Ministerie van Verkeer en Waterstaat opq
Inventarisatie
kunstwerken
(bruggen, tunnels en viaducten)
26 september 2007
Ministerie van Verkeer en Waterstaat opq
Inventarisatie
kunstwerken
(bruggen, tunnels en viaducten)
26 september 2007
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Colofon
Uitgegeven door: Rijkswaterstaat
Informatie: Rijkswaterstaat Bouwdienst
Telefoon:
Fax:
Uitgevoerd door:
Opmaak:
Datum: 26 september 2007
Status: definitief
Versienummer: 6
3 Inventarisatie kunstwerken
Inhoudsopgave
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1. Inleiding 5
2. Historisch perspectief 7
2.1 Ontwikkeling verkeer 7
2.2 Ontwikkeling bouwtechnologie 8
2.2.1 Verkeersbelasting 8
2.2.2 Ontwerp betonconstructies 9
2.2.3 Ontwerp stalen bruggen 10
3. Resultaat inventarisatie betonnen bruggen, viaducten en tunnels 11
3.1 Inleiding, fasering onderzoek 11
3.2 Type draagconstructie bruggen en viaducten 12
3.3 Aanpak inventarisatie 18
3.4 Resultaten analyse 18
3.5 Betekenis resultaten 19
3.6 De tweede fase van het onderzoek 19
4. Stand van zaken stalen bruggen 21
4.1 Constructieve en verkeersveiligheid 21
4.2 Opties aanpak vermoeiingsproblematiek 21
4.3 Leerpunten toepassing HSB 21
5. Monitoring en inspectie 23
Bijlage A Overzicht categorieën Weigh In Motion metingen 25
Bijlage B Overzicht 12 stalen bruggen met ernstige
vermoeiingsverschijnselen 26
Bijlage C Ontwikkeling massa vrachtverkeer (Bron RDW) 27
Bijlage D Figuren 29
4 Inventarisatie kunstwerken
Ministerie van Verkeer en Waterstaat opq
1. Inleiding
Aanleiding voor het onderzoek
Nederland heeft, evenals veel andere landen, in haar wegennetwerk een groot aantal
kunstwerken (bruggen, viaducten, tunnels), dat in de jaren zestig en zeventig of zelfs
eerder is gebouwd. Deze kunstwerken zijn gebouwd met de bouw- en materiaalkennis
van dat moment en berekend op de toentertijd geldende ontwerpnormen, beschikbare
verkeersprognoses en voertuigbelasting. Op basis daarvan werden de kunstwerken
zodanig ontworpen, dat deze ten minste 60 tot 80 jaar mee zouden moeten kunnen.
Sinds de bouw van deze kunstwerken is de verkeersintensiteit sterk toegenomen.
Bovendien is zowel het gewicht als de asbelasting (het gewicht per as van het
voertuig) van vrachtwagens door de jaren heen toegenomen, met als gevolg een
grotere druk op de weg en op de kunstwerken. Daarnaast zijn ook de
(veiligheids)eisen voor kunstwerken, zowel nationaal als internationaal de afgelopen
decennia verder aangescherpt en is meer bekend over hoe gebruikte materialen (staal
en beton) zich in de loop van de tijd gedragen.
Om de conditie van de kunstwerken op niveau te houden, zijn deze sinds jaar en dag
onderworpen aan een regulier inspectie- en onderhoudsprogramma. Daarnaast zijn de
afgelopen jaren in het kader van het ZSM (Zichtbaar, Slim en Meetbaar)-programma
diverse spitsstroken aangelegd. In die gevallen waarin dat gevolgen had voor de
kunstwerk of het gebruik daarvan (bijvoorbeeld een extra rijstrook), heeft vooraf een
meer gedetailleerde constructieve beoordeling plaatsgevonden. Deze beoordelingen
hebben meer gedetailleerde informatie opgeleverd over de ontwikkeling van de
levensduurverwachting van de oudere kunstwerken.
Het is de combinatie van toegenomen verkeersintensiteit, voertuigbelasting en
veiligheidsvoorschriften, tezamen met de ervaringen uit het reguliere
onderhoudsregime en bevestigd door de meer diepgaande constructieve
beoordelingen in het kader van ZSM, die voor Rijkswaterstaat aanleiding zijn geweest
om eind 2006 een omvangrijk onderzoek te starten. Dit onderzoek moet antwoord
geven op de vraag of de kunstwerken nog de (resterende) levensduur hebben zoals bij
het ontwerp is gedacht of dat extra levensduurverlengende maatregelen noodzakelijk
zijn of wellicht zelfs versnelde vervanging aan de orde is.
Op deze wijze ontstaat duidelijkheid over de maatregelen die noodzakelijk zijn en de
daarmee gepaard gaande kosten. Het betreft de kunstwerken waarvoor thans geen
plannen bestaan voor aanpassing van het kunstwerk zelf, of aanpassing van het
gebruik ervan, zoals bijvoorbeeld de aanleg van extra rijstroken.
De veiligheid van de kunstwerken bij het huidige gebruik is niet in het geding, behalve
bij de Hollandse Brug. Het onderwerp van het onderzoek is hoe lang een kunstwerk
nog mee kan.
5 Inventarisatie kunstwerken
Ministerie van Verkeer en Waterstaat opq
In dit rapport wordt achtereenvolgens een historisch perspectief geschetst, waarin de
ontwikkeling van het verkeer en de daardoor veroorzaakte belastingen worden
beschreven. Ook wordt de ontwikkeling van normen en richtlijnen weergegeven en
hoe hier in de ontwerppraktijk op is ingespeeld. Vervolgens zijn de resultaten van de
uitgevoerde inventarisatie opgenomen. Het vervolgonderzoek wordt kort beschreven.
