — vertonen de a f d i c h t i n g e n g e b r e k e n ? — is er merkbare slijtage aan het teflon te c o n s t a t e r e n ? b. rubber-opleggingen — zitten er s c h e u r e n in de n e o p r e e n mantel v a n de o p l e g g i n g ? (bij n a t u u r r u b b e r - o p l e g g i n g e n is de mantel 3 m m dik); — zitten er s c h e u r e n in het n e o p r e e n ? (bij o p l e g g i n g e n , geheel uit n e o p r e e n vervaardigd); — ligt de o p l e g g i n g overal g o e d aan? — is de h o e k , w a a r o n d e r de o p l e g g i n g staat bij d e o p t r e d e n d e temperatuur n o g juist? Het inspecteren v a n o p l e g g i n g e n , als essentieel onderdeel v a n de brug is in het a l g e m e e n een zaak die in het verleden o n v o l d o e n d e a a n d a c h t k r e e g . Bij inspecties v a n o p l e g g i n g e n o p rivierpijlers van stalen b r u g g e n kan veelal gebruik w o r d e n g e m a a k t v a n de v e r f w a g e n . B e t o n n e n b r u g g e n h e b b e n geen v e r f w a g e n , z o d a t de o p l e g g i n g e n v a n d e rivierpijlers vanuit een bootje of v a n bovenaf gei'nspecteerd m o e t e n w o r d e n . De o p l e g g i n g e n o p de pijlers in d e u i t e r w a a r d e n , k u n n e n met een ladder of h o o g w e r k e r w o r d e n gei'nspecteerd; de l a n d h o o f d e n zijn meestal direct bereikbaar. Het gebruik m a k e n v a n een h o o g w e r k e r in de uiterwaarden heeft als nadeel dat nogal e e n s s c h a d e ontstaat a a n de u i t e r w a a r d e n , zelfs als er rijplaten w o r d e n gebruikt. Het m o n t e r e n v a n ladders of klim-ijzers langs de pijlers stuit e v e n e e n s o p b e z w a r e n , o m d a t de jeugd en k w a a d w i l l i g e n deze o o k zullen k u n n e n g e b r u i k e n . In het a l g e m e e n kan w o r d e n g e z e g d , dat in veel gevallen d e o p l e g g i n g e n moeilijk bereikbaar zijn; dit geldt o o k v o o r v i a d u c t e n en fly-overs (bijvoorbeeld: Kleinpolderplein). Dit had en heeft tot g e v o l g , dat tot heden de o p l e g g i n g e n o n v o l d o e n d e of helemaal niet w e r d e n gei'nspecteerd. T h a n s maakt m e n d a a r o m steeds meer gebruik van i n s p e c t i e w a g e n s (laagwerkers). VII.5. De levensduur van opleggingen O m o n d e r s c h e i d te k u n n e n m a k e n in de levensduur v a n de verschillende t y p e n o p l e g g i n g e n , w o r den deze gesplitst i n : — klassieke stalen o p l e g g i n g e n ; — teflon-opleggingen; — rubber-opleggingen. O v e r de l e v e n s d u u r v a n klassieke stalen o p l e g g i n g e n , v o o r z o w e l de b e t o n n e n als de stalen b r u g 59 gen is te z e g g e n dat zich in de l o o p v a n de tijd w e i n i g p r o b l e m e n hebben v o o r g e d a a n o p dit gebied. Enerzijds ligt hieraan de veel grotere stijfheid van de oudere b r u g c o n s t r u c t i e s ten g r o n d s l a g en anderzijds de relatief grote b o u w h o o g t e v a n de o p l e g g i n g e n . A l s gevolg v a n de grotere b o u w h o o g t e is de gevoeligheid v o o r ongelijke belastingsverdeling kleiner. Het b o v e n s t a a n d b e s c h o u w e n d e kan w o r d e n gesteld dat de klassieke stalen o p l e g g i n g e n over het a l g e m e e n de levensduur van de brug h e b b e n . De seriematig g e m a a k t e t e f l o n - o p l e g g i n g e n zijn o n d a n k s de vele v o o r d e l e n zoals de lagere b o u w h o o g t e , de geringere m a s s a en de daaraan v e r b o n d e n e c o n o m i s c h e v o o r d e l e n gevoeliger dan de vroeger t o e g e p a s t e o p l e g g i n g e n . D e f a c t o r e n , die de levensduur v a n de m o d e r n e o p l e g g i n g e n in negatieve zin z o u d e n k u n n e n bei'nvloeden zijn: — d e v e r o u d e r i n g van het teflon (gedurende 15 jaar ervaring met dit materiaal is het inzicht in de factoren die de verandering bevorderen n o g onvolledig); — de afdichtingen M e n dient er op te r e k e n e n , dat de t e f l o n - o p l e g g i n g e n globaal g e n o m e n g e d u r e n d e de levensduur v a n de k u n s t w e r k e n enkele malen v o o r revisie m o e t e n w o r d e n g e d e m o n t e e r d . Het is daaro m zaak, dat tussen onderkant brug en b o v e n k a n t pijlers c . q . l a n d h o o f d e n vijzelpunten a a n w e z i g zijn, die het mogelijk m a k e n de o p l e g g i n g e n vrij te vijzelen en te d e m o n t e r e n . Bij stalen k u n s t w e r k e n w o r d e n deze vijzelpunten bij het o n t w e r p v a n het kunstwerk a u t o m a t i s c h meegenomen. Bij b e t o n n e n k u n s t w e r k e n w o r d e n , met het o o g o p de estetica, over het a l g e m e e n geen vijzelp u n t e n in de constructie i n g e b o u w d . Bij het o n t w e r p w o r d t echter w e l rekening g e h o u d e n met de mogelijkheid tot vijzelen. Vijzelen kan bijvoorbeeld g e s c h i e d e n o p het l a n d h o o f d en t u s s e n b o v e n kant pijler en onderkant v a n de b o v e n b o u w v a n het k u n s t w e r k . W a n n e e r v o l d o e n d e oppervlak a a n w e z i g is kan met platte vijzels ( z o g e n a a m d e d r u k d o z e n ) w o r d e n gevijzeld. Rubber-opleggingen De a s p e c t e n , die bepalend zijn v o o r de levensduur v a n natuurrubber-opleggingen of n e o p r e e n o p l e g g i n g e n zijn: — de v e r o u d e r i n g ; — de vulcanisering v a n n e o p r e e n op staal. Natuurrubber is v e r o u d e r i n g s g e v o e l i g w a n n e e r het in aanraking komt met licht en lucht. De n a t u u r r u b b e r - o p l e g g i n g e n zijn d a a r o m als b e s c h e r m i n g tegen verouderingsverschijnselen, o m h u l d met een laag neopreen v a n 3 m m dikte. Er zijn diverse o n d e r z o e k e n g e d a a n naar veroudering v a n n e o p r e e n . D e resultaten van deze o n d e r z o e k e n w a r e n g u n s t i g . D e z e o p l e g g i n g e n w o r d e n hoofdzakelijk gebruikt voor b e t o n n e n b r u g g e n . D e zekerheid dat het materiaal o n d e r belasting de levensduur van een brug benadert, is n o g niet gegeven. figuur VII.17. Rubber oplegging op het landhoofd onder de stalen brug bij Beek in rijksweg 75. Bij d e stalen brug te B e e k , in rijksweg 7 5 , over het s p o o r w e g - e m p l a c e m e n t , zijn r u b b e r - o p l e g g i n g e n t o e g e p a s t met een m a x i m a l e belasting v a n 7.000 k N (figuur VII.17.). T o t h e d e n is het resultaat g o e d . D e z e brug w e r d in 1968 in gebruik g e n o m e n . Bij het uitwisselen van r u b b e r - o p l e g g i n g e n zijn dezelfde a s p e c t e n te o n d e r k e n n e n als bij teflonopleggingen. VII.6. C o n c l u s i e s en aanbevelingen De m o d e r n e o p l e g g i n g e n h e b b e n als v o o r d e e l dat zij g e m a a k t k u n n e n w o r d e n van t e c h n i s c h e verbeterde m a t e r i a l e n , w a a r d o o r zij g e s c h i k t zijn o m z o w e l d e o p t r e d e n d e belastingen o p te nem e n a l s m e d e de b e n o d i g d e b e w e g i n g e n en rotaties toe te laten. R e g e l m a t i g e inspectie v a n de o p l e g g i n g e n is noodzakelijk o p d a t elk mogelijk gebrek w o r d t ontdekt v o o r d a t er ernstige s c h a d e ontstaat. Er m o e t e n v o l d o e n d e en p a s s e n d e maatregelen w o r d e n genomen. D e kosten v o o r o n d e r h o u d , reparatie en v e r v a n g i n g k u n n e n in v e r h o u d i n g met de stichtingsk o s t e n erg h o o g zijn, vooral bij w e g e n w a a r o v e r z w a a r en veel verkeer rijdt. Er kan niet g e n o e g benadrukt w o r d e n dat de z o r g v u l d i g h e i d bij de instelling v a n t e f l o n - o p l e g g i n g e n v a n het g r o o t s t e b e l a n g is. O n n a u w k e u r i g e of onjuiste instelling is in de meeste gevallen de h o o f d o o r z a a k v a n het niet g o e d f u n c t i o n e r e n v a n deze o p l e g g i n g e n . Bij ter plaatse gestorte of v o o r g e s p a n n e n b e t o n n e n b r u g g e n is het noodzakelijk o m als g e v o l g v a n het min of meer grillige gedrag v a n b e t o n (krimp en kruip) o m bij het bepalen van de a f m e t i n g e n v a n de glijplaat v o l d o e n d e reserve in te b o u w e n . M e e r kennis v a n het v e r v o r m i n g s g e d r a g , o o k o p de lange termijn, v a n in gebruik g e n o m e n b r u g g e n is een noodzakelijk vereiste. Internationale s a m e n w e r k i n g o p dit g e b i e d is ten zeerste aan te bevelen. 61 VIII NIEUWE ONTWIKKELINGEN Een n i e u w e o n t w i k k e l i n g o p het gebied v a n b r u g - o p l e g g i n g e n is het d o o r de firma P r o c e q o n t w i k kelde R e s t o n " K r a f t m e s s l a g e r " . Deze o p l e g g i n g is een n e o p r e e n - p o t o p l e g g i n g v o o r z i e n v a n apparatuur ( o . a . hydrometer), w a a r d o o r het mogelijk is de o p t r e d e n d e oplegreactie te m e t e n (figuur VIII.1.). Het meet principe van de k r a c h t m e e t o p l e g g i n g bestaat hieruit, dat de h y d r o s t a t i s c h e druk, die in directe relatie tot de belasting staat v a n de neopreenschijf, w o r d t g e m e t e n . De druk w o r d t in een electrisch signaal o m g e z e t en o p de via een s t e k e r d o o s a a n g e s l o t e n indicator als kracht in k N afgelezen (figuur VIII.2. >. i ty/w:•/////# \ : ( I vY \ \ \ \ electrische leiding \ neopreen \ hydrometer figuur VIII.1. D o o r het i n b o u w e n van het instrumentarium w o r d t de b o u w h o o g t e ± 30 m m hoger d a n de s t a n daarduitvoering. figuur VIII.2. Neopreen-potoplegging van het merk Reston met de stekerdoos voor aansluiting belastingsmeetapparatuur. D e o p l e g g i n g w o r d t fabrieksmatig geijkt, met een z o g e n a a m d e k-factor, aan de h a n d v a n de karakteristieke w a a r d e n v a n de o p l e g g i n g . De k-factor staat v e r m e l d op het type-plaatje v a n de o p l e g g i n g ; na instelling v a n de k-factor op de indicator kan de belastingswaarde in k N digitaal w o r d e n afgelezen (figuur VIII.3.). 