Voegovergangen

Het aanbrengen van stalen voegovergangen met lusverankering wordt in dit handboek uitgesplitst naar de volgende activiteiten:

De belangrijkste risico’s t.a.v. de werkzaamheden zijn opgenomen in 6.3.3 Nosing joints (voegfamilie 1)

 

Het beoordelen van de inbouwlocatie

Bij het realiseren van een nieuw kunstwerk of een aanpassing daarvan dient de inbouwlocatie beoordeeld te worden. Relevante aandachtspunten zijn:

• een controle van de voegopening in relatie tot de uitgangspunten van het voegontwerp;
• een controle van de aanwezige wapening in relatie tot de uitgangspunten van het voegontwerp;
• een controle van de beschikbare inbouwruimte voor de nieuwe voegovergang;
• een controle van de hoogtepositie van de wapening in relatie tot de verankering van de voegovergang en het wegalignement;
• een beoordeling van eventuele details zoals de afschuining van liggerkoppen dat extra aandacht voor de bekisting vraagt.

 

Het voorbehandelen van hechtvlakken en stortnaden

Voordat de stalen voegovergangen gemonteerd worden, dienen de hechtvlakken en stortnaden voorbehandeld te worden. Afhankelijk van het constructief ontwerp van de voegovergang dienen de stortnaden over de hoogte van de dekking ontdaan te worden van cementhuid. Deze duurzaamheidseis volgt uit RTD1001 Richtlijnen Ontwerp Kunstwerken (ROK) en uit de Eurocode. Hechtvlakken dienen vooral schoon te zijn en mogen geen restanten van hydrofobeermiddel of kleef bevatten aangezien deze stoffen de aanhechting van nieuw beton verminderen. Zie ook hoofdstuk 7.3 van RTD1007-2.

Het monteren en afstellen van stalen voegovergangen

Bij de montage van stalen voegovergangen worden de staalconstructies van de voegovergang boven en in de wapening van het kunstwerk gesteld. Met hulpmiddelen wordt de constructie op de juiste hoogte in het alignement gesteld. De langsstaven worden ingevoerd en in de lussen gelegd. Stalen secties worden met een beperkt aantal bouwplaatslasverbindingen aan elkaar gemonteerd.

Ter plaatse van de schampkanten zijn vooraf gefabriceerde elementen aan de wegdeksecties verbonden. Een aanpassing van het alignement na vervaardiging van de staalconstructie kan in de praktijk aanleiding zijn om de constructie hoger af te stellen. De geometrie van de randprofielen past mogelijk niet perfect op de geometrie van de schamprand. Kleine hoogteverschillen tot 2 cm zijn dan acceptabel als hiermee geen aanpassing van de staalconstructie nodig is. De corrosiebescherming van de constructie is over het algemeen belangrijker dan een esthetische afwijking van dit detail.

Met het verwijderen van de montagebeugels (ontkoppelen van de voegdelen onderling) kan de staalconstructie alle verplaatsingen van het object ongehinderd opnemen. Een goede fixatie van de staalconstructies aan zijn onderbouw is nodig om de weggenomen stabiliteit van de koppeling zonder gevolgen mogelijk te maken.

Het aanbrengen van de langswapening

Zodra de stalen voegconstructie gepositioneerd is, kunnen de langsstaven in de lussen worden geplaatst. Voor dit voegconcept is het erg belangrijk dat de verankering constructief overeenkomt met de uitgangspunten van het voegontwerp. Met name de samenwerking van de lussen en de wapening in de betonconstructie dient goed te functioneren. Eisen met betrekking tot de wapening zijn te vinden in EN1992-1-1 (ontwerp) en NEN-EN13670 Uitvoering Betonconstructies.

Het bijwerken van de conservering

Het herstellen van de conservering bestaat veelal uit het bijwerken van de zinklaag en/of het herstellen van een natlaksysteem. Nieuwe stalen voegovergangen dienen conform RTD1007-2 minimaal beschermd te worden door middel van thermisch verzinken. Eisen hiervoor staan beschreven in NEN-EN-ISO-1461. Indien een hogere mate van bescherming wordt gevraagd, kan een aanvullend natlaksysteem worden toegepast op een deel van de staalconstructie (Duplex). Hiervoor verwijst RTD1007-2 naar de richtlijn NEN-EN13438. Voor het beschermen van staal d.m.v. verven en vernissen is NEN-EN-ISO12944 (voor-)geschreven.