Tenslotte wordt een overzicht gegeven van het monitoring- en inspectieregime voor
bruggen en viaducten.
6 Inventarisatie kunstwerken
Ministerie van Verkeer en Waterstaat opq
2. Historisch perspectief
De mogelijk kortere levensduur van bruggen en viaducten kan worden geplaatst in
een historisch perspectief. De ontwikkeling van het verkeer, de ontwikkeling van de
bouwtechnologie en de wijze waarop Rijkswaterstaat hierop heeft ingespeeld, zijn
daarbij van belang. De mijlpalen zijn samengevat weergegeven in figuur 1.
2.1 Ontwikkeling verkeer
Het Hoofdwegennet inclusief de autosnelwegen heeft zijn oorsprong 80 jaar geleden.
In 1927 werd het eerste Rijkswegenplan vastgesteld. Het Rijkswegenplan omvatte een
over het hele land vertakt netwerk van bestaande en nieuw aan te leggen wegen.
Anders dan voorheen werden de nieuw aan te leggen wegen slechts opengesteld voor
het gemotoriseerde verkeer. Het autoverkeer kreeg na 1960 een massaal karakter. In
dat jaar reden er een half miljoen auto's. In de decennia daarna steeg dit aantal tot 7
miljoen nu.
Met de groei van het wagenpark nam ook het aantal wegen spectaculair toe. In 1960
was het snelwegennet 351 kilometer lang, halverwege de jaren '90 2200 kilometer en
in 2007 2400 km (figuur 2). De grootste bouwgolf was in de jaren `60 en '70 van de
vorige eeuw.
Van de in totaal 7 miljoen auto's zijn er ruim 1 miljoen bedrijfsauto. In de categorie
bedrijfsauto's vallen personenauto's voor zakelijk gebruik, vrachtauto's, bestelauto's,
en speciale voertuigen. Hierna wordt de ontwikkeling in de periode 1995 tot 2005
beschreven (Mobiliteitsbalans 2007).
Het aantal bedrijfsauto's groeit veel sterker dan het autopark in zijn geheel (zie figuren
3 en 4). In de periode 1995-2005 is er bijna sprake van een verdubbeling. Het aantal
vrachtauto's is daarbij toegenomen met ruim 10% in 10 jaar. In 2007 zijn er 146.000
vrachtwagens geregistreerd met een Nederlands kenteken. Het laadvolume en gewicht
per vrachtwagen is toegenomen. Daarnaast is er sprake van een toename van de
beladingsgraad, alsmede van een toename van het aantal vrachtwagens met
buitenlands kenteken dat in Nederland rijdt. De zware vrachtwagens zijn maatgevend
voor de belasting op de kunstwerken en de slijtage ervan.
De ontwikkeling vanaf 1960 tot nu kan als volgt worden samengevat (zie bijlage 4).
· Tussen 1960 en 1970 is er een toename in zowel de aslasten (van 8 naar 10 ton)
als het totaalgewicht van een vrachtauto. Het gewicht van de zwaarste
gebruikelijke combinaties bestaand uit een trekkend voertuig met oplegger neemt
toe van 32 naar 36 ton. Combinaties met het maximaal toegestane totaalgewicht
van 50 ton komen in deze periode nog weinig voor.
· In de volgende twee decennia heeft de toename van het totaalgewicht zich
voortgezet, veroorzaakt door technologische ontwikkeling (luchtvering en
breedbanden). Trekker-oplegger combinaties worden de meest voorkomende
categorie zware vrachtwagens en gaan in gewicht van 36 naar 40 ton. Het
7 Inventarisatie kunstwerken
Ministerie van Verkeer en Waterstaat opq
aandeel 50 tons combinaties neemt dan sterk toe.
· In de periode 1990 tot 2000 groeit het aantal zware enkelvoudige voertuigen,
vrachtauto's zonder aanhanger of oplegger, met 3, 4 of 5 assen explosief. Dat
betekent dat de voertuigcombinaties niet alleen zwaarder zijn geworden, maar
tegelijk korter.
· In het huidige vrachtverkeer zijn trekker-oplegger combinaties met een gewicht
van 46 ton gangbaar, is het gewicht van 4-assige voertuigen bijna 50 ton en dat
van de 5-assige 50 ton.
Naast het reguliere vrachtverkeer bestaan er voor bijzondere transporten
vergunningen, die worden afgegeven door de RDW. Voertuigen tot 100 ton kunnen
een permanente vergunning krijgen. Voertuigen boven de 100 ton kunnen alleen per
transport een vergunning krijgen. Bij de permanente vergunningen kunnen overigens
beperkende voorwaarden worden opgelegd, bijvoorbeeld een verbod om bepaalde
routes te gebruiken. Bij de vergunning per transport gebeurt dit altijd.
Wat deze ontwikkeling van het verkeer betekent voor de verkeersbelastingen, wordt
in de volgende paragraaf behandeld.
2.2 Ontwikkeling bouwtechnologie
De ontwerppraktijk van bruggen en viaducten laat een samenspel zien tussen
belasting en benodigde sterkte. Over de periode 1950 tot heden bestaat een lange lijst
met normen, voorschriften en aanvullende bepalingen vanuit de Rijkswaterstaat. Drie
verhaallijnen worden er hier uitgelicht: de toenemende verkeersbelasting, ontwikkeling
van inzicht in betonconstructies respectievelijk in staalconstructies.
