infrabeheer.org - non-profit perspectief

Zwaar tillen aan het toetsniveau

Zwaar tillen aan het toetsniveau

De constructieve veiligheid van bestaande bruggen wordt beoordeeld met NEN 8700/8701 voor bestaande bouw en Eurocodes voor nieuwbouw. In het onderliggende wegennet voldoen veel bestaande bruggen niet aan het toetsniveau. Sluit huidige regelgeving wel voldoende aan bij het werkelijk gebruik en vindt onterechte afkeur plaats? Groendrukken met correcties zijn in voorbereiding, maar anticiperen niet of nauwelijks op de actuele afkeurproblematiek. Brugbeheerders van decentrale overheden vrezen kapitaalvernietiging en hebben zich georganiseerd in een SBRCURnet-verband.

Met de opvolging van NEN 6788 door NEN-EN 1991-2 is de ontwerpbelasting van verkeer op bruggen gewijzigd, in nagenoeg alle gevallen in een verzwaring.
Voor de bepaling van karakteristieke belastingen op alle bestaande bouwwerken moet worden uitgegaan van de nieuwbouwnormen. Daarmee zijn de belastingen op bestaande bruggen ook zwaarder. Bruggen met verkeersklasse VK450 of lager zullen niet kunnen voldoen aan die nieuwe beoordelingscriteria. Bij het calibratie-onderzoek voorafgaand aan de introductie van de Eurocode-verkeerslasten in Nederland zijn wegtypes niet gedifferentieerd, bijvoorbeeld naar industriële Rijkswegen en lokale wegen. Eerste belang was de ijking van de nieuwe ontwerpverkeerslasten aan het verkeer bij het meest intensief en zwaarst belaste wegtracé, Rijksweg 16 bij de Moerdijkbrug. Dit omvangrijke onderzoek stelde vast dat de nieuwe ontwerpbelastingen, inclusief 100 jaar verkeerstrend en dynamische effecten (stootcoëfficiënten), dekkend zijn. Slechts enkele kleine aanpassingen (α–factoren) voor doelgroepstrookgebruik en bij meer dan drie rijstroken per rijrichting waren nodig. Dat was de grondslag voor de verkeersbelasting voor het veilig ontwerpen van nieuwe en verificatie van bestaande bruggen.

Versterking zonder aanleiding

Bij behoud van bruggen ontstond met deze nieuwe regelgeving een probleem: bij herberekeningen bleken systematische en omvangrijke versterkingsinvesteringen noodzakelijk, zonder direct aanwijsbare aanleiding voor onveiligheid. Ook de aanvullende mogelijkheden die de NEN 8700-serie biedt voor verificatie was ontoereikend.
Een eerste inventarisatie naar verkeersdifferentiatie geeft substantiële verschillen tussen de werkelijke belasting op Rijkswegen en die in het onderliggend wegennet. Voor het onderliggend wegennet is nog onderscheid te maken tussen binnenstedelijke bruggen en bruggen in de hoofdstructuur. De in werkelijkheid minst zwaar belaste, vooral oudere binnenstedelijke bruggen, zoals gewelfbruggen, betonnen bruggen en beweegbare bruggen, kunnen juist niet aan de beoordelingscriteria voldoen en zijn veelal niet economisch te versterken.

Verkeersbelastingen

De belangrijke fysieke verschillen tussen het verkeer op Rijkswegen en onderliggende wegen zijn als volgt.
1. Lagere verkeersdichtheid en -intensiteit (gelijktijdige aanwezigheid zware voertuigen).
2. Lagere gemiddelde en extreme beladingsgraad door grotere fractie (aandeel) lokaal laad- en losverkeer.
3. Ontbreken verkeer met permanente ontheffingen of zware transporten op lokale wegen.
4. Systematische substantiële overbelading van lange afstandsverkeer op Rijkswegen (19%).
5. Verschil in ontwerplevensduur 50 jaar versus 100 jaar resulterend onder andere in een lagere verkeerstrend (toekomstige verkeersbelasting).
6. Lagere dynamische stoot van verkeerslasten door lagere maximumsnelheid en lagere aslasten voor langlopende basisontheffing van de beleidsregel ontheffingverlening (2013).

Voertuiggewicht

Het gewicht van voertuigen is in 2013 in Rotterdam op twee locaties gemeten met WIM (Weight In Motion)-onderzoek. Uitkomst: aantoonbaar lagere verkeerslasten. Maar dit effect werd kwantitatief vertroebeld door ruis in de metingen; het meetvoertuig toonde sterk variërende aslasten in de verificatiemetingen. Omdat het wegdek voor de meting opnieuw en vlak is geasfalteerd, wordt de oorzaak van de ruis gezocht in de aanwezigheid van een VRI (verkeersregelinstallatie = verkeerslicht) met optrekkend verkeer bij de meetlocatie. Vanwege de eerste positieve resultaten zullen gemeente Rotterdam en andere decentrale overheden op korte termijn de WIM-metingen vervolgen.

