: Onderzoek maakbaarheid DO-2 Bartenbrug : definitief

Notitie Bezoekadres: Galvanistraat 15 Postadres: Postbus 6633

Ingenieursbureau

3002 AP Rotterdam Website: www.rotterdam.nl Van: J.H. Reusink en H.H. Snijder Telefoon: 010-4894633 Fax: (010) 4896233

Aan

Datum Betreft Status

Dhr. P. de Vet (Gemeente ’s Hertogenbosch) en Dhr. W.F. Klok (BAM Civiel Zuidwest) : 19-05-2014

E-mail: [email protected] E-mail: [email protected]

: Onderzoek maakbaarheid DO-2 Bartenbrug : definitief

0 Samenvatting Deskundigenonderzoek Bartenbrug De gemeente Den Bosch (opdrachtgever) en BAM Civiel Zuidwest (opdrachtnemer) hebben in januari 2014 besloten om een commissie van onafhankelijke deskundigen in te stellen. De gezamenlijke opdracht aan deskundigen is om het in opdracht van de gemeente opgestelde ontwerp en de daaropvolgende, onder verantwoordelijkheid van BAM Zuidwest uitgevoerde werkzaamheden en gemaakte producten, te beoordelen. De uitspraken van de deskundigen hebben daarbij uitsluitend betrekking op technische aspecten. De verdeling van de verantwoordelijkheid of aansprakelijkheid in dit project behoort niet tot de opdracht aan de commissie. Lopende het onderzoek van de commissie zijn de werkzaamheden aan de stalen bovenbouw van de brug tijdelijk opgeschort. Op 14 februari 2014 heeft de commissie in een eerste rapportage verslag gedaan van bevindingen. Ten aanzien van de kwaliteit van ontwerp en uitvoering heeft de commissie Partijen verzocht tot om nader fysiek onderzoek te doen naar mogelijke gebreken en tekortkomingen in de staalconstructie. Ook zijn verduidelijkende vragen gesteld ten aanzien van het constructief ontwerp. De commissie concludeert in haar rapport dat de gevraagde verduidelijking cruciaal is voor de wijze van doorstart van de werkzaamheden en de daarmee samenhangende omvang en aanpak van uit te voeren reparaties en/of versterkingen Zowel opdrachtgever als opdrachtnemer hebben naar aanleiding van het verschijnen van de conceptrapportage aangegeven er behoefte aan te hebben om door middel van een interviewronde een verdere verduidelijking te verstrekken aan de commissie. Op 7 april 2014 heeft de commissie in een tweede conceptrapportage verslag gedaan van de stand van zaken. De interviews hebben dan plaatsgevonden. De gevraagde fysieke onderzoekingen en de toelichting op het ontwerp zijn dan nog in uitvoering. De commissie heeft vastgesteld dat er hiaten zijn tussen ontwerp en uitvoering. Op onderdelen ontbreken er noodzakelijke en cruciale constructieve onderbouwingen. Naast een aantal algemene constructieve aspecten gaat het hierbij vooral om enerzijds de Z-kwaliteit (weerstand tegen lamellaire scheurvorming) van het gebruikte staal en anderzijds om vermoeiingsberekeningen van aansluitdetails. In de tweede conceptrapportage heeft de commissie onderscheid gemaakt naar gerealiseerd en nog te realiseren werk. Voor de eerste categorie zijn corrigerende scenario’s opgesteld. Voor

Blad: 2/29 Datum: 19 mei 2014

de tweede categorie is aanbevolen om in nauw overleg tussen Partijen tot een goede afdekking van technische risico’s en een robuust uitvoeringsontwerp te komen. Dit voorafgaand aan de herstart van de werkzaamheden. Op 19 mei 2014 heeft de commissie haar definitieve rapportage uitgebracht. Hierin zijn de resultaten van aanvullend onderzoek verwerkt. Belangrijkste aanvullende conclusie is dat er geen aanwijzing is dat de brug vanuit het ontwerp andere tekortkomingen heeft dan die ten aanzien van het gebrek aan Z-kwaliteit. Het DO-2 van de Bartenbrug is maakbaar mits de aanvullend vastgelegde eisen ten aanzien van Z-kwaliteit worden opgevolgd bij de uitvoering van de constructie. Ten aanzien van de Z-kwaliteit is inmiddels vastgesteld dat er aanzienlijk meer locaties zijn met rekenkundige tekorten dan alleen de gescheurde locaties. Hoewel onwaarschijnlijk, zou door het aanvullend uitvoeren van materiaalonderzoek kunnen blijken dat het toegepaste materiaal alsnog over een ongevraagde hoge Z-kwaliteit beschikt. In dat geval zou het aantal kritische locaties mogelijk worden gereduceerd. Aan de hand van de beschikbare informatie dienen de Partijen z.s.m. vast te stellen of de al gefabriceerde staaldelen nog gerepareerd kunnen worden of dat deze moeten worden vervangen. Daarbij moeten ook niet technische aspecten worden beschouwd (doorlooptijd, kosten, uitvoerbaarheid). Hierna kan door Partijen de definitieve keuze voor de reparatie- en uitvoeringsmethode worden vastgesteld.


1 Inleiding Bij de fabricage van de staalconstructie van de nieuwe Bartenbrug hebben zich in november 2013 onvoorziene problemen voorgedaan. De problemen zijn terug te voeren tot het optreden van (1) scheurvorming en (2) vervormingen: 1. Tijdens een bezoek van het projectteam op 20 november 2013 zijn op 6 (later uitgebreid tot 7) locaties lamellaire scheuren waargenomen in de staalconstructie (verstijvingsschotten in de kokerligger op as B); 2. Op 3 december 2013 zijn door Grontmij vervormingen in de bovenflens van de koker nabij de aansluitingen van de tuien gemeld.

figuur 01 Scheur in doorgestoken plaat

figuur 02 Vervorming van bovenvlak

De bij de bouw van de brug betrokken belangrijkste partijen zijn: • Gemeente ’s-Hertogenbosch - opdrachtgever [OG]; • Grontmij - constructeur DO-2 en toezichthouder [GM]; • BAM Civiel Zuidwest - hoofdaannemer [ON]; • De Klerk Waterbouw - onderaannemer staal [ON-staal]. In het vervolg zullen OG, GM, ON en ON-staal gezamenlijk worden aangeduid als “Partijen”. Bij OG is naar aanleiding van de geconstateerde gebreken twijfel gerezen over de maakbaarheid van de brug [brief van de projectmanager aan de gemeenteraad dd. 9 december 2013; ref.1]. Als gevolg van eerdere problemen bij de bouw staat de brug sterk in de politieke belangstelling. Het plan van aanpak in de brief aan de gemeenteraad voorziet in het op onderdelen inschakelen van externe expertise door Partijen om tot een zo goed mogelijk overwogen oordeel te komen. Nadat de problemen zijn geconstateerd bij de fabricage van de kokerligger op as B zijn alle verdere fabricagewerkzaamheden aan de staalconstructies van de brugdelen 2, 4 en 6 (zie figuur 4) opgeschort. Alle overige stalen onderdelen van de brug zijn geproduceerd en gereed. In het overleg op 24 januari 2014 is de externe onderzoekscommissie als volgt vastgesteld: • Prof. Ir. H.H. Snijder hoogleraar staalconstructies (TU Eindhoven);


