Schreiber, bedrijf met ambities

Sinds 2012 vertegenwoordigt Arcas de Duitse fabrikant Schreiber Brücken Dehntechnik in de Benelux. Schreiber – of kortweg SBD – is producent van brugopleggingen en voegovergangsconstructies. Het voormalig familiebedrijf is naast de hier meer bekende producenten Maurer en Mageba, de derde en tot voor kort kleinste speler uit Duitstalig Europa. SBD heeft zich in het verleden vooral gericht op de nationale markt, maar na toetreding tot de Vicoda-groep zijn de ambities groter. Momenteel wordt hard gewerkt aan ontwikkelingen die zullen bijdragen aan een stevige Europese marktpositie.

SBD was niet helemaal een vreemde in Nederland. In 2011-2012 werden voor Rijkswaterstaat de bolsegmentopleggingen van de Moerdijkbrug gerenoveerd. Inmiddels zijn via Arcas in Nederland en België voor meer kunstwerken brugopleggingen en voegovergangsconstructies geleverd. In dit artikel wordt het bedrijf aan de lezer voorgesteld.

In 1798 werd door Konrad Weber in Mainhardt, in de deelstaat Baden-Württemberg, een smidse opgericht waar landbouwwerktuigen werden gemaakt voor de akkerbouw. Het bedrijf gaat in de loop der tijd over van vader op zoon tot Hans Schreiber in 1951 met Irene Weber trouwt en het bedrijf “Weber und Schreiber” gaat heten. Na de dood van Georg Weber gaat de onderneming verder onder de naam Schreiber. In 1964 worden de eerste brugopleggingen en voegovergangsconstructies geproduceerd. Om de marktontwikkelingen in deze kapitaalintensieve industrie te kunnen volgen, wordt in 2015 aansluiting gezocht bij de Vicoda-groep. Deze neemt het grootste deel van de aandelen over. De bedrijfsleiding is met de in 2017 als directeur aangetreden Georg Schreiber nog altijd in handen van de familie.

Moerdijkbrug

Gerenoveerde oplegging Moerdijkbrug

SBD heeft momenteel zo’n 35 medewerkers in vaste dienst. Het bedrijf heeft zich inmiddels volledig toegelegd op de productie en montage van voegovergangsconstructies en opleggingen. Zowel het reken- en tekenwerk als het grootste deel van de fabricage van gebeurt in Mainhardt. De Vicoda-groep was aanvankelijk gespecialiseerd in trillingsdemping. Met de aankoop van onder meer Schreiber Brücken-Dehntechnik GmbH werden de bedrijfsactiviteiten uitgebreid met opleggings- en brugtechniek. De Vicoda-groep als geheel heeft wereldwijd zeven productiefaciliteiten, 25 kantoren en twaalfhonderd medewerkers.

Schreiber maakt zo’n duizend brugopleggingen per jaar waarvan 150 potopleggingen en 150 bolsegmentopleggingen. De overige zevenhonderd stuks zijn staalgewapende brugopleggingen met een vasthoud- en/of geleidingsconstructie. De zogenoemde ‘Verformungslager’. De rubber kernen van de opleggingen worden ingekocht bij gespecialiseerde bedrijven zoals ‘onze andere’ fabrikant van brugopleggingen SNAC uit Rânes in Frankrijk.

Verformungslager

Verformungslager

De productie van brugopleggingen geschiedt volgens de geharmoniseerde Europese norm EN 1337:2005. Dus mét CE-keurmerk. Dit laatste is verplicht sinds 1 juli 2013. Om de CE-markering op de opleggingen te mogen aanbrengen dient een fabrikant te worden goedgekeurd door een aangemelde instantie (Notified Body of NoBo). Hier is dat MPA Stuttgart. SBD beschikt over EG conformiteitscertificaten EN 1337 deel 4 (rolopleggingen), deel 5 (potopleggingen), deel 6 (taatsopleggingen), deel 7 (bolvormige en cilindrische opleggingen van PTFE) en deel 8 (geleide opleggingen en geremde opleggingen). Daarnaast heeft SBD het certificaat 1337-3 (opleggingen van elastomeren) voor de nabewerking van de rubber kernen.

SP-FP

SP-FP

Naast opleggingen produceert en monteert SBD per jaar zo’n twee tot drieduizend meter stalen voegovergangsconstructies per jaar. Het grootste deel betreft enkelvoudige constructies met klauwprofielen al dan niet voorzien van geluidreducerende sinusplaten (SP-FP). Daarnaast worden vingervoegen met waterafvoer gemaakt en mattenvoegen geleverd. De productie van meervoudige voegovergangsconstructies (lamellelenvoegen) staat vooralsnog op een laag pitje.

