IBRUGGENBOUW IUITVOERINGSTECHNIEK IOMVANGRIJKE RENOVATIEIJSSELBRUG BIJ ZWOLLE BIJNAGEREEDing.P.Boone, Bouwdienst RijkswaterstaatDe IJsselbrug bij Zwolle is vooral bekend geworden vanwege de knik in het middenvan de hoofdoverspanning. De afgelopen jaren ook vanwege de fIlevorming alsgevolg van de omvangrijke renovatiewerkzaamheden. Binnenkort zijn beide euvelsverholpen. De renovatie komt dit najaar gereed. De knik is gereduceerd doorvermindering van de belasting. Talloze niet- ofniet-volledig ge?njecteerdespankanalen zijn ge?njecteerd. Daartoe zijn duizenden gaten geboord. In dit artikeleen kort verslag van de schade-analyse en de uitvoering van de renovatie.Derenovatie van de brug Kater-veer II bij Zwolle over de Ijsselin de autoweg A28 is bijna vol-tooid. In twee periodes, tussen april ennovember 1991 respectievelijk 1992,zijn er uitgebreide herstelwerkzaam-heden uitgevoerd (foto Ij.De redenen voor deze renovatie waren:1. uiterlijke beschadigingen aan het be-ton door plaatselijkafgedrukte schol-len ten gevolge van corrosie;2. blootkomende voorspanstaven;3. niet- en!ofniet-volledig ge?njecteer-de voorspankanalen.De brug bij Zwolle is ??n van de drieNederlandse bruggen met een knik inhet brugdek ter plaatse van de midden-voeg. Het was ook ??n van de eerstebruggen in Nederland die volgens desteigerloze uitbouwmethode werdenuitgevoerd. Een van de redenen van dedeuk was het missen van praktijkerva-ring van het kruipgedrag van jong be-ton. Zoals bekend wordt deze gecom-penseerd door bij de dimensionering f - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - jvan een overhoogte uit te gaan. 1De genoemde knik kan alleen wordengenivelleerd bij een algehele renovatie.Daarom is deze gelegenheid aangegre-pen om dat te doen. De deuk wordt ge-reduceerd door de belasting te vermin-deren. Datis gedaan door het kiezenvanminimale afmetingen voor de schamp-randen endoor deasfaltoverlaging te re-duceren en te optimaliseren.Bij de uitvoering van de brug volgens desteigerloze uitbouwmethode werd ge-bruik gemaakt van het Dywidag voor-spansysteem waarbij voorspanstavenvan 32 mm doorsnede zijn gebruikt,staalkwaliteit FeP1030 (80/105).Cement 1992 nr. 9Renovatie van de brug Katerveer n van de zijkant beschouwdSchade-analyseDe brug Katerveer II werd tussen 1968en 1971 gebouwd. Aande renovatie gingeen periode vooraf waarin de Bouw-dienst van Rijkswaterstaat zich een zogoed mogelijk beeld verschafte van deschades die eerder bij onderhouds-inspecties waren geconstateerd.Onder meer waren er drie blootlig-gende niet-ge?njecteerde Dywidag-sta-ven ontdekt. De mate waarin de kabel-kanalen niet met injectiespecie warengevuld was een punt van nader onder-zoek.Cruciale vraagwaarvoordeBouwdienstzich gesteld zag was: 'Op welke wijzekan een realistisch beeld van de schade-omvang worden verkregen?'.In de eerste plaats werd de visuele in-spectie uitgebreid met het afkloppenvan de gehele betonconstructie.Naar aanleiding van de bevindingen diemet deze inspectie waren opgedaan zijnaan de onderzijde van de rijvloer terplaatse van de uitkraging van het brug-53IBRUGGENBOUW IUITVOERINGSTECHNIEKdek de hol klinkende plekken open ge-hakt. In sommige gevallen leverde diteen losse schol op, hangend aan de wa-pening. Soms ter plaatsevan ??n ofmeerniet ge?njecteerde voorspankanalen,meestal ter plaatse van een koppelmof(foto's 2-3).Het vervolgonderzoek bestond uit:- akoestisch onderzoek, ter plaatse vanreeds bekende lege omhullingen;- infrarood