2.2.1 Verkeersbelasting
De bruggen en viaducten, die tussen 1938 en 1962 zijn gebouwd, zijn ontworpen met
verkeersbelastingen conform VOSB 1938 (Voorschriften voor het Ontwerp van Stalen
Bruggen). De bruggen uit deze periode hadden smalle rijstroken en geen vluchtstrook.
Het volledige rijdek werd belast met verkeer.
In de periode 1962 2002 zijn de verkeersbelastingen conform de VOSB '63
gehanteerd. De VOSB '63 biedt de mogelijkheid om de belasting te optimaliseren door
rekening te houden met de rijstrookindeling bij bruggen met bredere rijstroken en
vluchtstroken. In de regel is voor de betonnen bruggen en viaducten de
verkeersbelasting volledig aangehouden tussen de geleiderails. Bij stalen bruggen is de
belasting verder gereduceerd, door te rekenen met een niet of nauwelijks bereden
vluchtstrook.
Sinds 2002 wordt de Europese norm voor de verkeersbelasting gehanteerd. Elk land is
daarbij vrij om een zwaartecategorie te kiezen (met een zogenaamde National
Application Document). In Nederland wordt de zwaarste categorie aangehouden. De
norm gaat uit van belasting van het volledige brugdek door verkeer, onafhankelijk van
8 Inventarisatie kunstwerken
Ministerie van Verkeer en Waterstaat opq
de huidige rijbaanindeling. Recente metingen hebben aangetoond dat het toepassen
van de zwaarste categorie in overeenstemming is met het verkeer in Nederland.
Een rechtstreekse vertaling van aantallen en categorieën voertuigen naar belasting van
kunstwerken is niet zondermeer mogelijk. Daardoor is een historisch overzicht van de
werkelijk opgetreden belastingen niet te geven. In de huidige praktijk wordt de
verkeersintensiteit op een groot deel van het Hoofdwegennet gemeten en wordt op
een zestal meetlocaties de aslasten en gewichten van de passerende vrachtwagens
gemeten. De voor de metingen onderscheiden configuraties zijn weergegeven in
bijlage A. De eerste metingen van verkeersbelastingen in Nederland dateren van 1998.
Het beeld dat uit deze metingen naar voren komt is dat ruim 7% van de aslasten
hoger is dan 11,5 ton en een kwart van de vrachtauto's in de zwaarste categorie van
50 ton en hoger valt. De waarden die groter zijn dan wat algemeen wettelijk is
toegestaan, worden veroorzaakt door voertuigen die overbeladen zijn of voertuigen
waarvoor een ontheffing is afgegeven (bijzondere transporten). Kunstwerken
ontworpen met de Europese norm voor verkeersbelastingen van 2002 zijn hierop
berekend.
2.2.2 Ontwerp betonconstructies
De eerste ontwerpvoorschriften voor gewapend beton dateren van 1912 (GVB 1912).
Geleidelijk zijn deze voorschriften geëvolueerd van kennisdocumenten van vakgenoten
tot formele ontwerpnormen.
Een belangrijke wijziging van inzicht werd rond 1974 in de normen vastgelegd: het
vermogen van beton om dwarskracht in het beton zelf op te nemen werd aanzienlijk
lager ingeschat dan voorheen. Dwarskrachten zijn de krachten die loodrecht en verticaal
staan op de as van bijvoorbeeld de brug. Deze krachten worden in de betonconstructie
deels door het beton opgenomen en deels door het staal. Als er onvoldoende staal
(wapening) in de constructie aanwezig is om deze krachten op te nemen, dan wordt de
levensduur aanzienlijk bekort (dit leidt namelijk tot scheurvorming en corrosie) en
uiteindelijk kan de constructie zelfs bezwijken. Om de dwarskracht op te nemen moet
daarom vanaf 1974 meer wapening worden aangebracht.
De materiaaleisen van vóór 1974 in combinatie met toegenomen verkeersbelastingen,
zijn dus de oorzaak van de beperkte restlevensduur van de oudere betonnen bruggen
en viaducten.
In het project ZSM (aanleg spitsstroken) zijn in de periode 2002-2005 in totaal 654
bruggen en viaducten uit alle leeftijdscategorieën beoordeeld op veiligheid en
duurzaamheid. Daarbij bleek 21% van de kunstwerken niet te voldoen aan het
(veranderde) gebruik. Betreffende kunstwerken zijn of worden thans aangepast of
versterkt. Omdat deze 654 kunstwerken al beoordeeld zijn, zijn deze niet
meegenomen de inventarisatie beschreven in hoofdstuk 3.
9 Inventarisatie kunstwerken
Ministerie van Verkeer en Waterstaat opq
2.2.3 Ontwerp stalen bruggen
Een aantal van de grotere vaste bruggen en de brugkleppen van alle beweegbare
bruggen in het Hoofdwegennet heeft een stalen rijdek. Omdat bij grote bruggen
optimalisatie van het ontwerp veel kosten kan besparen tegen een aanvaardbare
ontwerpinspanning, is dat ook gebeurd. De gevoeligheid voor een toename in de
verkeersbelasting is voor de stalen bruggen daardoor relatief groot. Bijkomend
probleem is dat de gevoeligheid voor intensiever en zwaarder verkeer bij
staalconstructies veel groter is dan bij betonconstructies, omdat ze gevoelig zijn voor
vermoeiingsschade. Mijlpaal in deze ontwikkeling was de ernstige scheurvorming in
het nieuwe beweegbare deel van de Van Brienenoordbrug. In 1997 moest het slechts
7 jaar oude brugdeel vervangen worden. Rijkswaterstaat heeft daarna metingen
uitgevoerd van de werkelijke verkeersbelastingen en alle stalen bruggen aan een
nadere analyse onderworpen. De conclusies waren dat de werkelijke
verkeersbelastingen door toegenomen voertuiggewichten en aslasten veel hoger
waren dan waarmee gerekend was, de hoge waarden kwamen ook veel frequenter
voor (zie ook verkeersbelastingen in paragraaf 2.2.1).
