thema Van RBBK naar RBK 4 2 0 12 26 thema Van RBBK naar RBK Voor de beoordeling van bestaande kunstwerken werkt Rijkswaterstaat sinds 2004 met de Richtlijn Beoordeling Bestaande Kunstwerken (RBBK) [1]. Deze richtlijn sluit aan op de oude Nederlandse TGB ­normen. Voor de beoordeling volgens de Eurocode wordt de RBBK vervangen door de Richtlijnen Beoordeling Kunstwerken (RBK). Deze richtlijnen geven invulling aan het streven van Rijkswaterstaat naar een uniforme beoordeling van de constructieve veiligheid. 1 Praktische toepassing van Eurocodes voor bestaande constructies Eurocodes, NEN 8700-serie en RBK Met de invoering van het Bouwbesluit 2012 moet voor nieuwbouw worden gerekend met de Eurocodes (NEN-EN 1990 ? NEN-EN 1999). Door Rijkswaterstaat is hierop aanvullende regelgeving gegeven die is vast - gelegd in de ROK 1.0 [2]. Voor bestaande bouw worden deze normen aangevuld door NEN 8700 en NEN 8701. Hiermee wordt de mogelijkheid geboden om voor bestaande constructies op een verantwoorde manier af te wijken van de eisen voor nieuwbouw. Dit betreft momenteel echter alleen de Grondslagen (NEN 8700) en de Belastingen (NEN 8701). Bij Rijks- waterstaat bestaat een sterke behoefte aan een verdere invulling van de materiaalgebonden delen van de Eurocodes voor toepassing bij bestaande bouw. Voor de toekomst is dit nationaal voorzien door het opstellen van materiaalgebonden delen in de NEN 8700-serie. Deze worden echter niet voor eind 2013 verwacht. Vooruitlopend hierop zal Rijkswaterstaat hier invulling aan geven in de RBK. Na invoering van NEN 8702 en andere delen zal de RBK hierop worden aangepast. Van RBBK naar RBK4 2 0 12 27 Achtergrond RBK Voor het ontwerp van nieuwe kunstwerken heeft Rijkswaterstaat (RWS) de Richtlijnen Ontwerp Kunstwerken (ROK 1.0 [2]) opgesteld. Deze richtlijnen geven wijzigingen, aanvullingen en toelichtingen op de Eurocodes met Nationale Bijlagen voor de nieuwbouw van alle kunstwerken die in opdracht van RWS worden gerealiseerd. In deze ROK zijn, naast eisen aan de constructieve veiligheid en duurzaamheid, ook vele andere richt- lijnen van toepassing verklaard om kunstwerken te realiseren. De RBK geeft richtlijnen en aanvullende eisen op de Eurocodes en de genoemde ROK voor de beoordeling en/of verbouw van bestaande kunstwerken van RWS. Bij de invulling van deze RBK zijn de in de afgelopen jaren opgedane ervaring met herberekenen, de RBBK en de resultaten van het dwarskracht- onderzoek meegenomen. Evenals bij de ROK is het toepassingsgebied van de RBK verbreed naar alle constructietypen van RWS (tabel 1). De volledige invulling van de RBK is een proces dat naar verwach- ting enkele jaren zal duren. De werkwijze van RWS maakt het echter noodzakelijk om bij beoordeling van kunstwerken volgens de Eurocode een RBK beschikbaar te hebben. Hiervoor is recentelijk een proefversie uitgegeven met een beperkte invulling voor betonnen bruggen. Deze wordt momenteel door RWS in projecten toegepast en ondertussen met medewerking van TNO en TU Delft aan verdere invulling gewerkt. Naar verwachting zal de RBK een belangrijke basis vormen voor de door NEN op te stellen materiaalgebonden delen in de NEN 8700-serie. Het betreft met infrastructurele objecten echter een beperkt deel van het toepassingsgebied van de NEN 8700-serie. Indeling van de RBK De RBK bestaat uit drie hoofdstukken en een aantal bijlagen. Het eerste hoofdstuk bevat het algemene deel. Hierin is de werkwijze voorgeschreven voor de beoordeling. Het tweede hoofdstuk bevat de aanvullingen op de normen; hierop wordt verderop nader ingegaan. In het derde hoofdstuk zijn aanvul- lingen en richtlijnen gegeven voor verificatieberekeningen van betonnen bruggen. Het gaat in de RBK om zaken die niet in normartikelen