thermovisie. Dat is onder-zoek waarmee warmte-uitstralingvan materialen zichtbaar wordt ge-maakt. Beton met holle plekken geefteen andere temperatuur af dan hetmassieve beton;- destructief onderzoek aan de boven-zijdevan de rijvloer op twee willekeu-rige plaatsen. Daarbij werden over een 1 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1breedte van 3,5 malle omhullingen inde bovenste laag blootgelegd doormiddel van hakken met een luchtha- I - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - jmer;- endoscopisch onderzoek naar detweede enderde laagvandevoorspan-ning, een visuele inspectie van staaf,injectiemortel en omhulling (foto 4).Het valt niet mee om tot de tweede,laat staan tot de derde laag door tedringen;- corrosie-onderzoek, uitgevoerd doorTNO-Bouw. Een niet meer functio-nerend stuk voorspanstaaf werd on-derzocht op corrosieve aantasting;- chloride- en carbonatatie-onderzoek.Penetratiediepte chloride en mogelij-ke aantastingvanwapenings- envoor-spanstaal, alsmede carbonatatie enaantasting na passivering van de wa-pening;- gammagrafisch onderzoek op 17plaatsen, deels waar ook destructiefonderzoek had plaatsgevonden. Debelichtingen hadden plaats door hetasfaltrijdekheen, resp. vanafonderzij-de naar boven gericht.Van de 76 ge?nspecteerde kanalen wa-ren er vermoedelijk 13 niet gevuld.Evaluatie van de onderzochteschadeOp basis van de resultaten van het ver-volgonderzoek is een kansberekeninggemaakt, waaruit naar voren kwam dathet percentage niet-ge?njecteerde om-hullingen moet worden geschat op 30tot 40%.Op zichzelfeenverontrustende conclu-sie, zoveel holle ruimte in de kabelkana-len. Voor de oorzaak is nog geen bevre-digende verklaring gegeven. wel is be-kend dat kabelkokers veelal mindergoed zijn ge?njecteerd als in het alge-meen wordt aangenomen. Het is waar-schijnlijk zo dat tijdens het injecteren 4van de systemen aanmaakwater uit de Uitvoering van endoscopisch onderzoek54 Cement 1992 nr. 9injectiemortel kon ontsnappen, bij-voorbeeld ter plaatse van de voegen vande uitbouwmoten. Tijdens de reno-vatiewerkzaamheden werden daar on-volkomenheden geconstateerd. Het ge-volg was dat hierdoor propvorming isontstaanwattotverstoppingenheeftge-leid. Gelukkig voor de constructie is hetfeit dat de toegepaste Dywidagstavenvan de (lage) kwaliteit 85/105 zijn. Dezestaven zijn zeer weinig gevoelig voorspanningscorrosie.Bij de overwegingen voor een verant-woord herstelplan heeft de bewezengoede corrosiebestandheid meege-speeld.In steigerloze uitbouwbruggen liggende voorspanelementen in het brugdeknaastelkaar(in ??nlaagonderde dwars-voorspanning van het rijdek) en buigen I - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - j5 Slopen van een van de oude schampkantenaf in de wanden naar het afspanvlak,waar ze boven elkaar liggen. Wanneerde bovenste laag niet is aangetast, mag ' - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - iworden aangenomen dat het voorspan- Herstelplan Verwijderen van de bitumineuze verhardingstaal daaronder nog in goede staat ver- Op basis van de bevindingen werd een Voor de uitvoering van het herstelplankeert. Daarom werd besloten bij het herstelplan opgezet met de volgende moest de bitumineuze verharding wor-herstelplan ervan uit te gaan dat in elk onderdelen: den verwijderd. Voor het grootste ge-geval de buitenste lagen voorspankabels 1. verwijderen van de bitumineuze ver- deelte werd de laag erafgefreesd enver-inhetdekenindewandenvandekokers harding; wijderd. Het resterende laagje van 1 totzouden worden ge?njecteerd. 