• Ir. J.H. Reusink RO adviseur bruggen (Ingenieursbureau Gemeente Rotterdam). In het vervolg zal de externe commissie worden aangeduid als “EC”. De gezamenlijke opdrachtomschrijving van Partijen aan de EC is als volgt geformuleerd: 1. Is het DO-2 van de Bartenbrug maakbaar? 2. Waardoor zijn de verstijvingsschotten in de boxgirder op as B gescheurd en hoe had dit voorkomen kunnen worden? 3. Zijn de vervormingen t.p.v. de tui-ophangingen toelaatbaar en zo niet hoe hadden deze eventueel voorkomen kunnen worden? 4. Welke maatregelen moeten er – in technische zin - genomen worden om de brug af te bouwen, zodanig dat die voldoet aan de technische eisen? De EC zal partijonafhankelijk optreden en gezamenlijk rapporteren. De EC wijst er op dat hun opdracht beperkt is tot een technisch onderzoek en dat, ook waar zij in hun notitie uitspraken doen over verantwoordelijkheden of aansprakelijkheden, zij met hun notitie geen uitspraak hebben willen doen en ook niet doen over de verdeling van de verantwoordelijkheid of aansprakelijkheid in dit project. De uitspraken van de deskundigen hebben uitsluitend betrekking op technische aspecten en kunnen alleen als zodanig worden geïnterpreteerd. Het uit te voeren onderzoek bestaat in hoofdzaak uit een dossierstudie en een bezoek aan de fabriek van ON-Staal waarbij het werk is geschouwd en procesverantwoordelijke personen zijn geïnterviewd. Het bezoek aan de fabriek vond plaats op 31 januari 2014. De geïnterviewde betrokkenen waren: • Harm van Vuren, werkvoorbereider; • Harry van Noorloos, lasdeskundige en productieverantwoordelijke afd. staalbouw; • Cees Vreeswijk, constructeur/tekenaar; • Alex van Winden, lasdeskundige/kwaliteitscontroleur. Bij het fabrieksbezoek was tevens aanwezig: • Wim Klok, projectleider, BAM. De EC heeft een conceptnotitie (1e concept) met haar bevindingen uitgebracht op 14 februari 2014. Hierop is door Partijen schriftelijk gereageerd. Waar relevant hebben de commentaarpunten geleid tot bijstelling van de notitie. De EC heeft daarnaast ook interviews afgenomen. In feite gaat het hier om technisch overleg waarbij de EC vragen stelt en waarbij Partijen de gelegenheid hebben om hun visie op de problematiek te geven. Er hebben twee van deze interviews plaats gehad: • een interview met GM en OG op 18 maart 2014 te Den Bosch waarbij behalve de EC aanwezig de heren Binnendijk, Platje en Meijers (namens GM), de heren De Vet en De Groot (namens OG), en de heer Klok (namens ON); • een interview met ON-Staal en ON op 24 maart 2014 te Werkendam waarbij behalve de EC aanwezig de heren Vreeswijk, Van Vuren, Veen en v.d. Berg (namens ON-Staal), de heren Klok en Kessels (namens ON) en de heer De Vet (namens OG).


De interviews zijn mede aanleiding geweest tot nader (dossier)onderzoek door de EC, bijvoorbeeld ten aanzien van vermoeiing. De interviews, het aanvullende onderzoek en de schriftelijke reacties van Partijen hebben geresulteerd in bijstellingen van en aanvullingen op de eerste conceptnotitie. Op 7 april 2014 heeft de EC de tweede aangepaste conceptnotitie met haar bevindingen uitgebracht. Op 11 april 2014 is de tweede aangepaste conceptnotitie besproken met alle betrokkenen. Er is in dat gesprek besloten tot de volgende acties: • het laten maken van een reactie op bijlage 6 door GM; • het inventariseren van de omvang van de problematiek van de Z-kwaliteit door het beoordelen door GM van alle lassen in de constructie ten aanzien van Z-kwaliteit; • een beoordeling van de belangrijkste lassen op vermoeiing door GM. De reactie van GM op de vragen gesteld in bijlage 6 is in de betreffende bijlage in cursief toegevoegd. In rapport [4] heeft GM de belangrijkste lassen in de constructie ten aanzien van Z-kwaliteit beoordeeld. In rapport [5] zijn de belangrijkste lassen door GM op vermoeiing beoordeeld. De uitgevoerde acties door GM zijn door de EC beoordeeld en verwerkt in deze definitieve notitie.

2 Afbakening van de opdracht De EC heeft de aan haar gestelde opdracht als volgt afgebakend: • de gevraagde uitspraken ten aanzien van maakbaarheid van de brug (1) en technische maatregelen (4) worden beperkt tot de invloedsgebieden van de gerapporteerde technische problemen; • de EC doet derhalve geen onderzoek of uitspraak over de integrale kwaliteit van ontwerp en/of uitvoering van de brug. Op verzoek van Partijen is in aanvulling op het bovenstaande ook een risicobeoordeling op de bovenbouw van het definitief ontwerp (DO-2) uitgevoerd. Het resultaat hiervan is een risicogestuurde aandachtspuntenlijst, die als vragenlijst is opgenomen in bijlage 6. Er is door de EC geen inhoudelijke verificatie van het totale brugontwerp uitgevoerd.

3 Vigerend ontwerp Bij de Bartenbrug hebben zich, na gunning van de uitvoering van het werk, eerder problemen voorgedaan. Dit heeft geresulteerd in een aanpassing van het constructief ontwerp (DO-2, opgesteld voorjaar 2013 door Grontmij) en een nieuwe Vaststellingsovereenkomst ten behoeve van de voortzetting van de uitvoering van het werk. De EC zal zich bij het onderzoek beperken tot DO-2 met de hierbij behorende tekeningen.


4 Aanbestedingsvorm Het werk is aanbesteed op basis van een RAW contract. Voor de herstart van de uitvoering in 2013 is de Vaststellingsovereenkomst leidend. In dit document (door GM en ON-staal bekrachtigd in respectievelijk bijlage 1a en 1b van de Vaststellingsovereenkomst) is vastgelegd dat het definitief ontwerp (DO-2) is opgesteld door/namens de OG. De ON is verantwoordelijk voor het opstellen van een detailleringsontwerp conform nadere specificatie in bijlage 1 van de Vaststellingsovereenkomst.

5 Korte beschrijving van de constructieve opbouw en werking van de brug De bestaande Bartenbrug over de rivier de Aa te ’s-Hertogenbosch wordt vervangen door een nieuwe brug, uitgevoerd als asymmetrische tuibrug. De bovenbouw van de nieuwe tuibrug bestaat in hoofdzaak uit de volgende onderdelen: • twee zelfstandige composiet (staal-beton) rijdekken voor het gemotoriseerd verkeer; • twee zelfstandige stalen rijdekken voor voetgangers en fietsverkeer; • twee betonnen pylonen; • drie dwarsdragers (deze vormen de verbinding tussen de verschillende brugdekken): o achterdwarsdrager voor de afsteuning op het landhoofd; o twee dwarsdragers waarop de tuien aansluiten; • vier groepen van vier tuien.

figuur 03 Plan en aanzicht van de brug; rood omkaderd zijn de locaties met scheuren en opgetreden vervorming


Het composiet rijdek voor gemotoriseerd verkeer bestaat uit stalen liggers met een betonnen dek. De samenwerking tussen het betonnen dek en de stalen liggers wordt verkregen door stalen deuvels op zowel de stalen hoofdliggers als de dwarsliggers die zich onder de betondekken bevinden. Het stalen rijdek voor fiets- en voetgangers bestaat uit stalen liggers met een gelast stalen dek. Dit stalen dek is in dwarsrichting versterkt met stalen schotten. Alle dekken worden gedragen door de doorgaande dwarsliggers. De dwarsliggers worden gedragen door tuien die ter plaatse van de vides op de dwarsdragers aansluiten. De tuien verbinden het brugdek met de beide betonnen pylonen. Door de kleine hoek met de horizontaal treden in de tuien relatief grote krachten op en gedraagt het draagsysteem zich relatief slap. Door de composietwerking, asymmetrie, niet orthogonale aansluitingen en door de gedrongen draagconstructie ontstaat een complexe krachtsverdeling in de constructie met hoge spanningen en torsie in de liggers.

