Voegovergangen

De benodigde dilatatiecapaciteit dient voor iedere voeg bepaald te worden om invulling te geven aan de functionele eis:
“Het voegovergangsysteem dient gedurende de gehele ontwerplevensduur ruimte te bieden om resulterende translaties en rotaties op te nemen die optreden ter plaatse van een dilatatievoeg als gevolg van externe belastingen en intern opgelegde tijdsafhankelijke vervormingen van aangrenzende constructiedelen”

Vervolgens dient geverifieerd te worden of een beoogd systeem deze dilatatiecapaciteit ook kan leveren. De berekende vervormingen en voegbewegingen door de diverse belastingen (zie hoofdstuk 3 van handboek opleggingen) dienen daartoe conform RTD1007-2 voor de diverse richtingen (X, Y, Z) getoetst te worden aan de prestaties van de diverse concepten. Zuivere rotaties zijn doorgaans opneembaar en worden normaliter niet afzonderlijk getoetst. Wel dienen de translatie-effecten van de rotaties meegenomen in de combinaties van de translaties (zie ook paragraaf 2.2.1). Alleen voor lamellenvoegen gelden geometrische beperkingen voor de opneembare rotaties. Deze zijn in de meeste gevallen ruim voldoende, alleen bij uitzonderlijke hoge verticale translaties kan dit een bijzonder aandachtspunt zijn. Het toetsen van de verplaatsingen gaat in meerdere stappen.

De in de factsheets van RTD1007-1 vermelde waarden zijn de waarden ten opzichte van de neutrale stand en gaan in principe uit van een voegovergang met een kruisingshoek van 90 graden t.o.v. de lengte as.
Deze bestaat dus uit een pluswaarde en een minwaarde. Verder is aangegeven tot welke kruisingshoek het product kan worden toegepast.  De invloed van de kruisingshoek op de dilatatiecapaciteit is niet verder beschouwd in de factsheets van de RTD1007-1. Dit is wel meegenomen in de digitale meerkeuzematrix.  De prestaties in de RTD1007-1 zijn op voegconceptniveau en daarmee slechts indicatief , de prestaties in de MKM-tool van het PVO zijn op productniveau en overgenomen van de Prestatieverklaring (DoP) van de leverancier.

 

Toetsen van de dilatatiecapaciteit

De karakteristieke verplaatsingen van de gespecificeerde belastingen worden conform RTD1007-2 doorgerekend voor alle relevante belastinggevallen. De maatgevende karakteristieke combinatie wordt gebruikt voor de toetsing van de dilatatiecapaciteit in de diverse richtingen. Het berekeningsresultaat dient kleiner of gelijk te zijn aan de bewegingscapaciteit van de voegovergang voor respectievelijk de x,y en z-richting. De voegovergang dient dan aan alle functionele eisen te blijven voldoen. Daarbij gelden de volgende aandachtspunten:

• De toetsing dient plaats te vinden per afzonderlijke richting, zowel in de positieve + als negatieve richting.
• Voor sommige systemen zijn niet de hoofdrichtingen van de brug van belang voor de toetsing maar (ook) de voegbewegingen loodrecht en parallel aan de voeg, zie ook paragraaf 3.3
• Bij de toetsing van de minimale voegopening dienen krimp en kruip niet beschouwd te worden omdat deze zich pas in loop der tijd manifesteren en het op korte termijn dus een risico kan zijn aan de warme kant van het dilatatietraject als deze meebeschouwd worden
• Bij de bepaling van de dilatatiecapaciteit van harde voegovergangen (families 1,2,3 en 7) dient rekening gehouden te worden met een reservering aan de ‘warme’ kan van het dilatatiebereik, die gelijk is aan het verschil tussen de ULS en SLS combinatiewaarde van de voegbeweging in de warme richting (stuikrichting). Dat is de richting die hoort bij de uitzetting onder een temperatuursverhoging van het brugdek. Dit geldt niet voor de overige voegovergangfamilies (4,5 en 6) Vanuit de aard van deze systemen is er in principe geen sprake van het volledig dichtdrukken van het systeem waarbij hoge opspankrachten optreden die leiden tot bezwijken van het systeem. Immers dichtdrukken gebeurd bij hoge temperatuursituaties waarbij de voegovergang juist zeer flexibel wordt. De maximaal toelaatbare stuikvoegbeweging is bovendien gebaseerd op het maximaal toelaatbare opboleffect van de voegovergang door contractie, hetgeen een comfort-gerelateerde eis is.  Hierdoor kan de dilatatietoets hier wel volledig op basis van SLS-waarden worden uitgevoerd.

NB: de digitale meerkeuzematrix voegovergangen (voor leden) berekent automatisch de maatgevende combinatie en geeft vervolgens inzicht in geschikte voegproducten.

Toelichting op de uiterste grenstoestand

De bewegingscapaciteit in de uiterste grenstoestand (Ultimate Limit State, ULS) volgens RTD1007-2 art 5.1.8 heeft alleen betrekking op de functie mechanische weerstand. De voegovergang hoeft dus in deze grenstoestand niet aan alle functie-eisen te voldoen. De voegovergang dient bij het bereiken van de grenstoestand en daarna nog wel veilig berijdbaar te blijven, maar mag bijvoorbeeld wel lekkage vertonen. De UGT komt daarmee op twee manieren tot uiting:

• In het constructieve ontwerp van de voegovergang d.m.v een vergrootte opening van de voeg in de ‘koude stand’;
• In een reductie van de brutodilatatiecapaciteit d.m.v. een reservering aan de ‘warme stand’ van de voegovergang. Hiermee wordt een veiligheid ingebouwd op het volledig dichtdrukken van de voegovergang en het bezwijken er van als gevolg van opspankrachten.

