Scheurvorming Nelson Mandelabrug Zoetermeer

Vraag van de opdrachtgever

De eigenaar van de brug wil ‘in control’ zijn met betrekking tot de problematiek bij de Nelson Mandelabrug. Daarom heeft zij Ingenieursbureau Westenberg als adviseur betrokken bij het inzichtelijk maken van de problematiek over de scheurvorming. Deze scheuren kunnen worden veroorzaakt door diverse factoren zoals overbelasting, vervorming, hydraulische of thermische krimp of zwelling. Om de veiligheid voor lange termijn te borgen heeft de opdrachtgever aan Westenberg gevraagd ook de scheurontwikkeling periodiek te monitoren. Door de positie van de brug over de snelweg, het spoor en RandstadRail is deze monitoring door veiligheids- en bereikbaarheidsvoorzieningen een kostbare exercitie. Westenberg heeft daarom aan Digistruct gevraagd deze plekken te monitoren met digitale scheurwijdtesensoren, met als doel vast te stellen of de scheurvorming stabiel blijft of toeneemt. Op basis van onder andere deze data is Ingenieursbureau Westenberg in staat conclusies te trekken en de opdrachtgever te adviseren. Constructieve herberekeningen van de brug behoren ook tot het inzichtelijk krijgen van de constructieve veiligheid van de brug. Het is een samenspel van factoren die bepalen welke acties benodigd zijn voor het in stand houden van de brug.

Technische uitgangspunten

De brug heeft een lengte van 180 meter, en verbind het zuidelijke met het noordelijke deel van de gemeente Zoetermeer.

Er zitten zowel scheuren in de tandconstructie van de in het werk gestorte steunpunten evenals de tandconstructie van de prefab liggers. Scheurvorming kan leiden tot aantasting van het betonstaal. De wapening kan gaan roesten en zet uit, waardoor het beton afgedrukt kan worden. Dit gaat dan vervolgens leiden verdergaande toename van dit schadebeeld en zal, wanneer hier niets aan gedaan wordt, leiden tot bezwijken van de constructie.

Op dit moment zijn er geen nauwkeurige non-destructieve methodes om de actuele staat van de wapening te bepalen. Wel kan de scheurontwikkeling in de gaten worden gehouden. Omdat de locaties van de scheuren slecht en kostbaar zijn om te bereiken is ervoor gekozen om dit te automatiseren.

Uitgevoerde werkzaamheden

Voor deze opdracht heeft Digistruct in samenwerking met Floepp scheurwijdtesensoren ontwikkeld. Deze zijn weerbestendig, compact en snel te plaatsen. Bovendien is er door de voeding van zonne-energie en de ingebouwde accu geen externe voedingsbron nodig.

Naast visuele inspecties heeft Westenberg nulmetingen verricht bij alle 16 voegovergangen (tandopleggingen) van de brug. Bij deze tandopleggingen heeft Digistruct rek sensoren geplaatst. Ook zijn er omgevingssensoren geplaatst die de temperatuur meet. Deze meten de lucht- en temperatuur in het beton.

De sensoren worden elk uur uitgelezen en de data wordt verstuurd naar het online platform. Hier wordt de data inzichtelijk gemaakt voor nadere analyse door Westenberg. Ook de opdrachtgever heeft toegang tot dit portaal. De geanalyseerde data vormt de basis voor periodieke rapportages waarin bevindingen over de scheurwijdte ontwikkeling worden beschreven om vervolgens samen met de opdrachtgever tot conclusies en eventueel tot vervolgacties te komen.

Adviesrapport

Rond november 2022 heeft de gemeente Zoetermeer Westenberg en Wagemaker gevraagd om een adviesrapport op te stellen. In deze rapporten worden twee analyses gemaakt. Een analyse van de continue monitoring van de scheurvorming en een constructieve analyse van de originele stukken inclusief een belastingvergelijking van de permanente en rustende belasting.

Beide partijen brengen negatief advies uit begin december. Zie rapporten.

Resultaat & advies

Het doel van de opdrachtgever is inzicht krijgen of de brug constructief veilig en functioneel is.

Hierom is er in de tijd gekozen voor het continue monitoring systeem van Digistruct. Er worden meer datapunten en nauwkeurigere gegevens verzameld. De monitoring is daarmee goedkoper en genereert meer betrouwbare data.

Begin december 2022 is er negatief advies uitgebracht. Hiermee zijn verschillende acties in gang gezet. Waaronder een plan hoe de brug voor het einde van het jaar (deels) verwijderd kan worden. Om tussentijds en tijdens de werkzaamheden veilig de sporen van de HTM en ProRail, en de A12 te kunnen gebruiken is aan Digistruct gevraagd de betrokken partijen te ondersteunen met een alarmeringssysteem en een dagelijks automatisch gegenereerd rapport.