figuur 04 Fabricagedelingen ten behoeve van de assemblage op de bouwplaats

De oplegligger op as B is opgebouwd uit een koker. Ter plaatse van de horizontale en verticale opleggingen zijn hier dikwandige dwarsschotten ingelast. Aan drie zijden zijn de dwarsschotten inwendig tegen de lijven van de hoofdligger gelast. Aan de vierde zijde zijn ze door de kokerwand gestoken om de schotten van de buitenzijde te kunnen lassen Er zijn in november problemen met het in elkaar lassen van de stalen brugdelen ontstaan die gevolg zijn van spanningen ten gevolge van laskrimp. Deze spanningen hebben lamellaire scheuren veroorzaakt in stalen verstevigingsplaten (uitgevoerd als ingestoken dwarsschotten) in de achterste dwarsligger van de brug, de kokerligger (as B), waar de 4 brugdelen bij elkaar komen en waarmee de brug wordt opgelegd op het landhoofd. (Zie ook figuur 4 en 5).


figuur 05 Voorbeelden van ingelaste schotten in kokerprofielen uit het DO-2 staalconstructie

6 Voorafgaande onderzoeken In opdracht van Partijen hebben onafhankelijke bureaus inmiddels onderzoek gedaan naar de oorzaak van de schade. Deze bureaus (en ook de EC) maken bij hun beoordeling gebruik van normen en achtergronddocumenten die in bijlage 1 zijn samengevat. De volgende partijen hebben hun bevinding(en) schriftelijk vastgelegd: • Arjan Roza - (Inspectierapport ARL741-1) - namens ON-staal (bijlage 2); • Grontmij - (conceptnotitie 2-12-2013) - namens OG (bijlage 3); • Q-inspect - (inspectierapport 9 december 2013)- namens ON-staal (bijlage 4). • MME (diverse ultrasoon onderzoek op materiaal: Conclusie: enkele als acceptabel beoordeelde indicaties) De EC maakt de enkele inhoudelijke kanttekeningen bij de onderzoeksrapportages: • In het inspectierapport ARL741-1 wordt gesteld: “De bepaling van de Z-value is een engineering issue omdat deze waarden worden voorgeschreven in de EN 1993-110…..alleen de constructeur heeft inzicht in de stijfheid van dit type gelaste constructies…”. Bij deze uitspraak wordt inhoudelijk deels voorbij gegaan aan het feit dat contractueel de keuze van de lasvorm en lasvolgorde ter bepaling van de aannemer is. De keuze van de lasvorm is mede van invloed op de benodigde Zkwaliteit. De stijfheid speelt geen rol, hier wordt waarschijnlijk taaiheid bedoeld.


In het inspectierapport ARL741-1 wordt gesteld: “De som van ZEd-value =38….Dit houdt zelfs in dat er speciale voorzorgsmaatregelen nodig zijn, zelfs al wordt de plaat met de maximale verkrijgbare Z-value van 35 gekocht.” De verplichting om speciale voorzorgsmaatregelen maatregelen toe te passen kan niet worden herleid uit de van toepassing verklaarde WPS of normen. Naast het voorschrijven van de juiste Zkwaliteit is beheersing van de procedure en goed vakmanschap een vereiste. • In de conceptnotitie van de Grontmij wordt gesteld dat: “Door vooraf geen detailberekeningen te maken, heeft de aannemer niet aan zijn bestekverplichtingen voldaan. De aannemer is hier meerdere malen door de opdrachtgever op gewezen. De ontstane situatie had hierdoor voorkomen kunnen worden”. In het DO-2 van de Grontmij zijn voor de gescheurde details schetsen van lasvormen opgenomen die gelijk zijn aan de door de aannemer toegepaste lasvorm. De notitie gaat eveneens voorbij aan het feit dat de primaire keuze van de uitvoerbaarheid van een ontwerp bij de constructeur ligt. De norm NEN-EN1090 geeft specifieke aanwijzingen voor de informatieoverdracht van de voorbereiding naar de uitvoering. •

figuur 06 Overdruk uit 318226 DO-2 staalconstructie met lasdetail voor ingestoken oplegschotten

7 Detailberekeningen van lassen Uit de interviews is gebleken dat Partijen verschillend aankijken tegen de uit te voeren detailberekeningen van de lassen. Hierbij komen de volgende aspecten aan de orde: statische sterkte, vermoeiing en Z-kwaliteit.


Vastgesteld wordt dat indien lassen volledig worden aangesloten (hoeklas 2*0,6t of V-las 1,0t) er geen constructieve berekening van de statische sterkte van de las noodzakelijk is. In dat geval heeft de las statisch tenminste de capaciteit van de aansluitende plaat. Behalve detailberekeningen van verbindingen op statische sterkte moeten ook vermoeiingsberekeningen worden gemaakt. De vermoeiingsberekeningen van lassen worden normaliter geacht deel uit te maken van de hoofdberekeningen. Dit omdat en tekort aan lokale vermoeiingscapaciteit veelal opgelost wordt door de keuze van dikkere plaat. Dit laatste is van invloed op de stijfheids- en krachtsverdeling van het hoofdontwerp. Vastgesteld is dat er geen vermoeiingsberekeningen van verbindingen zijn uitgevoerd. In het algemeen wordt het bepalen van de materiaalkwaliteit niet gezien als onderdeel van detailberekeningen van lassen. Niet voor niets wordt in NEN/EN 1993-1-1 (het basisdeel van Eurocode 3 voor staalconstructies) in Hoofdstuk 3 aandacht gevraagd voor het vaststellen van de benodigde Z-kwaliteit. Dit behoort normaliter tot het domein van de hoofdconstructeur. In de Vaststellingsovereenkomst tussen OG en ON staat vermeld dat de aannemer de detailberekeningen van alle las- en boutverbindingen uitvoert zonder dat is aangegeven wat wordt verstaan onder detailberekeningen, m.a.w. of het gaat om statische sterkte, vermoeiingssterkte of het vaststellen van de eventueel benodigde Z-kwaliteit. Uit de interviews blijkt dat GM en OG van mening zijn dat alle lasberekeningen door ON moeten worden gemaakt en dat hieronder moet worden verstaan: een berekening van de statische sterkte (die inderdaad niet nodig is bij volledig aansluiten van de las), een vermoeiingsberekening en een beoordeling van de Z-kwaliteit of althans een zodanige keuze van de lasvorm en het lasproces dat geen specifieke Z-kwaliteit vereist is. Uit de interviews blijkt dat ON er vanuit gaat dat ze alleen de montageverbindingen dienen te berekenen en dat een berekening van de statische sterkte niet nodig is (want de lassen zijn volledig aangesloten). ON geeft aan dat zij het opstellen van vermoeiingsberekeningen van verbindingen niet als behorend tot haar eigen werkscope beschouwt. Zij gaan uit van de materiaalkwaliteit als gespecificeerd en zien het niet als hun taak om een eventueel benodigde Z-kwaliteit vast te stellen anders dan in die situaties waar op hun verzoek een wijziging wordt doorgevoerd. Zij hebben geen aanleiding te veronderstellen dat er beperkingen op lasvorm en lasproces zijn.

8 Analyse van de scheurvorming bij de lassen • Het DO-2 ontwerp zoals op tekening vastgelegd voldoet qua inhoudelijke omvang aan de volledigheidseisen zoals te stellen aan een DO. Ten aanzien van specifieke risico’s van het ontwerp zijn in bijlage 6 aanvullende vragen opgenomen. • In het DO-staalconstructie zijn schetsen opgenomen met oplossingsrichtingen voor de detaillering (lassen en bouten).Uitgangspunt is dat indien er oplossingen worden gegeven deze gecontroleerd en juist dienen te zijn.