62 figuur VIII.3. De belasting meten met een indicator van een neopreen-potoplegging merk Reston. Bij directie B r u g g e n zijn deze o p l e g g i n g e n v o o r het eerst t o e g e p a s t bij de brug in rijksweg 77 over d e b o c h t a f s n i j d i n g in de M a a s bij B o x m e e r . K r a c h t m e e t o p l e g g i n g e n zijn t o e g e p a s t o n d e r d e zuidelijke kokerligger van de b r u g , o p de s t e u n p u n t e n 8 en 9, met het doel o m inzicht te krijgen in de werkelijk o p t r e d e n d e oplegreacties tijdens de b o u w f a s e en d e g e b r u i k s f a s e . VIII.1. M e t i n g e n in de b o u w f a s e — Bij de brug over de M a a s bij B o x m e e r w o r d t tijdens het steigerloos u i t b o u w e n vanaf s t e u n p u n t 9 elk aanzetstuk d o o r vier b e t o n n e n h u l p s t e u n p u n t e n en t w e e k r a c h t m e e t o p l e g g i n g e n o n dersteund. D o o r het m e t e n v a n d e oplegreacties tijdens het u i t b o u w e n w o r d t inzicht verkregen in de verdeling v a n de belasting over de h u l p s t e u n p u n t e n en de o p l e g g i n g e n . — Tijdens het m a k e n v a n de v e r b i n d i n g v a n het s c h u i f g e d e e l t e met het u i t b o u w g e d e e l t e zullen metingen v a n de oplegreacties bij s t e u n p u n t 8 w o r d e n verricht (figuur VIII.4.). — Behalve de g e n o e m d e m e t i n g e n zullen n o g een a a n t a l , hier niet met n a m e g e n o e m d e , metingen w o r d e n verricht. VIII.2. M e t i n g e n in de gebruiksfase D e staalafdeling v a n directie B r u g g e n is bezig met een o n d e r z o e k dat er o p is gericht meer inzicht te krijgen in d e f a c t o r e n en o m s t a n d i g h e d e n die b e p a l e n d zijn v o o r de l e v e n s d u u r van de b r u g - o p legging. signaal kabels figuur VIII.4. 63 Uit praktijkervaring is reeds g e b l e k e n dat niet zozeer de grootte v a n de belasting dan w e l de b e lastingsfluctuaties de levensduur v a n de o p l e g g i n g in belangrijke mate bei'nvloeden. In v e r b a n d met dit o n d e r z o e k zal een p r o g r a m m a van c o n t i n u e - m e t i n g e n w o r d e n o p g e z e t . D e resultaten van deze metingen kunnen o o k w o r d e n gebruikt ter verificatie van de berekende oplegreacties. T e n b e h o e v e v a n de te verrichten metingen is in de kokerligger tussen beide s t e u n p u n t e n een kast a a n g e b r a c h t waarin de m e e t a p p a r a t u u r , w a a r o n d e r een millivolt recorder, staat o p g e s t e l d . IX BEREKENINGEN VAN DE OPLEGGINGEN IX.0. Algemeen De berekening v a n een o p l e g g i n g dient te g e s c h i e d e n v o l g e n s een rekenwijze w a a r v a n kan w o r d e n a a n g e t o o n d , dat d e z e tot b e t r o u w b a r e resultaten leidt v o o r het g e k o z e n t y p e o p l e g g i n g en d e t o e g e p a s t e materiaalsoorten en -kwaliteiten. M e n m a g a a n n e m e n , dat de juistheid van de rekenwijze is a a n g e t o o n d , indien dit is g e b l e k e n uit t o e p a s s i n g e n in het verleden of indien het een en ander is g e b a s e e r d o p l a b o r a t o r i u m p r o e v e n . T e n aanzien v a n het d i m e n s i o n e r e n v a n o p l e g g i n g e n v o l g e n hieronder enkele r e k e n v o o r b e e l d e n v a n t e f l o n - o p l e g g i n g e n en r u b b e r - o p l e g g i n g e n . IX.1. Berekening van een b o l s e g m e n t - o p l e g g i n g A l s v o o r b e e l d w o r d t berekend een eenzijdig b e w e e g b a r e o p l e g g i n g . De materialen v o l d o e n aan de in h o o f d s t u k IV.3. o m s c h r e v e n e i s e n . De glijplaat en het o n d e r z a d e l w o r d e n v e r v a a r d i g d uit Fe 360 D. Het b o l s e g m e n t w o r d t vervaardigd uit Fe 510 D. IX.1.1. Hoofdafmetingen i _. ,j 1i -' l /// "/ _— ^ a. TJ a TJ = 1160 = 840 g = 1022 b d i i d d 1 b = 0 1000 = 790 195,5 tm = 1 = 1050 86 tb = 67 tg = = 102 t t 5 = 2 = tv dp 0 P mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm 65 IX.1.2. Belastingen De o p l e g g i n g moet w o r d e n berekend o p de belastingen en v e r v o r m i n g e n zoals v e r m e l d in de betreffende " i n v u l s t a a t t . b . v . het bestellen v a n t e f l o n - o p l e g g i n g e n " (bijlage 5). T e n b e h o e v e v a n het r e k e n v o o r b e e l d is hieronder een resume g e g e v e n van de o p de betreffende o p l e g g i n g w e r k e n d e belastingen en v e r v o r m i n g e n . D e b o l s e g m e n t - o p l e g g i n g moet aan de v o l g e n d e belastingen en r a n d v o o r w a a r d e n v o l d o e n . 10.000 k N . V m a x (maximale verticale belasting) V j (minimale verticale belasting) 6.000 k N . (maximale horizontale dwarsbelasting) 1.000 k N . " Hy (toelaatbare hoekverdraaiing) 0,017 r a d . - (P (horizontale langsverplaatsing b o v e n b o u w ) 100 m m . - e (horizontale d w a r s v e r p l a a t s i n g b o v e n b o u w ) 5 mm. v (zwaartepunt a f s t a n d ; v a n o n d e r k a n t brug 3.250 m m . - y tot zwaartelijn van de brug) — b o v e n b o u w : g r i n d b e t o n B 37,5 — o n d e r b o u w : g r i n d b e t o n B 30 m n x e 0 IX. 1.3. Te controleren onderdelen V a n de b o l s e g m e n t - o p l e g g i n g e n w o r d e n de v o l g e n d e onderdelen r e k e n k u n d i g g e c o n t r o l e e r d : — horizontale verplaatsing d o o r h o e k v e r d r a a i i n g , — de d r u k k e n op de P T F E - v l a k k e n , — de d r u k k e n o p de b e t o n n e n onder- en b o v e n b o u w , — de b u i g s p a n n i n g e n in onder- en b o v e n z a d e l , — o p n a m e horizontaalkracht d o o r g e l e i d i n g , — a f m e t i n g e n v a n de glijplaat, — w e e r s t a n d tegen het wegglijden van de o p l e g g i n g . IX.1.4. A f k o r t i n g e n gebruikt in de tekst V o o r zover niet uit de tekst blijkt, w o r d e n de v o l g e n d e afkortingen gebruikt. res\/ x + H resulterende horizontaalkracht, H horizontale langskracht t . g . v . wrijving, H horizontale d w a r s k r a c h t , H H 2 2 y x y e' horizontale verplaatsing van de o p l e g g i n g d o o r hoekverdraaiing (t.g.v. verschil in z w a a r t e punt a f s t a n d y en straal b o l s e g m e n t r ), ecp horizontale verplaatsing van b o v e n z a d e l t . g . v . h o e k v e r d r a a i i n g . d diameter b o l s e g m e n t , d fictieve diameter glijplaat, d diameter o n d e r z a d e l , dp diameter P T F E - s c h i j f , 0 b D g 0 u. p w r i j v i n g s w e e r s t a n d P T F E / a u s t e n i t i s c h roestvast staal (afhankelijk v a n druk) bij T = — 3 5 ° C . vlaktedruk o in N / m m p c wrijvingscoefficient j j 2 10 20 0,06 0,04 30 45 60 0,03 0,025 0,02 p Mbs w r i j v i n g s w e e r s t a n d b e t o n / s t a a l = 0,5 i? veiligheidsfactor t e g e n glijden = 1,5 IX.1.5. 66 Toelaatbare s p a n n i n g e n — toelaatbare b e t o n s p a n n i n g e n h o o f d s t u k III.2.3. - V O S B 1963 ( N E N 1008) en T G B 1972-staal ( N E N 3850) toelaatbare s t a a l s p a n n i n g e n — toelaatbare P T F E - s p a n n i n g e n — toelaatbare n e o p r e e n s p a n n i n g e n (wanneer geheel omsloten) IX. 1.6. h o o f d s t u k IV.3.4. h o o f d s t u k IV.3.10. Bepaling van de resulterende horizontaalkracht H H r e s I T I I v x = M p • m a x = 0,04 • 10000 = 400 k N . Hres = V 2 H + H x 2 y = V 400 2 + 1000 2 ^ = 1077 k N . r H x \ \ iV- i i I IX.1.7. B e n o d i g d e v e r s c h u i v i n g s w e g door horizontaalverplaatsing (verplaatsing door verschil in z w a a r t e p u n t afstand y en straal b o l s e g m e n t r bij een hoekverdraaiing cp ). 0 e' IX.1.8. = cp • [ r - ( y + t + t + t + t ) ] = 0,017 • [ 1200 - (3250 + 67 + 2 + 5 + 86) ] = 37,6 m m . b 0 g S p a n n i n g e n in het Doorsnede d mm. W p v p v a n de b o v e n s t e P T F E - l a a g a l s m e d e de projectie v a n de o n d e r s t e P T F E - l a a g is 790 p dp 2 dp 3 " 790 2 = 4902 • 10 V 2 790 3 = 48404 • 10 mm 3 2 mm 3 32 Gemiddelde PTFE-drukspanning o ° g b PTFE-vlak n = 32 P D 10000 • 10 n = 4902 • 10 p g wordt: 3 = 20,4 N / m m 2 <rJ 2 p c = 25 N / m m . 2 M a x i m a l e P T F E - d r u k s p a nning O p m IL wordt: L 3 o = a V + m a x ' ' r p - 20 4 + 10000 • 10 • 0,04 • 1200 48404 • 10 30,3 N / m m IX.1.9. 2 < o p r = 40 N / m m r 3 2 Verplaatsing op het PTFE-vlak van het b o l s e g m e n t t.o.v. het onderzadel door verdraaiing e = tgcp • r v Doorsnede d b b = 0,017 • 1200 = 20,4 m m . v a n het b o l s e g m e n t : d = dp + 2 • ecp = 790 + 2 • 20,4 = 830,8 m m . te n e m e n d = 840 m m . b b 67 IX.1.10. Belastingen op de betonnen b o v e n b o u w V o o r de vergelijkingsdiameter d v a n de glijplaat kan een m i n i m u m spreiding van 3 0 ° w o r d e n a a n gehouden ) g 1 max . d neem d = dp + 2 • t g \f g 3 = 790 + 2 • 67 \f 3 = 1022 m m . is 1000 m m . g d bovenbouw g glijplaat 1000 2 = 785 • 10 3 mm V 2 30° W b g y 3 = - H - • d 32 = — • 32 g a 1000 3 3 = 98175 • 10 mm? dP G e m i d d e l d e s p a n n i n g o p de b e t o n n e n b o v e n b o u w : grindbeton B 37,5: o b c 0,75 • f ' 0,75 • 30 bk ' = bolsegment = 18,8 N / m m 2 1,2 V °bgg - 10000 • 10 n 785 • 10 A 9 b l 3 = 3 12,7 N / m m 2 < r j ' = 18,8 N / m m ? b c M a x i m a l e s p a n n i n g op de b e t o n n e n b o v e n b o u w grindbeton B 37,5: o ' f k' 30 y 1,2 b = 25N/mm? b r °bbm = O b b • Hp • r + g + H b • t, y < d b r ' = 25 N / m m ? Wbc 1 12 7 + = 3 3 0 0 0 0 - 1 0 ' 0,04 • 1200 + 1000.10 • 195,5 98175.10 IX.1.11. = 3 19,6 N / m m ? < 25 N / m m ? Buigspanning in de glijplaat Bij r = y dp w o r d t : M d 2 r Q = V2 d n 1 ~X r 1000 P= Mgg= n Vz d min 3 0 ° ' ^ 1,26 790 °bbg • ( % dp) " " ; U r U p 2 r + 0,54 (1,54 + 0,83 • 2 2 P + 6,16 • P • In p ) 2 12,7 • (% - 7 9 0 ) r 16 [ 2-4. 