Borgen beschikbaarheid kunstwerken - TNO
Veel kunstwerken bereiken de komende jaren het einde van hun beoogde levensduur. Vervanging of renovatie is ingrijpend voor het netwerk. Het brengt hoge kosten met zich mee en vereist goede planning om hinder te beperken. Daarom loont het om preciezer te bepalen hoelang bruggen en viaducten veilig kunnen worden gebruikt, zodat té vroeg vervangen of renoveren wordt voorkomen. Hiervoor is het wel noodzakelijk dat de kunstwerken regelmatig worden geïnspecteerd en op veiligheid worden beoordeeld. Het is echter niet nodig dat alle kunstwerken in het areaal worden geïnspecteerd en beoordeeld.
1. Opstellen risicoprofiel en prioriteren
Door van tevoren een goede analyse van het kunstwerken areaal te maken, kunnen de noodzakelijke inspecties worden geprioriteerd. Hierdoor kan met een aantal specifiek (gemeten) sterktes van kunstwerken voorspeld worden wat de algemene sterkte van de kunstwerken in het areaal zijn. Zo kan het aantal inspecties en beoordelingen worden gereduceerd.
2. Herbeoordelen veiligheid
Kritische kunstwerken zullen moeten worden herbeoordeeld op basis van de normen (o.a. NEN8700). Ervaring van TNO is dat er op deze wijze kunstwerken onnodig afgekeurd worden, omdat de kennis van de achtergronden van de norm ontbreekt. Met deze achtergrondkennis is het mogelijk om bovennormatief te toetsen door gebruik te maken van faalkansanalyses. Ook kan de sterkte als belasting geavanceerder worden gemodelleerd[1]. Op beide manieren kan rekenkundig aangetoond worden, dat in eerste instantie afgekeurde kunstwerken toch aan de veiligheidsnormen kunnen voldoen. Daarmee worden kostbare herstel- of vervangingsmaatregelen voorkomen.
3. Proefbelasten
Als ook met geavanceerde rekenmethoden (zie punt 2) de veiligheid van het kunstwerk niet kan worden aangetoond, dan kan dit mogelijk wel na proefbelasten[2] of met specifieke metingen aan het kunstwerk.
Voor kleinere kunstwerken (die relatief eenvoudig tijdelijk buiten gebruik gesteld kunnen worden) is proefbelasten een goed alternatief. Bij proefbelasten wordt vooraf bepaald welke belastingen het kunstwerk moet kunnen dragen. Tijdens het aanbrengen van de belastingen wordt de veiligheid en het gedrag van het kunstwerk gemonitord. Als deze belastingen goed door het kunstwerk worden gedragen, zijn geen verdere berekeningen meer nodig, maar is veiligheid proefondervindelijk vastgesteld.
Voor grotere kunstwerken (of kleinere kunstwerken die niet buiten gebruik gesteld kunnen worden) wordt
- Het werkelijke gedrag van het kunstwerk gemeten
- De werkelijke belasting op het kunstwerk gemeten
Elke rekenmethode is een vereenvoudiging van de werkelijkheid, waardoor met aannames over sterkte en belasting moet worden gewerkt. Door de werkelijke sterkte of belasting van het kunstwerk te meten, kunnen de berekeningen worden getoetst aan de praktijk en zo mogelijk kunnen de berekening worden aangepast aan de praktijkresultaten, waardoor het kunstwerk alsnog aan de veiligheidsnormen[3] kan voldoen.
4. Veilig uitstellen van maatregelen die de beschikbaarheid verminderen
Is het duidelijk dat de veiligheid onvoldoende is, dan moeten er maatregelen worden getroffen. Er zijn drie principieel verschillende technische maatregelen die kunnen worden getroffen om de constructieve veiligheid gedurende de restlevensduur van betonconstructies te waarborgen:
- Constructie versterken (ondersteuningsconstructie aanbrengen, beton repareren bij schade e.d.)
- Aantasting stoppen (kathodische bescherming, coating e.d.)
- Monitoring, waarbij vooraf dient te worden aangetoond dat hiermee mogelijke verdergaande schade tijdig opgemerkt wordt en zodoende de constructieve veiligheid gewaarborgd is.
Daarnaast wordt monitoring ook vaak ingezet als tijdelijke maatregel, waardoor het kunstwerk ‘gewoon’ beschikbaar kan blijven voor alle verkeer. De beheerder creëert zo voldoende tijd om het noodzakelijke groot onderhoud of vervanging te organiseren, zonder dat de beschikbaarheid vermindert. Mocht de toestand van het kunstwerk sneller verslechteren, dan wordt de beheerder hier tijdig voor gewaarschuwd. Een voorbeeld van zo’n systeem is het akoestische sensornetwerk, dat op de Van Brienenoord brug is aangebracht.
[1] Algemene veiligheidsbeschouwing en modellering van wegverkeerbelasting voor brugconstructies
[2] Proefbelasten van viaducten - Pilot toont mogelijk alternatief voor aantonen constructieve veiligheid
[3] Veiligheidsfilosofie bestaande bouw – toepassing en interpretatie NEN8700