•

•

•

• •

•

•

•

•

Indien detailleringsoplossingen zijn meegegeven aan de aannemer (contracttekening of schetsen in de berekening of als antwoord op technische vragen) dan behoren deze oplossingen constructief getoetst en juist te zijn. In dat geval hoeven de details die zijn meegegeven vanuit het DO niet opnieuw berekend te worden als onderdeel van het UO. De contractuele verplichting tot het opstellen van een UO is geregeld in bijlage 1 van de Vaststellingsovereenkomst. In het DO-2 is geen uitvoeringsspecificatie overeenkomstig NEN-EN1090 opgenomen waarbij de belangrijkste overdracht tussen voorbereiding en uitvoering kan zijn geregeld. De materiaalcertificaten zijn beschikbaar en voldoen aan het ontwerp. Daarbij moet worden aangetekend dat de Z-kwaliteit (taaiheidseigenschappen loodrecht op de walsrichting) niet is benoemd, met uitzondering van een op voorstel van ON gewijzigd detail bij de tuiverankering (door OG geaccepteerd). Hiervoor heeft ON materiaal met Z-kwaliteit toegepast. De lasprocedures (LMB/LMK) zijn beschikbaar en zijn juist toegepast voor de beschrijving van de beoordeelde lasprocessen. Er is geen naspeurbaarheid mogelijk op de toegepaste lasprocedure (lasvolgorde, voorwarmprocedure, heat input, vooropeningen, etc.). Dit betekent onder andere dat niet kan worden nagegaan of de vereiste voorwarmtemperatuur is gerealiseerd en of deze temperatuur over een voldoende groot bereik is toegepast. ON-staal stelt dat het voorverwarmen van het materiaal is uitgevoerd en ziet als bewijs hiervan de kwalitatief goed aangebrachte en ND-onderzochte lassen. ON-staal heeft steekproefsgewijs interne controles uitgevoerd op de uitvoering van de werkzaamheden conform de LMB’s en heeft deze interne controles gerapporteerd volgens het ‘keuringsformulier laswerk’. Tijdens de schouw van de uitvoering van het werk in de staalfabriek is gebleken dat er voldoende professionaliteit aanwezig is. Het bedrijf fabriceert onder meer complexe constructies voor de offshore. Tijdens gesprekken met verantwoordelijk personen is geen inzage verkregen in detailberekeningen van de aannemer. Aangegeven is dat de vereiste volledige doorlassingen zijn verwerkt tot LMB/LMK. De ON-staal meldt dat zij een verzoek heeft gedaan om de oplegschotten driezijdig te lassen. Dit verzoek is door OG afgewezen. De aannemer heeft hierbij niet aannemelijk gemaakt dat dit verzoek was gebaseerd op voorziene risico’s maar dat het hier primair een economische optimalisatie betrof.

9 Analyse vervormingen bovenflens koker bij tuiaansluitingen • De opgetreden vervormingen van de bovenflens van de koker nabij de tuiaansluitingen zijn vervormingen door laskrimp. • Deze vervormingen kunnen zijn ontstaan door ongelijkmatige afkoeling. • De grote geconstateerde vervormingen ter plaatse van de tuiaansluitingen kunnen een indicatie zijn van het niet goed uitvoeren van de voorwarmprocedure waardoor onbedoeld toch grote temperatuurverschillen zijn opgetreden. • Daar waar de vervormingen groot zijn, zijn de restspanningen klein en omgekeerd.


• • •

De vervormingen op zich hebben geen of een te verwaarlozen invloed op het constructieve gedrag. Daar waar de vervormingen zijn verhinderd en dus de restspanningen substantieel zijn, bestaat gevaar voor lamellaire scheurvorming. Is de Z-kwaliteit voldoende om lamellaire scheurvorming te voorkomen dan vormen de restspanningen geen probleem en hebben ze geen invloed op de sterkte van de constructie. Er is dan voldoende vervormingscapaciteit om herverdeling van spanningen mogelijk te maken.

10 Conclusies ten aanzien van de scheurvorming bij de lassen • Het ontbreken van Z-kwaliteit is de hoofdoorzaak voor het optreden van lamellaire scheurvorming. Andere aspecten kunnen als katalysator hebben gefungeerd, zoals bijvoorbeeld de keuze en uitvoeringskwaliteit van de lasprocedure, lasvolgorde, de lasvorm en de voorwarmprocedure. • Er is enige twijfel gerezen over het juist toepassen van de voorwarmprocedure. Deze twijfel wordt ingegeven door de geconstateerde vervormingen in de bovenflens van de koker nabij de aansluitingen van de tuien. Door dikteverschillen in platen kunnen in de verschillende platen grote verschillen in geleiding resulteren waardoor er grote temperatuurgradiënten kunnen optreden. De geconstateerde vervormingen kunnen zijn veroorzaakt doordat niet alle platen gelijkmatig tot de vereiste temperatuur voorverwarmd zijn geweest. • Voor tenminste de dikke, nu gescheurde platen had een Z35 kwaliteit moeten zijn besteld maar dat is niet gebeurd. • Mogelijk zijn ook andere lasdetails met relatief dikke plaat, zware lasmaat en waar laskrimp loodrecht op de plaat kan optreden kritisch ten aanzien van lamellaire scheurvorming. (zie verder punt 12 van deze notitie en [4]). • De lasspanningen die nu zitten opgesloten in de constructie en die als ‘restspanningen’ kunnen worden gezien kunnen samen met spanningen voortkomend uit gebruiksbelastingen op de brug aanleiding geven tot meer scheurvorming. • Er bestaat daarmee ernstige twijfel over de integriteit van de brug in de huidige toestand, ook daar waar scheuren zich (nog) niet hebben geopenbaard. • Er wordt aanbevolen om alle kritische locaties, waar spanningen door laskrimp loodrecht op de plaat kunnen optreden, te inventariseren, ongeacht de aanwezige plaatdikte. Vervolgens dient voor deze locaties de procedure van NEN-EN 1993-1-10 te worden toegepast om de waarde van ZEd te bepalen. Is deze waarde kleiner dan 10 dan is de locatie bij nader inzien niet kritisch en zijn geen aanvullende maatregelen nodig (anders dan uiteraard het toepassen van goed vakmanschap ten aanzien van het voorverwarmen). Blijven over de kritische locaties met ZEd>10. Dit onderzoek is aanvullend door GM uitgevoerd en gerapporteerd als [4]. • Voor deze overgebleven kritische locaties moet materiaalonderzoek conform NEN-EN 10164 worden uitgevoerd ter bepaling van de actuele Z-waarde. • Is voor een kritische locatie de actuele Z-waarde groter dan ZEd dan is de locatie bij nader inzien niet kritisch zijn geen aanvullende maatregelen nodig (anders dan uiteraard het toepassen van goed vakmanschap ten aanzien van het voorverwarmen).


•

•

•

Voor de overgebleven kritische locaties zijn aanvullende maatregelen nodig. Dit geldt uiteraard ook voor de al gescheurde platen. Voor deze locaties zijn verschillende oplossingsrichtingen denkbaar. Het verdient aanbeveling om de bovengenoemde werkzaamheden te laten verrichten door een team bestaande uit deskundige medewerkers van GM (constructeur) en ONstaal (aannemer) gevolgd door controle door de externe commissie. Het materiaalonderzoek conform NEN-EN 10164 kan door een (eerder betrokken) ter zake deskundig onderzoeksinstituut worden uitgevoerd.

11 Conclusies ten aanzien van de vervormingen van de bovenflens van de koker bij de tuiaansluitingen • De vervormingen bij de tuiankerschotten hebben geen ongunstige constructieve consequenties indien de constructie voldoende vervormingscapaciteit heeft. De vervormingscapaciteit is onvoldoende in geval van lamellaire scheurvorming. Is de Zkwaliteit voldoende dan mag worden verwacht dat lamellaire scheurvorming geen rol van betekenis speelt en dan is er voldoende vervormingscapaciteit.

