1. Wat bedoelen we hiermee?
Levensduurverlenging van een betonnen of stalen civiel kunstwerk, zoals een brug, betekent het verlengen van de periode waarin een brug veilig en functioneel gebruikt kan worden, zonder dat volledige vervanging nodig is. Zowel stalen als betonnen bruggen die in de jaren ‘50, ’60 en ’70 van de vorige eeuw zijn gebouwd, hebben een technische levensduur van ongeveer 70 jaar.
2. Waarom deze maatregel?
De komende tientallen jaren staat Nederland voor een enorme opgave om de infrastructuur te vernieuwen. Dit is nodig om Nederland veilig, bereikbaar en leefbaar te houden. De jaarlijkse kosten voor vernieuwing van alle civiele infrastructuur in eigendom van de overheid, stijgen van € 1,1 miljard per jaar nu naar € 3,4 miljard per jaar over 20 jaar. Dat blijkt uit het 2e Landelijk Prognoserapport Vernieuwingsopgave Infrastructuur van TNO. Het grootste deel van de opgave ligt bij gemeenten. Er zijn ongeveer 85.000 civiele kunstwerken in Nederland (bruggen, tunnels, viaducten enz.) en 80% daarvan is in beheer en eigendom bij de gemeenten: 60.000 civiele kunstwerken. Het geld, de menskracht en de middelen ontbreken om ze te vervangen, dus we moeten vol inzetten op levensduurverlenging.
3. Regelgeving
De Eurocodes vormen een reeks Europese normen voor het berekenen en ontwerpen van constructief veilige bouwwerken. Het Besluit Bouwwerken Leefomgeving vereist dat aan de Eurocodes, inclusief de bijbehorende Nationale Bijlagen, wordt voldaan om o.a. de constructieve veiligheid te waarborgen.
CROW heeft meerdere aanbevelingen gepubliceerd:
- CROW heeft de CUR-Aanbeveling 118:2015 gepubliceerd voor instandhoudingstechnieken van betonreparatie.
- CROW-CUR Aanbeveling 124:2019 voor het beoordelen van de constructieve veiligheid van bestaande bruggen en viaducten van decentrale overheden.
- CROW-CUR Aanbeveling 130 Specialistische instandhoudingstechnieken – Kathodische bescherming van staal in beton.
- Versterken van gewapend betonconstructies met uitwendig gelijmde koolstofvezelwapening' (CROW-CUR Aanbeveling 91).
4. Wie moet wat doen?
De asset manager of beheerder is de centrale functionaris als het gaat om levensduurverlenging van stalen en betonnen assets, dit in opdracht van het college van B&W (de eigenaar van de assets). Gaat het om de realisatie van nieuwe infrastructuur binnen een grotere gemeente dan zoekt de asset manager of beheerder de samenwerking op met de projectleider en/of het ingenieursbureau, verantwoordelijk is voor de realisatie, of andersom.
Een periodieke inspectie is nodig van de assets, bijvoorbeeld de vaste bruggen, zie CROW-CUR 117 Inspectie en advies civiele kunstwerken. Het inspectiebureau onderzoekt in opdracht van de asset manager of beheerder de technische staat van alle vaste bruggen en noteert de schadebeelden.
Bij een stalen brug betekent dit bijvoorbeeld dat o.a. de hoeveelheid corrosie wordt bepaald en dat alle lassen en verbindingen worden gecontroleerd op scheurtjes in de conservering. Dan kan namelijk wijzen op vermoeiingsschade, die ontstaat als een stalen brug te veel lastwisselingen heeft ondergaan (beweging veroorzaakt door het verkeer dat eroverheen is gegaan).
Op basis van dit rapport zijn er verschillende opties om de levensduur van de brug te verlengen, uitgaande van een keuze voor een verlenging met 15, 20 of ook wel 30 jaar.
Opties zijn o.a. het versterken van bijvoorbeeld een stalen brugdek door een plaat nieuw staal erop te zetten, het aanbrengen van verflagen op een stalen ondergrond (natlak), of metalen deklagen, een combinatiesysteem van twee conserveringstechnieken (duplexsysteem) of kathodische bescherming ter voorkoming van corrosie.
- Hoe kies je voor de meest duurzame optie van staal conserveren die ook nog eens het beste past bij het kunstwerk? Hier helpt de handreiking Duurzaamheid Staalconservering van Rijkswaterstaat bij, voor zowel nieuwbouw- als onderhoudswerkzaamheden. Ook bij aanbestedingen kan deze handreiking toegevoegde waarde bieden. Je kunt hem bij een uitvraag meesturen en de inschrijver vragen om een plan waarin staat hoe hij de constructie zo duurzaam mogelijk denkt te gaan conserveren.