2 P + p 1,3 • [ 2 - 4 - ^ 2 1,26 + (1,54 + 0,83 • 1,26 2 j 1 3 1 2 6 2 ' ' ' 0,54 + 1,26 2 2 + 6,16 • 1,26 • In 1,26) ] = 762.10 2 Nmm/mm 1) Overeenkomstig Britse norm BS 5400, Sectie 9.1, 1983, zie normlijst. 2 » Literatuurlijst [15] G i r k m a n n " F l a c h e n t r a g w e r k e " Kapitel V " T h e o r i e der e i n g e s p a n n t e n Kreisringplatten". 68 O M n b b . ( 1/ m 2 )2 d = m ^ 2 ft 2 - 4 • L L 16 O C 2 (1,54 + 0,83 • 1,26 2 6,16 • 2 P • In 0 ) 1 J 2 ,+ 2 2 p + (1,54 + 0,83 • 2 0,54 0,54 19,6 • (V4 • 7 9 0 ) ^ 2„ - 4 „ • ,1,26 16 L W ' P\ • ++ PP 1 , 3 + 1,3 • 1,26 0,54 + 1,26 + 6,16 • 1,26 2 2 • In 1,26) J = 1175.10 2 Nmm/mm 3 t a 9 = - ^ L = — — = 748,2 m m / m m i . 6 6 G e m i d d e l d e b u i g s p a n n i n g in de glijplaat: 0- M = 99 W 9 9 7 = 6 2 , 1 0 2 = 102 N / m m ? < o d = 160 N / m m ? d = 160 N / m m 748,2 t g M a x i m a l e b u i g s p a n n i n g in glijplaat: o. M = n 9 W 9 IX.1.12. m 1 = 1 7 5 1 0 2 = 157 N / m m 2 < o 2 748,2 t g Belastingen o p de betonnen o n d e r b o u w Diameter o n d e r z a d e l d A b 0 W b o 0 = 1000 m m . u p = 0,04 = —— • d 4 2 = — • 4 1000 2 = 785 • 10 mm? = — . 32 3 = 1000 3 = 98175 • 10 mm? d 3 3 32 G e m i d d e l d e s p a n n i n g o p de b e t o n n e n o n d e r b o u w : grindbeton B 3 0 : o V Obog m a b c ' = 7 5 °' 10000-10 x A 7 = °' ^ 1 2 4 = 12,7 N / m m ? < 6 785 • 10 b 0 f b k = 15 N / m m ? 3 = = ' ' = b 15 N / m m ? 3 Maximale spanning op de betonnen onderbouw: f b k grindbeton B 30: o ' = b r 2 = y _ Obom r _ = o b o g + Vmax ' Hp ' b + w „ _ , = 12,7 + 4 = 20 N / m m ? 1,2 Hy • t ? m ^ o , b r M / _ _ a = 20 N / m m ? b o 3 3 10000-10 • 0,04 • 1200 + 1000-10 • 195,5 — 98175 • 10 / , = 19,6 N / m m ? < 20 N / m m ? 1 Q C M / 2 o n M 2 3 Opmerking: In gevallen waarin de betonkwaliteit v a n de o n d e r b o u w lager is dan die van de bov e n b o u w k a n , indien d < d , de c o n t r o l e v a n de b e t o n s p a n n i n g e n in de b o v e n b o u w a c h t e r w e g e blijven. 0 g 69 IX.1.13. Buigspanning in het onderzadel _do_ 1000 = dp D M o 790 o = g boB-oid p 16 r p . 2 4 . 1,3 • ft y 0,54 + 12,7 • (% • 7 9 0 ) ^ „ 2 1 > 2 6 ? 1 • ( /2 dp) 2 [ 2 - 4 • 16 2 L j" •(% • 79W 16 2 4 2 p 1 2 6 = 0 (t - 2,5) 0 2 = , (102-2,5) : 762 • 10 W IX.1.14. 6,16 2 P • In P) 2 2 • In 1,26) ] • (1,54 + 0,83 • 2 2 2 Nmm/mm. 2 P + 6,16 • P • In 0 ) 1 J 2 1,26 + 6,16 • 1,26 = 762 • 10 2 2 • In 1,26) J = 1175 • 10 2 Nmm/mm. cen „ , = 1650 m m / m m ! 3 2 2 < o d = 160 N / m m ? = 71,21 N / m m ? < d d = 1650 0 o + 2 1,3 • 1,26 + = 46,18 N / m m M ^ 0,54 + 2 2 p 6 o g W 3 ' 0,54 + p a 1,26 + 6,16 • 1,26 L 6 M 2 1 + (1,54 + 0,83 • 1,26 W ft 0,54 + (1,54 + 0,83 • 1,26 19,6 (1,54 + 0,83 • 2 + 16 °bom 2 + 1175-10 m 2 160 N / m m ? 1650 0 Het o p n e m e n van de horizontaalkracht door de oplegging Er zijn verschillende m e t h o d e n o m de horizontaalgeleiding te bevestigen aan de glijplaat; in dit g e val w o r d t de verbinding gelast. L e n g t e geleiding o n d e r z a d e l : Ut = 2 V 2 500 - 450 2 = 435 m m . Controle contactspanning 1000 • 10 °d = 3 = 86,8 N / m m ? < o d = 160 N / m m ? 435 • 2 6 , 5 60 Las horizontaal g e l e i d i n g : A, a s = 520 • 80 - 500 - 6 0 = 11600 mm? 1 IO CO' GELEIDING k10. 3 w las 1 520 • 8 0 - 500 • 6 0 3 329667 mm? 80 • 6 > Literatuurlijst [15] G i r k m a n n " F l a c h e n t r a g w e r k e " Kapitel V " T h e o r i e der e i n g e s p a n n t e n Kreisringplatten". 70 3 1000 • 10 • 36,75 o, = a s = 111,5 N / m m 2 < o = 160 N / m m ? d 329667 1000 • 1 0 T las = v IX.1.15. a s = 86,2 N / m m ? < f , = 0,58 • 160 = 93 N / m m ? as 11600 0"v las = o , 3 P V = 0,85 V °las 2 + 3 T, 2 a s 111,5* + 3 • 8 6 , 2 2 = 158 N / m m K 6 | v = 1,2 • 160 = 192 N / m m ? a s Veiligheid met betrekking tot glijden van de o p l e g g i n g D e veiligheid t e g e n glijden w o r d t bepaald bij d e kleinste verticale belasting en de m a x i m a l e horizontale b e l a s t i n g . wrijvingscoefficient beton/staal u = 0,5 veiligheid t e g e n glijden ^ 1,5 D S V Q = m i n H IX.2. • Mb. . 3 6000-10 -0,5 1077 • 10 r e s = 2 8 8 > 1 5 3 Berekening van een n e o p r e e n - p o t o p l e g g i n g A l s v o o r b e e l d is een berekening o p g e s t e l d v o o r een eenzijdig b e w e e g b a r e o p l e g g i n g . Deze o p l e g g i n g is g e s c h i k t voor dezelfde belastingen en r a n d v o o r w a a r d e n als gesteld o n d e r IX.1.2. De n e o p r e e n - p o t o p l e g g i n g e n w o r d e n v e r v a a r d i g d uit de staalkwaliteit Fe 510 D. IX.2.1. Hoofdafmetingen I I /// IJ Q. T3 "III \\\ '}} i1 i b b 9 b d dp 0 d r = = = = = = 50 950 720 920 720 850 mm mm mm mm mm mm t h i h 2 I t t m g g d a = 183,5 = 5,5 = 13,5 =1130 = 48 = 62 mm. mm. mm. mm. mm. mm. t t t t t n 0 r s v = = = = = 49 20 69 4,5 2 mm. mm. mm. mm. mm. 71 IX.2.2. Te controleren onderdelen V a n de n e o p r e e n - p o t o p l e g g i n g e n w o r d e n gewoonlijk de v o l g e n d e o n d e r d e l e n r e k e n k u n d i g gecontroleerd. — de d r u k k e n o p het n e o p r e e n , — de ring v a n de pot, — de d r u k k e n o p b e t o n n e n o n d e r - en b o v e n b o u w , — d e d r u k k e n o p het t e f l o n , — o p n a m e horizontaalkracht d o o r geleiding, — a f m e t i n g e n t u s s e n zadel en glijplaat, — w e e r s t a n d tegen wegglijden v a n de o p l e g g i n g . IX.2.3. Bepaling van de resulterende horizontaalkracht H H H x t . g . v . de wrijving: x = Mp • V Hres = V IX.2.4. r e s m a x H 2 x = 0,04 • 10000 = 400 k N . + H 2 = \ / y 400 2 + 1000 2 = 1077 k N . S p a n n i n g in de neopreenschijf 3 10000 • 10 • 4 On = d IX.2.5. 2 n 2 tt = 24,6 N / m m ? < o n = 25 N / m m ? 720 • n R e a c t i e m o m e n t van de neopreenschijf T e n b e h o e v e van de berekening v a n het r e a c t i e m o m e n t w o r d t de parameter d g e i n t r o d u c e e r d . a is een parameter, afhankelijk van d / t en is t o e p a s b a a r v o o r een temperatuursbereik v a n — 3 0 ° C tot + 7 0 ° C . De t u s s e n w a a r d e n k u n n e n lineair w o r d e n geinterpoleerd. n n n d /t n a n M n * N/mm 2 n 10 15 20 7,50 17,00 50,00 3 n = 1,3 • ( a • tgcp + 0,005 • o ) • d = 1,3 • (16,4 • 0,017 + 0,005 • 24,6) • 7 2 0 = 194865 • 10 N m m . n n veiligheidsfactor 1,3 n 3 3 IX.2.6. Controle belasting van het tussenzadel op de ring B e p a l i n g v a n de maten xi, en x i . v . m . de rotatie van het t u s s e n z a d e l . Tolerantie v o o r de m i n i m u m maat v a n xi, = 5 m m . en een veiligheid van 1,5 t.o.v. m a x i m u m rotatie cp. 2 X! = 1,5 • • tg cp + 5 = 14,18 m m . te n e m e n xi, = 14 m m . Tolerantie v o o r de m i n i m u m maat v a n x = 10 m m . bij een m a x i m u m rotatie: 2 xt = • tg cp + 10 = 0,017 + 10 = 16,12 m m . te n e m e n xo = 16 m m . 2 2 B e p a l i n g aanleg vlak t u s s e n r i n g en t u s s e n z a d e l : V o o r de p a r a b o l i s c h e lastenverdeling over de ring m o e t een f a c t o r v a n 1,5 w o r d e n a a n g e h o u d e n . o = 240 N / m m ? d 1,5 • H 1,5 • 1077 • 10 = _: 22 = — d •d 720 • 240 3 r e s s n = 9,34 m m . te n e m e n s = 10 m m . d De s c h u i f k r a c h t d o o r h o r i z o n t a a l k r a c h t e n per lengte e e n h e i d : T h 1,5-H = — d 1 , 5 - 1077 • 10 = — r e s 3 „.,...., = 2244 N / m m . 720 n D r u k s p a n n i n g t u s s e n ring en t u s s e n z a d e l : o IX.2.7. T. 2244 —^- = — - = s 10 = r d 224,4 N / m m ? < o d = 240 N / m m ? T r e k s p a n n i n g in de ring o o o is de t o t a a l s p a n n i n g in de ring, is de s p a n n i n g in de ring d o o r h y d r o s t a t i s c h e druk v a n het n e o p r e e n , is de s p a n n i n g in de ring t . g . v . de horizontaalkracht T . r r n t r t n Bij de b e r e k e n i n g w o r d t het m e e w e r k e n v a n de onderplaat buiten b e s c h o u w i n g g e l a t e n , z o d a t : Or = Omt o n + •t O r t • d n 2 • b •t r = H n r 24,6 • 49 • 720 2-65-69 IX.2.8. r e s 2 • b • t r + r 1077 • 10 3 = g g 6 + m / [ = 2 1 6 y N / m m ? < o d = 240 N / m m ? 2-65-69 Controle lasnaad tussen de ring en de b o d e m p l a a t Tsommatie a, a — T n + T n is lasnaaddikte binnen (10 m m . ) is lasnaaddikte buiten ( 9 m m . ) u Schuifkracht door neopreendruk: T = o n n •t n = 24,6 • 49 = 1203,4 N / m m ' . Vi T c T„ S o m m a t i e v a n de schuif k r a c h t e n : T s = T h + T n = 2244 + 1203,4 = 3447 N / m m l 73 M o m e n t t.g.v. T : n M = T h h • (t s + — - n if) ) = 2244 • (49 + - ^ - ) = 121,2 • 10 3 Nmm/mm! S p a n n i n g in d e lasnaden per lengte-eenheid w o r d t : — Binnenlasnaad. Oppervlakte las per lengte-eenheid b i n n e n : 2 1 A j = 1 • a; = 12 m m / m m . — Buitenlasnaad. Oppervlakte las per lengte-eenheid b u i t e n : . A d + 2 • b n = u 720 + 2 • 65 r -• a d u „ .„ „ , 11 = 13,0 m m / m m . 2 = 1 720 n Totale lasoppervlak per l e n g t e - e e n h e i d : A, = A, + A a s 2 1 = 12 + 13 = 25 m m / m m . u S p a n n i n g in de l a s n a a d : M = Oias b 121,2 • 10 n " = = 155,4 N / m m ? < d • Aj r 3 d = 240 N / m m ? 65 • 12 Schuifspanning: T Tlas 3447 —— = = = 137,8 N / m m ? < f , as = 0,58 • 240 = 139 N / m m ? A| 25 Vergelijkingsspanning: a s ° v las = P V = 0,85 V IX.2.9. 0, 2 a s + 3 • T, 155,4 2 2 = 242 N / m m ? < o | v a s = 1,2 • 240 = 288 N / m m ? Controle van de bodemplaat D e dikte v a n de b o d e m p l a a t t plaat d 0 0 m o e t tenminste — ! — v a n de d o o r s n e d e v a n de b o d e m 50 zijn en minimaal 12 m m b e d r a g e n . 