12 Conclusies naar aanleiding van de uitgevoerde aanvullende acties door GM Na het uitbrengen van de tweede aangepaste conceptnotitie zijn de volgende acties uitgevoerd: 1. Reactie op bijlage 6 van de conceptnotitie door GM [Email 25 april 2014]: • De reactie van GM op de risicopunten van Bijlage 6 geeft aan dat deze zaken in voldoende mate beheerst zijn bij het ontwerpproces. Op basis van deze beantwoording kan worden vastgesteld dat, behoudens de apart behandelde onderwerpen Z-kwaliteit en vermoeiing, DO-2 als constructief maakbaar kan worden aangemerkt. 2. Rapportage van de omvang van de problematiek van de Z-kwaliteit door het beoordelen van de lassen in de constructie op Z-kwaliteit door GM [4]: • Voor de belangrijke langsligger-dwarsdragerverbindingen is een ZEd-waarde in de orde van 22-30 benodigd (mogelijk nog iets hoger omdat Za voor de kokers 12 i.p.v. 9 is). • Het materiaal is zonder Z-kwaliteit geleverd. De kans dat het materiaal (aantoonbaar) over een hoge Z-kwaliteit beschikt is klein. • Aanbevolen wordt om op een enkele locatie oriënterend materiaalonderzoek te doen om een eerste indicatie te krijgen van de actuele Z-kwaliteit van het materiaal. Als dit veelbelovend is kan aanvullend onderzoek worden gedaan. Als dit tegenvalt wordt aanbevolen verder onderzoek te staken. • Indien uit het oriënterend materiaalonderzoek blijkt dat het materiaal beschikt over een onvoldoende Z-kwaliteit wordt aanbevolen de secties 2, 4 en 6 opnieuw te fabriceren. • Mocht het materiaal toch over voldoende Z-kwaliteit beschikken dan is het probleem van de Z-kwaliteit beperkt tot een beperkt aantal onderdelen (de oplegschotten en tuischotten) en kan een reparatie van deze onderdelen worden overgewogen. • Echter ook in dat geval geldt dat reparatie/versterking niet eenvoudig is en mogelijk kostbaarder dan de gefabriceerde secties opnieuw te vervaardigen.


Noot: In bijzondere situaties, bijvoorbeeld flanklassen, waarbij eventuele lamellaire scheurvorming geen grote invloed heeft op de krachtsverdeling kunnen in onderling overleg kleine tekortkomingen op de ZRd-waarde worden geaccepteerd. Dit omdat het over grote lengte repareren van deze lassen ook kwalitatief nadelige effecten heeft. Bij het bovenstaande moet worden meegenomen dat het aanpassen van een las waarbij de huidige las verwijderd wordt, resulteert in hernieuwde warmte-inbreng met bijbehorende krimp. Dit betekent dat deze aanpassingen beperkt dienen te blijven tot incidentele toepassingen. In de paragraaf “oplossingsrichtingen” zijn voorstellen gegeven voor verbetering van de gescheurde platen en voor verbetering van kritische locaties waarvan niet kan worden aangetoond dat de aanwezige Z-waarde voldoende is. 3. Rapportage van de beoordeling van de belangrijkste lassen op vermoeiing door GM [5]. • De conceptrapportage van GM is door de EC beoordeeld en van commentaar voorzien. Dit commentaar zal verwerkt worden in de definitieve versie van de vermoeiingsrapportage. • Uit de berekening blijkt dat toepassing van het gunstiger gebleken FLM3 belastingsmodel i.p.v. FLM1, de in het DO-2 niet in rekening gebrachte ongunstige effecten, zoals in Bijlage 1B geformuleerd, volledig compenseert. • De conclusie die op basis van de berekeningsrapportage kan worden getrokken is dat de onderzochte lasverbindingen voldoen op vermoeiing. Als gevolg hiervan vormt vermoeiing niet langer een risico in relatie tot de maakbaarheid van DO-2.

13 Oplossingsrichtingen bij een tekort aan Z-kwaliteit na fabricage In het algemeen zijn de volgende oplossingscategorieën te onderscheiden: 1. uitgutsen en dichtlassen gescheurde las; waar mogelijk wordt het dwarsschot niet meer aangesloten op de koker; 2. toepassen van een “pleister” zijnde een dubbelplaat over de gescheurde wand van de koker al dan niet in combinatie met 1; 3. het uitnemen van een deel van de wand en het inlassen van reparatiestukken 4. opnieuw vervaardigen van (delen) van de staalconstructie. Complicerende factor is dat het (opnieuw) inbrengen van laswarmte en laskrimp in onacceptabele vervormingen kan resulteren door de gedrongen en stijve staalconstructie. •

Een mogelijke oplossing in cat. 1 is het wegnemen van het materiaal op de kritische locatie en het aanpassen van het lasdetail als volgt:


• • •

Te controleren is dan of dit een voldoende verbetering geeft van de ZEd-waarde met behulp van NEN-EN 1993-1-10. Deze aanpak is niet mogelijk bij schotten die worden doorgestoken door de kokerwand. Daar kan worden gekozen voor het wegnemen van het materiaal en het toevoegen van Z35 materiaal waarbij de lassen op een andere plek worden gelegd als volgt:

•

Deze oplossing is ook mogelijk op andere locaties, zij het dat dan geen Z35 kwaliteit behoeft te worden gebruikt als volgt:

•

Bij de bovenstaande oplossingen blijft (mogelijk) een scheur achter in het plaatmateriaal; dit is gezien de constructieve functie van de schotten acceptabel indien de doorgestoken zijde van de schotten niet op druk wordt belast waardoor instabiliteit geen rol speelt. Daarnaast is het mogelijk om een lasplaat over de kritische locatie te plaatsen. Deze lasplaat moet worden ontworpen op de optredende spanningen en op vermoeiing. Voor alle oplossingsrichtingen geldt dat een aanvullende vermoeiingscontrole door de constructeur nodig is.

• •

14 Beantwoording van de gestelde vragen 1. Is het DO-2 van de Bartenbrug maakbaar? De gehele staalconstructie is zonder beoordeling van de benodigde Z-kwaliteit ontworpen en (gedeeltelijk) uitgevoerd. Nader rekenkundig onderzoek naar de benodigde Z-kwaliteit van het toegepaste materiaal in de brug [4] heeft uitgewezen dat naast de gescheurde oplegschotten ook tenminste bij de tuischotten en bij de verbindingen van langsliggers en dwarsdragers sprake is van een ernstig tekort aan Z-kwaliteit. Er is geen materiaalonderzoek uitgevoerd naar de actuele Z-kwaliteit van het geleverde materiaal. Echter, omdat voor bovenstaande details een Z-kwaliteit benodigd is in de orde van ZEd = 30, is de verwachting dat het materiaal dat zonder Z-kwaliteit besteld is, hieraan niet zal voldoen. Andere aspecten die van invloed zijn op de maakbaarheid van het DO-2 zijn in Bijlage 1b (vermoeiing) en Bijlage 6 (ontwerprisico’s) weergegeven. GM heeft naar aanleiding hiervan aanvullende informatie toegeleverd: voor vermoeiing in [5] en voor de ontwerprisico’s is de reactie van GM opgenomen in Bijlage 6. Op basis van deze nieuwe informatie is gebleken dat


