Websites: Guido Louman | YouTube | LinkedIn | Facebook | XContestAction Pilots Paragliding

Op deze pagina vind u een korte samenvatting van het afstudeeronderzoek dat ik in 2004 bij de afdeling Bouwspeurwerk van de Bouwdienst Rijkswaterstaat te Utrecht heb verricht ter afsluiting van mijn studie Civiele Techniek aan de Technische Universiteit Delft.

Het volledige onderzoeksrapport is hier te downloaden in PDF-formaat.



Realistische simulatie vervormingen uitbouwbruggen

Vergelijking Eurocode met huidige ontwerpeisen

Ten gevolge van de vrije uitbouwwijze van uitbouwbruggen en door de materiaaleigenschappen van beton treden niet alleen tijdens de gebruiksfase maar ook tijdens de bouwfase naast directe initiële vervormingen tevens tijdsafhankelijke vervormingen op ten gevolge van krimp en kruip. Om ervoor te zorgen dat de gerede constructie uiteindelijk toch het gewenste verticale alignement volgt is het van belang tijdens het bouwproces de vorm van de brug aan te passen met een overhoogte welke wordt bepaald aan de hand van de te verwachten optredende vervormingen.


Methode van vrije uitbouw: vanuit de pijlers met daarop de hamerstukken wordt aan weerszijden steeds symmetrisch een moot uitgebouwd (klik voor animatie).

Voor een nauwkeurige beschrijving van het vervormingsgedrag in de tijd zijn gefaseerde berekeningen met tijdsafhankelijke materiaaleigenschappen vereist. Daarbij was onbekend in welke mate de beschrijving van het materiaalgedrag volgens de Eurocode 2 (december 2003) en Gemodificeerde Model Code 1990 (1996) van invloed zouden zijn op het te verwachten vervormingsgedrag ten opzichte van modellering volgens het huidige ontwerpvoorschrift Model Code 1990 (1990), daarnaast is de ontwikkeling van de materiaaleigenschappen van jong verhardend beton meegenomen.


Tijdsafhankelijk Kelvin-ketenmodel (bestaande uit 10 ketenelementen) waarmee het visco-elastische (kruip)gedrag van beton in het EEM-model wordt gesimuleerd.

In dit afstudeerwerk zijn met het eindige-elementenpakket DIANA diverse gefaseerde analyses uitgevoerd van de Tweede Stichtse brug (gereed 1998), de eerste uitbouwbrug in hogesterktebeton in Nederland. Hierbij zijn tijdsafhankelijke materiaaleigenschappen gemodelleerd volgens de Model Code 1990, Gemodificeerde Model Code 1990 en Eurocode 2. Het visco-elastische kruipgedrag van hogesterktebeton is in DIANA gemodelleerd door middel van tijdsafhankelijke rheologische Kelvin-ketenmodellen, het krimpgedrag door middel van discrete krimpfuncties.


Zakkingsverloop van de uiteinden van beide kraagarmen gedurende het gehele gefaseerde (uit)bouwproces (Eurocode 2).

Aan de hand van de rekenresultaten volgens de verschillende ontwerpnormen - met betrekking tot het vervormingsgedrag vanaf het moment van gereedkomen van de gehele brug tot 50 jaar later - is een vergelijking gemaakt tussen de verschillende optredende bijkomende berekende vervormingen van het midden van de hoofdoverspanning ten opzichte van daadwerkelijk aan de brug gemeten optredende vervormingen.


Zakkingsverloop bijkomende vervorming midden van de hoofdoverspanning.

Tijdsafhankelijke materiaaleigenschappen. Er treden significante verschillen op in de resultaten van analyses met tijdsafhankelijk materiaalgedrag ten opzichte van analyses met materiaaleigenschappen behorend bij een 28-daagse ouderdom van het beton. Het is dan ook sterk aan te raden de ontwikkeling van de materiaaleigenschappen in de tijd te betrekken in analyses waarbij het tijdsafhankelijke vervormingsgedrag op realistische wijze gesimuleerd dient te worden.

Optredende verschillen in de rekenresultaten bij modellering van het materiaalgedrag volgens de gehanteerde ontwerpvoorschriften. Voor wat betreft de gehanteerde ontwerpvoorschriften kan worden geconcludeerd dat bij materiaalgedrag volgens de Eurocode 2 het model "stijver" reageert dan in geval van de Model Code 1990; de vervormingen zijn iets afgenomen. Ten opzichte van de Gemodificeerde Model Code 1990 reageert het model met materiaalgedrag volgens de Eurocode 2 "minder stijf"; de vervormingen zijn iets groter. Het materiaalgedrag volgens de Eurocode 2 vormt daarmee een middenweg tussen de gangbare Model Code 1990 en de speciaal voor hogesterktebeton aangepaste Gemodificeerde Model Code 1990.

Verschillen in resultaten tussen ontwerpvoorschriften. Wanneer de brug eenmaal gereed is zullen de tijdsafhankelijke vervormingen van de gerede brug, berekend met materiaalgedrag volgens de verschillende ontwerpvoorschriften, elkaar niet veel ontlopen. De grootste verschillen treden op tijdens de bouwfase, hierbij presteert het voorgestelde model met ouderdomsafhankelijk materiaalgedrag het best.