Monitoring veiligheid Koningin Julianabrug

De Koningin Julianabrug is een belangrijke verbinding tussen de twee stadsdelen van Alphen aan de Rijn. In 2018 zijn scheuren ontdekt in de betonconstructie en schade aan de wapening. Tijdens onderhoudswerkzaamheden in 2021 bleek het schadebeeld toegenomen en is er een technisch onderzoek gestart. Uit onderzoek is gebleken dat een deel van de betonconstructie vervangen moet worden.

Vraag van de opdrachtgever

Tijdens het technisch onderzoek naar de oorzaak is de brug ondersteund met een tijdelijke constructie. Voordat de herstelwerkzaamheden kunnen beginnen is het van groot belang dat de brug veilig gebruikt kan blijven worden. Om de veiligheid voor het verkeer te borgen werden er dagelijks visuele inspecties uitgevoerd om verdere problemen te monitoren. De vraag van de opdrachtgever was of dit deels geautomatiseerd kon worden om de kosten te drukken.

Technische uitgangspunten

De Koningin Julianabrug is een basculebrug en heeft een overspanning van 28 meter. Deze bestaat uit een vast- en beweegbare gedeelte, beiden hebben een lengte van 14 meter. De brug is 15 meter breedt en wordt gebruikt door auto’s, fietsers en voetgangers.

In het vaste gedeelte van de brug zijn scheuren en schade aan de wapening ontdekt aan de oostelijke kant onder het fietspad, boven de Hooftstraat. Als veiligheidsmaatregel is de brug daarom (tijdelijk) ondersteund. 

Als extra risicobeheersing is er gekozen om de brug  te monitoren met hoek- en temperatuursensoren. Deze zijn parallel aan de wapening geplaatst. Als de scheuren groter worden is dit te zien zijn in de data van de hoeken.

Uitgevoerde werkzaamheden

De Koningin Julianabrug was de eerste opdracht voor de technologie van Floepp. Deze opdracht is als pilot uitgevoerd.

De staat van de brug is gemonitord met twee hoekverdraaiing sensoren (inclinometers). Deze sensoren maken gebruik van de zwaartekracht om de hoekverdraaiing te meten. De gemeten waarden zijn dus hoekverdraaiing ten opzichte van het horizontale vlak. Het systeem draait bovendien volledig op zonne-energie.

Ieder uur is één meting verricht, welke automatisch doorgestuurd wordt naar een database. Door de hoekverdraaiing gedurende een bepaalde periode te monitoren wordt duidelijk of de positie ten opzichte van de initiële positie gelijk blijft of dat er rotatie plaatsvindt.

De illustratie geeft weer hoe de assen van de bevestigde sensoren zijn georiënteerd. Een verdraaiing in de z-richting betekent dat de sensor naar voren of achter is gekanteld. Een verdraaiing in de y-richting betekent dat de sensor is geroteerd rondom een as loodrecht op de achterkant. 

Resultaat & advies

De ordegrootte van de hoekverdraaiing in alle gevallen is ongeveer 0.1 graden. Hierom is er geconstateerd dat de bewegingen van de brug verwaarloosbaar zijn. De belangrijkste conclusie die hieruit getrokken is, is dat de brug stabiel is en veilig gebruikt kan worden met de ondersteuning.

De grafiek hieronder toont de hoekverdraaiing en temperatuur gedurende acht dagen. Hierin is het verband tussen de temperatuur en hoekverdraaiing duidelijk te zien. De fluctuaties rondom het gemiddelde zijn het gevolg van temperatuurwisselingen gedurende de dag.

Het toepassen van sensoren heeft extra inzicht gegeven in de staat van de brug. Deze zekerheid heeft ervoor gezorgd dat de beheerder genoeg vertrouwen had om beiden rijbanen voor verkeer open te zetten. Ook waren er door de continue monitoring minder visuele inspecties nodig en kunnen problemen sneller gesignaleerd worden.