Het herstellen van een conserveringsysteem vraagt tijd. Omdat de benodigde tijd veelal niet beschikbaar is of wordt ingepland, is de kwaliteit van het herstel zeer wisselend. Natte, zinkrijke verven hebben niet zelden een droogtijd tussen de 10 en 20 uur, en voor volledige uitharding is nog meer tijd benodigd. Herstelpunten in een twee- of drielaags natlaksysteem zullen ook in lagen opgebouwd (dienen te) worden. De genoemde droogtijd geldt per laag dus de benodigde tijd voor het herstellen van de conservering is in de ordegrootte van dagen, geen uren. Mede door dit nadeel worden er vaak 2 andere technieken toegepast:

• meerdere lagen zinkspray (sneldrogend, matige kwaliteit)
• thermisch gespoten zink, ook wel schoperen genoemd (kwalitatief een betere methode, kostbaar)

Het aanbrengen van een tijdelijke bekisting

Voor het aanbrengen van beton wordt in principe een tijdelijke bekisting toegepast. Deze bekisting bestaat uit meerdere elementen en wordt na het monteren van de staalconstructie tussen de randprofielen in de dilatatie gepositioneerd, en tegen het beton en de stalen voegovergang geklemd. Dit wordt gedaan om de druk van betonspecie tijdens de applicatie op te vangen zonder vocht/specie weg te laten lekken. Het aanbrengen van de tijdelijke bekisting is vraagt een goede uitvoering en eveneens een controle t.a.v. potentiële lekwegen. Houd rekening met de opspanning van de staalconstructies en de gevolgen van verplaatsingen en vervormingen tot het moment van uitharding. De bekisting voorkomt namelijk een verkleining van de voegopening die normaliter zou ontstaan bij opwarming van de constructie. Omdat het kunstwerk en de wapening nabij de voegovergang wel degelijk mee vervormen met de opwarming, bestaat in theorie de kans dat een deel van de wapening rondom de voegovergang in beweging komt tijdens de vroege uithardingsfase van het beton.

 

Het toepassen van een verloren bekisting (niet toegestaan!)

Met een verloren bekisting wordt doorgaans bedoeld: een strook dun plaatmateriaal dat verbonden is met de voegovergang, en dient als definitieve bekisting bij de voegovergang. Deze dunne plaat wordt veelal met behulp van vlechtdraad aan de nabij gelegen wapening geknoopt, waarmee de plaat tegen het beton steunt/klemt. Het principe van een verloren bekisting wordt al vele jaren toegepast in binnen- en buitenland. Rijkswaterstaat heeft toepassing hiervan echter verboden middels de eisen in RTD1007-2. De reden hiervoor zijn verschillende ervaringen met verloren bekisting waarbij het monteren en fixeren van de dunne platen (incl. aansluitingen onderling) heeft geleid tot het weglekken van specie. Deze dunne bekisting is hier meer gevoelig voor. Bijkomend nadeel is daarbij dat de stort niet gecontroleerd kan worden na uitharding van het beton waardoor niet kan worden gecontroleerd of de stalen delen van de voegovergang volledig omsloten zijn met beton. Met een tijdelijke bekisting kan de ondergieting van de staalconstructie visueel worden beoordeeld. Eventuele gebreken kunnen hersteld worden alvorens er sprake is van belasting op de constructie.

Verloren bekisting wordt ook toegepast bij vingervoegen en lamellenvoegen waardoor het verbieden van deze methode arbitrair lijkt. Bij toepassing van grote, meervoudige voegovergangen is echter veelal sprake van een zogenaamde ‘corridor’ onder de voegovergang die vereist is voor inspectie en onderhoud. Het toepassen van verloren bekisting bij dergelijke grote voegovergang kan dus met betere controle van de stort, het eventueel weglekken van de specie kan direct onder de voegovergang worden gesignaleerd

Het aanbrengen van constructiebeton

Nieuwe voegovergangen met lusankers worden in de meeste gevallen met ’traditioneel constructiebeton’ ingebetonneerd. Vooraf worden de hechtvlakken schoon gemaakt en verzadigd met water. Het beton wordt met (pom)mixers op het werk aangevoerd en in de voegsparingen gestort. Met behulp van een trilnaald wordt de specie in beweging gebracht en grof afgewerkt met een spaan. Een belangrijk aandachtspunt hierbij is de storthoogte van de specie in combinatie met de langs- en dwarsverkanting. De verwerking moet altijd resulteren in een volledige ondergieting en insluiting van stalen constructiedelen. Wanneer de betonspecie begint te reageren en ‘opstijft’ kan de toplaag worden afgewerkt met een schuurplank. Hiermee wordt de toplaag verbeterd en schuur je beginnen scheurtjes, als gevolg van plastische krimp, weer dicht. Daarna dient het beton direct nabehandeld te worden. Als men te vroeg aanvangt met het afwerken dan is de mortel nog te plastisch. Als men te lang wacht met afwerken dan is de specie teveel opgestijfd om een goede naverdichting van de toplaag te realiseren.

De precieze eisen aan de uitvoering van betonconstructies wordt beschreven in NEN-EN13670, waarnaar RTD1007-2 verwijst. Het beton dient te voldoen aan EN-206 en aanvullende bepaling van RTD1001 Richtlijnen Ontwerp Kunstwerken. Zie ook hoofdstuk 6.2 van RTD1007-2.

