Voegovergangen verdienen meer aandacht volgens Platform

Voegovergangen verdienen meer aandacht volgens Platform
Voegovergangen en Opleggingen
Voegovergangen
in een goed
ontwerp
2
4 2 014
Voegovergangen in een goed ontwerp
1
Barry Doorn
Volker InfraDesign
Platform Voegovergangen en Opleggingen
1 Voegovergangen tussen wegen en viaducten en bruggen hebben diverse functies; ze dragen het verkeer en
vangen de bewegingen van het viaduct of de brug en
de krachten van het verkeer op
Voegovergangen vormen de schakel tussen wegen en viaducten
en bruggen. Ze moeten het verkeer kunnen dragen, bewegingen van de viaducten en bruggen kunnen opnemen, de krachten van het verkeer opnemen en de omgeving van de voegovergangen beschermen tegen gevolgschade van lekkage. Daarnaast
moeten voegovergangen tegenwoordig vooral geluidsarm zijn.
Door de toepassing van ZOAB en tweelaags-ZOAB overstijgt
het geluid van voegovergangen steeds vaker het verkeerslawaai.
Het is van belang dat voegovergangen gedurende de vereiste
levensduur goed blijven functioneren. Samen met de verharding vormen ze een significant aandeel van de totale onderhoudskosten tijdens de levensduur van een kunstwerk.
De randvoorwaarden van een geschikte voegovergangsconstructie worden in het ontwerp van een kunstwerk nog maar
weinig specifiek gemaakt. Het toepassen van een standaarddetail uit de bekende bundel van Rijkswaterstaat, lijkt voor veel
ingenieurs voldoende voor het ontwerp. In de praktijk zijn er
echter diverse randvoorwaarden die de keuze van een voegconcept en het ontwerp van een brug of viaduct kunnen beïnvloeden. En daarmee ook bepalend zijn voor de werkelijke levensduur van een constructie. In het navolgende enkele aandachtspunten die gelden bij het ontwerp van een brug of viaduct met
betrekking tot de voegovergangen.
In de afgelopen jaren heeft het beleid van Rijkswaterstaat onder
andere geleid tot de oprichting van het Platform Voegovergangen en Opleggingen. In dit platform, dat wordt gefaciliteerd door
Minimalisering aantal voegovergangen
SBRCURnet, wisselen marktpartijen en RWS veel kennis uit.
Relatief korte kunstwerken kunnen soms beter als integraalconstructie worden uitgevoerd, dus zonder voegovergangen. In
dat geval kunnen de aanschaf, het onderhoud en het bijbehorend oponthoud (voertuig-verliesuren) worden bespaard. Met
name het groot onderhoud en de daarbij behorende wegafsluitingen met voertuig-verliesuren zijn veelal doorslaggevend. Een
LCC-analyse kan hierbij goed inzicht geven.
Inmiddels zijn dertig partijen aangesloten, waaronder acht
gouden leden. In de goudenledenvergadering van 15 mei 2013
is vastgesteld dat bewustwording een belangrijk doel is voor het
platform de komende jaren. Zeker in het licht van de vernieuwde
filosofie over integraal ontwerp op basis van Life Cycle Costing
(LCC), en de prikkels hiervan in de nieuwe contractvormen.
Toetsing capaciteit
Een voegovergang is als ‘miniem’ onderdeel van het
totale ontwerp van een kunstwerk een lastig te
vangen aspect. Mede door het specialistische karakter en het gebruik van standaarddetails (onderdeel
van ROK), ziet de ontwerpend ingenieur vaak ook
geen reden dieper op het ontwerp in te gaan. Ook
het late moment van inkoop speelt een rol, waardoor bij het ontwerp niet de juiste randvoorwaarden
beschikbaar zijn. Sinds enige tijd is er het Platform
Voegovergangen en Opleggingen, dat de bewustwording van dit aspect als speerpunt heeft gekozen.
Voegovergangen in een goed ontwerp
Een belangrijk aandachtspunt van een voegovergangsconstructie zijn de werkelijke verplaatsingen in relatie tot de gestelde
eisen. Ontwerpers beoordelen normaliter de functionele capaciteit van een constructie op basis van productinformatie. De
werkelijke toepasbaarheid moet echter ook worden getoetst aan
de praktijk. Een belangrijk gegeven om te toetsen, is daarbij de
minimum- en maximumopening van een voegconstructie. De
minimumopening is van belang om het rubberafdichtingsprofiel goed te laten functioneren. Deze wordt aangegeven door de
leverancier. De maximumopening geldt vooral om te voldoen
aan eisen ten aanzien van veiligheid, rijcomfort en het minimaliseren van de geluidsemissie. Hiervoor gelden eisen zoals
gesteld in ‘RTD1007-2: Eisen voor Voegovergangen’, een zogeheten Rijkswaterstaat Technisch Document (RTD). Voor dilataties geldt doorgaans een maximumopening van 80 mm.