10 Inventarisatie kunstwerken
Ministerie van Verkeer en Waterstaat opq
3. Resultaat inventarisatie betonnen
bruggen, viaducten en tunnels
3.1 Inleiding, fasering onderzoek
De betonnen draagconstructies van bruggen en viaducten in beheer bij Rijkswaterstaat
en gebouwd vóór 1975 zijn geïnventariseerd. Dit betreft 60% van de betonnen
viaducten (zie figuur 5). Volgens de huidige normen zijn deze te licht ontworpen op
dwarskracht. Als er niet genoeg staal en beton in de constructie aanwezig is om deze
krachten op te nemen dan kan de constructie bezwijken. De analyse beperkt zich niet
tot puur dwarskracht. Ook constructieve risico's bij bijvoorbeeld tandconstructies en
dunne dekken bij ver uit elkaar liggende liggers, kunnen leiden tot problemen en zijn
derhalve meegenomen.
In de inventarisatie zijn alle bruggen en viaducten van Rijkswaterstaat gebouwd vóór
1975 meegenomen:
· met een betonnen hoofddraagconstructie;
· die niet eerder beoordeeld zijn in projecten als ZSM respectievelijk de
voorbereiding van de aanpassing van snelwegen;
· met een geregistreerd bouwjaar t/m 1976. Er ontstaat twee jaar overlap met
de doelgroep gebouwd vóór 1975, om zeker te stellen dat er geen
kunstwerken worden gemist uit deze periode.
Het betreft zowel de bruggen en viaducten van het Hoofdwegennet, zowel in de
autoweg als over de autoweg, evenals de bruggen en viaducten over de waterwegen
die niet tot het Hoofdwegennet behoren.
De tunnels (6 stuks) uit deze periode zijn al eerder onderzocht
Bepalend voor mogelijk tekort schieten in de resterende levensduur zijn:
· het toegepaste type draagconstructie in combinatie met de dimensionering;
· risicovolle constructiedetails zoals tandconstructies;
· de huidige belasting ten opzichte de belasting waarmee gerekend is in het
oorspronkelijk ontwerp.
11 Inventarisatie kunstwerken
Ministerie van Verkeer en Waterstaat opq
3.2 Type draagconstructie bruggen en viaducten
In totaal worden 23 verschillende typen draagconstructies onderscheiden. Deze laten
zich ruwweg indelen in 5 categorieën. Per categorie wordt in het kort aangegeven wat
de specifieke constructies binnen de categorie zijn. Ter illustratie is bij elk type een
foto en een schematische tekening van de dwarsdoorsnede opgenomen.
Categorie plaat:
Kenmerkende dwarsdoorsneden type plaat
Risicovol zijn de platen van gewapend beton die niet voorgespannen zijn. Dit zijn
veelal de oudere constructies in de inventarisatie. Slanke platen, dun ten opzichte van
de overspanning, zijn het meest risicovol. Boven een bepaalde slankheid moeten de
platen constructief worden beoordeeld. Hoe de plaat precies is uitgevoerd, de
hoeveelheid wapening en waar deze is aangebracht is van grote invloed op de te
verwachten resterende levensduur.
12 Inventarisatie kunstwerken
Ministerie van Verkeer en Waterstaat opq
Categorie liggers (7 typen):
Kenmerkende dwarsdoorsnede type liggers
Dit constructietype bestaat uit dicht naast elkaar geplaatste liggers, waarop een rijdek
is gestort. Een groot deel van de liggerconstructies moet constructief beoordeeld
worden. De wijze van beoordelen is afhankelijk van het specifieke type ligger. Er zijn 7
typen liggers. Sommige liggers moeten geheel nagerekend worden, andere typen
dienen alleen gecontroleerd te worden op de aanwezigheid van dwarskrachtwapening.
13 Inventarisatie kunstwerken
Ministerie van Verkeer en Waterstaat opq
Categorie koker:
Kenmerkende dwarsdoorsnede type koker
De kokerconstructies komen in de regel voor bij de grotere overspanningen. Deze
constructies moeten voor het merendeel nader constructief beoordeeld worden.
14 Inventarisatie kunstwerken
Ministerie van Verkeer en Waterstaat opq
Categorie T-profiel:
Kenmerkende dwarsdoorsnede type T-profiel
Dit constructietype bestaat uit liggers die op grotere afstand van elkaar geplaatst zijn.
Het rijdek verbindt de liggers tot een geheel. Deze constructies moeten allemaal nader
constructief beoordeeld worden. Bij dit type is de mate van optimalisatie maatgevend
voor de te verwachten resterende levensduur.
15 Inventarisatie kunstwerken
Ministerie van Verkeer en Waterstaat opq
Categorie doosvormige constructie:
Kenmerkende doorsnede evenwijdig weg-as type doosvormige constructie
Kleinere tunneltjes en onderdoorgangen zijn volgens dit type gebouwd. Deze
constructies zijn in het verleden vaak ver geoptimaliseerd. Dit is volgens de huidige
inzichten van grote invloed op de te verwachten resterende levensduur.