 

Het aanbrengen van snel uithardende reparatiemortels (staalvezelmortel)

Nieuwe voegovergangen met lusankers worden in enkele gevallen ingebetonneerd met (staalvezelversterkte) reparatiemortel. Dit heeft een snellere uitharding dan traditioneel constructiebeton. Het toepassen van dergelijke mortels gebeurt bijvoorbeeld wanneer er onvoldoende tijd is voor voldoende uitharding van constructiebeton. Voegovergangen zijn veelal onderdeel van de afbouwfase waar doorgaans enige druk op zit. Indien voegovergangen na gereedkomen van de verharding worden aangebracht wordt ook vaak gekozen om de voegbalken te vervaardigen uit staalvezelmortel. Direct bereden beton dient conform RTD1007 par. 6.2.3 vervaardigd zijn uit staalvezelbeton.

Aandachtspunt bij toepassing van reparatiemortels: het zijn producten met een fijnkorrelig aggregaat, harden snel uit en worden -zeker bij nieuwbouw- in relatief grote hoeveelheden toegepast. De warmteontwikkeling en kans op scheurvorming zijn hierbij een puntje van aandacht.

 

Het verwijderen van de bekisting en controle van de stort

Na het (voldoende) uitharden van het beton kan de bekisting worden verwijderd. De dilatatie wordt hiermee vrijgemaakt en er ontstaat een mogelijkheid om de betonstort visueel te beoordelen. De voegopening tussen de stalen randprofielen biedt net voldoende ruimte om met het oog een visuele controle te doen. Het meest belangrijke criterium van deze controle is de volledige ondergieting en omsluiting van de staalconstructie. Van grindnesten is zelden sprake maar het weglekken van specie kan geresulteerd hebben in het niet volledig ondersteunen van stalen onderdelen. Na de stort is de enige kans om dit te beoordelen alvorens verkeersbelasting toe te laten.

Let ook op de aanwezigheid van polystyreen schuim (tempex/EPS), puin en overige materialen die de bewegingsvrijheid van het kunstwerk kunnen belemmeren. De dilatatie behoort vrij te kunnen bewegen.

 

Hydrofoberen en aanbrengen van een rubber afdichting

Bij nieuwe kunstwerken dienen verschillende oppervlakken nabij de voegovergang gehydrofobeerd te worden. Nadat de bekisting is verwijderd en de dagmaat is gereinigd dienen de oppervlakken gehydrofobeerd te worden, voorafgaand aan het aanbrengen van het rubberprofiel

Voegovergangen worden conform RTD1007-2 waterdicht uitgevoerd. Het rubberprofiel van een voegovergang dient hierom naadloos (dus uit 1 stuk) uitgevoerd te worden. Met speciaal afgestemd gereedschap worden de rubber afdichtingen in de stalen randprofielen gedrukt cq. ingeklemd. Na het aanbrengen van een rubberprofiel kan de inklemming met de hand / visueel worden gecontroleerd.

Het monteren van sinusplaten

Sinusplaten worden achteraf op de constructie gemonteerd en vastgesteld door middel van een voorspanverbinding. Deze elementen dienen verwijderbaar te zijn omdat de rubber afdichting eens per 10-15 jaar vervangen zal worden. Het monteren van sinusplaten vraagt een zeer nauwgezette controle van de stalen ondergrond, de tapgaten en de sinusplaten zelf. Er mag geen vuil, zand, plakband, beton of ander materiaal tussen de sinusplaat en de staalconstructie in komen te staan. Na het voorspannen van de bout kan dit aanleiding geven voor het falen van de verbinding welke veelal zich openbaart nadat de weg is vrijgegeven voor verkeer en de sinusplaat wordt belast. Tijdelijk gedemonteerde sinusplaten kunnen het beste schoon worden opgeslagen. Zie ook hoofdstuk 7.7 van RTD1007-2.

Het materiaal en materieel evenals de methode van voorspannen dient door de fabrikant per voegtype specifiek opgegeven te worden aan de leverancier. Ieder voegtype heeft een unieke voorspanverbinding welke voortkomt uit het ontwerp waarna deze is gekwantificeerd en dient daarom strikt in de realisatie te worden opgevolgd.

Het aanbrengen van een waterdicht membraan

De betonbalken van de voegovergangen worden uiteindelijk overlaagd met asfalt. Hier bevindt zich een duidelijk raakvlak met de waterdichtheid van de verharding conform de eisen voor verhardingen op betonnen en stalen kunstwerken (RTD1009). Een waterdichte verharding met deklaag is veelal dikker dan de ruimte die boven op de betonbalk resteert. Het brugdek dient aan de bovenzijde volledig waterdicht te zijn om de constructie te beschermen tegen de invloed wat hemelwater en dooizouten. Op de aansluiting met de voegovergang wordt daarom veelal een membraan toegepast dat de betonbalk beschermt.

Het aanbrengen van bitumineuze voegvulling

Na de aansluiting van de verharding wordt de aansluiting waterdicht gerealiseerd. Doorgaans wordt het asfalt langs de voegovergang ingezaagd en vervolgens gereinigd. Met hete lucht wordt vocht in zaagsnede weggedreven en verdampt waarna een bitumineuze hechtprimer kan worden aangebracht. De zaagsnede wordt gevuld met hete, gemodificeerde bitumen. Zie ook hoofdstuk 5.5 van RTD1007-2. Ook kan ervoor worden gekozen om een bitumineuze afdichtingsstrip aan tegen de voegovergang voorafgaand aan het asfalteren.