4 2 014
3
2 Eenvoudig detail conform SD-VOEG-02, zoals gebruikt in het rekenvoorbeeld
3 Voegconcept zonder sinusplaten (a) en voegconcept met sinusplaten (b)
4 Effect van een zeeg op de afstemming van wapening tussen een voegovergang in de uitvoeringsfase
berekende
verkorting:
46 mm
+10 °C
berekende
verlenging:
30 mm
Rekenvoorbeeld
Als voorbeeld wordt een eenvoudig detail beschouwd, conform
SD-VOEG-02 (fig. 2). De berekende verkorting van het
brugdek bedraagt 46 mm en de berekende verlenging
30 mm. De totale verplaatsing bedraagt dus 46 + 30 = 76 mm.
De capaciteit van het systeem is maximaal 80 mm vanwege de
eis aan de maximale voegopening, dus dat lijkt voldoende. De
totale verkorting van de brug (vergroting van de voegopening) bedraagt 46 mm ten opzichte van de neutrale temperatuur (+10 °C). De installatie van een rubberafdichtingsprofiel
vraagt echter ook nog een praktische minimumopening variërend van 35-40 mm (verschilt per type/capaciteit rubber). De
totale voegopening kan bij 10 °C dus 81-86 mm worden. Een
overschrijding van de eis aan de maximale opening van een
voegovergang zoals eerder beschreven. Als het moment van
installatie dan tevens in een ongunstig jaargetij valt (zomer),
zal de overschrijding nog groter zijn.
brugdek
2
landhoofd
Een bijkomend aandachtspunt is de minimaal benodigde
opening voor het installeren van de rubbervoegafdichting in
relatie tot het moment van installatie. Voegovergangen zijn als
onderdeel van de afbouwfase vaak kort voor de oplevering van
een kunstwerk gepland. De afdichting is vooral nodig om
Sinusplaten
uitspoeling van het talud en de inwerking van (chloridehouDoor de ontwikkelingen ten aanzien van het reduceren van
dend) hemelwater te voorkomen. Later terugkomen voor de
geluidsproductie zijn inmiddels systemen verkrijgbaar die
afdichting (met bijbehorende wegafsluiting) is veelal geen
zijn uitgerust met sinusplaten (fig. 3b en fig. 4). Deze platen
optie. Het navolgende rekenvoorbeeld illustreert dit aandachts- Bouwvolgorde:
die de dilatatie overbruggen, reduceren het geluid aanzienlijk.
1. overkluizing inkassingen (saaone)
punt.
haaks aanrijden van de randprofielen in de voegovergang
2. aanbrengen membraan Het
(saaone)
3.
4.
5.
6.
7.
aanbrengen uitvullaag / onderlaag (saaone)
inzagen (saaone)
opbreken asfalt en overkluizing (saaone)
installeren voegovergangconstructies (specialist)
aanbrengen dubbellaags zoab (saaone)
hasfalt,dek =
130 mm (DC03b) +
verwachte zeeg (Spanbeton)
max. 80
max.
80
max. 100
werkelijke situatie
bepalen ahv tekening
one)
e)
specialist)
3a
kruisingshoek
58.5°
type 1.2a1
max.
max. 100
100
LANDHOOFD
DEK
type 1.2a2
LANDHOOFD
DEK
Staal rubber voeg type 1.2a1
Sinusvoeg type 1.2a2
schaal 1:10
Getoonde voeg: SN ESV-N1
*
**
Toe te passen wanneer kruisingshoek kleiner is dan 58,5° (65 gon)
***
= inclusief druklaag
= betreft geoptimaliseerd principe met grotere ankerbeugels
en grotere liggerinkassingen tbv toleranties bij zeeg
= conform eisen voegovergangen NBD00400
schaal 1:10
Getoonde voeg: SN ESV-NG1
Toe te passen wanneer kruisingshoek ligt tussen 58,5° en 90° (65 tot 100 gon)
Alle (horizontale) maten loodrecht op as steunpunt
4
LET OP: Detailbundel
bestaat uit
3b
LANDHOOFD
DEK
getekend4
controle
vrijgave
P van Teijlingen
B Doorn
F Renkema
d.d. 09-05-2014
d.d.