de constructie over voldoende vermoeiingscapaciteit beschikt en dat de specifieke ontwerprisico’s voldoende beheerst zijn. Het is bekend dat het toepassen van materiaal met de juiste Z-kwaliteit alleen niet afdoende is om lamellaire scheurvorming te voorkomen. Ook goed vakmanschap is vereist, bestaande uit o.a. het toepassen van de juiste lasprocedure (lasvolgorde, voorwarmprocedure, heat input, vooropeningen, etc.). Aanvullend (NDO) onderzoek ter plaatse van de locatie van de las wordt aanbevolen in geval er hoge trekspanningen loodrecht op de walsrichting kunnen optreden. Het DO-2 van de Bartenbrug is maakbaar mits de in [4] aanvullende vastgelegde eisen ten aanzien van Z-kwaliteit worden opgevolgd bij de uitvoering van de constructie, en de in [5] uitgevoerde vermoeiingsberekeningen deel uitmaken van het ontwerp van de brug. Zoals eerder aangegeven doet de EC geen uitspraak wie deze berekeningen had moeten maken, maar stelt de EC vast dat zonder deze berekeningen het ontwerp van de brug niet maakbaar is. 2. Waardoor zijn de verstijvingsschotten in de boxgirder op as B gescheurd en hoe had dit voorkomen kunnen worden? De hoofdoorzaak voor het scheuren van de verstijvingsschotten is dat er materiaal zonder aanvullende eigenschappen loodrecht op de dikte-richting is toegepast. Dit had voorkomen kunnen worden door de ZEd-waarde volgens NEN-EN 1993-1-10 te berekenen en conform NEN-EN 1993-1-1 de ZRd-waarde voor te schrijven. Daarnaast kunnen ook andere invloeden een ongunstige bijdrage hebben geleverd (lasvorm, lasvolgorde, voorwarmtemperatuur). De lasmethodebeschrijving (WPS) is geschikt voor het betreffende lasdetail. Er kan niet meer worden nagegaan of de procedures op de juiste wijze zijn toegepast bij het lassen. 3. Zijn de vervormingen t.p.v. de tui-ophangingen toelaatbaar en zo niet hoe hadden deze eventueel voorkomen kunnen worden? In geval er voldoende vervormingscapaciteit beschikbaar is in de constructie zullen de vervormingen bij de tuiankerschotten geen ongunstige constructieve consequenties hebben. Omdat alle belangrijke lassen met een volledige doorlassing zijn uitgevoerd is de gevraagde vervormingscapaciteit is beschikbaar als het optreden van lamellaire scheurvorming kan worden uitgesloten. 4. Welke maatregelen moeten er – in technische zin - genomen worden om de brug af te bouwen. Zodanig dat die voldoet aan de technische eisen? De volgende procedure wordt aanbevolen (zie ook 14.1 en 12.2): • Aanvullend oriënterend materiaalonderzoek om vast te stellen wat de Z-kwaliteit van het materiaal is ter plaatse van nader vast te stellen kritische lassen in de constructie, doch tenminste alle stuiklassen. • Indien uit het oriënterend materiaalonderzoek blijkt dat het materiaal beschikt over een onvoldoende Z-kwaliteit wordt aanbevolen tenminste de secties 2, 4 en 6 volledig opnieuw te fabriceren. In dat geval kan tevens worden overwogen het ontwerp enige mate aan te passen (bijvoorbeeld minder gedrongen) waardoor de brugliggers minder kritisch zijn tijdens fabricage.


•

•

Mocht het materiaal toch over voldoende Z-kwaliteit beschikken dan is het probleem van de Z-kwaliteit beperkt tot een beperkt aantal onderdelen (de oplegschotten en tuischotten) en kan een reparatie van deze onderdelen worden overgewogen. Echter ook in dat geval geldt dat reparatie/versterking niet eenvoudig is en mogelijk kostbaarder dan de gefabriceerde secties opnieuw te vervaardigen.

15 1. 2. 3. 4.

Literatuur Brief aan de gemeenteraad 2013-12-09 Documentenlijst Bartenbrug; zie bijlage 5 Normen en Publicaties: zie bijlage 1 Platje, M., Rapportage Z-waarden brugdek – Bartenbrug te ’s-Hertogenbosch, rapport GM0130744, Grontmij, 25 april 2014. 5. Binnendijk, M., Vermoeiingsbeoordeling aansluiting langs- en dwarsligger tpv brugdek, rapport GM-0132734, Grontmij, 9 mei 2014, concept.

16 Bijlagen 1a.Constructieve eigenschappen bij belasting loodrecht op de walsrichting. 1b.Vermoeiing van verbindingen 2. Inspectierapport ROZA (12A17) 3. Notitie Grontmij 02-12-2013 4. Onderzoek Q-inspect 5. Documentenlijst 6. Risicogestuurde beoordeling DO-2 bovenbouw


BIJLAGE 1a: Constructieve eigenschappen bij belasting loodrecht op de walsrichting Voor aanvullende rekenkundige onderbouwing door GM wordt verwezen naar [4]. NEN-EN1993-1-1 en NEN-EN1993-1-10 In geval de ZEd -waarde groter is dan 10 dan dient tenminste staal met Z-kwaliteit te worden toegepast. Welke Z-kwaliteit afhankelijk van de ZEd-waarde moet worden toegepast staat in NEN-EN1993-1-1:

De ZEd-waarde is de som van Za t/m Ze volgens onderstaande tabel ontleend aan NEN-EN19931-10:

NEN-EN10164 geeft op blz. 4 de volgende opmerking:


Deze opmerking moet geïnterpreteerd worden indachtig het feit dat deze norm niets zegt over soort constructie, lasvorm, lasmethode en andere invloedsfactoren op lamellar tearing. Deze invloedsfactoren komen voor in de hiervoor behandelde norm NEN-EN 1993-1-10. Richtlijn Ontwerpen Kunstwerken RWS (ROK 1.2 art. 7.20) geeft onderstaande eis:

Vakliteratuur: • Cortel, H.J., Aalders, T.J.A., Voor elke constructieve toepassing de juiste staalsoort, Bouwen met Staal, nr. 83, pp. 29-32. de • Ouden, G. den, Lastechnologie, VSSD, Delftse Uitgevers Maatschappij bv, 3 druk, 1993, pp. 169 e.v. • (Over)spannend Staal, Construeren B, Staalbouwkundig Genootschap, 1e druk, 1996, pp. 20 e.v. • Stark, J.W.B., Staalkonstructies 2, dictaat, Technische Universiteit Eindhoven, BKO, ca. 1990, pp. 2-42 e.v. • Laskennis opgefrist (nr. 34), Lasfouten / lasonvolkomenheden in lasverbindingen – “lamellar tearing”, Nederlands instituut voor Lastechniek, NIL, 1999-2009.


BIJLAGE 1b: Vermoeiing van verbindingen Voor aanvullende rekenkundige onderbouwing door GM wordt verwezen naar [5]. Uit de interviews en uit bestudering van de berekeningen is gebleken dat de lasverbindingen in DO-2 onvoldoende mate zijn beoordeeld op vermoeiing. De hoofdberekening beschouwt wel de vermoeiingscapaciteit van de flanklassen maar niet die ter plaatse van de verbindingen. Bij de verbindingen treedt echter de maatgevende detailcategorie op. Dit verzwarend effect zou in sommige gevallen kunnen worden gecompenseerd doordat de spanningen in de verbindingsdoorsnede niet extreem zijn. Detailcategorie In de staalberekening als onderdeel van DO-2 zijn de staven getoetst op basis van flanklassen. Hiervoor zijn detailcategorie 80/100/160 toegepast. Echter stuiklassen geven een veel ongunstiger detailcategorie. Zie onderstaande overdruk.

Omdat deze detailcategorie ruim een factor 2 lager is dan waarmee is gerekend zal hier waarschijnlijk een vermoeiingsprobleem ontstaan. Dat deze lassen alleen op specifieke locaties (doorsneden) voorkomen betekent dat op deze locaties mogelijk niet de extreme spanningen van de staaf voorkomen. De vraag of zich bij de gegeven uitvoering van lassen een vermoeiingsprobleem aandient is nauw verweven met onderkennen van de tekortkomingen. Dit aspect dient dan ook zo spoedig mogelijk onderzocht te worden en is van gelijke importantie als het onderzoek naar de Z-kwaliteit omdat ook hiervoor geldt dat aanpassen van de constructie complex is. Vermoeiingscapaciteit In het DO-2 staalconstructie is voor Qi de waarde 0,7*0,85*600 aangehouden. Hierbij is 0,7 gebaseerd op FLM1 en niet op FLM3 (FLM = vermoeiingsbelastingsmodel uit NEN-EN1991-2). De waarde van 0,85 is een alfa-reductiefactor voor statische verkeerslasten en gegeven als functie van de verkeersintensiteit (Nobs) en de invloedslengte. Bij de vereenvoudigde vermoeiingsberekening geldt voor Qmi echter de waarde van Q0 (=480 kN) tenzij de bevoegde instantie een andere waarde opgeeft. De vereenvoudigde vermoeiingsberekening geldt alleen in combinatie met het belastingsmodel FLM3. Hiermee lijkt de belasting vanuit FLM1 onjuist toegepast en daarmee is de in rekening gebrachte vermoeiingsbelasting onjuist. In dat geval is de aangehouden reductiewaarde voor alfa hier ook niet van toepassing. Op basis hiervan wordt een waarde voor lambda-2 in de orde van 0,8 berekend i.p.v. 0,57 in DO-2.


