Rijkswaterstaat heeft ongeveer 4800 bruggen, viaducten en onderdoorgangen. Die vragen niet alleen regulier onderhoud, soms is meer nodig. Bijvoorbeeld door toenemende belasting en veranderende gebruikseisen. Hoe wordt omgegaan met deze opgave en welke rol speelt regelgeving daarbij?
Bestaande bouw in de infrastructuur
Invloed toenemende belastingen, gewijzigde normen
en leeftijd constructies
1 De Zeeburgerbrug, Amsterdam, foto: Wikipedia / S. Sepp
Rijkswaterstaat heeft ongeveer 4800 bruggen, viaducten en onderdoorgangen.
Die vragen niet alleen regulier onderhoud, soms is meer nodig. Bijvoorbeeld door
toenemende belasting en veranderende gebruikseisen. Hoe wordt omgegaan met
deze opgave en welke rol speelt regelgeving daarbij?
1
6? CEMENT 8 20 22
Enkele decennia geleden was de
algemene veronderstelling dat,
als betonnen constructies goed
waren ontworpen en uitgevoerd,
ze eeuwig mee zouden gaan.
Ve r-
keersklasse 60 uit de VOSB 1963, waarop
bruggen in rijkswegen werden ontworpen,
zou in werkelijkheid nooit voorkomen. De eerste keer dat deze geruststellende
gedachte haarscheurtjes ging vertonen, was
rond 2005 bij het ontwerp van de spits- en
plusstroken van de A50/A1 tussen Barneveld
en Deventer. Een controleberekening of deze
gewijzigde belasting mogelijk was ? door de
vluchtstrook op te offeren was er immers
ruimte genoeg ? toonde aan dat zelfs de hui-
dige belasting theoretisch tot een onveilige
situatie zou kunnen leiden.
Waarom is bestaande bouw zo'n
probleem?
Bij Rijkswaterstaat waren net de laatste in-
zichten ten aanzien van de verkeersbelastin-
gen vastgelegd in de Richtlijnen Ontwerp Betonnen Kunstwerken (ROBK versie 5),
wat later de Eurocode verkeersbelastingen
(NEN EN 1991-2) zou worden. Iedereen kon
buiten zien dat de intensiteit en massa van
het vrachtverkeer enorm waren toegenomen
en dat een verhoging van de ontwerpverkeers-
belasting in de VOSB 1963 te verwachten was.
En men begreep ook dat je niet dezelfde be-
trouwbaarheid kon ontlenen aan oude mate-
rialen als aan nieuwe materialen. Daarom
kwamen er de Richtlijnen Beoordeling Be-
tonnen Kunstwerken (RBBK1), waarin stond
hoe om te gaan met oude materialen. Op ba-
sis van deze richtlijnen bleek dat de bruggen
en viaducten in de A50/A1 niet meer volde-
den. Maar de conclusie dat deze moesten
worden vervangen, zonder dat er sprake
was van duidelijk zichtbare schade, werd
niet gedeeld.
Aangepaste veiligheidsfilosofie
voor bestaande bouw
De 'redding' kwam in de vorm van ISO 2394
- Algemene principes over de betrouw-
IR. DICK
SCHAAFSMA
Adviseur Bruggen en
Viaducten / Secretaris Nederlandse
Bruggenstichting
Rijkswaterstaat GPO auteur
CEMENT
8 2022 ?7
baarheid van constructies en NEN 8700 -
Beoordelen van bestaande bouwconstruc-
ties. ISO 2394 legde een relatie tussen de
relatieve kosten van versterkingsmaatrege-
len en de kosten die gepaard gingen met de
consequenties van falen om het veiligheids-
niveau te bepalen (tabel 1). Met andere
woorden: hoe hoger de relatieve kosten van
de maatregel zijn, des te lager het gewenste
veiligheidsniveau. En hoe groter de conse-
quenties van falen, des te hoger het gewenste
veiligheidsniveau. We bemerkten dat het
verschil in projectkosten tussen nieuwbouw
en versterking van een bestaande brug elkaar
niet ver ontlopen door de verkeersmaatrege-
len, en dat de consequenties van falen, bij-
voorbeeld bij de Merwedebrug, gigantisch
kunnen zijn. In 2008 kwam het eerste ontwerp van
NEN 8700 uit, waarin deze filosofie verder
werd uitgewerkt. NEN 8700 werd in 2012
aangewezen in het Bouwbesluit. Dat creëer-
de enorm veel mogelijkheden voor extra
benutting van capaciteit van bestaande con-
structies en daarmee voor hergebruik. Het
laatste jaar doen zich daardoor veel vragen
voor of een bestaande constructie nog veilig
is. En als hij veilig is, hoe lang dan nog? En
wat is zijn restlevensduur? En als hij niet
veilig is, onder welke voorwaarden kunnen
we dan al het verkeer nog toelaten?