Incidenteel of fundamenteel

Regelmatig worden in Rijkswegen extreme aslasten gemeten, tot wel 33 ton waar wettelijk 12 ton is toegestaan. De herhalingsfrequentie is bovendien te hoog om ze incidenteel te noemen. Daarom worden deze lasten meegenomen in de database voor het bepalen van de verdelingsfuncties voor het vaststellen van de ontwerpbelastingen. Hierdoor schuift de staart van de verdelingsfunctie op, met als resultaat: hogere waarden voor de ontwerp-verkeersbelasting.
Voor het onderliggend wegennet zijn de verschijningsfrequenties van extreem hoge aslasten echter niet bekend. De ‘Normwerkgroep verkeersbelastingen’ is begonnen met onderzoek naar het effect van extreem hoge aslastregistraties en de invloed op ontwerpwaarden van verkeersbelastingen voor Rijkswegen en het onderliggend wegennet. Fundamentele vraag is of de extreem hoge aslasten moeten worden aangemerkt als calamiteit in de juridische context ‘opzet en grove nalatigheid’ (incidentele belasting) of dat er sprake is van onzorgvuldig handelen (fundamentele belasting). Incidentele extreme (as)last is van belang voor het minimum veiligheidsniveau op afkeurniveau volgens NEN 8700 en kan worden uitgesloten op basis van het ‘rechtens verkregen niveau’. Het handhavingsregime tegen overbelading wordt nu bepaald met de aan te houden verificatiewaarden voor verkeersbelasting.

Ontheffing

Voor Rijkswegen met permanente ontheffingen komt een tweede tak in de frequentieverdeling van verkeerslasten voor. Deze tak vertegenwoordigt het bovenwettelijk verkeer (Regeling Voertuigen H.5: zwaarder dan 60 ton) en beïnvloedt sterk de hoogte van de ontwerp-verkeerbelasting. Omgekeerd: zonder permanente ontheffingen is er uitsluitend sprake van incidentele overbelading, dus zou een lagere waarde voor de ontwerp verkeersbelasting moeten gelden.
Brugbeheerders van het onderliggend wegennet vragen sinds 2011 naar toegespitste ontwerp-verkeersbelastingen. Om te voorkomen dat bestaande en nieuwe bruggen met verschillende verkeerslasten moeten worden berekend, zouden deze belastingregels ook moeten gelden voor nieuwe bruggen. De introductie van deze aangepaste verkeerslasten vraagt dus grotere zorgvuldigheid, en daarmee meer implementatietijd. Naar verwachting kan voor binnenstedelijke bruggen met weinig vrachtverkeer de statische ontwerplasten worden gereduceerd met ±20%. Voor vermoeiing valt de reductie nog hoger uit, al is een deel al verwerkt door het onderscheid in procentuele verdeling van ontwerpvoertuigen van FLM4 (NEN-EN 1991-2, tabel 4.7). Het streven is om het onderzoek naar de verkeerslastreductie nog in de groendrukperiode van de Nationale Bijlagen uit te voeren en af te ronden.

Veiligheidsbeoordeling bestaande bouw

De NEN 8700-serie regelt het veiligheidsniveau voor bestaande bouw. De normen worden herzien in 2015, aansluitend op recente wijzigingen in de Woningwet en het Bouwbesluit inzake afkeurniveau. NEN 8700 staat toe dat onder meer gebruik mag worden gemaakt van het werkelijk gebruik, met kennis van de fysieke staat en eigenschappen van de constructie.
De belangrijkste discussie bij NEN 8700 spitst zich toe op het rechtmatig toepassen van het afkeurniveau bij de beoordeling als publiekrechtelijke ondergrens voor de constructieve veiligheid. Privaatrechtelijk wordt aanbevolen in alle gevallen een hoger veiligheidsniveau te kiezen. Overwegingen hiervoor zijn dat:
– het afkeurniveau primair bedoeld is voor aanschrijving bij incidenteel voorkomende situaties en niet als generiek handhavingsniveau voor een areaal;
– het afkeurniveau is gebaseerd op een veiligheidsniveau bij een referentieperiode van 1 jaar en daarmee niet geschikt als beoordeling voor een restlevensduur van 15 of 30 jaar;
– NEN 8700 is gebaseerd op het proportionaliteitsbeginsel waarbij de meerwaarde van een hogere veiligheid moet worden afgezet tegen de te verrichten inspanning;
– gedurende de restlevensduur op ieder enig willekeurig moment moet worden voldaan aan het afkeurniveau. Dit betekent dat bij tijdsafhankelijk materiaalgedrag, corrosie of zettingen er een hoger veiligheidsniveau bij aanvang moet zijn toegepast: het veiligheidsniveau is hiermee direct verbonden aan het kwaliteitsbeheer.
– NEN 8700 onderscheidt geen gedifferentieerd weggebruik en/of kwaliteitsbeheer.

