Bij de verificatie van de geschiktheid van een voegovergangssysteem voor een objectspecifieke situatie dient naast toetsing van de benodigde dilatatiecapaciteit tevens geverifieerd te worden of de voegovergang en zijn omgeving voldoende weerstand kan bieden tegen optredende interne krachten die als gevolg van deze voegbewegingen optreden. Deze verificatie is uiteraard alleen van toepassing indien een voegovergangsysteem wordt beoogd die gevoelig is voor dergelijke bewegingen.
Toetsing geschiktheid in relatie tot de hoogfrequente voegbewegingen
De grootte van de optredende hoogfrequente voegbewegingen (uit verkeersbelasting) dient bepaald te worden indien typen voegovergangen overwogen worden die gevoelig zijn voor deze bewegingen (rubber matvoegen, verborgen en flexibele voegovergangen). De optredende bewegingen dienen geverifieerd toe worden aan de door middel van testen vastgestelde prestaties van een beoogd systeem.
Daarbij gaat het zowel om horizontale voegbewegingen (X-richting) als verticale voegbewegingen (Z-richting).
Een goede inschatting van de hoogfrequente voegbeweging uit verkeer kan worden verkregen een modelmatige analyse op basis EN1991-2 FLM1 of FLM4.
FLM4 betreft 10 representatieve vrachtwagens oplopend in gewicht en aflopend in frequentie van voorkomen. FLM1 geeft 1 resultaat dat in de meeste gevallen vergelijkbaar is met de zwaarste voertuigen van FLM4. Alleen bij kunstwerken met korte overspanningen (<15m) geeft FLM1 t.o.v. FLM4 te hoge voegbewegingen. Een EEM-analyse op basis van FLM4 kan dan zinvol zijn. De rekentool van het PVO voert een analyse uit op basis van FLM1. Met deze tool kan voor betonnen kunstwerken snel een goede inschatting gemaakt worden van de hoogfrequente voegbewegingen.
In de MKM-tool van het PVO kunnen de resultaten uit de rekentool worden geïmporteerd, waarna een toetsing op basis van FLM1 plaatsvindt. Daarnaast bestaat de mogelijkheid dat waarden voor FLM4, die door middel van een EEM-model zijn verkregen, ingevoerd worden.
Toetsing geschiktheid in relatie tot slijtage
Voor voegovergangsystemen met interne wrijvingskrachten (lamellenvoegen, ondersteunde vingervoegen) is het van belang dat een verificatie plaats vindt van de weerstand tegen slijtage op basis van een berekening van de cumulatieve loopweg. Op basis hiervan dient een inschatting gemaakt te worden of slijtagegevoelige onderdelen de minimale ontwerplevensduur (15 jaar conform RTD1007-2) kunnen halen.
Bij betonnen kunstwerken zal de cumulatieve loopweg, als gevolg van beperkt thermisch gedrag en de grotere stijfheid van deze constructies, in de meeste gevallen beperkt blijven waardoor de weerstand tegen slijtage geen groot aandachtspunt vormt.
Bij stalen bruggen vormt de cumulatieve loopweg een groter aandachtspunt. De cumulatieve loopweg als gevolg van temperatuurbelasting is bij deze kunstwerken aanzienlijk hoger door met name de invloed van de dagelijkse temperatuurcyclus. Daarnaast kan, afhankelijk van het ontwerp van het kunstwerk, er sprake zijn van een grote cumulatieve loopweg uit verkeersbelasting. Met name bij zogenaamde plaatliggers en tuibruggen is dit het geval. Boogbruggen en vakwerkbruggen zijn over het algemeen stijver waardoor de loopweg uit verkeersbelasting meestal aanzienlijk lager ligt.
Een exacte toetsing van de loopweg is thans nog niet mogelijk omdat er vanuit de leveranciers vaak geen exacte prestaties van de systemen t.a.v. slijtage bekend zijn.
De prestaties worden afgeleid van wrijvingstesten die op glijdmateriaal van brugopleggingen worden uitgevoerd. Dat er zo weinig bekend is over de cumulatieve loopweg komt vooral omdat in de opleggingennorm (EN1337) de focus ligt op de bepaling van de wrijvingscoëfficiënt en niet op de cumulatieve loopweg. De met de testen bereikte loopweg in deze norm is relatief beperkt. Wel hebben sommige leveranciers verlengde testen laten uitvoeren om betere prestaties te kunnen claimen voor andere materialen dan PTFE.
Vanuit deze kennis is het dus mogelijk om in te schatten of de levensduur van slijtagegevoelige onderdelen kritisch is in bepaalde situaties.
Hoge cumulatieve loopwegen kunnen dan aanleiding zijn om bepaalde voegovergangen, indien mogelijk, te vermijden. In die gevallen kunnen bijvoorbeeld beter uitkragende vingervoegen dan lamellenvoegen of ondersteunde vingervoegen worden toegepast. Is dat niet mogelijk, dan kan ook bekeken worden of alternatieve glijdmaterialen met betere prestaties toegepast kunnen worden. De meeste leveranciers van lamellenvoegsystemen bieden vaak meerdere mogelijkheden. Voorbeelden van materialen met een verbeterde prestatie t.o.v. PTFE zijn “MSM” (Maurer) en “Roboslide” (Mageba).
Classificatie MKM-tool
In de MKM-tool is de weerstand tegen interne krachten geclassificeerd volgens onderstaande tabel.
Tabel: classificatie weerstand tegen interne krachten
| Aspect | — | – | + | ++ |
| Weerstand tegen interne krachten | Systemen met aanzienlijke opspankrachten en beperkt toelaatbare hoogfrequente voegbewegingen | Systemen met aanzienlijke opspankrachten en hoog toelaatbare hoogfrequente voegbewegingen | Systemen met beperkte opspankrachten en hoge toelaatbare hoogfrequente voegbewegingen
Systemen met slijtagegevoelige onderdelen |
Systemen zonder opspankrachten en geen beperkingen t.a.v hoogfrequente bewegingen
Geen slijtagegevoelige onderdelen |
| Voorbeelden voegconcepten | Onverankerde bitumineuze voegen (c4.1a, 4.1c)
Verborgen voegovergangen (c5.x) |
Mattenvoegen (c3.x)
Verankerde bitumineuze voeg met rekspreidende inlage (4.1b) Integraalvoeg (c6) |
Flexibel voegovergangen uit kunststof (4.2)
Lamellenvoegen (c7) Ondersteunde vingervoegen (c2.2) |
Nosing joints (c1.x)
Uitkragende vingervoegen (c2.1) |