Moeten we alle bestaande
bouwconstructies nu wantrouwen?
Vormen de groei van het verkeer (hogere be-
lasting) en de toename van de consequenties
bij falen (hoger veiligheidsniveau) voldoende
aanleiding om een controleberekening uit te
voeren? Het Kennisplatform Constructieve
Veiligheid (opvolger 'Compendium Aanpak
Constructieve Veiligheid', zie kader) stelt
voor om in de volgende specifieke situaties
een controleberekening uit te voeren:
bij het vermoeden van onvoldoende sterkte;
bij het vermoeden van een onvolledig of
ondoordacht ontwerp;
na een opgetreden bijzondere belasting;
bij constatering van schade, grote vervor-
mingen of mogelijke tekortkomingen;
bij veranderingen in de draagconstructie;
bij ingrijpende verandering van gebruik en
daarmee van belastingen of bij verandering
van omgeving.
Met de Spoedwet Wegverbreding in 2003
kwam het gebruik van het aantal en de
omvang van spits- en plusstroken in een
stroomversnelling. Voor Rijkswaterstaat
werd het standaardbeleid om de bruggen en
viaducten in de spoedwettracés en controle-
berekening uit te voeren. Tegelijkertijd kwa-
men de eerste ontwerpen volgens de Euro-
codes uit en ontstond het vermoeden dat
bestaande betonconstructies mogelijk on-
voldoende sterk zouden zijn volgens deze
nieuwe regelgeving, vooral op dwarskracht
en vermoeiing. Laboratoriumproeven die
voorheen onmogelijk waren door de grootte
en het gewicht van de te beproeven beton-
elementen, toonden aan dat de hoogtefactor
een flinke reductie op de dwarskrachtcapa-
citeit in de Eurocode opleverde. Vooral voor
typische brugplaten van rond de 1 m hoogte
zonder noemenswaardige beugelwapening
gaf dit problemen.
Daarnaast bleek het controleren van
bestaande bouw heel andere vaardigheden
van een constructeur te vragen dan bij het
ontwerpen van een nieuwbouwconstructie.
Bij nieuwbouw kun je een relatief grove con -
structieberekening maken en gewoon wat
extra wapening bijleggen. Omgekeerd kan
dit niet. Bij bestaande bouw kun je er na een
gr
ove berekening geen extra wapening bij
'filosoferen'. Je wordt als constructeur ge-
dwongen heel precies te rekenen en vaak al -
les uit de kast te trekken om een constructie
'heel te r
ekenen'. Als je dit niet doet, zoals in
De intensiteit en
massa van het
vrachtverkeer
zijn enorm
toegenomen
DICK SCHAAFSMA
Dick Schaafsma is Adviseur Bruggen en
Viaducten bij Rijkswaterstaat en daar-
naast secretaris van de Nederlandse
Bruggenstichting. Hij is bij Rijkswater-
staat al meer dan 30 jaar betrokken bij
de aanleg van nieuwe betonnen brug-
gen en viaducten. In het begin als con-
structeur-staticus, door ze te ontwerpen
en door te rekenen. Later door ontwerp
en berekening uit te besteden bij markt-
partijen en deze te toetsen.
