6.3.9 Wandelende opleggingen: oorzaken en beheersmaatregelen

Opleggingen kunnen gaan “wandelen”. Dit is het langzaam verplaatsen van de oplegging tussen zijn contactvlakken. Dit gebeurt in de praktijk vooral met rubberen opleggingen, maar kan ook gebeuren met niet-verankerde stalen opleggingen welke op wrijving liggen. Een logisch gevolg van een ‘wandelende oplegging’ is, dat een steeds kleiner deel van het oppervlak meedoet aan krachtsafdracht. Helaas gebeurt dit in de praktijk toch geregeld. In het uiterste geval leidt het wandelen van de oplegging tot volledig functieverlies van de oplegging: ze zijn volledig weggedrukt van hun oplegpoer. Als gevolg hiervan zullen brugdelen zodanig gaan verzakken, dat de constructieve veiligheid en de verkeersveiligheid in het geding zijn. Deze zakkingen lijden ook tot zeer grote, acute schade aan de voegovergangen. Dit is afhankelijk van het type.

Figuur 6.3.9.a Wandelende oplegging: +/- 8 cm over de oplegpoer heen. De wrijving onder was blijkbaar minder dan boven, dit ondanks het teflon boven (zichtbaar in het witte streepje)
Figuur 6.3.9.b Weggewandelde grote oplegging (dek is alweer opgevijzeld, zie de vijzels op de achtergrond)
Figuur 6.3.9.c Zeer onveilige verkeerssituatie door weggewandelde grote oplegging: het dek ligt plotseling 9 cm lager!
Figuur 6.3.9.d Wandelende stalen oplegging. Oude stalen oplegging. Niet alleen rubber opleggingen kunnen dus gaan wandelen.

 

Onderstaande tabel geeft een schematisch overzicht van oorzaken en beheersmaatregelen tegen wandelende opleggingen welke vooral uitvoering gerelateerd zijn. Een aantal zijn al in voorgaande hoofdstukken behandeld.

Tabel 6.3.9.e Wandelende opleggingen

Oorzaak Beheersmaatregel
Er is te weinig verticaalkracht om wrijving te genereren om bestand te zijn tegen de optredende horizontaalkrachten.

In elke constructie treedt herverdeling van krachten op als deze niet exact op één hoogte en gelijkmatig worden belast. Hierdoor is er reële kans dat één oplegging minder verticaal kracht krijgt ten opzichte van het ontwerp. Dit treedt vooral op bij 3 of meer opleggingen op één as (de statisch onbepaalde constructies.)

Hoogteverschillen voor en na belasting kunnen ook onvoldoende oplegdruk veroorzaken.

Een voorbeeld hiervan dat op één as zich rubberopleggingen bevinden met een groot verschil in dikte. De dikste zal meer comprimeren bij belasting en gedraagt zich dus als een minder stijve ondersteuning. De dunnere, stijvere oplegging “trekt “dan alle belasting naar zich toe en wordt zwaarder belast.

Een ander voorbeeld is hoogteverschillen tussen de vijzels onderling bij vijzelwerk (zie ook hoofdstuk 6.5).