0 d t 920 Q = = 50 IX.2.10. 2 a s + 3 • 137,8 = 18,4 m m . te n e m e n t n = 20 m m . 50 C o n t r o l e van de ringhoogte Minimale ringhoogte: (met veiligheid v a n 1,5 t . o . v . cp) tr = t „ + 1,5 • 74 tQ <p • - j - + s = 4 9 + 1,5 • 0,017 • + 10 = 68,18 m m . < t r = 69 m m . IX.2.11. Belastingen op de betonnen onder- en b o v e n b o u w -Onderbouw. W e e r s t a n d s m o m e n t v a n de b o d e m p l a a t : ( d is de w e r k z a m e d o o r s n e d e ) : 0 W = — 32 b o 3 •d = — . 32 0 920 3 3 = 76448 • 10 m m 3 G e m i d d e l d e b e t o n d r u k s p a n n i n g o p de o n d e r b o u w : g r i n d b e t o n B 30: o ' = 15 N / m m ? ( h o o f d s t u k IX.1.12.) b c 3 Vmax • 4 °bog 10000 • 10 • 4 - , = 2 d 2 0 9 2 0 • Tt • rt 15,0 N / m m ? < o b c = 15 N / m m ? M a x i m a l e b e t o n d r u k s p a n n i n g o p de o n d e r b o u w : g r i n d b e t o n B 3 0 : o ' = 20 N / m m ? ( h o o f d s t u k IX.1.12.) b r H Obom = o b o g + r e s • <to + t s + n y* ) w M ^ —^< + w b o 3 1077 • 10 • (20 + 49 + = 15,0 + 76448 • 10 _ n °—-S — 1 o , b c . b o / 10) 2 194865 • 10 + 3 = 15,0 + 3,59 = 18,6 N / m m ? < ... = 20 N / m m ? 76448 • 10 3 3 20 N / m m ? — Bovenbouw. 1 > Fictieve diameter d g v a n het belastingsvlak tussen b o v e n z a d e l en b o v e n b o u w : _ r d g = dp + 2 V 3 • t Het fictieve w e e r s t a n d s m o m e n t W TT Wbg = d 32 • 9 3 "A = 934 m m . g 934 = 3 b g is: 3 = 79990 • 10 mm? 32 G e m i d d e l d e b e t o n d r u k s p a n n i n g o p de b o v e n b o u w : g r i n d b e t o n B 3 7 , 5 : o ' = 18,8 N / m m ? ( h o o f d s t u k IX.1.10.) b c 3 10000 • 10 • 4 Vmax ' 4 °bbg 14,6 N / m m ? < o b c ' = 18,8 N / m m ? 2 934 • n M a x i m a l e b e t o n d r u k s p a n n i n g o p de b o v e n b o u w : . g r i n d b e t o n B 3 7 , 5 : o ' = 25 N / m m ? ( h o o f d s t u k IX.1.10.) b r + °bbm - °bbg = 14,6 + H r e s . t ( g + t s + t v + t - m d bc = 2 5 N / m m w.bg Wb, 3 1077 • 10 • (62 + 2 + 2 , 5 + 48 79990 • 10 _ , + 3 % 10) + 194865 • 10 79990 • 10 3 3 = 14,6 + 3,9 = 18,5 N / m m ? < 25 N / m m ? D S p r e i d i n g o v e r e e n k o m s t i g Britse n o r m B S 5400, S e c t i e 9 . 1 , 1983, zie normenlijst. 75 IX.2.12. Buiging van de bodemplaat d maat x = —2 d 0 r 900 - = 850 o M = 25 m m . I L B u i g e n d m o m e n t in oversteek b o d e m p l a a t per lengte-eenheid: M o = o 2 b o • - 4 - = 18,6 • - ^ - = 5812,5 N m m / m m ! 2 2 m 2 W 0 t 20 = - ° _= 6 6 2 66,7 m r r v V m m ! B u i g s p a n n i n g in de b o d e m p l a a t o n d e r z a d e l : M 0 W 0 5812,5 87,2 N / m m ? IX.2.13. < d = 240 N / m m ? d 66,7 S p a n n i n g in h e t P T F E d o o r s n e d e P T F E ( d ) = 720 m m . breedte geleiding onder ( b ) = 50 m m . p g Oppervlakte P T F E : Ap dp = 2 - b g •d 720 p 2 - 3 50 • 720 = 371 • 1 0 mm? Weerstandsmoment PTFE: W p dp ; b = 2 g 7 2 Q 3 32 _ 720 • 5 0 2 = 3 6 3 4 4 . l f J 3 m m ? 32 De g e m i d d e l d e P T F E - d r u k s p a n n i n g V 10000 • 1 0 m a x = ° g P | 3 = 26,9 N / m m ? ~ o = 25 N/mm? p c De maximale P T F E - d r u k s p a n n i n g : o p m = o p g + H r e s ( \ > + t v ) +J^L< W 3 = 26,9 + 1077 • 1 0 • (62 + 2) 36344 • 1 0 IX.2.14. + 3 = 2 6 , 9 + 7,26 = 3 4 , 2 N / m m ? o p r = 40 N / m m ? r < 194865 • 1 0 3 36344 • 1 0 3 40 N / m m ? Controle van de horizontaalgeleiding Bij d e berekening w o r d t geen rekening g e h o u d e n met d e wrijving t u s s e n het P T F E en de glijplaat. De drukverdeling w o r d t gelijkmatig a a n g e n o m e n . 76 r.v.st. plaat tussenzadel \ teflon go V h o o g t e geleiding is 25 m m . lengte geleiding is 760 m m . breedte geleiding o n d e r is 50 m m . b o u t d i a m e t e r . (inbus) aantal b o u t e n . is 5,5 m m . is 13,5 m m . is 14 mm. „ v o o r b o u t e n M 1 8 is 75 k N . bgb breedte geleiding b o v e n . t dikte P T F E - s c h i j f is 5 m m . t dikte roestvaststalen glijplaat 2 m m . p v S p a n n i n g t u s s e n geleiding en t u s s e n z a d e l : o d o = — I g 1 = • h 0 0 0 1 3 ' ° = 239,2 N / m m ? < d d = 240 N / m m ? 760 • 5,5 g 1 S p a n n i n g t u s s e n geleiding en glijplaat: H o d b = 1000 • 10 v * I g • h „ _ ... , . _ = 97,5 N / m m ? < o = d b ... ... , = 100 N / m m ? 760 • 13,5 g 2 M o m e n t in de g e l e i d i n g : M = H • 7 +^-) d 3 = H y 3 y = 1000 • 10 • ( - ^ 5 - + 7 + - I M ) 2 2 • h g 3 3 = 1000 • 10 • 16,5 6 = 16,5 • 1 0 N m m . Bepaling b o u t b e l a s t i n g : . T m a x = ^ n • b = g o 1 6 ' 5 • ' 9-50 2 3 = 73,3 • 10 N < T = 75-10 3 N. IX.2.15. M a x i m a l e buigspanning in het tussenzadel ( o ) t m ): M i n i m a l e dikte tussenzadel (t tdmin = t — ( h + h o o g t e inkassing t . b . v . P T F E - s c h i j f ) = 48 - (5,5 + 2,5) = 40 m m . m i n d d g 1 n momentarm ai = h '9 g2 + t d m jn 2 25 - 10 +40 = 53,3 m m . M t •1 = H • (d n - 53,3 3 = v 1000 • 10 • n • d) • t ; 2 d 3 26625 • 10 N m m . (720 - m i n 9 • 18) • 3 9 2 = 141,5 • 10 3 mm 3 M a x i m a l e b u i g s p a n n i n g in t u s s e n z a d e l : M W IX.2.16. t m 26625 • 10 t i 141,5 • 10 n 3 3 = 188 N / m m M a x i m a l e buigspanning in de glijplaat (o 2 g m < o d = 240 N / m m ? ) d l L g mm = t g - h g 4 = 62 - dp g g = dp + 2 • t g m i n \f dg • tg mm u W g mm l 2 3 = 720 + 2 • 48 • \f 886 • 4 8 3 = 886 m m 2 340224 mm? J A c E CM CO X —r 78 6 3° 14 = 48 m m . Bij een spreiding onder 3 0 ° w o r d t d : d c 9 is m e e w e r k e n d e plaatlengte. g y 1 v f 1 >• Maximale buigspanning door verzwakte doorsnede t.p.v. geleiding. a = 2 M g t = 62 - g = H y °gb = 3 •a M Wg = 55,3 m m . 2 3 = 1000 • 10 • 55,3 = 55300 • 10 N m m . 55300 • 10 r 3 = 162 N / m m ? < o d = 240 N / m m ? 340224 m i n T r e k s p a n n i n g in de glijplaat: 1000 • 10 Og, 3 = 2 • d g •t g m i n = 12 N / m m ? < o d = 240 N / m m ? 2 • 886 • 48 M a x i m u m o p t r e d e n d e s p a n n i n g in glijplaat: ° g m = ° g b + ° g t = 162 + 12 = 174 N / m m IX.2.17. 2 < d d = 240 N / m m ? Veiligheid met betrekking tot glijden van de o p l e g g i n g De veiligheid t e g e n glijden w o r d t bepaald bij de kleinste verticale belasting en de m a x i m a l e horizontale b e l a s t i n g . wrijvingscoefficient beton/staal u veiligheid t e g e n glijden tf > 1,5 b s = 0,5 3 • Mbs tf = H IX.3. r 6000 • 10 • 0,5 1077 • 10 2,79 > 1,5 3 Berekening van een ronde rubber-oplegging A l s v o o r b e e l d is g e n o m e n de o p l e g g i n g v a n de brug over de M a a s bij W e l l , s t e u n p u n t 17 IX.3.1. Hoofdafmetingen d t t w tm n = 825 m m . = 20 m m . = 86 m m . = 110 m m . = 4 lagen. 79 IX.3.2. Belastingen D e o p l e g g i n g m o e t w o r d e n berekend o p de belastingen en v e r v o r m i n g e n zoals v e r m e l d in de betreffende " i n v u l s t a a t t . b . v . het bestellen v a n r u b b e r - o p l e g g i n g e n " (bijlage 6). T e n b e h o e v e v a n het rekenvoorbeeld is hieronder een resume g e g e v e n v a n de o p de betreffende o p l e g g i n g w e r k e n d e belastingen en v e r v o r m i n g e n . D e r u b b e r - o p l e g g i n g m o e t de v o l g e n d e belastingen k u n n e n o p n e m e n en de v e r v o r m i n g e n k u n nen v o l g e n (maximale verticale belasting) (minimale verticale belasting) (maximale horizontale belasting in x-richting) (maximale horizontale belasting in y-richting) (maximaal o p t r e d e n d e hoekverdraaiing) Vmax Vmin - H x - H y - <P - e IX.3.3. (optredende horizontale langsverplaatsing b o v e n b o u w ) (optredende horizontale d w a r s v e r p l a a t s i n g b o v e n b o u w ) (translatie t . g . v . horizontale belasting) x e - v e 8130 k N . 4450 k N . - kN. - kN. 0,0022 rad H 45 m m . — mm. — mm. V o o r w a a r d e n , te stellen aan rubber-opleggingen Bij d i m e n s i o n e r i n g van een r u b b e r - o p l e g g i n g m o e t minimaal aan de v o l g e n d e v o o r w a a r d e n w o r den voldaan. — de g e m i d d e l d e vlaktedruk o p de b e t o n c o n s t r u c t i e d v g < o b c ' — d e m a x i m a a l o p t r e d e n d e i n w e n d i g e s c h u i f s p a n n i n g , t . g . v . verticale belasting ( T ) , horizontale verplaatsing (T„), hoekverdraaiing (T^) en u i t w e n d i g e horizontaalbelasting ( T ) , waarbij als eis w o r d t g e s t e l d , dat • T + T < 0,70 • G . v h h E • T v > T e + Tcp Tjp + T < 5 • G — de w e r k e n d e r u b b e r h o o g t e t < 0,25 d • T v + T e + H w — de m a x i m a a l toelaatbare hoekverdraaiing o m gedeeltelijk l o s k o m e n van de o p l e g g i n g te v o o r k o m e n cp > c p o p t r e d e n d — kantelzekerheid in relatie tot de minimale belasting — veiligheid tegen glijden t? ^ 1,5 IX.3.4. A f k o r t i n g e n gebruikt in de tekst V o o r zover niet uit de tekst blijkt, w o r d e n de v o l g e n d e afkortingen gebruikt. maximale verticale belasting minimale verticale belasting Vmin horizontale belasting in x-richting H horizontale belasting in y-richting Hy G glijdingsmodulus Vmax x Ej A t t n C w 80 ideele elasticiteitsmodulus, v o o r ronde o p l e g g i n g e n geldt Ej = oppervlak van de o p l e g g i n g werkende rubberhoogte laagdikte rubber aantal rubberlagen v o l u m e - c o m p r e s s i e m o d u l u s (1000 N / m m ? ) wrijvingscoefficient b e t o n / r u b b e r = 0,3 y s c h e e f s t a n d d o o r horizontale v e r p l a a t s i n g , tg y = e d m a x i m a a l o p t r e d e n d e hoekverdraaiing horizontale verplaatsing t . g . v . o p g e l e g d e v e r v o r m i n g diameter v a n de o p l e g g i n g e + eu — t... IX.3.5. Bepaling d o o r s n e d e van de oplegging Onderbouw. g r i n d b e t o n B 3 0 : o ' = 15 N / m m ? ( h o o f d s t u k III.2.3.) Gemiddelde vlaktedruk: b c o v q = 4 V m a i rt • d x 4 = : 8 2 1 3 0 1 • ° It • 8 2 5 3 = 15,2 N / m m ? ~ d b c ' = 15 N / m m ? 