Als aan de kant van de prestaties van het systeem rekening is gehouden met deze effecten, dan kan de toetsing van de dilatatiecapaciteit plaatsvinden onder SLS condities en hoeft geen afzonderlijke toetsing op ULS condities meer plaats te vinden. In dat geval dient dus 10% van de dilatatiecapaciteit als reservecapaciteit aan de ’warme’ zijde van het temperatuurtraject in mindering te zijn gebracht als veiligheidsmarge .

Als voorbeeld ter verduidelijking: een enkelvoudige randprofiel voegovergang heeft een maximaal toegestane opening van 80mm i.v.m. gebruiksveiligheid. Deze maat vormt doorgaans het uitgangspunt voor de dilatatiecapaciteit van deze systemen. Voor toetsing van de dilatatiecapaciteit onder SLS condities dient dan 10% x 80 mm = 8mm als onbenutte reserve in mindering te worden gebracht. De voegovergang heeft daarmee een netto capaciteit van 80-8 = 72 mm. De neutrale dilatatieopening ligt dan op (80-8)/2+8= 44 mm.

 

Toelichting diverse toetsingen in MKM-tool PVO

De prestaties van voegovergangsystemen kan in verschillen voor de twee richtingen (verlenging en verkorting) en dient dan ook afzonderlijk getoetst te worden. Tevens dient getoetst te worden of de spleten niet breder of langer worden dan maximaal toelaatbaar volgens de RTD1007-2 par 5.3.1. Bij nosing joints dient verder rekening gehouden te worden met een minimale opening die nodig is om het afdichtingsprofiel nog te kunnen installeren.

Het PVO heeft in de ontwikkeling van de meerkeuzematrix aandacht besteed aan de minimale en maximale voegopening van het product bij de opgegeven belastingen en verplaatsingen. Daarom wordt er naast harde toetsen ook een aantal zachte toetsen uitgevoerd en aan de gebruiker gerapporteerd. De volgende toetsen worden uitgevoerd (blauwe kolommen zijn vier verschillende producten):

 

 

Nr. in de afb.	Beschrijving in de digitale MKM onder “Resultaten”	Toelichting	Harde toets (productfilter) of zachte toets (voor inzicht)
1.	Max. hoogfrequente voegvergroting door verkeer	Op basis van de invoer wordt ook bepaald wat de maximale hoogfrequente belasting op de voegovergangen zal zijn die voortvloeit uit het vermoeiingsmodel. Hoogfrequente bewegingen spelen bij open voegovergangen geen rol, wel bij constructies die de voegopening overbruggen. Wat je ziet in het figuur: de meest linker, blauwe kolom betreft een flexibele voeg waarbij hoogfrequente voegvergroting een rol speelt. De waarde 1,5 staat voor “mm”.	Harde toets
2.	Max. toelaatbare voegopening product bij 10°C	Hierbij wordt berekent wat de maximale voegopening van het product kan bedragen als de constructie wordt ingebouwd bij een constructietemperatuur van 10 graden. Dit is een berekening die de basis vormt voor 3./4. en 5.	N.V.T.
3.	Bijbehorende kleinste voegopening	De kleinste voegopening die onder belasting zal voorkomen indien de voegconstructie bij 10 graden wordt afgesteld op de maximale grootte die geschikt bij deze temperatuur.	Zachte toets
4.	Bijbehorende (minimale) zijdelingse capaciteit	De zijdelingse capaciteit is bij sommige producten het grootst wanneer de voegopening in de rijrichting ook het grootst is. Er wordt dus een beschikbare zijdelingse capaciteit bepaald die verkregen wordt als de voegopening in de rijrichting maximaal wordt gebruikt.	Zachte toets (de harde toets vindt ergens anders plaats)
5.	Bijbehorende grootste voegopening	De grootst voorkomende voegopening die onder belasting kan voorkomen indien de voegconstructie bij 10 graden wordt afgesteld op de maximale grootte die geschikt bij deze temperatuur.	Zachte toets
6.	Install. obv. minimale voegopening rubber	Hierbij wordt als uitgangspunt genomen dat men de minimaal benodigde voegopening neemt voor de praktische kant van het werk; het monteren van het rubberprofiel. De minimale ruimte die nodig is, wordt getoond in het scherm (in dit voorbeeld 35 mm voor de 3 producten in de meest rechtse, blauwe kolommen). Dit is een waarde die de basis vormt voor 7./8. en 9.	N.V.T.
7.	Bijbehorende kleinste voegopening	De kleinste voegopening die onder belasting kan voorkomen indien de voegconstructie bij 10 graden wordt afgesteld op de minimale inbouwruimte voor de rubberprofielen.	Zachte toets
8.	Bijbehorende (minimale) zijdelingse capaciteit	De zijdelingse capaciteit dat het product biedt als de voegopening wordt afgestemd op de minimaal benodigde inbouwruimte voor het rubberprofiel.	Zachte toets
9.	Bijbehorende grootste voegopening	De grootste voegopening die onder belasting kan voorkomen indien de voegconstructie bij 10 graden wordt afgesteld op de minimale inbouwruimte voor de rubberprofielen.	Zachte toets