Tabel 1?Gewenste betrouwbaarheidsindex (ontwerplevensduur) volgens ISO 2394
relatieve kosten
versterkings -
maat
regel kosten consequenties van falen
klein
gemiddeld - klein gemiddeld - groot groot
hoog
? = 0 ? = 1,5 ? = 2,3 ? = 3,1
gemiddeld
? = 1,3 ? = 2,3 ? = 3,1 ? = 3,8
laag
? = 2,3 ? = 3,1 ? = 3,8 ? = 4,3
8? CEMENT 8 20 22
de beginfase van het herberekenen aan de
viaducten in de A1/A50, dan reken je alles
kapot.
Stand van zaken bij
Rijkswaterstaat en in Nederland
Het vermoeden van onvoldoende sterkte en
de behoefte om het gebruik van bruggen en
viaducten ingrijpend te veranderen, maakte
het noodzakelijk alle brugconstructies tegen
het licht te houden. Een enorme operatie:
Rijkswaterstaat heeft ongeveer 4800 bruggen,
viaducten en onderdoorgangen (tabel 2). In
totaal zijn er, dus inclusief bruggen bij lagere
overheden, in Nederland ongeveer 90.000
bruggen, viaducten en onderdoorgangen,
met een vervangingswaarde van ongeveer
? 65 miljard (tabel 3). De grootste bouwpiek van bruggen
van Rijkswaterstaat viel tussen 1960 en 1970.
Deze bruggen zijn nu gemiddeld ongeveer 60 jaar oud. Als men ervan uitgaat dat brug-
gen zijn ontworpen op een leeftijd tussen de
80 en 100 jaar, dan valt niet te verwachten
dat er al veel aan het einde van hun levens-
duur zijn. Als ze werkelijk 80 à 100 jaar mee-
gaan, moet er een piek aan vervanging of
versterking worden verwacht over 20 à 40
jaar.
In de decennia 1960-1980 werden er
gemiddeld 100 bruggen en viaducten per
jaar gerealiseerd. Dat is 2 per week! In de
decennia daarna toch nog gemiddeld 50 per
jaar. Hoe dan ook een enorme vervangings-
c.q. versterkingsopgave voor de toekomstige
generatie. In dit verband kun je je afvragen of
het zinvol is om op dit moment bruggen en
viaducten zo te versterken dat ze weer 30
jaar meegaan, iets wat de NEN 8700 moge-
lijk maakt. Schuif je de vervanging van deze
bruggen niet juist op de grote hoop?
2 Inmiddels gesloopt viaduct Hoog Burel over de A1 bij Apeldoorn, foto: Rijkswaterstaat / Paul Poels Fotografie
2
KPCV
Het Kennisportaal Constructieve
Veiligheid (KPCV) werd in 2018
gelanceerd als digitale opvolger
van het 'Compendium Aanpak
Constructieve Veiligheid'. Van
dit compendium verscheen de
laatste editie in 2011. Aanleiding
voor het Compendium was een
aantal (bijna-)calamiteiten met
bouwconstructies aan het einde
van de vorige en het begin van
deze eeuw.
CEMENT 8 2022 ?9
3
3 Haarlemmermeer Aquaduct, foto: Beeldbank Rijkswaterstaat / Harry van Reeken
Tabel 3?Areaal en vervangingswaarde civiele constructies in Nederland (Bloksma en Westenberg 2021;
tabel 51 en 52)
objectsoort
classificatieaantalvervangingswaarde in M?