Categorie tunnels
De grote verkeerstunnels met mogelijke constructieve problemen met dwarskracht zijn
reeds uit een eerdere inventarisatie bekend. De problematiek verschilt van de bruggen
en viaducten. De toegenomen verkeersbelasting is namelijk niet het probleem. De
maatgevende belasting voor de tunnels is de water- en grondbelasting op het
tunneldak. Met het oog daarop zullen 6 grote verkeerstunnels nader beschouwd
worden.
16 Inventarisatie kunstwerken
Ministerie van Verkeer en Waterstaat opq
Constructiedetails met grote invloed op de te verwachten resterende levensduur
Zogenaamde tandconstructies in de draagconstructie blijken bij beoordeling met de
huidige, zwaardere, ontwerp- en belastingsnormen in meerdere gevallen niet goed
gedimensioneerd te zijn. Dit type detail kan daarom een grote invloed hebben op de te
verwachten resterende levensduur en moet constructief beoordeeld worden.
3.2.1 Huidige belasting ten opzichte van het oorspronkelijk ontwerp
Bij de constructieve beoordeling is het huidige gebruik ten opzichte van het
oorspronkelijk ontwerp belangrijk voor de nadere beoordeling. Bij de inventarisatie is
daarom de huidige rijbaanindeling vastgelegd. Bruggen en viaducten in de zwaarst
belaste transportassen vanuit de randstad naar het oosten en zuiden (zie figuur 6)
hebben een hogere prioriteit bij nadere beoordeling dan viaducten over de snelweg in
secundaire wegen. In deze indeling zijn de volgende 5 categorieën te onderscheiden
Categorie Kenmerken
HWN, transportas (in RW) Kunstwerken in de rijksweg in de zwaarst belaste transportassen
behorend tot het Hoofdwegennet
HWN, niet transportas (in RW) Kunstwerken in de rijksweg buiten de zwaarst belaste
transportassen behorend tot het Hoofdwegennet
HWN over RW Viaducten over de rijksweg niet behorend tot het Hoofdwegennet
Vaarwegen/watersystemen Bruggen over het hoofdvaarwegennet en Hoofdwatersystemen
HWN, naast RW Kunstwerken behorend tot het Hoofdwegennet naar
parkeerplaatsen, werkterreinen RWS, en dergelijke
17 Inventarisatie kunstwerken
Ministerie van Verkeer en Waterstaat opq
3.3 Aanpak inventarisatie
Als eerste is de scope van te beoordelen objecten bepaald. De basislijst van te
beoordelen objecten is samengesteld uit het areaalbestand kunstwerken (DISK, zie ook
hoofdstuk 5). Hieruit resulteerde een scope van 2014 kunstwerken. Voor deze scope is
een informatieprofiel opgesteld met parameters die relevant zijn voor de inventarisatie,
alsmede eventuele berekeningen in een vervolgfase. De parameters waar het onder
andere om gaat zijn: de overspanning, het statische systeem, de dikte van het dek, de
breedte van het dek en de overspanningslengte.
Genoemde gegevens van de draagconstructies worden normaal gesproken niet gebruikt
in het reguliere beheer- en onderhoudsproces. Deze gegevens zijn daarom niet
beschikbaar in het informatiesysteem en zijn uit de statische archiefdossiers gehaald. De
in de bureaustudie verzamelde parameters zijn middels een verificatie-inspectie
gecontroleerd en waar nodig aangepast. Voor de objecten waarvan het archief
incompleet bleek, zijn de benodigde gegevens op locatie opgenomen. Er zijn tijdens de
inspecties op locatie geen schades geconstateerd die twijfel geven over de constructieve
veiligheid.
De inventarisatie is uitbesteed aan marktpartijen. Door zes ingenieursbureaus is in
opdracht van Rijkswaterstaat archief doorgenomen om de benodigde gegevens van de
draagconstructies te achterhalen. Daar bovenop zijn bij 1826 kunstwerken verificatie-
inspecties uitgevoerd. Er zijn daarbij onder andere 13.613 foto's gemaakt om de actuele
situatie vast te leggen.
Deze resultaten zijn verwerkt en hiermee is een globaal risicoprofiel per kunstwerk
bepaald.
3.4 Resultaten analyse
In het totaal zijn 2014 bruggen en viaducten geanalyseerd. Uit de analyse blijkt dat in
1174 bruggen en viaducten draagconstructies voorkomen, die nader constructief
beoordeeld moeten worden. Hierbij worden de 6 grote verkeerstunnels opgeteld. In
totaal zullen derhalve 1180 kunstwerken in de tweede fase nader beoordeeld worden.
Voor 840 kunstwerken wordt nader onderzoek niet nodig geacht. De verwachte
restlevensduur is daar niet gewijzigd.
Een overzicht van de voorkomende typen draagconstructies die voor nadere
beoordeling in aanmerking komen, ingedeeld naar de categorieën, is weergegeven in
onderstaande tabel.
18 Inventarisatie kunstwerken
Ministerie van Verkeer en Waterstaat opq
Categorie Kokers Liggers Platen T-profiel Doosvormige Tunnels Eindtotaal
constructie
HWN, transportas (in RW) 14 76 113 43 16 2 264
HWN, niet transportas (in RW) 48 131 312 31 24 4 550
HWN over RW 17 75 159 10 7 268
Vaarwegen/watersystemen 4 9 48 23 8 92
HWN, naast RW 0 0 6 0 0 6
Eindtotaal 83 290 638 108 54 6 1180
Tandconstructies komen bij een klein deel (3,5%) van de nader te beoordelen constructies
voor.