2 M i n i m a l e vlaktedruk: 4-Vmin Oymin = TT • d IX.3.6. 4-4450-10 — = 3 . . . . . . = 8,2 N / m m ? 2 n • 825 De maximale i n w e n d i g e 2 schuifspanningen A l s v o o r b e e l d is in d e berekening gebruik g e m a a k t v a n e e n n a t u u r r u b b e r - o p l e g g i n g m e t hardheid 60° S h o r e - A en een neopreen omhulling van 3 m m . Uit d e grafiek in bijlage 7 volgt v o o r d e g l i j d i n g s m o d u l u s bij 1 0 ° C : G = 1 N / m m ? Minimaal werkende rubberhoogte: e e + H tg y = ^ n -, < 0,7 t w e + e = —-—*L 0,7 H t w m i n 45 + 0 = — — — = 64,3 m m . 0,7 n e e m n = 4 lagen m e t t = 20 m m . , d a n is d e w e r k e n d e r u b b e r h o o g t e : t = n • t. + 2 (dikte omhulling) = 4 • 20 + 2 • 3 = 86 m m . S c h u i f s p a n n i n g t . g . v . d e horizontale verplaatsing e: w T = e • E tw = 45 • — — = 0,52 N / m m ? 86 I J . i d T e De o p l e g g i n g v o l d o e t a a n d e gestelde e i s : T + T < 0,70 G w a n t 0,52 < 0,70 • 1 — 0 , 5 2 < 0,7 E h S c h u i f s p a n n i n g t . g . v . d e verticale belasting V T V = —d •o v a 9 = 4 m a x : I=- — ^ 15,2 = 1,47 N / m m ? 825 S c h u i f s p a n n i n g t . g . v . d e hoekverdraaiing cp: 81 De o p l e g g i n g v o l d o e t aan de g e s t e l d e eis: T ^ T v + Tcp w a n t 1 , 4 7 > 0 , 5 2 + 0 , 3 5 - * 1 , 4 7 > 0 , 8 7 e S c h u i f s p a n n i n g t . g . v . u i t w e n d i g e horizontaalbelasting H T 4 = H H " ^ s waarin H = V r e s 2 H x + H r e s : 2 y De o p l e g g i n g voldoet t e v e n s aan de v o l g e n d e eis: T + T v + Tcp + T e < 5 • G w a n t 1,47 + 0 , 5 2 + 0 , 3 5 + 0 < 5 • 1 • * 2 , 3 4 < 5 H De stabiliteit van de o p l e g g i n g is verzekerd als: t < 0,25 • d — 86 < 0,25 • 825 - * 86 < 206 w IX.3.7. M a x i m a a l toelaatbare hoekverdraaiing o m gedeeltelijk l o s k o m e n van de oplegging voorkomen: <P ^ te Voptredend 10 cp = n G De o p l e g g i n g v o l d o e t aan de gestelde eis: <P ^ Voptredend w a n t (p 4 •— m • ( ~ V 1 IX.3.8. ) 825/ 3 • 8,32 - * 0,0047 > 0, 0022 Kantelzekerheid in relatie tot de minimale verticale belasting R e a c t i e m o m e n t t . g . v . cp: d6-G-cp — n • 150 • t M Mcp = 825 • 1 • 0,0022 '- 3 * 6 = = 4 • 150 • 2 0 14451 • 1 0 4 Nmm. 3 Reactiemoment t.g.v. e + e : H 2 TI • d • T 4 / H = ( E + x , \ ) ' t m / TI • 8 2 5 ( 4 = 2 • 0,52 \ + 0 1 - 110 = 3058 • 1 0 4 Nmm. De stabiliteit v a n de o p l e g g i n g m.b.t. kantelen is verzekerd als: M y i V26 + M H < ^ i i - V m i n 11 waarin e III i = (e + e ) V2 • 8 2 5 - ( 4 5 + 0) 14451 • 1 0 + 3 0 5 8 • 1 0 4 T h • tw G H < IX.3.9. H —n 3 3 4450 • 10 - • 476 • 10 < 4450 • 10 3 N 4 Veiligheid met betrekking tot glijden van de oplegging De veiligheid met betrekking tot glijden v a n de o p l e g g i n g w o r d t bepaald bij de kleinste verticale belasting en d e m a x i m a l e horizontale belasting. * = - % ^ > ,, met H 5 = m a x / V "max W 4 ^ T ^ I D e o p l e g g i n g v o l d o e t a a n de eis w a n t : H ax = V 7 ( m ^ 8 l 2 5 2 ) 3 ^ 278 • IO N en met een w r i j v i n g s c o e f f i c i e n t b e t o n / r u b b e r v a n / i tf = 4450 • 10* • 0 , 3 278 • 1 0 4,3 > = b r = 0,3 is de v e i l i g h e i d : 1,5 3 IX.3.10. Indrukking d o o r verticale belasting De i n d r u k k i n g ten g e v o l g e van een verticale belasting V is: 4 • t • n • V i rr d Voor V = V 6 = m a x 2 8 3 G (d/t) + 2 f] w a c h t de i n d r u k k i n g : 4 • 20 • 4 • 8130 • 10 TT • 8 2 5 IX.4. r L 3 2 8 (825/20) 2 1000 1 mm J B e r e k e n i n g van een r e c h t h o e k i g e r u b b e r - o p l e g g i n g Bij dit v o o r b e e l d w o r d t w e e r u i t g e g a a n v a n de belastingen o p de o p l e g g i n g e n van s t e u n p u n t 17 v a n de b r u g o v e r de M a a s bij W e l l . IX.4.1. Hoofdaf metingen b a t t w tm n = 900 m m . = 600 m m . == 20 m m . == 86 m m . = 110 m m . 4 lagen. = ^_e IX.4.2. Belastingen D e o p l e g g i n g m o e t w o r d e n b e r e k e n d op de belastingen en v e r v o r m i n g e n zoals v e r m e l d in de b e treffende " i n v u l s t a a t t . b . v . het bestellen v a n r u b b e r - o p l e g g i n g e n " (bijlage 6). 83 T e n b e h o e v e v a n het r e k e n v o o r b e e l d is hieronder een resume g e g e v e n v a n de o p de betreffende o p l e g g i n g w e r k e n d e belastingen en v e r v o r m i n g e n . De r u b b e r - o p l e g g i n g m o e t de v o l g e n d e belastingen k u n n e n o p n e m e n en de v e r v o r m i n g e n k u n nen v o l g e n V (maximale verticale belasting) 8130 k N . (minimale verticale belasting) 4450 k N . Vmin (maximale horizontale belasting in x-richting) - H - kN. (maximale horizontale belasting in y-richting) - kN. - H y (maximaal o p t r e d e n d e hoekverdraaiing) 0,0022 rad (optredende langsverplaatsing b o v e n b o u w ) - e 45 m m . (optredende d w a r s v e r p l a a t s i n g b o v e n b o u w ) — mm. y (translatie t . g . v . horizontale belasting) - e — mm. m a x x - x e H IX.4.3. V o o r w a a r d e n , te stellen aan rubber-opleggingen Bij d i m e n s i o n e r i n g v a n een r u b b e r - o p l e g g i n g moet minimaal aan de v o l g e n d e v o o r w a a r d e n w o r den v o l d a a n . — d e g e m i d d e l d e vlaktedruk o p de b e t o n c o n s t r u c t i e d < o ' — de m a x i m a a l o p t r e d e n d e i n w e n d i g e s c h u i f s p a n n i n g , t . g . v . verticale belasting ( T ) , horizontale verplaatsing ( x ) , hoekverdraaiing (T^) en u i t w e n d i g e horizontaalbelasting ( T ) , waarbij als eis w o r d t g e s t e l d , dat • T + T < 0,70 • G v g D C v e h E — — • T V • T v h > T E + + r + r + T < 5 • G de w e r k e n d e r u b b e r h o o g t e t is < 0,25 a de m a x i m a a l toelaatbare hoekverdraaiing o m gedeeltelijk l o s k o m e n van de o p l e g g i n g te voork o m e n cp > c p p kantelzekerheid in relatie tot de minimale belasting veiligheid tegen glijden tf ^ 1,5 e v h w 0 — — IX.4.4. t r e d e n d A f k o r t i n g e n gebruikt in de tekst Voor Vmax V H H G C Ej m j n x y zover niet uit de tekst blijkt, w o r d e n de v o l g e n d e afkortingen gebruikt. maximale verticale belasting minimale verticale belasting horizontale belasting in x-richting horizontale belasting in y-richting glijdingsmodules (1 N / m m ? ) v o l u m e - c o m p r e s s i e m o d u l u s (1000 N / m m ? ) ideele elasticiteitsmodulus; v o o r rechthoekige o p l e g g i n g e n geldt E, = 3 G Y - ^ y 17 2 Factoren afhankelijk v a n het torsie traagheids- en w e e r s t a n d s m o m e n t van gedrukte vlakken in relatie tot de l e n g t e - / b r e e d t e v e r h o u d i n g b / a . ( b / a ^ 1) 84 b/a 1,000 1,500 2,000 3,000 4,000 6,000 8,000 10,000 11 0,208 0,231 0,246 0,267 0,282 0,299 0,307 0,313 0,333 m 0,140 0,196 0,229 0,263 0,281 0,299 0,307 0,313 0,333 13 85,700 75,900 71,400 67,000 64,500 62,500 61,200 60,600 60,000 CO a b t t n u; lengte o p l e g g i n g evenwijdig aan de brug breedte o p l e g g i n g loodrecht o p de b r u g laagdikte rubber werkende rubberhoogte aantal rubberlagen w r i j v i n g s c o e f f i c i e n t b e t o n / r u b b e r = 0,3 w Dr e + eu y s c h e e f s t a n d d o o r horizontale verplaatsing tg y = cp e e maximaal optredende hoekverdraaiing horizontale verplaatsing t . g . v . o p g e l e g d e v e r v o r m i n g horizontale verplaatsing t . g . v . horizontale belastingen t H IX.4.5. w Bepaling d o o r s n e d e van de o p l e g g i n g Onderbouw. grindbeton B 30: d ' = 15 N / m m ? ( h o o f d s t u k III.2.3.) b c G e m i d d e l d e vlaktedruk: o = ^m£*_ a • b 9 8 = 1 3 0 1 3 " ° = 15,05 N / m m ? ^ 600 • 900 d b c ' = 15 N / m m ? M i n i m a l e vlaktedruk: V _ m i n 4450-103 a • b IX.4.6. = 8 ( 2 4 N / m m 2 600 • 900 De maximale i n w e n d i g e s c h u i f s p a n n i n g e n A l s v o o r b e e l d is in de berekening gebruik g e m a a k t v a n een n a t u u r r u b b e r - o p l e g g i n g met hardheid 6 0 ° S h o r e - A en een n e o p r e e n o m h u l l i n g v a n 3 m m . Uit de grafiek in bijlage 7 volgt v o o r de g l i j d i n g s m o d u l u s bij 1 0 ° C : G = 1 N / m m ? Minimaal werkende rubberhoogte:. e to v tg y + e H < 0 7 u - t ' 7 t w m i n V (e x + e H x ) - 2 + (e — y + e H v ) 2 _ 45 —— - ot,j n e e m n = 4 lagen met t = 20 m m , dan is d e w e r k e n d e r u b b e r h o o g t e : t = n • t + 2 (dikte-omhulling) = 4 • 20 + 2 • 3 = 86 m m . w S c h u i f s p a n n i n g t . g . v . de horizontale verplaatsing e: 45 • 0,52 N / m m ? 86 De o p l e g g i n g v o l d o e t aan de gestelde eis: T + T = 0,70 G w a n t 0,52 < 0,70 • 1 - * 0,52 < 0,7 E h S c h u i f s p a n n i n g t . g . v . de verticale belasting V b / a = 9 0 0 / 6 0 0 = 1,5 - * Y] = y m a x : 0,231 85 q •t v g 15,05 • 20 = r?1 • a 2,17 N / m m ? P-—•—• 0,231 • 600 > 1 - > • S c h u i f s p a n n i n g t.g.v. hoekverdraaiing cp _ G • cp /_a_ y x V 2 •n t 2 1 1 * 1 E x 1 • 0,0022 = / •0' -—=1 1 4 / 600y \ ~20) 0,25 N / m m ? '</>x De o p l e g g i n g v o l d o e t aan de gestelde eis: x > r v + r e w a n t 2,17 > 0,52 + 0,25 -*• 2,17 > 0,77 V K S c h u i f s p a n n i n g t.g.v. uitwendige horizontaalbelasting d o o r H belasting: y Y tg y a • b T H • G d o o r H belasting. x H T H = y v tg y a • b = x T H • G eis: tg y = v 7 (tgy + tgy ) x e 2 + tgy 2 y < 0,7 De o p l e g g i n g voldoet aan de v o l g e n d e eis: T + r V e + T V X + T < 5 • G w a n t 2,17 + 0,52 + 0,25 + 0 < 5 • 1 - * h 2,94 < 5 De stabiliteit v a n de o p l e g g i n g is verzekerd als: t IX.4.7. < 0,25 • a - * 86 < 0,25 • 600 — 86 < 150 w M a x i m a a l toelaatbare hoekverdraaiing o m gedeeltelijk l o s k o m e n van de oplegging te v o o r k o m e n : °P ^ Voptredend V 10 x = n - "o" / t \ 3 IT) De o p l e g g i n g voldoet aan de gestelde eis: V > Voptredend w a n t Tp = 4 • — 1 86 • ( -^P-f • 8,24 - * 0,0047 > 0 0022 \ 600/ IX.4.8. Kantelzekerheid in relatie tot de m i n i m a l e verticale belasting Reactiemoment t.g.v. cp b/a = 900/600 = 1 , 5 - * 1 x G • a M 5 • b • cp 1 • 6005 . 