2. slopen van schampkanten en mid- 2 cm werd in de eerste fase verwijderdVoor het na-injecteren zou bij de ge- denberm; door middel van hoge-druk waterstra-deeltelijk gevulde kabelkanalen en bij 3. aanboren, inspecteren en injecteren len (850 tot 1000 bar). Het proceswaterde geheel lege kanalen een mortel van van de spanelementen; werd gerecycled. Tijdens de tweede fasecement, water enTricosal H181 worden 4. maken van nieuwe schampkanten; werd deze zgn. hydrodemolition-toegepast. Voor het injecteren van met 5. vervangen van de voegovergang in methode vervangen door het infraroodwater gevulde kanalen zou een water- het brugmidden; aanstralen en vervolgens afschrapen vanverdringende epoxymortel worden ge- 6. aanbrengen van nieuwe bitumineuze de resterende laag, hetgeen minder be-bruikt. verhardingen. schadiging aan het brugdek gaf.6 7 Speciaal ontwikkelde boor voor het aanboren van- de kabelkanalen, met voorzieningen voorafzuiging van het boormeelCement 1992 nr. 9 55IBRUGGENBOUW IUITVOERINGSTECHNIEKSlopen van schampkanten en middenbermBij het slopen werden een hydraulischehamer en een hydraulische schaar ge-bruikt. Specialeopvangconstructies wa-ren nodig om te voorkomen dat puinnaar beneden zou vallen (foto 5).Aanboren, inspecteren en injecteren van despanelementenHetbelangrijkstewerkvan deze renova-tie bestond uit het goed injecteren vande aangeboorde voorspankanalen.Hiervoor is een boorpatroon gemaaktwaarbij alle staven uit de bovenlaag meteen hart-op-hart afstand van 7 m wer-den aangeboord. Voor het vaststellenvan de ligging van de spanelementenwerd een dekkingsmeter gebruikt. Omte voorkomen dat de spanstaven zoudenworden beschadigd door de boorma-chine, was de laatste voorzien van eenkortsluitingsmechanisme. Bij aanra-king van de kabelkoker werd de boorautomatisch uitgeschakeld. De borenzijn voorzien van een afzuigkanaalwaardoor het boormeel kan worden af-gezogen en dus nietin de kabelkoker te-recht komt (foto's 6-7).Na het doorprikken van de kabelkokerkon de toestand van het kabelkanaal ende spanstaaf worden bekeken met eenzgn. endoscoop (foto 8). De spanstavenzagen er over het algemeen goed uit.Bij het navullen van de spankanalen via56zgn. packers die op de kanalen werdenaangesloten, had menaanvankelijkdoorvacuurnzuigen willen vaststellen hoegrootde eventuele holle ruimtezouzijn.Meestal was dat niet mogelijk vanwegelekkages in de voorspankanalen terplaatse van de voegen, respectievelijk inhet beton daaromheen. Een ander pro-bleem vormde de injectiemortel. Denormale mortelspecie op cementbasisbleek door verstoppingen in het nauwekabelkanaal niet verwerkbaar. Ook detoepassing van een cementgebondenmortel met ultrafyn cement gaf geensoelaas. Menwas gedwongen tot de toe-passing van een waterverdringendeepoxymortel die onder wisselende drukwerd ge?njecteerd. In uiterste gevallenwerd na overleg op speciale plaatsentoegestaan de druk tot circa so bar op tevoeren. De boorgaten zijn zowel voorinjectieopeningen als voor ontluch-tingsopeningen gebruikt (foto 9).Dat uitsluitend de epoxymortel te ge-bruiken was heeft tot een kostenverho-gingvandeze renovatie geleid, omdatinhet bestek ervan was uitgegaan datepoxymortels alleen zouden wordentoegepast bij met water gevulde kana-len.De harswerd inhoeveelhedenvan 5literaangemaakt en moest binnen 20 minu-ten ge?njecteerd zijn. Er zijn in totaalcirca 15500 gaten geboord.Maken van nieuwe schampkantenVoor het makenvande nieuwe schamp-kanten koos de aannemer voor een ver-rijdbarebekisting,waarmeeper 48 uur6m schampkant kon worden gemaakt(foto 10).Doordeinzetvaneenaantalvandeze verrijdbare bekistingen, kon debrug in relatief korte tijd van nieuweschampkanten worden voorzien.