BIJLAGE 2: Inspectierapport ROZA (12A17) Onderzoek in opdracht van ON.


BIJLAGE 3: Notitie Grontmij d.d. 02-12-2013


BIJLAGE 4: Onderzoek Q-inspect Onderzoek in opdracht van ON.


BIJLAGE 5: Documentenlijst De volgende documenten zijn verstrekt: • Brief van P. de Vet aan de gemeenteraad (9 december 2013) • Map 1 DO 2 c.a. • Map 2 Vaststellingsovereenkomst en werkbestek • Map 3 verslagen van besprekingen na optreden lamellaire scheuren • Map 4 relevante werkplannen en reacties hierop • Map 5 relevante inspectierapporten en notities na optreden scheurvorming • Map 6 foto’s Tekeningenlijst: PALENPLAN OVERZICHT LANDHOOFDEN OVERZICHT STAAL STAALDETAILS 5 + 6, DRSN. A-A, PROFIELDRSN. DETAILS LANDHOOFDEN 1, 2 EN 7, DET. 12, 13 EN 15 LANDHOOFDEN 1 EN 2 BETONVORM+WAPENING LANDHOOFD 3 BETONVORM+WAPENING LANDHOOFD 3 DSN 6-6 T/M 10-10 B+W LANDHOOFD 3 AANVULLENDE DOORSNEDEN B+W LANDHOOFD 4 BETONVORM + WAPENING LANDHOOFD 5 BETONVORM + WAPENING LANDHOOFD 6 BETONVORM + WAPENING LANDHOOFD 7 BETONVORM + WAPENING STAALDETAILS 2 + 7: VERANK. TUIEN BASTIONS STAALDETAILS 3 + 6: VERANK. TUIEN DWARSBALK DETAILS 4 + 19 + 21 DETAILS 16 + 17 + 18 + 20 DETAILS LANDHOOFD 4, DETAIL 22 DETAILS LANDHOOFDEN 5 EN 6 DETAIL 9 OVERZICHT RIJDEK BETONVORM

318226.MBG.353.T001 318226.MBG.353.T002 318226.MBG.353.T003 318226.MBG.353.T005 318226.MBG.353.T006 318226.MBG.353.T007 318226.MBG.353.T008 318226.MBG.353.T009 318226.MBG.353.T010 318226.MBG.353.T011 318226.MBG.353.T012 318226.MBG.353.T013 318226.MBG.353.T014 318226.MBG.353.T015 318226.MBG.353.T016 318226.MBG.353.T017 318226.MBG.353.T018 318226.MBG.353.T019 318226.MBG.353.T020 318226.MBG.353.T021

Tijdens het onderzoek is door Partijen via Email herhaaldelijk aanvullende informatie verstrekt aan de EC. De belangrijkste aanvullende rapportages zijn [4] en [5].


BIJLAGE 6: Risicogestuurde beoordeling DO-2 bovenbouw Door de EC opgestelde lijst met de belangrijkste risico’s en aandachtspunten van het ontwerp (DO-2) van de brug. Er is hierbij met name aandacht besteed aan risico’s die onderscheidend zijn voor de Bartenbrug. Noot: De opgestelde lijst moet op voorhand niet worden gelezen als kwaliteitsoordeel op het DO-2 of als lijst van gevonden onvolkomenheden. De lijst er enerzijds een verslaglegging van risicovolle zaken die niet uit de berekening zijn herleid dan wel kanttekeningen bij gemaakte keuzes of ontbrekende zaken. Daar waar het risico juist is beheerst in de berekeningen is deze als (ok) gemerkt. Onvoldoende beheersing wordt (nok) gemerkt. Vermeende fouten worden als (onjuist) gemerkt. Door GM is op 25 april 2014 een reactie gegeven op de als ‘nok’ en ‘onjuist’ aangemerkte punten. Deze reactie is hierna cursief weergegeven. Risicovolle aspecten in het DO-2 ontwerp van de brug zijn: • Verificatie van de het DO-2. De toetsing van de controle van de berekening door een tweede constructeur is niet expliciet gemaakt. De kwalitatieve omvang en werkwijze bij deze verificatie dient aanvullend te worden bijgesloten bij het dossier. (nok) e GM: Er zijn vanaf het 1 ontwerp meerdere controles van het werk geweest. Het DO van Arup is door twee partijen getoetst. Grontmij heeft ongeacht deze toetsingen aanpassingen (lees: verzwaringen) aan de constructie doorgevoerd. Het DO-2 van Grontmij is vervolgens wederom getoetst. Voor info over de kwalitatieve omvang en werkwijze van de toetsende partijen wordt verzocht de gemeente te contacteren.

•

Statisch systeem. Het statisch systeem is meervoudig statisch onbepaald. Bij het ontwerp dient hierdoor aan de volgende zaken voldoende aandacht zijn besteed: o Mogelijk opwippen van opleggingen onder schaakbordbelastingen. (ok) o Afwijkingen van de verdeling van de krachten door de constructie naar de opleggingen door afwijkingen in de bouwvorm (bouwzeeg), hoogtestelling van de opleggingen, afwijkende composietwerking en tijdsafhankelijk gedrag, variatie van rustende belastingen, stijfheid en zettingen van de onderbouw, etc. (nok) GM: Er is conform 3.1.5 van het uitgangspuntenrapport (GM-0092894 d.d. 3 mei 2013) rekening gehouden met een scheefzakking van het bastion van 15 mm en onafhankelijke zettingen van 10 mm van de landhoofden 4 t/m 7. Er wordt geen zeeg toegepast. De opleggingen zijn allen onafhankelijk op hoogte te stellen, dus bij correcte montage behoeft dit niet te leiden tot verhoogde krachtwerking in de brug. Alhoewel in de berekening in het uitgangsdocument


o

o

•

uitgegaan is van gescheurde beton ( E-modulus ca. 12.000N/mm2), hetgeen bepalend is voor de krachtswerking in het staal, is ten behoeve van de berekening van de deuvels ook uitgegaan van een ongescheurde beton (Emodulus ca. 32.000 N/mm2), aangezien dit tot maximale krachtswerking in de deuvels leidt. Mogelijke onderschatting van rotatievervormingen bij opleggingen door afwijkende stijfheidsverdeling in de constructie of afwijkende bouwfasering waardoor mogelijk vervormingen optreden na het stellen van opleggingen. (nok) GM: Door alle stelmogelijkheden behoeft er bij het monteren van de brug geen afwijking in rekening gebracht te worden. Na montage is conform 3.1.5 van het uitgangspuntenrapport (GM-0092894 d.d. 3 mei 2013) rekening gehouden met een scheefzakking van het bastion van 15 mm en onafhankelijke zettingen van 10 mm van de landhoofden 4 t/m 7. Bij het vijzelen ten behoeve van het uitwisselen van opleggingen moet rekening zijn gehouden met de aanwezigheid van loodrechte opleggingen. (ok)