900 • 0,0022 x = f f l I 9 x n 3 •t 3 = (a • b • T H A n t n A 3 • n 75,9 • 2 0 • 4 e^: + H ) •t E „ „, = 6340 • 1 0 N m m . 4 = Reactiemoment t.g.v. e + M = 75,9 3 x 4 = (600 • 900 • 0,52 + 0) • 110 = 3088 • 1 0 N m m . m De stabiliteit v a n de o p l e g g i n g m . b . t . kantelen is v e r z e k e r d als: 6340 • 1 0 1 IX.4.9. / r + en) — te » •a 4 waarin e m i n = H = 0 G + 3088 • 1 0 • 600 - 2 < V 4 3 3 3 < 4450 • 10 - * 369 • 10 < 4450 • 10 N (45 + 0) Veiligheid met betrekking tot glijden van de oplegging De veiligheid met betrekking tot glijden v a n de o p l e g g i n g w o r d t bepaald bij de kleinste verticale belasting en d e m a x i m a l e horizontale b e l a s t i n g . 0 = V m i n ' M b r > 1,5 met H m a x = \/ (T 6 • a • b) 2 + H 2 r e s "max De o p l e g g i n g v o l d o e t aan de eis w a n t : 2 3 H = \J (0,52 • 600 • 900) + 0 = 280 • 10 N . en met een w r i j v i n g s c o e f f i c i e n t b e t o n / r u b b e r v a n / i = 0,3 is de veiligheid: m a x D r ^ , 4460.10'-0,3 , 280 • 10 IX.4.10. ? 6 > 3 Indrukking door verticale belasting De indrukking ten g e v o l g e v a n een verticale belasting V is: I" t • n •V a • b Voor V = V m a x b/a = 1 , 5 - * d - L 3 1_ G (a/t) 2 • r\ C 2 w o r d t de i n d r u k k i n g : 172 = 0,196 -20-4-813Q.10 600-900 3 r L 3 1 1 (600/20) + 2 0,196 JL1= 3,5mm. 1000J 87 IX.5. Berekening van een elliptische rubber-oplegging Elliptische o p l e g g i n g e n w o r d e n veel t o e g e p a s t bij k u n s t w e r k e n met vooraf vervaardigde liggers of k u n s t w e r k e n met een s c h e v e o n d e r s t e u n i n g t . o . v . de horizontale lengte-as. De o n t w e r p v o o r w a a r d e n v o o r d e z e o p l e g g i n g e n k o m e n overeen met de v o o r w a a r d e n g e n o e m d o n d e r h o o f d s t u k I X . 3 . 3 . en IX.3.4. Factoren afhankelijk v a n het torsie traagheids- en w e e r s t a n d s m o m e n t v a n gedrukte elliptische vlakken in relatie tot de l e n g t e - / b r e e d t e v e r h o u d i n g a / b ( a / b > 1). IX.5.1. a/b 1,000 1,500 2,000 3,000 4,000 6,000 8,000 10,000 oo Ii 0,25 0,252 0,258 0,262 0,266 0,269 0,270 0,277 0,300 m 0,125 0,174 0,204 0,233 0,249 0,265 0,272 0,277 0,300 13 150 115,6 100 84,4 75,7 68,7 64,1 62 60 Bepaling a f m e t i n g e n van de oplegging Doorsnede: G e m i d d e l d e vlaktedruk: V, m a x °vg = < n • rr • a • b M i n i m a l e vlaktedruk: rr • a • b IX.5.2. De maximale inwendige s c h u i f s p a n n i n g e n Minimaal werkende rubberhoogte: tg y = < t 0,7 e + twmin e H ^ 0,7 w S c h u i f s p a n n i n g t . g . v . de horizontale verplaatsing e T 88 p = e • ^ t w = n • t + 2 (dikte omhulling) S c h u i f s p a n n i n g t . g . v . de vertikale belasting V _ t . o rj, • 2 m a x : v g • b S c h u i f s p a n n i n g t . g . v . d e hoekverdraaiing cp: 3 • G • cp x / 2b V V t / T <Px = 8 • n S c h u i f s p a n n i n g t . g . v . de u i t w e n d i g e horizontale belasting H resT h H = r ^ — n a b waarin H 7 = V r e s H 2 x + H y D e stabiliteit v a n d e o p l e g g i n g is v e r z e k e r d als: t < 0,56. w IX.5.3. Verdraaiing van de assen in het horizontale vlak W a n n e e r bij een s c h e e f v i a d u c t de o p l e g g i n g niet o m de x-as roteert maar een h o e k d a a r m e e v o r m t , d a n m o e t met een andere maat b w o r d e n g e r e k e n d . 1 b w o r d t dan b' = ab a 2 2 • cos a + b 2 2 • sin a hierin is: b' de n i e u w e maat b, a d e h o e k w e l k e de y - a s van de ellips m a a k t met de as loodrecht op de n i e u w e rotatierichting. ^rotatie-as IX.5.4. M a x i m a a l toelaatbare hoekverdraaiing o m gedeeltelijk l o s k o m e n van de oplegging te voorkomen. <P ^ ^ IX.5.5. Voptredend = n - G ~ ' V l b " / ° v m i n Kantelzekerheid in relatie tot de m i n i m a l e verticale belasting R e a c t i e m o m e n t t . g . v . de hoekverdraaiing c p : x M cpx 64 • G • b n 3 5 •t 3 • a • cp„ • n 89 Reactiemoment t.g.v. e + M = (n • a • b • T H e e^: + Hx) • t m D e stabiliteit v a n de o p l e g g i n g m.b.t. kantelen is verzekerd als M + M r - ^ . ; b — (e + e ) Vx T • d -E G H h < V m i n waarin e = H H IX.5.6. Veiligheid met betrekking tot glijden van de * = y j ^ l J ^ l > 1,5 met H m a x = V oplegging ( T • rt • a b ) E 2 + W r e s "max IX.5.7. Indrukking door verticale belasting De indrukking ten g e v o l g e van een verticale belasting V is: A - t • n • V rt • a • b 90 1 r [ L — ] 3 • 6 • (2 b / t ) + 2 • ri 2 — 1 C J BIJLAGE 1 91 BIJLAGE 2 roestvaststaal \«, in Neopreen-potoplegging, 900 kN. Eenzijdig beweegbaar (merk-Esslingen) 92 CO Op E aanslag roestvaststalen glijplaat Bolsegment-oplegging, 2000 kN. ESnzijdig beweegbaar (merk Kreutz) BIJ L A G E 4 Details glijmateriaal teflon (P. T. F. £) teflon Toepassing van teflon bij een + bolsegment-oplegging. + + + + + + Hh 15 7,5 7,5 Patroon van de smeerkuiltjes. + 08 Doorsnede teflon met . smeerkuiltje BIJLAGE 5 Invulstaat t.b.v. het bestellen van teflon-oplegging belasting per oplegging stp. nr. max. V aantal opi. V translatie rotatie en voorinstelling (kN) max. translaties (mm) max. Hx of max. Hy H v V H, H e« y + V voorinstelling (mm) e y betonkwaliteit max. rotaties (mm) boven- onderbouw CPy- bouw Opmerking: Indien b o l s e g m e n t - o p l e g g i n g e n w o r d e n t o e g e p a s t m o e t o o k ter plaatse v a n de s t e u n p u n t e n de a f s t a n d v a n o n d e r k a n t brug tot de zwaartelijn (y ) w o r d e n o p g e g e v e n . 0 95 BIJLAGE 6 vorm opi. stp. nr. aantal opi. Invulstaat t.b.v. het bestellen van rubber-opleggingen uitwendige belasting per oplegging (kN) m ax. V V H» H v nTin. V e V H, H r v \Ai Ro (nd) Re (chthoekig) El (lips) max. Hx of max Hy e V vert. bel. tgv. opg. vervorm. translatie e V H, H v e f V rotatie max. toel. kracht H t.g.v. e (rad) H opgelegde vervorm x (mm) e (mm) y betonkwal. teit bovenbouw uitwendige belastingen zijn belastingen tgv: — eigen g e w i c h t — rustende-belasting — mobiele-belasting — wind — aanrijd-belasting — aanvaar-belasting — ijsdruk opgelegde v e r v o r m i n g e n zijn v e r v o r m i n g e n tgv: — krimp en kruip — voerspanning — temperatuur — steunpuntzettingen 96 onderbouw BIJLAGE 7 97 BIJLAGE 8 Samenvatting van de toegepaste teflon opleggingen tussen 1965 en 1980 Merk Merk Merk Merk Kreutz Glacier G.H.H. Proceq is is is is type type type type bolsegment-oplegging bolsegment-oplegging neopreen-potoplegging neopreen-potoplegging 1800 Grafiek van het aantal geplaatste tussen 1965-1980 len t 1700 opleggingen ro +J C 1600 ro ro 1500 1400 1300 1200 1100 1000 900 800 700 600 •500 400 300 200 100 0 0,3 2 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 3 belastingen - * x 10 kN 98 Tabel-1 BETONNEN BRUGGEN type-aantal Jaar Kreutz GHH Glacier Proceq — — aantal kunstwerken 1978 1979 79/80 1980 80/81 — 48 — — — — — 10 1 12 3 14 2 23 1 11 3 26 2 10 3 20 2 4 6 10 4 1 1 3 3 1 1 1 totaal 4674 500 6 10 166 Glacier Proceq kunstwerken — — — — 1965 1966 20 228 — 32 — — 1967 519 — — — 62 — — — — — 1968 843 1969 49b 1970 1080 48 33 98 — — — — — — — — — — — — 1971 323 — 26 — — 1972 1973 1974 396 18 97 — — — — — — — — — 105 — — 1975 1976 1977 289 — — — 176 47 — — — — — 6 — — 48 — — — — 87 56 — — — — Tabel-2 STALEN BRUGGEN type-aantal aantal Jaar Kreutz 1969 1970 8 18 — 1972 1974 1975 GHH 28 74 — — 24 50 — 1976 28 totaal 128 102 — — — 40 — — — 40 1 1 1 3 1 2 1 1 11 • SYMBOLEN LIJST Notatie a »i a A bg u b o A Ag Ai A|as A P A b b u b g bg bgb bgo b b c 0 r c 1,2 C d d d b dg di d d dp d e e' n 0 r f eH 8| e e e r x y E| fb' fbk' fbl' G h h h g g l . 2,3,4 Dimensie mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm Betekenis afmeting lasdikte v a n de ring (inwendig) lasdikte v a n de ring (uitwendig) oppervlakte o n d e r z a d e l o p b e t o n fictieve o p p e r v l a k t e v a n glijplaat oppervlakte fictieve diameter glijplaat lasoppervlakte v a n de ring (inwendig) oppervlakte las oppervlakte P T F E - s c h i j f lasoppervlakte v a n de ring (uitwendig) breedte b o v e n z a d e l 2 2 2 2 2 2 2 mm N/mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm N/mm N/mm N/mm N/mm N/mm mm mm mm mm afmeting maat tussen rvst-glijplaten o p b o v e n z a d e l breedte geleiding breedte geleiding n e o p r e e n p o t o p l e g g i n g (boven) breedte geleiding n e o p r e e n p o t o p l e g g i n g (onder) oorspronkelijke a f m e t i n g breedte potring afmeting 2 afmeting volume — compressie modulus diameter van het b e t o n o n d e r de stelspecie diameter r u b b e r o p l e g g i n g diameter b o l s e g m e n t fictieve diameter v a n het belastingsvlak t u s s e n b o v e n z a d e l en b o v e n b o u w 2 2 2 2 2 diameter i n b u s b o u t diameter n e o p r e e n - p o t o p l e g g i n g diameter o n d e r z a d e l diameter P T F E - s c h i j f buitendiamter potring translatie translatie t . g . v . rotatie v a n het b o l s e g m e n t translatie t . g . v . rotatie translatie t . g . v . u i t w e n d i g e krachten irreversibele (eenmalig optredende) translatie reversibele (herhaald optredende) translatie translatie in x-richting translatie in y-richting ideele elasticiteitsmodulus r e k e n w a a r d e v a n de b e t o n d r u k s t e r k t e karakteristieke