~rvangen van de voegovergangenDe bestaande voegovergangen (typeMaurer) waren inmiddels aan vervan-ging toe. Voor de nieuwe overgang werdgekozen voor het momenteel veel toe-gepaste type Stog. De voegovergangs-constructie bestaat globaal uit een in tebetonneren frame waarop, na het aan-brengen van de ZOAB, een rubberpro-fiel voorzien van stalen strippen wordtaangebracht.Aanbrengen van nieuwe bitumineuzeverhardingenNa het gereedkomen van de eerderge-noemde werkzaamheden wordt hetbrugdek ten slotte voorzien van eennieuwe bitumineuze verharding. Dezebestaat uit:- eenlaaglatexasfaltdikcirca 1,5 mm alsafdichtende laag;- eenlaagdichtasfaltbeton,vari?rend inlaagdikte, zodanig aangebracht datmet zo weinig mogelijk materiaal eenzo vloeiend mogelijk verticaal aligne-ment wordt verkregen;8 Aanboren van de kabelkanalen ten behoeve van hetnavnllenInjecteren had plaats via de packers die in de geboordegaten werden aangebrachtCement 1992 nr. 910 Aanbrengen van een nieuwe, lichtere schampkant 11 Aanbrengen van de nieuwe voegovergaugsconstructie- een toplaag van zeer-open-asfaltbe-ton.ConclusiesIn het bestek voor de navulling van despankanalen was het aantal boringenvoor de langsvoorspanning, onder teverdelen in uitkragings- en continu-?teitsvoorspanning apart beschreven.Daarbij werd ervan uitgegaan dat eenboorgat representatiefzou zijn voor destaat van het element. De gegevens vaneen boorgatwarengeldigvooreen leng-te van ten hoogste 7 m.Bij de dwarsvoorspanning werd het al ofniet ge?njecteerd zijn vastgesteld doormiddel van ultrasoon onderzoek. Datbleek redelijk goed te doen nadat deschampkanten waren verwijderd. Ver-der heeft hier een beperkte aanboringplaatsgehad.Ter plaatse van de hamerstukken wer-den vrijwel alle spanelementen aange-boord. De elementenaan de buitenzijdevan de kokers werden om de 7 m aange-boord en de resterende kabels steek-proefsgewijs 1 op 10.Op grondvan de hoeveelheid verwerkteinjectiemortel na de eerste fase, magwordenverwacht dat de holle ruimte bijCement 1992 nr. 9de uitkragings voorspanning is terugge-bracht tot circa 2 %en 4% voor het zuid-westelijke respectievelijk zuidoostelijkegedeelte. Bij de continu?teitskabels endwarsvoorspanning zou er geen holleruimte meer bestaan.Uiteraard konden de kanalen ook ge-vuld zijn met water. Voor een klein deel(enkele procenten) was dat ook het ge-val. Maar in sommige kanalenwerd wa-ter aangetroffen dat erin terecht geko-men was als gevolg van het toegepastehydrodemolitionproces bij de verwij-deringvanhetasfaltdek. Daaromis in detweede fase van deze methode afgestapt.Correctie van het verticaal alignementDoor de schampkanten en de asfaltlaagzo geringmogelijktehoudenkonop ge-wicht worden bespaard. Daarmee is deinzakking ter plaatse van het brugmid-den teruggebracht van 33 cm tot ??n-derde van die waarde.De praktijk bevestigt de theoretischeberekening. Tevens werd vastgesteld datde 'zware' schampkanten (grote stijf-heid) een groot gedeelte van het mo-ment naar zich toe trokken.Alles overziende kan met zekerheidworden gesteld dat de geheel gereno-veerde brug tot in lengte vanjaren pro-bleemloos aan de eertijds gestelde eisenzal voldoen. Dit was het doel waarnaargestreefd werd.57