3.5 Betekenis resultaten
Gebruik van de kunstwerken
Op grond van de resultaten van de inventarisatie en de analyse is er geen aanleiding
om nu beperkingen op te leggen aan het gebruik van de kunstwerken die in de
tweede fase nader moeten worden beoordeeld. Er zijn tijdens de inspecties op locatie
geen schades geconstateerd, die twijfel geven over de constructieve veiligheid.
Het betreft kunstwerken waarvoor thans geen plannen bestaan voor aanpassing van
het kunstwerk zelf of voor het gebruik ervan (bijvoorbeeld aanleg van extra
rijstroken). Indien een aanpassing van het kunstwerk daadwerkelijk op de planning
staat, is vooraf een constructieve beoordeling noodzakelijk om te kunnen bepalen of
er maatregelen nodig zijn, en zo ja welke (bijvoorbeeld verkeersmaatregelen, tijdelijke
of permanente versterking).
Financiële aspecten
Indien eind 2007 blijkt dat renovatie respectievelijk vervanging van kunstwerken nodig
is, zullen additioneel middelen moeten worden vrijgemaakt. Over de hoogte van dit
beslag valt, zolang niet specifiek duidelijk is waar het qua maatregelen over gaat, niet
veel te zeggen.
3.6 De tweede fase van het onderzoek
Het onderzoek in de tweede fase richt zich op het bepalen hoe lang de bruggen en
viaducten het verwachte gebruik nog verantwoord aan kunnen.
Omdat het aantal kunstwerken dat geanalyseerd wordt zo omvangrijk is, wordt
geïnvesteerd in het ontwikkelen van een beoordelingsmethodiek. Deze methodiek
wordt als eerste toegepast bij de beoordeling van de bruggen en viaducten in de
rijkswegen met de zwaarste verkeersbelastingen en voor de constructietypen, waar het
eerst problemen verwacht worden. Het nader onderzoek varieert, afhankelijk van het
19 Inventarisatie kunstwerken
Ministerie van Verkeer en Waterstaat opq
type draagconstructie van het kunstwerk, van een beperkte toets op kritieke aspecten
tot een diepgaande constructieve beoordeling.
Een team van experts, dat zoveel mogelijk bestaat uit de experts die ervaring hebben
opgedaan bij de beoordelingen die de afgelopen jaren zijn uitgevoerd, is hiermee
belast.
Eind 2007 zal een technisch rapport gereed zijn, waaruit het het volgende duidelijk
wordt: het aantal te verbeteren kunstwerken en in welke periode deze
werkzaamheden geprogrammeerd zullen moeten worden. Het verslag van de 2e fase
zal wellicht nog niet over alle 1180 objecten een definitief oordeel kunnen geven,
hetzij omdat de benodigde berekeningen erg complex zijn, hetzij omdat er
onvoldoende gegevens over de constructie, het materiaal en de daaruit af te leiden
draagkracht beschikbaar zijn. Wel verwacht ik dan aan te kunnen geven wanneer dit
inzicht er wel is.
Aan de hand van het rapport dat in december uitkomt zal per kunstwerk bepaald
worden: 1) welke maatregelen eventueel noodzakelijk zijn; 2) op welke termijn deze
uitgevoerd moeten worden en met het oog op verkeershinder ook uitgevoerd kunnen
worden en 3) wat de daarmee gemoeide kosten zijn. Indien blijkt dat renovatie
respectievelijk vervanging van kunstwerken noodzakelijk is, zal dit leiden tot een claim
op de infrastructuurgelden. Over de hoogte van het beslag valt thans nog niets te
zeggen, omdat niet specifiek duidelijk is welke maatregelen genomen moeten gaan
worden. Dit totaal inzicht verwacht ik tegen de zomer van 2008 te kunnen bieden.
20 Inventarisatie kunstwerken
Ministerie van Verkeer en Waterstaat opq
4. Stand van zaken stalen bruggen
4.1 Constructieve en verkeersveiligheid
Rijkswaterstaat heeft in totaal 274 vaste en beweegbare bruggen in beheer met een
stalen rijdek (stalen bruggen). Vanwege de specifieke eigenschappen van staal, geldt
voor deze kunstwerken dat die naarmate de verkeersintensiteit toeneemt, allen te
maken kunnen krijgen met vermoeiingsproblemen. Gegeven de verkeersintensiteit
speelt dit met name bij de bruggen in het hoofdwegennet. Om dit risico te beheersen,
worden hiernaar gerichte inspecties uitgevoerd. Uit deze inspecties is gebleken dat 25
stalen bruggen op dit moment met vermoeiing kampen en bij 12 van deze bruggen in
de nabije jaren maatregelen noodzakelijk zijn. Deze bruggen zijn inmiddels
onderworpen aan een zeer intensief inspectie- en onderhoudsprogramma en alle
noodzakelijke reparaties worden uitgevoerd. Daarmee worden
verkeersveiligheidsproblemen voor de korte termijn voorkomen. Op middellange
termijn biedt dit echter onvoldoende zekerheid. Deze 12 bruggen, waarvan een aantal
onderdeel uitmaakt van belangrijke verbindingen, zullen de komende vijf jaar versterkt
of vervangen moeten worden om de verkeersdoorstroming voor alle gewichtklassen te
kunnen blijven garanderen.