druksterkte v a n b e t o n karakteristieke druksterkte v a n lichtbeton glijdingsmodulus afmeting h o o g t e geleiding n e o p r e e n - p o t o p l e g g i n g h o o g t e m a a t geleiding n e o p r e e n - p o t o p l e g g i n g a f s t a n d van het s c h o t e l v l a k tot o n d e r k a n t b r u g 101 Notatie H HB Hmax HV Hres H x Hy mm kN-N N/mm kN-N N/mm kN-N kN-N kN-N 1 mm "b mm mm 'g 'g M M v M Mg d M gg Mgm M M M M M h H n 0 o g Mom M M n n r t r ib r R 0 ^max S s s s Dimensie a ao Si Sio t t tb td td min tg tg min tm tn to tp tpb tr ts tv tyv t w min 102 mm Nmm Nmm Nmm Nmm Nmm Nmm Nmm Nmm Nmm Nmm Nmm Nmm Nmm Nmm — — mm mm mm kN-N kN-N mm mm mm mm mm mm jaar mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm Betekenis 2 2 c o n s t r u c t i e h o o g t e brugdek kracht hardheid v o l g e n s Brinell maximale kracht hardheid v o l g e n s V i c k e r s resulterende horizontaalkracht horizontale kracht in x-richting horizontale kracht in y-richting lengte b o v e n z a d e l benodigde loopweg de m a x i m a a l in rekening te brengen draadlengte lengte geleiding n e o p r e e n p o t o p l e g g i n g moment r e a c t i e m o m e n t t . g . v . kantelen v a n de b o v e n b o u w m o m e n t in de geleiding m o m e n t in de glijplaat g e m i d d e l d b u i g e n d m o m e n t in de glijplaat m a x i m a a l b u i g e n d m o m e n t in de glijplaat m o m e n t potring t . g . v . T n r e a c t i e m o m e n t t . g . v . horizontale kracht en verplaatsing t e g e n m o m e n t neopreen m o m e n t in b o d e m p l a a t g e m i d d e l d b u i g e n d m o m e n t in onderzadel m a x i m a a l b u i g e n d m o m e n t in o n d e r z a d e l rekenwaarde v o o r het m o m e n t m o m e n t in tussenzadel aantal bouten aantal rubberlagen straal straal b o l s e g m e n t oorspronkelijke straal resulterende kracht m a x i m a l e resulterende kracht a a n l e g r a n d deksel tegen ring b o o g l e n g t e in as rijdek b o o g l e n g t e buitenrand oorspronkelijke b o o g l e n g t e buitenrand booglengte binnenrand oorspronkelijke b o o g l e n g t e binnenrand tijdstip dikte rubber per laag dikte b o l s e g m e n t dikte deksel (tussenzadel) minimale dikte tussenzadel dikte b o v e n z a d e l minimale dikte van de glijplaat totale h o o g t e v a n de o p l e g g i n g dikte neopreenschijf dikte b o d e m p l a a t onderzadel dikte P T F E dikte P T F E - s c h i j f o p b o l s e g m e n t h o o g t e potring spleet t u s s e n deksel en b o v e n z a d e l dikte roestvaststalen glijplaat w e r k e n d e rubberhoogte minimale w e r k e n d e rubberhoogte Notatie T T h Tmax Tmax T n T s Ui V V Vmax Vmin v Dimensie Betekenis °C N kN kN N N mm mm kN kN kN r e s n — r 3 W bg w mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm graden 3 b 0 3 W g 3 W g min W| W 3 a s 3 0 3 W p 3 v , t mm 3 Wtg X *1 *2 V y z 0 a — P — Y — Y Ya Yb Ys 6 $ °r,At At £ ^r,At rad. kN/m kN/m kN/m mm mm mm mm mm mm mm 11,2,3 — tf — tff' — Mbr — Mbs — Mp — Q — °bbg °bbm 5 bc' °bog "bom Obr' N/mm N/mm N/mm N/mm N/mm N/mm temperatuur horizontaalkracht per m m deksel o p ring t . g . v . H neopreen maximaal optredende boutkracht m a x i m a a l toelaatbare b o u t k r a c h t horizontaalkracht per m m deksel o p ring t . g . v . h y d r o s t a t i s c h e druk s o m m a t i e van T + T lengte g e l e i d i n g s c o n s t r u c t i e aan o n d e r z a d e l voorinstelling verticale belasting m a x i m a l e verticale belasting minimale verticale belasting rekenwaarde fictief w e e r s t a n d s m o m e n t in glijplaat weerstandsmoment onderzadel op beton w e e r s t a n d s m o m e n t glijplaat m i n i m u m w e e r s t a n d s m o m e n t glijplaat w e e r s t a n d s m o m e n t las w e e r s t a n d s m o m e n t b o d e m p l a a t per m m weerstandsmoment PTFE-schijf minimale w e e r s t a n d s m o m e n t t u s s e n z a d e l w e e r s t a n d s m o m e n t dikte glijplaat maat, w a a r m e e b o d e m p l a a t uitsteekt t . o . v . ring ruimte t u s s e n deksel en potring maat o n d e r k a n t deksel tot b o v e n k a n t ring overtrek b o v e n b o u w achter o p l e g g i n g a f s t a n d zwaartelijn tot onderkant b o v e n b o u w overtrek b o v e n b o u w o p o n d e r b o u w kruisingshoek parameter afhankelijk v a n d / t v e r h o u d i n g s g e t a l v e r w e r k t in berekening d / d belastingsfactor s c h e e f s t a n d d o o r horizontale verplaatsing r u b b e r - o p l e g g i n g v o l u m i e k g e w i c h t asfalt volumiek gewicht beton v o l u m i e k g e w i c h t staal vervorming vervorming t.g.v. voorspanning v e r v o r m i n g t . g . v . krimp en temperatuur m a x i m a l e spleet t u s s e n ring en deksel specifieke v e r v o r m i n g specifieke v e r v o r m i n g t . g . v . v o o r s p a n n i n g specifieke v e r v o r m i n g t . g . v . krimp en temperatuur f a c t o r afhankelijk v a n het torsie traagheids- en w e e r s t a n d s m o m e n t van gedrukte vlakken in relatie tot de l e n g t e - / b r e e d t e v e r h o u d i n g veiligheid tegen glijden v e r h o u d i n g s g e t a l v o o r r e k e n w a a r d e betondruksterkte wrijvingscoefficient beton/rubber wrijvingscoefficient b e t o n / s t a a l wrijvingscoefficient P T F E v e r h o u d i n g s g e t a l v o o r wijze van berekening r / % • d gemiddelde betonspanning bovenbouw maximale betonspanning bovenbouw toelaatbare c e n t r i s c h e b e t o n d r u k s p a n n i n g gemiddelde betondrukspanning onderbouw maximale betondrukspanning onderbouw toelaatbare r a n d s p a n n i n g in het beton n 1 n n g 3 3 3 p p 2 2 2 2 2 2 103 Notatie o o d d Odb Odo Ogb °gg Ogm °gt Olas O n o 0 °og Oom °P Opc ° g P Opm °pr O r Ord Ornt Ort Dimensie N/mm N/mm N/mm N/mm N/mm N/mm N/mm N/mm N/mm N/mm N/mm N/mm N/mm N/mm N/mm N/mm N/mm N/mm N/mm N/mm N/mm N/mm N/mm N/mm N/mm N/mm N/mm N/mm N/mm N/mm N/mm rad. rad. rad. rad. rad. rad. rad. 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 Otm 2 °vg O y las 2 2 O v min 2 T V T e T H 2 2 2 T las T 2 V Vl Vl max <Pp * P p max 104 Betekenis s p a n n i n g in het raakvlak van de g e l e i d i n g s c o n s t r u c t i e toelaatbare d r u k s p a n n i n g staal s p a n n i n g t u s s e n geleiding en glijplaat s p a n n i n g t u s s e n geleiding en t u s s e n z a d e l maximale b u i g s p a n n i n g in glijplaat g e m i d d e l d e b u i g s p a n n i n g in glijplaat m a x i m a a l o p t r e d e n d e s p a n n i n g in glijplaat t r e k s p a n n i n g in glijplaat b u i g s p a n n i n g in las s p a n n i n g neopreenschijf b u i g s p a n n i n g in de b o d e m p l a a t onderzadel g e m i d d e l d e b u i g s p a n n i n g in onderzadel m a x i m a l e b u i g s p a n n i n g in onderzadel s p a n n i n g in P T F E toelaatbare centrische s p a n n i n g in het P T F E gemiddelde drukspanning PTFE maximale drukspanning P T F E toelaatbare r a n d s p a n n i n g in het P T F E totale t r e k s p a n n i n g ring d r u k s p a n n i n g ring t r e k s p a n n i n g in ring d o o r hydrostatische neopreendruk t r e k s p a n n i n g in ring maximale b u i g s p a n n i n g in tussenzadel g e m i d d e l d e vlaktedruk r u b b e r - o p l e g g i n g vergelijkspanning las minimale vlaktedruk r u b b e r - o p l e g g i n g s c h u i f s p a n n i n g t . g . v . de hoekverdraaiing s c h u i f s p a n n i n g t . g . v . de horizontale verplaatsing s c h u i f s p a n n i n g t . g . v . de horizontale belasting s c h u i f s p a n n i n g las s c h u i f s p a n n i n g t . g . v . de verticale belasting hoek of rotatie toelaatbare hoekverdraaiing of rotatie totaal o p n e e m b a r e rotatie van de o p l e g g i n g (landhoofd) maximale rotatie b o v e n b o u w t . p . v . het l a n d h o o f d oorspronkelijke hoek of rotatie totale o p n e e m b a r e rotatie van de o p l e g g i n g (pijler) m a x i m a l e rotatie b o v e n b o u w t . p . v . de pijler. NORMENLIJST Nederlandse normen NEN NEN NEN NEN NEN NEN NEN NEN 1008 3631 3632 3633 3634 3635 3636 3637 V o o r s c h r i f t e n v o o r het o n t w e r p e n v a n stalen b r u g g e n V O S B 1963 O p p e r v l a k t e r u w h e i d . B e n a m i n g en definities Oppervlakte ruwheid. Waardebepaling O p p e r v l a k t e r u w h e i d . K e n m e r k e n v a n de r u w h e i d , a n d e r s dan R Oppervlakte r u w h e i d . R u w h e i d s a a n d u i d i n g o p t e k e n i n g e n O p p e r v l a k t e r u w h e i d . M e t i n g v a n de r u w h e i d R Oppervlakte ruwheid. Ruwheidsvergelijkingsmonters O p p e r v l a k t e r u w h e i d . Richtlijnen v o o r het v e r b a n d t u s s e n de f u n c t i e v a n een w e r k s t u k o p p e r v l a k en de w a a r d e v a n d e r u w h e i d R . Oppervlakte r u w h e i d . Richtlijnen v o o r bereikbare w a a r d e n van de r u w h e i d R bij verschillende b e w e r k i n g s m e t h o d e n Technische grondslagen voor berekeningen voor bouwconstructies T G B 1972 Staal A l g e m e e n V o o r s c h r i f t e n b e t o n V B 1974 deel A : g e m e e n s c h a p p e l i j k gedeelte v o o r s c h r i f t e n B e t o n V B 1974 deel B: l i c h t b e t o n , aanvullende b e p a l i n g e n a a a N E N 3638 a N E N 3851 N E N 3861 N E N 3867 N E N - I S O 37 N E N - I S O 188 N E N - I S O 471 N E N - I S O 815 N E N - I S O 816 N E N - I S O 1431 N E N - I S O 1653 Artikelen v a n g e v u l c a n i s e e r d e rubber Bepaling trek- en r e k e i g e n s c h a p p e n A r t i k e l e n v a n g e v u l c a n i s e e r d e rubber Bepaling versnelde v e r o u d e r i n g en w a r m t e v a s t h e i d P r o e v e n g e n o m e n o n d e r laboratorium