d.d.
par.
par.
par.
meerdere bladen. Blad alleen geldig in
combinatie met overige bladen. Zie blad 2
voor inhoudsopgave en versiebeheer.
blad/bladen 11/29
formaat A3
schaal 1:10
4 2 0.00
014
SBS
WBS WP-00238
Topcode
SAA - Schiphol-Amsterdam-Almere - A1-A6
Detailbundel Kunstwerken A1/A6 Diemen - Almere
DC07 Voegconstructie blad 1
Project
status
CONCEPT
QR-code
Opdrachtgever
Voegovergangen in een goed ontwerp
tek.nr. GEN-DET-0001
doc.nr.
revisie
SAAone-OWM-TEK-000014 2.1b
5 Bij de toepassing van het ‘renovatiemodel’ kan een silicone
instortvoorziening een oplossing bieden
Bovenaan
Voeg tpv schampkant
schaal 1:20
schaal 1:10
ter plaatse van de dilatatie levert namelijk de grootste
geluidspieken. Bij sinusplaten wordt deze haakse aanrijding
voorkomen. Dergelijke systemen zijn in staat voegbewegingen
tot 100 mm op te nemen waarbij aan de voorwaarden ten
aanzien van veiligheid, rijcomfort en geluidsreductie wordt
voldaan. De maximumvoegopening van 80 mm volgens RTD
1007-2 mag in dit geval worden verruimd tot 100 mm. Goed
om te weten: voegovergangen zonder sinusplaten worden
soms ook als voldoende geluidsarm beschouwd, bijvoorbeeld
als gevolg van de kruisingshoek. Voor meer informatie wordt
verwezen naar RTD 1007-1 en RTD 1007-2.
5
Doorsnede
schaal 1:20
toepassen
instortpluggen
Toepassenvan
vansiliconen
siliconen
instortpluggen
vanwege
beton
vanwege eisen
eisenaan
aanboren
borenininverhard
verhard
beton
i.r.t.
i.r.t.dederandstand
randafstand (saaone)
"opboren"
gaten
t.b.v.
opruwen
‘opboren’
gaten
t.b.v.
opruwen
door
doorspecialist
specialistvoegovergangen
voegovergangen
Relevante RTD’s
de specificatie bij de inkoop een cruciale rol. Een voegovergang is geen ‘standaardonderdeel’ dat altijd past.
LET OP: Detailbundel bestaat u
Opdrachtgever
Voor voegovergangen bestaan de volgende Rijkswaterstaat
meerdere bladen. Blad alleen geldig
combinatie met overige bladen. Zie bl
voor inhoudsopgave en versiebehee
Technisch Documenten (RTD’s).
Deze documenten vormen samen één samenhangend pakket:
– RTD 1007-1: Meerkeuzematrix (MKM) voegovergangengetekend
(informatief document)
controle
– RTD 1007-2: Eisen voor Voegovergangen: Kader (norm)vrijgave
– RTD 1007-3: Geluideisen voor Voegovergangen: Kader (norm)
– RTD 1007-4: Richtlijnen voor flexibele voegovergangsconstructies: handreiking
Oog voor zeeg
Een ander aandachtspunt is het effect van zeeg op de afstemming van wapening tussen een voegovergang en dekconstructie
(fig. 4). Het komt veel voor dat de ankerbeugels van een voegovergang in de uitvoeringsfase niet overeenkomen met de
positie van de wapening in het brugdek. Dit komt door de
verschillen tussen het theoretische ontwerp en de werkelijke
situatie als gevolg van opbuigende brugliggers. Ter plaatse van
voegovergangen is het niet de theoretische opbouw van de
verharding die bepalend is, maar de werkelijke hoogte met
inbegrip van uitvulling met asfalt. Hierbij moet het ontwerp
voorzien in de variaties die voorkomen door de werkelijke
zeeg. Dit is geen eenvoudige klus.
Ook een aandachtspunt is de oriëntatie van de wapening in
het dek en de frontwand van het kunstwerk. Deze moet
worden afgestemd op de verankering van de voegovergangsconstructie. Met name bij een scheve kruising tussen rijrichting en voegovergang is dit belangrijk omdat de wapening
conflicteert wanneer de richting niet gelijk is. Deze aspecten
kunnen met gedetailleerd tekenwerk binnen het uitvoeringsontwerp volledig worden beheerst. Uiteraard speelt ook hier
Voegovergangen in een goed ontwerp
P van Teijlingen
B Doorn
F Renkema
Voegconcept
‘renovatiemodel’
bijblad/bladen
nieuwbouw
d.d. 09-05-2014
par.