  • Besteed extra aandacht bij het ontwerp en uitvoering van de gehele brug aan de gelijkmatige verdeling van de belasting over de opleggingen.
  • Bij combinatie met vijzelwerk: zorg voor gelijkmatige krachtsverdeling (zie hoofdstuk 6.5).
De glijdzekerheid tijdens de ontwerpfase is een risico. Vaak wordt door de ontwerpers gerekend met de maximale wrijvingswaarde uit de norm. Deze wrijvingswaarden blijken in de praktijk een stuk lager te liggen.
  • Borgen van de glijdzekerheid in ontwerpfase.
    Het verdient aanbeveling zo min mogelijk met de maximale wrijvingsfactor van Kf = 0,6 te rekenen (van beton), maar juist met de minimale Kf van 0,2 (overige materialen). Dus ook Kf = 0,2 bij betonconstructies.
    Rubberblokken met boven een epoxy kegstuk en onder gevlijd in epoxy ter compensering van een niet waterpasse poer moet ook berekend worden op Kf= 0,2 (zie RTD 1012 art. 8.1).
  • Toepassen van een oplegging type C: Uitwendige staalplaten tussen boven/onderankerplaten.
  • Positionering van een rubberoplegging type B met rondom (demontabele) opsluit strips.
Veel te gladde, stoffige, vuile, vettige ondergrond Voor de oplegpoer:
  • Beter geen gietmortels met korrel < 4 mm.
  • Een poer nooit IN een kist afwerken, altijd een kist “afstrijken “.
  • Ook gietmortels “afstrijken “
  • Geen curing-compound en/of hydrofobeer middel op de contactvlakken
  • Altijd met houten spaan afwerken. Niet met stalen spaan.
  • Direct voor het plaatsen van de oplegging het contactvlak schoonblazen en ontdoen van eventuele losse cementhuid.
  • Beter nog: licht aanstralen of met de hogedrukreiniger afspuiten op standje frees (zie Hfst. 6.3.1 en 6.3.2).
  • Het contactvlak voorzien van een zeer ruw instrooimateriaal. Bijvoorbeeld een corund materiaal met korrel 0,5-1 mm (bijvoorbeeld Mandurax 18 of gelijkwaardig).
Het oplegvlak is niet waterpas en/of vlak. Bij belasting veroorzaakt dit ongelijkmatige, onvoorziene piekspanningen en verplaatsingen in de oplegging. Een voorzichtig ervaringsgetal is dat in meer dan 50 % van de gevallen met wandelende opleggingen sprake is van een niet waterpasse oplegging.
  • Oplegvlak en oplegging door deskundig en vakbekwaam personeel laten uitvoeren. Het personeel dient goed te worden geïnstrueerd ten aanzien van het belang van een waterpas en vlak oplegvlak (zie hoofdstuk 6.3.1 en 6.3.2).
  • Toepassen van beproefde ondersabelingstechnieken (zie hoofdstuk 6.3.1 en 6.3.2).
Contact vlakken zijn niet evenwijdig, minimaal 1 vlak is niet (voldoende) waterpas.
  • Zie bovenstaande beheersmaatregelen.
  • Rekening houden in het ontwerp met niet te vermijden variaties in translatie en hoekverdraaiingen t.g.v. bouwfaseringen.
In het bijzonder bij glijopleggingen (type E, rubbers met teflon): er is maar één oplegvlak (de niet teflonzijde), welke moet zorgen voor waarborging van de stand zekerheid.
  • Ontwerp van een rubberoplegging op een staalplaat met (demontabele) opsluit strips.
  • Ontwerp een type C oplegging met glijplaten.
  • Glijmateriaal altijd met smeerkuiltjes en invetten.
  • Zorgen voor optimaal ruw contactvlak aan de niet teflon zijde bij uitvoering.

NB.: Het PVO heeft uitgebreide proeven laten uitvoeren ter bepaling van de wrijvingsweerstanden van diverse rubber compound met diverse materialen en texturen. Dit is 25 maart 2021 uitgebreid gecommuniceerd. Voor de bevindingen wordt verwezen naar deze rapportages op de website van het PVO.

Veel aanbevelingen zijn geen harde eisen, hun effecten zijn mogelijk niet groot, maar altijd beter dan niets doen. Als voorbeeld het instrooien van het contactvlak met fijne corund materiaal.

Figuur 6.3.9.f Voorbeeld van een type B blok tussen staalplaten met opsluitstrips. Waterpas (ook in Xrichting)
Figuur 6.3.9.g Voorbeeld van type B blok met opsluitstrips voor X en Y fixatie. Oplegging wordt ingestort in dek.