Composietwerking staal-beton. Bij de brug moet over een relatief korte lengte het beton geactiveerd en gedeactiveerd worden. Hierdoor ontstaat er een relatief grote bandbreedte op de stijfheidsbijdrage van het betonnen dek aan het totaal. (denk aan vervorming van deuvels bij belasting op afschuiving). Ook het tijdafhankelijk gedrag van beton en de toepassing van bekistingsplaten speelt hier een rol. Niet duidelijk is of deze bandbreedte op voldoende wijze in rekening is gebracht bijvoorbeeld door middel van omhullende krachten momentlijnen. Het aandeel meewerkend beton bepaalt onder meer de hoogte van de neutrale lijn en daarmee de excentrische ligging van de horizontaal ontbondene van de truikracht. In het beton ontwerp van het brugdek is E(laag) voor het brugdek aangehouden. Dit betekent dat voor kortdurende belastingen de betonstijfheid wordt onderschat. Niet duidelijk is wat de invloed is van de hogere stijfheid van het beton op effecten onder kortdurende belastingen (bijv. vermoeiing van deuvels en lokaal gedrag van oplegschotten). (onjuist) GM: Alhoewel in de berekening in het uitgangsdocument uitgegaan is van gescheurde beton ( E-modulus ca.12.000N/mm2), hetgeen bepalend is voor de krachtswerking in het staal, is ten behoeve van de berekening van de deuvels ook uitgegaan van een ongescheurde E-modulus van het beton van 32.000 N/mm2, aangezien dit tot maximale krachtswerking in de deuvels leidt. Veel van de als kokerliggers uitgevoerde stalen liggers worden op torsie belast. Op welke wijze wordt een deel van deze torsie opgenomen door het betondek? Wat is hierbij de invloed van de modellering van de deuvels in relatie tot stijfheidsvariatie? (nok) GM: Ten behoeve van de berekening van de deuvels zijn de deuvels letterlijk gemodelleerd tussen stalen liggers en betondek. Elke gemodelleerde deuvel symboliseert twee deuvels. Op deze wijze zijn eventuele wringkrachten direct verdisconteerd in de krachtwerking tussen staal en beton.


Wat is de invloed van de stortfasering en de dikte van de bekistingsplaten en de keuze van de hoeveelheid wapening op de krachtsverdeling? (nok) GM: Door het aanbrengen van tijdelijke steunpunten levert de montagefase van het betonnen brugdek een verwaarloosbare bijdrage aan de totale krachtswerking in de brugconstructie. Voor wat betreft de staalconstructie is een lage E-modulus voor beton aangehouden. Dit levert de grootste krachtswerking in de staalconstructie. •

Tuisysteem. o Hoe wordt de juiste kracht in de tuien geborgd, is toekomstige relaxatie verwerkt? GM: In het uitgangsdocument (GM-0092894 d.d. 3 mei 2013) wordt in 2.10 gemeld dat de tuien worden aangespannen totdat het brugdek loskomt van zijn ondersteuningen. Op dat moment is enkel het eigen gewicht van de brug aanwezig. De tuibelasting is hierbij redelijk nauwkeurig te bepalen aangezien de belastingen uit de tijdelijke steunpunten wordt overgenomen. Door eventueel sensoren in de tijdelijke opleggingen te plaatsen, zou de belasting extra gecontroleerd kunnen worden. In een spanprotocol zal e.e.a. kunnen worden vastgelegd. Relaxatie van S460 is ons niet bekend. Wij zijn wel bekend met relaxatie van voorspanstaal als gevolg van hoge aanvangsspanningen. Daar is in dit geval ook geen sprake van. In UGT treedt hoogstens 100N/mm2 op. NEN-EN 1993-1-11 spreekt over eventueel afnemende E-modulus van trekelementen. Dit geldt met name voor kabels (groep B), maar niet voor massieve doorsneden (groep A) waar hier sprake van is. o Hoe wordt geborgd dat de krachtverschillen tussen de tui-elementen beperkt zijn, zijn deze krachtsafwijkingen meegenomen in het ontwerp? GM: Dit is niet in het ontwerp meegenomen, echter de rotatie van de koker ter plaatse van de tui-aansluitingen is zeer beperkt en kan niet leiden tot grote krachtsverschillen in de tuien. o Is er gerekend met temperatuurverschillen tussen de brugdekconstructie en het tuisysteem? GM: Er is niet gerekend met temperatuurverschillen tussen tuien en brugdekconstructie. Conform NEN-EN1991-5 art.6.1.6.dient een verschiltemperatuur van 10 graden voor lichte oppervlakken te worden gesuperponeerd op de effecten die resulteren uit gelijkmatige temperatuurcomponenten. Dit is door ons aanvullend gecontroleerd. Deze extra temperatuurvariatie van 10 graden zorgt voor een verhoging van de buigspanning in as C met 5N/mm2 en op as D met 15N/mm2 ter plaatse van het zwaartepunt van de tui-aansluiting, hetgeen als zeer acceptabel wordt beschouwd gezien de lage unity checks die verkregen zijn in de uiterste grenstoestand (zonder vermoeiing!). o Zijn de vervorming van de onderbouw en zettingen meegenomen bij het ontwerp? GM: Er is conform 3.1.5 van het uitgangspuntenrapport (GM-0092894 d.d. 3


mei 2013) rekening gehouden met een scheefzakking van het bastion van 15 mm en onafhankelijke zettingen van 10 mm van de landhoofden 4 t/m 7. •

Z-kwaliteit o Kanttekeningen bij het niet toepassen van Z-kwaliteit zijn gegeven in het hoofdrapport en bijlage 1a. GM: Voor de reactie op de kanttekeningen wordt verwezen naar de schriftelijke reactie van Grontmij op de 1e conceptrapportage.

•

Vermoeiing. o In het begin van het DO-2 staal wordt een vereenvoudigde vermoeiingsanalyse uitgevoerd aan de hand van de eenvoudige λ-methode voor de gehele staalconstructie. In bijlage 1b zijn de vermeende tekortkomingen van deze methode gegeven. GM: De mening van de deskundigen betreffende de ongunstiger waarden op vermoeiing voor de langslassen ter plaatse van de verbindingen wordt gedeeld. Conform telefonisch onderhoud en e-mailwisseling d.d. 24 april zal de vermoeiingscapaciteit van een aantal maatgevende lassen worden gecontroleerd.

•

Afstemming voorbereiding uitvoering vice versa: o Zijn alle aannames bij het DO-2 expliciet gecommuniceerd met de ON? GM: De aannames met betrekking tot constructieve uitgangspunten waren bij de aannemer bekend. Hiervoor zijn diverse ontwerpoverleggen en (bouw)vergaderingen geweest waarin onder andere alle wijzigingen t.o.v. het DO van ARUP zijn toegelicht en vastgelegd. Deze wijzigingen zijn ook afgeprijsd door de aannemer in meerdere AWR’s die door de opdrachtgever zijn ontvangen. Veel uitgangspunten zijn vermeld in het constructief uitgangspuntenrapport. Grontmij wil er op attenderen dat de aannemer daarentegen ook een plicht heeft vragen te stellen indien zij van mening is dat er toch nog onduidelijkheden zijn. o Is er als resultaat hiervan een tolerantieanalyse, bandbreedte bouwfasering van toepassing op de uitvoering? GM: Er is door Grontmij geen specifieke tolerantieanalyse gemaakt. Er is wel met de aannemer gesproken over de toleranties ter plaatse van de opleggingen. Vanwege de vorm van de brug is een 3Dmodel door Grontmij gemaakt onder andere ten behoeve van de passing van brugdek en landhoofden. Dit 3D-model is aan de aannemer ter beschikking gesteld. De passing van de stalen brugsecties onderling is een zaak van de aannemer. Over de bouwfasering is vooralsnog geen overeenstemming bereikt. Het montageplan is afgekeurd onder andere wegens het feit de er nog steeds geen detailberekeningen van de aannemer zijn ontvangen. o Is er een lijst van uitgangspunten en aannames en/of werkmethoden opgesteld die vanuit de uitvoering om specifieke toetsing/vrijgave door de constructeur vragen?


GM: Detailberekeningen, detailtekeningen en werkplannen dienen conform bestek ter goedkeuring aan de opdrachtgever te worden voorgelegd. In het besteksartikel 711030 staat over de ontwerpwerkzaamheden van de aannemer letterlijk vermeld: “Alle berekeningen en tekeningen t.b.v. de realisatie van het werk met als basis bijlage 29 DO-ontwerp brug. Berekeningen en Tekeningen ter acceptatie indienen”.

: Onderzoek maakbaarheid DO-2 Bartenbrug : definitief

Recommend Documents