13/29
In RTD 1007-1
wordt ookpar.
een ‘renovatiemodel’
d.d.
formaat genoemd
A3
d.d.
1:10
(concept 1.2b).
Dit modelpar.
is bedoeld voorschaal
het vervangen
van
bestaande voegovergangen en niet voor nieuwe kunstwerken.
Er zijn echter uitzonderlijke situaties waarbij dit voegconcept
bij nieuwe kunstwerken meer geschikt is dan een ‘nieuwbouwmodel’ (concept 1.2a). Dit wordt veroorzaakt door de
complexiteit van de randvoorwaarden. Een belangrijk aspect
bij voegconcept 1.2b is dan de dagmaat van het kunstwerk
in het ontwerp en de praktijk (met toleranties). Deze voegovergangen zijn niet ontworpen voor grote voegopeningen (>60
mm). De ontwerper prefereert echter vaak een grotere voegopening, bijvoorbeeld omwille van grondbelasting (het landhoofd komt dan iets dichter naar het dek), berekende zettingen
in het landhoofd of de gewenste ruimte voor het plaatsen van
de liggers. Bij openingen groter dan 50-60 mm ontstaat het
risico dat voor de wapening van de voegovergangen in de
dekkingszone van de constructie wordt geboord. Ook de
werkelijke maat na uitvoering is hier een belangrijk aandachtspunt omdat toleranties negatief kunnen uitvallen. Een mogelijke oplossing is bijvoorbeeld het opstorten van de frontwand
na het plaatsen van de liggers. Indien men hiervoor kiest
omwille van eventuele zettingen, dan zal het oplegblok hier ook
in faciliteren. Vaak worden de blokken dan hoger en slapper,
wat weer effect heeft op de verplaatsingen die de voegovergangsconstructie moet kunnen opnemen. Deze relatie is
daarmee een belangrijk punt van aandacht.
Het achteraf pneumatisch boren op de rand van verhard beton
is ook met het oog op Life Cycle Costing niet gewenst. De
ankers van een voegovergangsconstructie volgens concept 1.2b
zitten veelal dicht op de rand van het beton. Als men het voegconcept 1.2b desondanks wenst toe te passen, biedt de silicone
4 2 014
SBS 0.00
WBS WP-00238
Topcode
5
6 Samen met de verharding vormen voegovergangen een significant aandeel
van de totale onderhoudskosten tijdens de levensduur van een kunstwerk
7 Centrifugaalkrachten kunnen resulteren in dikkere oplegblokken en daarbij
behorende grotere verplaatsingen
6
Conclusie
instortvoorziening een oplossing (fig. 5). Hierdoor is achteraf
boren in verhard beton niet aan de orde en daarmee de kans op
schade in een gevoelige zone gering.
De genoemde voorbeelden zijn veelvoorkomende aspecten die
de samenhang tussen het civiel ontwerp en een ogenschijnlijk
eenvoudige voegovergangsconstructie weergeven. Integraal
ontwerpen betekent vooral de randvoorwaarden inzichtelijk
maken. Dit zal in de komende jaren een van de speerpunten
zijn voor het Platform Voegovergangen en Opleggingen. In de
komende jaren gaat de aandacht vooral uit naar voorlichting,
publicaties en een goede invulling van contracteisen. ☒
Centrifugaalkrachten
Het effect van centrifugaalkrachten betekent voor het oplegsysteem dat de verplaatsingen in twee richtingen worden opgenomen. Dit kan resulteren in dikkere oplegblokken en daarbij
behorende grotere verplaatsingen (fig. 7). Hierdoor kunnen
zelfs kleine dekken de maximumcapaciteit van een enkelvoudige voegovergang overschrijden indien geen aanvullende
maatregelen worden getroffen. Daarnaast moet tevens de zijdelingse verplaatsing worden getoetst in relatie tot de beperkingen van de nieuwe generatie geluidsreducerende voegovergangen. De sinusvormige vingers kunnen slechts een beperkte
zijdelingse capaciteit bieden. Het voegconcept moet dus altijd
worden afgestemd op het oplegsysteem en vice versa.
7
Meer informatie
Raadpleeg de Meerkeuzematrix voegovergangen RTD 1007-1, of
kijk op de website van het Platform Voegovergangen en Opleggingen: www.pveno.nl. De meerkeuzematrix staat op deze
website.
6
4 2 014
Voegovergangen in een goed ontwerp

Download Report