Als de keuze valt op kathodische bescherming, wordt in de meeste gevallen primair een anti-corrosiecoating toegepast. Daarna zorgt de kathodische bescherming voor een barrière tussen het metaal, water en zuurstof zodat deze niet met elkaar kunnen reageren en er geen roestproduct ontstaat. Dit kan door het aanbrengen van bijvoorbeeld blokken zink op een brug. Dit onedele metaal zal eerder roesten (opgeofferd worden) dan het edele metaal. Een andere mogelijkheid voor kathodische bescherming is het toepassen van opgedrukte stroom, een lage stroomspanning van een externe stroombron. Het eigen ingenieursbureau van de (grotere) gemeente of gespecialiseerde externe bureaus kunnen hierin adviseren.
Kathodische bescherming is mogelijk bij stalen bruggen en ook bij betonnen bruggen met wapeningsstaal. Voor betonnen bruggen zijn er de onder 3 genoemde producten van CROW. De betonnen kunstwerken uit de jaren ’50, ’60 en ’70 hadden een maximale betondekking van 3 centimeter om het staal. Na vijftig jaar is het beton ‘poreus’ als gevolg van carbonatie van het beton en kan er vocht bij het wapeningstaal komen met corrosie als gevolg. Betonreparatie komt in de regel neer op het bijleggen van staal waar er roest is en het aanbrengen van een nieuwe laag beton.
5. Praktijkervaringen
Ad van Vugt: “Ik weet van 80 tot 90% van alle constructies wanneer die gebouwd is en dus wanneer die einde technische levensduur bereiken. Ongeveer vijf jaar daarvóór gaan we kijken of we die brug in de toekomst nog nodig hebben. Want als dat niet zo is, dan levert het niet vervangen de meeste milieuwinst op. En halen we hem weg, kunnen we dan de materialen hergebruiken? Stel dat de brug nodig is, dan bekijken we of hij verbreed moet worden of niet. Meestal is dat niet aan de orde in de binnenstad en de wijken.
In ’s Hertogenbosch laten we al onze kunstwerken om de vier jaar inspecteren.
Data op orde is de basis. Toen mijn voorganger hier in 2007 in dienst kwam kreeg ze mondeling een lijstje te horen welke bruggen ze in de gaten moest houden.
En nog wat op papier. Dat kan niet meer. Ga vastleggen: Welke bruggen heb ik? Waar liggen ze? Waarvoor worden ze gebruikt? Wat is de onderhoudsstaat? En wat is de leeftijd? Zet dit in een beheerssysteem, maakt niet uit welk. Heel veel gemeentes, heel veel eigenaren van assets, hebben hun data niet op orde. Ga met een brommertje door de stad heen rijden en kijken wat er ligt of huur er een bureau voor in. En dat is dat het begin.”
Het Havenbedrijf Rotterdam werkt met zowel onedele metalen die zichzelf opofferen, (passieve methode) als opgedrukte stroom (actieve methode) om staal kathodisch te beschermen. Het Havenbedrijf Rotterdam is een niet-beursgenoteerde naamloze vennootschap. De aandelen worden gehouden door de gemeente Rotterdam en de Nederlandse Staat. Het Havenbedrijf Rotterdam beheert, exploiteert en ontwikkelt het Rotterdamse haven- en industriegebied.
Voor nieuwe constructies werken de assetmanagers van het Havenbedrijf zoveel mogelijk volgens de actieve methode. Hierbij wordt de energie, die nodig is om het staal te beschermen, uit het stroomnet gehaald. Een elektrisch systeem en een stuurkast geleiden de energie naar anodes die op de constructie zijn aangebracht. De anodes verdelen de stroom in lage voltages over de constructie.
Het geautomatiseerde systeem monitort de energieverdeling over de constructie realtime, en kan de hoeveelheid stroom die nodig is, precies afstemmen op de lokale omstandigheden. Sensoren pikken een verandering, bijvoorbeeld in het water, snel op. Wordt het water bijvoorbeeld zouter – wat op zijn beurt weer zorgt voor snellere corrosie, dan geven sensoren dit door aan het systeem, dat meer stroom kan laten leveren. Marc: “Het is een systeem dat makkelijk is in beheer en onderhoud.”
Sinds eind jaren negentig houden de assetmanagers binnen de gemeente zich al bezig met kathodische bescherming. Marc: “Tijdens een reguliere duikinspectie troffen we onverwacht gaten aan in een kademuur. Dit vormde de start voor een grootschalig onderzoek naar al onze kademuren. Een van mijn collega’s heeft op basis van dit onderzoek een voorspellend model voor corrosie gemaakt. Daarnaast hebben wij hiervoor een degradatiemodel ontwikkeld. Daarmee kunnen we voorspellen wat corrosie doet in de tijd. Tot slot hebben we een handleiding gemaakt voor onszelf, over hoe we omgaan met die kathodische bescherming.”