brug (beweegbaar) 8.45714.226
brug (vast) beton34.38919.283
brug (vast) staal 10.03413.538
brug (vast) hout31.6938.885
onderdoorgang beton3.0429.119
overkluizing beton18255
totaal 87.79765.106
Tabel 2?Totalen Rijkswaterstaat DISK/NIS maart 2022
objectsoort classificatie < 1940 41-60 61-80 81-00 > 2000 totaal
brug (beweegbaar) *)2641552423169
brug (vast) beton55 64 341202198860
brug (vast) staal *)38 21 35 12 14120
ecoduct beton 65157
onderdoorgang beton 2154277 123 115 590
viaduct beton271021407666 728 2930
totaal 167282 2115 1033 1129 4726
*) classificatie is op basis van beweegbaar voor staal voor beton. Dit betekent dat beweegbare en/of
stalen bruggen over het algemeen ook betonnen overspanningen kennen.
10? CEMENT 8 20 22
Duurzaamheid: infraprovider of
infraprotector?
In het laatste decennium is er een belangrijk
extra aspect bijgekomen in de overweging
om bruggen en viaducten te vervangen, te
versterken of te handhaven: de vraag of
bruggen die nog niet aan hun technische le-
vensduur zijn gekomen, kunnen worden ge-
recycled of hergebruikt op een andere plaats.
In 2050 moet de bouw volledig ener-
gieneutraal zijn en moet er een minimum
aan primaire grondstoffen worden gebruikt.
Hoe langer we een brug of viaduct kunnen
handhaven, hoe beter het is voor deze milieu -
kostenbalans. Deze opgave geldt niet alleen voor de
bouw en voor infraproviders, maar ook voor
de gebruikers van onze netwerken. De weg-
transportsector heeft de laatste twee decen-
nia ongeveer twee keer zoveel lading over de weg, het spoor en over het water vervoerd,
waarbij de CO?-uitstoot nagenoeg gelijk is
gebleven. Hoe hebben ze dat gedaan? Ener-
zijds door zuinigere motoren: een verschui-
ving van veel kleine vrachtwagens naar min
-
der grote vrachtwagens. Anderzijds door
logistieke oplossingen: er rijden nog nauwe-
lijks lege vrachtwagens rond. Dit heeft geleid
tot een grotere belasting van bruggen en via-
ducten. De volgende stap is de transitie van
motoren die geen fossiele brandstoffen ge-
bruiken, zonder dat dit ten koste gaat van de
lading. Langere, zwaardere vrachtwagens
dus. Om deze transitie mogelijk te maken
zullen infraproviders wegen en bruggen
moeten bouwen die deze extra belasting
aankunnen. Het is de vraag of de bestaande
bouw in de infrastructuur deze transitie
aankan en dat de bouw tegelijkertijd zijn
opgave kan waarmaken.
Bij bestaande
bouw kun je er
na een grove
berekening
geen extra
wapening bij
'filosoferen'
CEMENT 8 2022 ?11
Dick Schaafsma
Dick Schaafsma is Adviseur Bruggen en Viaducten bij Rijkswaterstaat en daarnaast secretaris van de Nederlandse Bruggenstichting. Hij is bij Rijkswaterstaat al meer dan 30 jaar betrokken bij de aanleg van nieuwe betonnen bruggen en viaducten. In het begin als constructeur-staticus, door ze te ontwerpen en door te rekenen. Later door ontwerp en berekening uit te besteden bij marktpartijen en deze te toetsen.
Enkele decennia geleden was de algemene veronderstelling dat, als betonnen constructies goed waren ontworpen en uitgevoerd, ze eeuwig mee zouden gaan. Verkeersklasse 60 uit de VOSB 1963, waarop bruggen in rijkswegen werden ontworpen, zou in werkelijkheid nooit voorkomen.
De eerste keer dat deze geruststellende gedachte haarscheurtjes ging vertonen, was rond 2005 bij het ontwerp van de spits- en plusstroken van de A50/A1 tussen Barneveld en Deventer. Een controleberekening of deze gewijzigde belasting mogelijk was – door de vluchtstrook op te offeren was er immers ruimte genoeg – toonde aan dat zelfs de huidige belasting theoretisch tot een onveilige situatie zou kunnen leiden.
Reacties