zijn geregeld, maar die wel van invloed zijn op de resultaten van een verificatieberekening. Denk hierbij aan: ? mechanische eigenschappen van oude materialen; ? constructietype afhankelijke modelleringswijzen (tabel 2); ? rekenen met gescheurde stijfheden; ? modelleren van niet orthogonale wapening. Aansluitend op NEN 8700 wordt in de RBK gesproken over verificatieberekeningen. Dit betreft een toets van een bestaande constructie tegen een beoogd niveau (nieuwbouw, verbouw of afkeur). Ten slotte is in een aantal bijlagen nog nadere informatie opgenomen die voor een verificatieherberekening relevant is. Bijvoorbeeld over oude voorspansystemen, aanwijzingen voor modelverfijning en de presentatie van de berekening. Aanvullingen op de normen voor nieuwbouw Zoals gezegd, zijn in hoofdstuk 2 van de RBK de aanvullingen op de normen gegeven. Dit betreft vooral aanvullingen op de nieuwbouwnormen, maar ook op NEN 8700 en NEN 8701. Omdat de NEN-EN-serie is geschreven voor nieuwbouw, is bij het opstellen van deze norm ook alleen gekeken naar materialen zoals die nu in de praktijk worden toegepast. Dit betekent dat het toepassingsgebied van de norm te beperkt is ir. Gerrie Dieteren TNO dr.ir. Cor van der Veen TU Delft, fac. CiGT ir. Henk Sliedrecht Rijkswaterstaat 1 Bouw van de Nederrijnbrug in de A50 bij Heteren foto: https://beeldbank.rws.nl, Rijkswaterstaat / Afdeling Multimedia RWS Tabel 2 Overzicht van constructietype afhankelijke modelleringswijzen (tabel uit hoofdstuk 3 van de RBK) constructietype model met staaf- elementen orthotrope/ isotrope plaat plaat met centrische ribben plaat met excentrische ribben model met schaal- elementen M VM VM VM VM V platen ++ 3) 1)++/0 nvtnvtnvtnvtnvtnvt liggers: ? 'massief ' ++ 4) 1)++/0 -+++ +++ + ? samengesteld ++ 4) 1)+ --+++ +++ + ? kokervormig ++ 4) 1)+ --0/- -++/0 ++++ dozen kokers ++ 4) 2)nvt nvtnvtnvt ++++ ++ Notatie: M = moment / V = dwarskracht / ++ = erg goed / + = goed / 0 = redelijk / - = onnauwkeurig / -- = zeer onnauwkeurig Tabel 1 Categorieën kunstwerken in ROK en RBK bruggen tunnels natte kunstwerken beweegbare bruggen geluidsschermen verkeerskundige draagconstructies Van RBBK naar RBK 4 2 0 12 28 thema ? spreiding in geprefabriceerde liggers; ? toetsing van oude constructies volgens huidige rekenregels en huidige betonsterkte [4, 6, 7, 8]; ? aanwijzingen zijn toegevoegd voor de bepaling van de aan wezige voorspanning bij bestaande constructies; ? praktische invulling is gegeven van de toetsen ten behoeve van de bruikbaarheidsgrenstoestand. De invulling is nog niet compleet en zal in de komende periode verder worden uitgewerkt. Hierbij zal ook zoveel mogelijk gebruik worden gemaakt van ervaringen van elders (interna- tionaal) opgestelde richtlijnen of uitgevoerde onderzoeken. Op het gebied van regelgeving voor bestaande bouw heeft Nederland echter een voorsprong ten opzichte van de ons omringende landen. Verder verschillen de problemen erg per land, omdat de ontwerp-/normhistorie ook per land verschilt. Hierdoor kunnen buitenlandse normen niet direct worden toegepast in de Nederlandse norm. Filosofie van de verificatieberekening Een bij de verificatieberekening steeds weer terugkerend thema van discussie is de te volgen filosofie. Bij het uitvoeren van een ontwerpberekening (nieuwbouw) kan de construc- teur het zich veroorloven om voor de schematisering en de toetsing uit te gaan van conservatieve aannamen. De constructie moet nog worden gebouwd en kan zodoende worden aangepast aan de resultaten van de berekening, wat voor bestaande bouw. In de RBK is het toepassingsgebied uitgebreid: ? eigenschappen van oude materialen zijn vertaald naar de notatie volgens de Eurocodes (werkwijze grotendeels ver gelijkbaar met wat