o m s t a n d i g h e d e n A r t i k e l e n van g e v u l c a n i s e e r d e rubber B e p a l i n g van d e blijvende v o r m v e r a n d e r i n g na indrukking bij normale en h o g e temperatuur A r t i k e l e n v a n g e v u l c a n i s e e r d e rubber B e p a l i n g scheursterkte v o l g e n s D e l f t - m e t h o d e A r t i k e l e n van g e v u l c a n i s e e r d e rubber Bepaling v a n de o z o n v a s t h e i d Artikelen v a n g e v u l c a n i s e e r d e rubber B e p a l i n g van d e blijvende v o r m v e r a n d e r i n g na indrukking bij lage temperatuur Duitse n o r m e n DIN 4762 DIN DIN DIN DIN DIN DIN 17440 17660 50014 53455 53456 53479 R u w h e i d v a n e l e k t r o - t e c h n i s c h respectievelijk m e c h a n i s c h b e h a n d e l d e glijvlakken Roestvaststaal, Kwaliteitsvoorschriften Koper-zink-legeringen. Samenstelling K l i m a t o l o g i s c h e en t e c h n i s c h e t o e p a s s i n g e n B e p r o e v i n g v a n k u n s t s t o f f e n , trekproef B e p r o e v i n g v a n k u n s t s t o f f e n , hardheidsproef d o o r middel v a n indrukking B e p r o e v i n g v a n k u n s t s t o f f e n . B e p a l i n g soortelijke m a s s a 105 Engelse n o r m e n B S 9°3 B S 3784 B S 5400 M e t h o d s of testing v u l c a n i z e d rubber Part A 2 A 6 A 14 A 19 A 21 A 25 A 26 A 36 A 39 A 43 Polytetrafluorethylene ( P T F E ) sheet Part 9 Bridge bearings S e c t i o n 9.1 C o d e of practice for design of bridge bearings S e c t i o n 9.2 S p e c i f i c a t i o n for materials, m a n u f a c t u r e a n d installation of bridge bearings Europese n o r m e n E u r o n o r m 25-72 106 Constructiestaal v o o r a l g e m e e n gebruik, Kwaliteitseisen. LITERATI) URLIJST 1. W . A n d r a , B e y e r , W i n t e r g e r s t : V e r s u c h e u n d Erfahrungen mit neuen K i p p - u n d Gleitlagern. B a u i n g e n i e u r 37 (1962), H.5. 2. W . A n d r a , F. L e o n h a r d t : N e u e E n t w i c k e l u n g e n fur Lager v o n B a u w e r k e n — G u m m i — u n d G u m m i t o p f l a g e r . Die B a u t e c h n i k , H 2 / 1 9 6 2 . 3. W . B a t t e r m a n n : Baulager aus s y n t h e t i s c h e n E l a s t o m e r e n . K u n s t s t o f f e im B a u , 7 / 1 9 6 7 , biz. 59-74. 4. H . M . B o c k ; D. L e h m a n n : 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. Ein Beitrag zur B e r e c h n u n g des e b e n e n V e r f o r m u n g s z u s t a n d e s v o n Elastomerlagern mit Hilfe der M e t h o d e der finiten E l e m e n t e n , Die B a u t e c h n i k , 1/1978, biz. 19-21. A . S . Craig: R u b b e r T e c h n o l o g y A basic C o u r s e . U i t g e v e r : Oliver a n d B o y d , L o n d o n , 1963 Deinhard, Kordina, Holzahn, Slakebaum: Der S c h a d e n f a l l an der M a i n b r i i c k e bei H o c h h e i m . B e t o n - u n d S t a h l b a u H . 1 / 1 9 7 7 . H . Eggert: B a u w e r k s i c h e r h e i t bei V e r w e n d u n g v a n R o l l e n - u n d Gleitlagern. S t r a s s e B r u c k e n T u n n e l H . 3 / 1 9 7 1 . H . Eggert, J . G r o t e , W . K a u s c h k e : Lager im B a u w e s e n ; V e r l a g W . Ernst & S o h n , B e r l i n ; 1974. H . Eggert: Lager fur B r u c k e n u n d H o c h b a u t e n . B a u i n g e n i e u r 81 (1978), biz. 161-168. H . Eggert: V o r l e s u n g e n uiber Lager im B a u w e s e n ; Berlin - M i i n c h e n ; Ernst, 1980. E . G . Eskola: J o i n t sealing a n d bearing s y s t e m s for c o n c r e t e structures. A m e r i c a n C o n c r e t e Institute, 1981. Ferreira: T e r m i n o l o g i e des H o c h - u n d B r i i c k e n b a u e s . V e r l a g W i l h e l m Ernst & S o h n , B e r l i n / M i i n c h e n ; 1969. M . Flohrer, E. S t e p h a n : B e m e s s u n g s d i a g r a m m e fur die Querrugkrafte bei Elastomerlager; Die B a u t e c h n i k ; H . 9 / 1 9 7 5 . Franz: G u m m i l a g e r fur B r u c k e n . B e t o n - u n d S t a h l b e t o n b a u H . 9 / 1 9 5 9 en V D I - Z e i t u n g 1 2 / 1 9 7 1 , biz. 471478. Girkmann: " F l a c h e n t r a g w e r k e " , Kapitel V , " T h e o r i e der e i n g e s p a n n t e n K r e i s r i n g p l a t t e n " . J . Grote, H. Kreuzinger: Pendelstiitzen mit Elastomerlagern. B a u i n g e n i e u r 53 (1978), biz. 63-64. V . H a k e n j o s , K. R i c h t e r : V e r s u c h e an P o l y a t h y l e n - G l e i t f o l i e n . M i t t e i l u n g e n Instituut fur B a u t e c h n i k 5 (1974) H.6, biz. 165172. V . H a k e n j o s , K. R i c h t e r : Dauergleitreibungsverhalten der G l e i t p a a r u n g P T F E w e i s s / A u s t e n i t i s c h e r S t a h l fur A u f l a g e r im B r i i c k e n b a u . S t r a s s e B r i i c k e T u n n e l 27 (1975) H . 1 1 , biz. 294-297. V . Hakenjos, V e t z : G l e i t r e i b u n g s u n t e r s u c h u n g e n mit Polytetrafluoracthylen bei hin- u n d herbehender B e w e g u n g . Die B a u t e c h n i k 5 (1976). M . Herzog: Der Einfluss der V o r s p a n n u n g auf die Lagerkrafte schiefer P l a t t e n . B a u i n g e n i e u r 45 (1970), H 8, biz. 287-288. 107 21. P. H u t t e n : 22. Ermittlung der L a g e r v e r s c h i e b u n g e n im G r u n d r i s s g e k r u m m t e r durchlaufender S p a n n b e t o n - B a l k e n b r u c k e n unter besonderer B e r i i c k s i c h t i g u n g der a b s c h n i t t s w e i s e n Herstellung des U b e r b a u s . H i s c h feld - Festschrift, Konstruktiver Ingenieurbau, Seite 342, W e r n e r - V e r l a g , Dusseldorf (1967). Jorn: 23. G u m m i im B a u w e s e n . Bauingenieur 35 (1960), H.4. Juhl: 24. T h e r m a l m o v e m e n t of b r i d g e - d e c k s A S C E , J o u r n a l Structural Division. o c t . 1970, p. 2037 - 2044; july 1971, p. 2025; a u g . 1972, p. 1899 - 1902. P. K l u c k o w , F. Z e p l i c h a l : 25. C h e m i e u n d T e c h n o l o g i e der E l a s o m e r e . Uitgever: Berliner U n i o n Stuttgart, 1970. H. Kramer: 26. Optimalisering keuze b r u g - o p l e g g i n g e n ; verslag T S . 2 1 4 / 7 6 Vredestein L o o s d u i n e n B . V . , 1976. F. L e o n h a r d t : 27. V o r l e s u n g e n uber M a s s i v b a u , Teil 6, G r u n d l a g e n des M a s s i v b r u c k e n b a u s ; S p r i n g e r - V e r l a g N e w Y o r k , 1979. Long: 28. Bearings in Structural Engineering, 1974. C. Menn: 29. B r u c k e n b a u I, V o r l e s u n g s m a n u s k r i p t ; A b t . f. B a u i n g e n i e u r w e s e n , E T H Z u r i c h ; 1979. K. R a h l w e s : 30. L a g e r u n g und Lager v o n B a u w e r k e n ; B e t o n k a l e n d e r 1981, Teil II; V e r l a g W . Ernst & S o h n , Berlin M i i n c h e n ; 1981. C. Rejcha: 31. Design of Elastomer Bearings, P . C . I , journal, October 1964. F. R e s i n g e r : 32. L a n g s z w a n g u n g e n - eine U r s a c h e v o n B r u c k e n l a g e r s c h a d e n . Bauingenieur 46 (1971), biz. 334. H.P. Rieckmann: 33. Einfluss der Lagerkonstruktion auf die K n i c k l a n g e v o n Pfeilern. S t r a s s e B r i i c k e T u n n e l (1970) 36-42 en 270-272. A . Schallamach: 34. G u m m i r e i b u n g . G u m m i A s b e s t K u n s t s t o f f e , 3 / 1 9 7 5 , biz. 142-155. I. S c h r a g e : 35. Beitrag zur Frage der Gleitsicherheit v o n V e r f o r m u n g s l a g e r n . Mitteilungen Institut fur B a u t e c h n i k 5 / 1 9 8 0 , biz. 129-133. I. S c h r a g e : 36. Reibungsverhalten Elastomerer L a g e r w e r k s t o f f e . F o r s c h u n g s b e r i c h t d e s L a n d e s N o r d r h e i n W e s t f a l e n , nr. 3022, W e s t d e u t s c h e r V e r l a g W i e s b a d e n ; 1981. H. Tathoff: 37. Lagerplatte auf elastischer B e t t u n g . Die B a u t e c h n i k 1970, biz. 61-62. H. Thul: 38. B r i i c k e n l a g e r . Der S t a h l b a u , H . 1 2 / 1 9 6 9 . B. T o p a l o f f : 39. G u m m i l a g e r fur B r u c k e n . B e r e c h n u n g u n d A n w e n d u n g . Bauingenieur 39 (1964), H.2. H. Uetz, V . Hakenjos: 40. G l e i t r e i b u n g s u n t e r s u c h u n g e n mit Polytetrafluorathylen bei hin- und hergehender B e w e g u n g . Die B a u t e c h n i k 44 (1967), H . 5 , biz. 159-166. H. Uetz, V . Hakenjos: 41. G l e i t r e i b u n g s v e r s u c h e mit P T F E . W e a r 10 (1967), biz. 261-273. H. Uetz, V . Hakenjos: 42. Gleitreibungs- und Gleitverschleissversuche an K u n s t s t o f f e . K u n s t s t o f f e 59 (1969), H . 3 , biz. 161-168. K. W e l l i n g e r , H . U e t z , V . H a k e n j o s : 43. G l e i t r e i b u n g s v e r s u c h e mit T e f l o n . V D I - A . 1 0 4 (1962), biz. 1434-1440. K. W e l l i n g e r , H . U e t z , V . H a k e n j o s : Berlin - biz G l e i t r e i b u n g s v e r s u c h e mit T e f l o n (Fluorkohlenstoffharzen). J o u r n a l of T e f l o n 4 (1963) N o . 4, biz. 5. 108 44. J . Z e d e r b a u m : Die Horizontalsteifigkeit eines B r u c k e n s y s t e m s . Der B a u i n g e n i e u r 41 (1966), biz. 14. 45. J . Z e d e r b a u m : Die Horizontalsteifigkeit einer D e c k e n r e i h e auf n a c h g i e b i g e n lagern. Die B a u t e c h n i k (1967), Heft 7, 46. 47. biz. 239-246. Diverse auteurs: T h e V a n d e r b i l t R u b b e r H a n d b o o k . Uitgever: V a n d e r b i l t C o m p a n y i n c . N e w Y o r k , 1958 Diverse auteurs: J o i n t sealing and b e a m i n g s y s t e m s for c o n c r e t e s t r u c t u r e s : W o r l d c o n g r e s s o n joint sealing a n d bearing s y s t e m s for c o n c r e t e structures, Niagare Falls, N e w Y o r k , 28 S e p t e m b e r , 2 O c t o b e r 1981, Detroit: A m e r i c a n C o n c r e t e Institute ( A C I ; S P - 7 0 ) V o l . I: c o p . 1981-XIII, biz. 734. V o l . II: c o p . 1982-XIII, biz. 735-1272. 109
© Copyright 2024 ExpyDoc