Bovenwettelijke eisen

Voorts legt NEN 8700 onbedoeld nog verzwarende privaatrechtelijke (bovenwettelijke) eisen op bij toetsing van bestaande bouwwerken.
– Een bouwwerk met een verstreken levensduur < 15 jaar moet worden getoetst aan nieuwbouwniveau, om misbruik van regelgeving te voorkomen. Bij nieuwbouw zou er anders doelbewust niet geanticipeerd hoeven worden op toekomstige aanpassingen. Dit kan echter ook onbedoeld belastend zijn.
– De restlevensduur bij beoordeling moet ten minste gelijk zijn aan de oorspronkelijke levensduur minus de verstreken levensduur. Dit aspect gaat voorbij aan het feit dat een beheerder de restlevensduur om verschillende redenen kan laten afwijken. Zo toetst Rijkswaterstaat standaard op 30 jaar restlevensduur (RBK), onafhankelijk van de ouderdom van het object. Vanuit economisch perspectief is namelijk ouderdom geen criterium bij herinvesteringsbesluitvorming.

De nieuwe NEN 8700 is verbeterd, maar stelt constructeurs nog steeds voor vraagtekens door een onvolledige toepassingsbeschrijving en niet eenduidige interpretatieregels, bijvoorbeeld over het proportionaliteitsbeginsel en de scheiding van privaatrechtelijke en publiekrechtelijke eisen. Zo gaat De Vries[2] in zijn artikel deels voorbij aan het feit dat normcommissies een verantwoordelijkheid hebben naar gebruikers. Verder zou een technische norm zonder wetsafhankelijkheden en -verwijzingen zelfstandig toepasbaar moeten zijn.
Voor brugbeheerders zijn eenduidige verschillende incidentele belastingsituaties belangrijk met de toetscriteria voor de specifieke ondergrens voor de constructieve veiligheid. Een uitgangspunt zou dan het afkeurniveau[3] kunnen zijn met mogelijk een toeslag voor de beoogde restlevensduur.

CUR-Aanbeveling

Tegen de achtergrond van dreigend grootschalige, mogelijk onterechte afkeur hebben beheerders van provincies en gemeenten, ondersteund met een vertegenwoordiging van Rijkswaterstaat, zich verenigd in een SBRCURnet-verband als ‘platform constructieve veiligheid kunstwerken’. Het eerste doel is een behoefteverkenning en aansluitend het opstellen van een richtlijn met maatwerk voor constructief veilige instandhouding van bruggen van decentrale overheden.
Naar analogie van de werkwijze van Rijkswaterstaat waarbij de RBK-delen (beton, 2013 en staal in ontwikkeling) uiteindelijk (gedeeltelijk) ondergebracht zullen worden in de te ontwikkelen normserie bestaande bouw (NEN 8702; beton en NEN 8703, staal) zullen ook voor het onderliggend wegennet aanvullende richtlijnen worden opgesteld als basis voor toegespitste constructieve verificatie.

Worsteling bestaande regelgeving

Het opleggen van te zware belastingeisen resulteert in onbedoelde terughoudendheid en ontwijkgedrag bij veel beheerders, variërend van het niet herbeoordelen tot het niet fysiek uitvoeren van maatregelen.
Een ander opkomend fenomeen is dat kwantitatieve beoordelingen worden vervangen door kwalitatieve risicogestuurde beoordelingsmethoden (FMECA, CRIAM). Weliswaar worden door prioritering de grootste pijnpunten als eerste opgelost, maar het areaal wordt niet automatisch op de ondergrens van de constructieve veiligheid gezet.
Zowel in de normcommissies als bij brugbeheerders staat de problematiek van onterechte afkeur voor bruggen in het onderliggend wegennet inmiddels hoog op de agenda. De belangrijkste invloedsaspecten zijn in beeld en de sector zelf is inmiddels gemobiliseerd.
De verwachting is dan ook dat op afzienbare termijn voor de verschillende wegcategorieën de constructieve veiligheid beter afgestemd kan worden op het werkelijk gebruik.


Literatuur
1. R.D.J.M. Steenbergen, N.P.M. Scholten en A.C.W.M. Vrouwenvelder, ‘Veiligheidsfilosofie bestaande bouw’, Bouwen met Staal 229 (2012), p. 76-71.
2. A. de Vries, ‘Wat u moet weten over NEN 8700’, Cement 8 (2014), p. 66-69.
3. J.H. Reusink, ‘Beoordeling bestaande bruggen’, Bouwen met Staal 229 (2012), p. 82-85.

ir. J.H. Reusink en ir. K. Elmi Anaraki
Jaco Reusink is senior adviseur bij Ingenieursbureau Gemeente Rotterdam en Kambiz Elmi Anaraki is assetmanager bij Stadsbeheer Gemeente Rotterdam.
Bron: Bouwen met Staal 247 p. 32-34
Print Friendly, PDF & Email