in [3] is gegeven); ? eisen zijn geschikt gemaakt voor toepassing op oude materia- len (bijv. verankeringslengte voor glad betonstaal); ? het toepassingsgebied is verbreed of eisen voor bijvoorbeeld modellering zijn geschikt gemaakt voor toepassing op oude materialen en constructiewijzen; ? minimaal aan te houden betonsterkteklassen zijn toegevoegd voor oude kunstwerken per constructietype [4]; ? aanwijzingen voor materiaalonderzoek (monsterneming, beproeving en statistische verwerking resultaten) zijn toe gevoegd [4]; ? aangepaste toetsregels zijn opgenomen voor dwarskracht: ? spreiding in platen [5]; 3 2 Van RBBK naar RBK4 2 0 12 29 2 Omslag van de proefversie RBK 0.1 2012 3 Versterken van de Nederrijnbrug bij Heteren 4 Detail versterkingscon- structie Nederrijnbrug Ten slotte De regels voor het beoordelen van bestaande kunstwerken zijn nog steeds in ontwikkeling. Nog niet alles is duidelijk; voor sommige aspecten zijn vooralsnog conservatieve aannamen gedaan. Deze zullen in toekomstige versies van de RBK verder worden ingevuld. Met het uitbrengen van de proefversie van de RBK zorgt RWS ervoor dat de kennis en ervaring uit de oude RBBK en de lopende onderzoeken voor verificatieberekening volgens de Eurocodes beschikbaar zijn. ? niet wil zeggen dat elke gekozen schematisering correct is. Bij bestaande constructies is dit anders. De constructie bestaat en de opbouw ligt vast. Men moet zich bij de keuze van de te hanteren modellering terdege bewust zijn van wat de invloed van deze keuze is op het resultaat. Om onnodig versterken of zelfs vervangen van een constructie te voor - komen, moet het werkelijke gedrag zo dicht mogelijk worden benaderd. Hiertoe kan verfijning van de verificatieberekening noodzakelijk zijn om met voldoende zekerheid de construc- tieve veiligheid vast te stellen. RWS streeft ernaar van een kunstwerk aan te tonen dat de constructieve veiligheid is gewaarborgd voor elk gebruik, maar in ieder geval voor het werkelijke gebruik. Bij een beoordeling wordt gevraagd om in eerste instantie te toetsen op fictieve rijstroken, zoals geformuleerd in NEN-EN 1991-2, en om hierbij alle mogelijke verfijningen toe te passen. Een verificatieberekening hiervoor vraagt om specifieke kennis en ervaring van de constructeur. De resultaten van de huidige verificatieberekeningen zijn vaak conservatief en behoeven nog veel aanpassing om te voorkomen dat constructies onte- recht worden afgekeurd of, misschien nog erger, onterecht worden goedgekeurd. Een deel van de aandachtspunten om dit te voorkomen is in de RBK opgenomen. Voor een groot deel komt het echter aan op inzicht in het constructiegedrag, hetgeen iets anders is dan kennis van de bekende rekenpak- ketten. Dit laatste geldt natuurlijk ook voor nieuwe construc- ties. Zoals gezegd, zijn de consequenties hiervan voor bestaande constructies echter vele malen groter. ? RefeReNTieS 1 Richtlijn Beoordelen Bestaande Kunstwerken, RBBK 1.01, Bouwdienst Rijkswaterstaat, 1 juli 2004. 2 Richtlijn Ontwerp Kunstwerken, ROK 1.0, Rijkswaterstaat Technisch Document (RTD 1001:2011), erratumversie 1.1, 21 mei 2012. 3 Dieteren, G., Herberekenen oude kunstwerken, gemakkelijker gezegd dan gedaan! Cement 2003/1, p. 37-39. 4 Vervuurt, A.H.J.M. , Courage, W.M.G. & Steenbergen, R.D.J.M., Betonsterkte bestaande constructies. Cement 2012/4. 5 Lantsoght, E.O.L., Veen, C. van der, Walraven, J.C. & Boer, A. de, Spreiding puntlasten plaatviaducten. Cement 2012/4. 6 Meijer, R. de & Vergoossen, R., Beoordeling voorgespannen constructies. Cement 2012/4. 7 Uijl, J. den, Yang, Y., Dieteren, G. & Boer, A. de, Afschuifdraagvermogen plaatviaducten. Cement 2012/4. 8 Walraven, J., Uijl, J. den, Sarkosh, R. & Nguyen, T., Langeduurbelasting. Cement 2012/4. 4