4.2 Opties aanpak vermoeiingsproblematiek
Op basis van de huidige inzichten zijn er in algemene zin slechts twee
oplossingsrichtingen denkbaar voor de aanpak van de vermoeiingsproblematiek van
stalen bruggen:
1. stalen rijdekken voorzien van Hoge Sterkte Beton (HSB), of
2. vervangende nieuwbouw.
De oplossingsmogelijkheden zijn beperkt, doordat het extra gewicht dat op deze
bruggen aangebracht kan worden gering is. Binnen de genoemde twee opties zijn
beperkt optimalisaties per brug denkbaar, afhankelijk van de constructie van de brug
en toekomstig gebruik. Deze opties moeten per brug worden bekeken en afgewogen.
4.3 Leerpunten toepassing HSB
De herstelwerkzaamheden aan de Moerdijkbrug-Oost zijn verricht met HSB. Dit was
een methode die voor het eerst in Nederland werd toegepast. Het aanbrengen van
een HSB-overlaging is een kritisch proces. Het proces is aanzienlijk gevoeliger dan het
aanbrengen van gewoon beton. Uit die ervaring komt een aantal leerpunten naar
voren die bij een volgende toepassing van HSB aandacht verdienen, te weten:
· strikte controle op de stabiele kwaliteit van het HSB-mengsel;
21 Inventarisatie kunstwerken
Ministerie van Verkeer en Waterstaat opq
· beheersing van de kwaliteit tijdens het aanbrengen door permanent toezicht
op de uitvoering;
· extra controle van HSB nadat het is aangebracht.
Voor een aantal problemen, hebben verbeterslagen plaatsgevonden, te weten:
· vlakheid: door zorgvuldiger aanbrengen, is betere vlakheid verkregen.
Wanneer de vlakheid dan nog onvoldoende blijkt te zijn, kan het wegdek
gefreesd worden;
· stroefheid: door het aanbrengen van een epoxyslijtlaag over de HSB wordt
voldaan aan de normen voor stroefheid. Deze slijtlaag moet gedurende de
verwachte levensduur van 30 jaar één maal vervangen worden;
· rijcomfort: er wordt voldaan aan de normen voor rijcomfort, echter de
beleving van de weggebruiker is nog niet optimaal. In combinatie met het
punt vlakheid wordt gekeken naar verdere optimalisatie van het eindresultaat.
Restrisico's aanbrengen HSB
Het aanbrengen van HSB op locatie is voor Nederland een nieuwe techniek. Daarom
valt niet met volledige zekerheid te zeggen of het ook in praktijk aan de berekende
levensduur van tenminste 30 jaar zal voldoen. Om die reden is het noodzakelijk de
ontwikkeling van het aangebrachte HSB in de praktijk goed te monitoren.
Conclusie HSB
Naar aanleiding van de opgedane kennis tijdens de herstelwerkzaamheden kan
geconcludeerd worden dat HSB een goede oplossing lijkt voor de vermoeiings-
problematiek van stalen rijdekken, maar:
- dat het aanbrengen van HSB een kritisch proces is, dat veel aandacht en
intensieve controle vraagt;
- dat nog niet aantoonbaar is dat de berekende levensduur van 30 jaar ook
daadwerkelijk wordt gerealiseerd.
22 Inventarisatie kunstwerken
Ministerie van Verkeer en Waterstaat opq
5. Monitoring en inspectie
In dit hoofdstuk wordt in het kort geschetst hoe monitoring en inspectie van
kunstwerken door Rijkswaterstaat wordt aangepakt en welke informatiesystemen
daarbij worden gebruikt.
Inspectie, controle en beoordeling van kunstwerken vindt op de volgende wijze plaats:
· Een schouw door het district van Rijkswaterstaat, dat wil zeggen een visuele
opname (dagelijks tot meerdere keren per week) van de toestand van de
kunstwerken. Deze schouw richt zich op het signaleren van calamiteiten en
afwijkingen van het normale.
· Een toestandsinspectie wordt periodiek uitgevoerd (bijvoorbeeld één tot
meerdere malen per jaar, afhankelijk van het soort kunstwerk). Deze is gericht
op het toetsen van het functioneren van (onderdelen) van een object en
levert input voor het onderhoud voor de komende periode op.
· Een Instandhoudinginspectie wordt uitgevoerd door de Bouwdienst van
Rijkswaterstaat. Dit is een "voorspellende" inspectie gericht op de
(onderhouds-)investeringen voor de komende jaren. Deze inspectie wordt
tenminste één keer per zes jaar uitgevoerd of zo nodig vaker, als dit uit de
toestands- en/of schouwinspecties nodig blijkt te zijn.
Dit inspectie- en onderhoudsregime waarborgt dat eventuele tekortkomingen tijdig
worden gesignaleerd, zodat waar nodig maatregelen getroffen kunnen worden. Dit
programma geeft echter geen uitsluitsel over de te verwachten resterende levensduur
van kunstwerken.
De informatie uit de inspecties is alleen waardevol als ze ook beschikbaar is in de juiste
vorm, op het juiste moment en bij de juiste personen. Begin jaren tachtig werd dit
belang al onderkend en is besloten inspectie en onderhoud te professionaliseren en te
ondersteunen met een centraal informatiesysteem voor kunstwerken. Citaat:
"In 1978 werd een interne werkgroep, de "Werkgroep Inventarisatie Rijksbruggen"
(WIRB), in het leven geroepen. De opdracht van deze werkgroep was het doen van
aanbevelingen voor het opzetten van een informatiesysteem voor kunstwerken.
Hierbij kon uitputtend gebruik worden gemaakt van internationale ervaringen. De
werkgroep heeft eind 1982 een rapport opgesteld naar aanleiding waarvan is besloten
de ontwikkeling van dit informatiesysteem door te zetten. Begin 1983 is een
projectteam van start gegaan met het hiervoor genoemde doel onder de naam "Data
Informatie Systeem Kunstwerken", afgekort DISK. DISK ging medio jaren tachtig
operationeel."
Kunstwerken staan niet op zich, zij hebben een functie binnen de netwerken waar
Rijkswaterstaat verantwoordelijk voor is. Voor de informatievoorziening op
netwerkniveau heeft Rijkswaterstaat een Netwerk Informatie Systeem (NIS) ingericht.
De ambitie is om alle informatie die gerelateerd is aan de fysieke netwerken hierin
samen te brengen of te ontsluiten, waar het om meer gedetailleerde informatie gaat.
23 Inventarisatie kunstwerken
Ministerie van Verkeer en Waterstaat opq
Dit betreft informatie over de omvang en aard van het areaal, alsmede de huidige en
gewenste toestand van het areaal. Informatie over het gebruik van het areaal en de
prestaties voor de gebruikers, over de risico's, zowel functioneel als financieel en over
onderhoud, heden, verleden en toekomst. Voor kunstwerkinformatie is DISK
gekoppeld aan het NIS.
24 Inventarisatie kunstwerken
Ministerie van Verkeer en Waterstaat opq
Bijlage A Overzicht categorieën Weigh In Motion metingen
25 Inventarisatie kunstwerken
Ministerie van Verkeer en Waterstaat opq
Bijlage B Overzicht 12 stalen bruggen met ernstige
vermoeiingsverschijnselen
Onderstaand volgt een overzicht van de 12 bruggen die momenteel met ernstige
vermoeiing te maken hebben. De lijst met bruggen wordt periodiek nagerekend vanuit
het aspect levensduur. Dit betekent dat deze lijst dynamisch is. Daarnaast is een
inspectieprogramma in gang gezet op basis waarvan de prioriteit steeds wordt herijkt.
· Ewijk (A50);
· Galecopperbrug (A12);
· Gideonsbrug (beweegbaar, A7);
· Moerdijkbrug (West, A16);
· Scharsterijn (beweegbaar, A6);
· Scharberg (A76);
· Boogbrug Geleen (A2);
· Muiderbrug (A1);
· Kreekrakbruggen (A58);
· Harmsenbrug (beweegbaar, A57);
· Suurhoffbrug (vast / beweegbaar, A15);
· Van Brienenoordbrug (vast, A16).
26 Inventarisatie kunstwerken
Ministerie van Verkeer en Waterstaat opq
Bijlage C Ontwikkeling massa vrachtverkeer (Bron RDW)
Tijdvak Ontwikkelinge Massa Massa Massa Massa Aantallen Opmerkingen
n trekker 3-assig 4-assig 5-assig massa 50
oplegger motorvtg motorvtg motorvtg t
(1) (2) (3) (4)
1960- Aslast 8 10 t 32 36 t 22 t Nvt Nvt Gering Vrachtauto-ahw comb.
1970 Max. aslasten komen meer voor dan
bij asfstand trekker-opl.
> 2 m
1970- Asstellen 24 t 36 40 t 23- 24 t 30 t Nvt Matig Introductie
1980 breedbanden en
luchtvering
Verschuiving
vrachtauto-ahw
trekker-opl.
1980- Asstellen n x 9 40 44 t 26 t 32 t Nvt Vrij veel Breedbanden op grote
1990 t schaal toegepast op
getrokken voertuigen
1990- Aangedreven 44 46 t 26-34,5 t 34-46 t 50 t Veel "Explosie" massa solo
2000 as voertuigen gevolg van
11,5 t spec. NL wetgeving
Max. aslasten
bij asfstand
> 1,80 m
2000- Tandemstel 46 t 27-34,5 t 35-46 t 50 t Heel veel
heden motorvoertuig
19 t
(1) Internationaal in deze periode van 32 naar 40 ton
27 Inventarisatie kunstwerken
Ministerie van Verkeer en Waterstaat opq
Bijlage D Figuren
Figuur 1: Ontwikkeling vrachtverkeer en ontwerpnormen 1950 - 2007
29 Inventarisatie kunstwerken
Ministerie van Verkeer en Waterstaat opq
Groei autosnelwegen
2500
2000
1500
toename
Km totaal
1000
500
0
1945 1950 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005
jaar
Figuur 2: Groei autosnelwegen
Figuur 3: Aantal motorvoertuigen 1995-2006
(bron: CBS Statline)
30 Inventarisatie kunstwerken
Ministerie van Verkeer en Waterstaat opq
Figuur 4: Aantal bedrijfsmotorvoertuigen
(bron: CBS Statline)
Stichtingsjaar Betonnen Viaducten en Bruggen (HWN)
700
600
500
t]s 400 Viaduct over RW
[lat Viaduct in RW
n Brug Vast - Beton klein
Aa 300 Brug Vast - Beton groot
200
100
0
50 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2005
Figuur 5: Stichtingsjaren betonnen bruggen en viaducten
31 Inventarisatie kunstwerken
Ministerie van Verkeer en Waterstaat opq
Figuur 6: Transportassen
Referenties
Kennisinstituut voor mobiliteitsbeleid (2007) Mobiliteitsbalans. Ministerie van Verkeer en Waterstaat
Galjaard, P. et al. (2007) Vrachtverkeer en weginfra. Invloed groeiend vrachtverkeer. Eindrapportage.
32 Inventarisatie kunstwerken
Ministerie van Verkeer en Waterstaat