Schreiber verwacht begin 2019 voegovergangsconstructies te kunnen leveren die voldoen aan de ETAG 032. ETAG staat voor European Technical Approval Guidelines. Nummer 32 heeft als titel Expansion Joints for Road Bridges en bestaat uit acht delen. Zodra deze exercitie achter de rug is, zal worden gewerkt aan goedkeuring van voegovergangsconstructies volgens de Nederlandse RTD-1007.
Schreiber_UKO
SBD heeft eigen monteurs in dienst die voegovergangsconstructies stellen, maar ook repareren. Het bedrijf beschikt over vijzels waarmee een brugdek van zijn plaats kan worden getild zodat de opleggingen kunnen worden vervangen.

Klik hier voor de Engelstalige fabrieksdocumentatie.

SNAC, kwaliteit staat voorop

De Société Normande d’Application du Caoutchouc (SNAC) is sinds 2013 onze fabrikant van gewapend rubber brugopleggingen. Het in 1971 opgerichte bedrijf is begin dit jaar overgenomen door de RCA groep. SNAC is CE-gecertificeerd voor de productie van brugopleggingen volgens de geldende norm EN 1337-3. Het eindproduct is dus in overeenstemming met de Europese regelgeving. SNAC heeft een CE-certificaat attesteringsniveau 1. Dit betekent dat de fabricage én de interne kwaliteitscontrole onder permanent toezicht staat van een externe partij. SNAC heeft de levering van kwaliteitsproducten namelijk hoog in het vaandel. In dit artikel wordt daar verder op ingegaan.

SNAC is gevestigd in Rânes in Normandië. Het bedrijf heeft circa 25 medewerkers, waarvan de meeste werkzaam zijn in de productie. Het bedrijf produceert allerlei oplegmaterialen. Naast brugopleggingen worden opleggingen voor de B&U-sector geproduceerd. Ook geluid- en trillingsdempers waaronder aardbevingsbestendige opleggingen behoren tot SNAChet leveringsprogramma. Brugopleggingen vormen echter de hoofdmoot.  Naast de gewone gewapende brugopleggingen (types A en B) produceert SNAC verankerde opleggingen (type C), glijopleggingen (types D en E) en het ongewapende type F. Desgewenst kunnen ook brugopleggingen met een lichte hellinghoek worden gemaakt of worden de opleggingen voorzien van gaten.

Gewapend rubber opleggingen worden opgebouwd uit lagen rubber en stalen platen. De Europese norm geeft een overzicht van standaardmaten en -opbouw, maar in principe zijn BigMacafwijkingen mogelijk zolang de opbouw maar gelijkmatig is. Het staal is bedoeld om de belaste oplegging min of meer in vorm te houden en trekspanningen in het oplegvlak te voorkomen. Daartoe dient een hechte verbinding te worden gemaakt tussen staal en rubber. SNAC is in dit proces gespecialiseerd. De staalplaten krijgen een voorbehandeling om de hechting met het rubber te optimaliseren. Rubber en staal gaan los gestapeld in een ronde of rechthoekige mal.  Het wapeningsstaal wordt aan de zijkanten tegen corrosie beschermd door het pakket te omhullen met een dunne rubber laag. Vervolgens wordt het geheel onder druk en hoge temperatuur gebracht. Dit proces heet vulkaniseren.

Sinds 1 juli 2013 is de Europese Verordening bouwproducten nr. 305/2011/EU (CPR) van kracht. Hierin is bepaald dat bouwproducten die onder een Europese geharmoniseerde norm vallen, dienen te worden voorzien van een CE-markering. Ook moet een prestatieverklaring (of ‘DoP’) worden meegeleverd. SNAC heeft een certificaat voor de CE2brugopleggingen type A tot en met F. In alle gevallen is ASQPE uit Parijs de bij CEN aangemelde instantie (NoBo) die de certificaten heeft afgegeven. ASQPE doet ook de externe kwaliteitscontrole behorend bij attesteringsniveau 1.  De certificaten zijn afgeven voor een G-modulus = 0,9. Navraag bij ASQPE leert dat ook op een afwijkende G-modulus 0,7 of 1,15, zoals vermeld in de EN 1337-3, een CE-markering mag worden afgegeven.

Recent onderzoek door Rijkswaterstaat heeft uitgewezen dat gewapend rubber brugopleggingen die in Nederland worden geleverd, soms niet voldoen aan de kwaliteitseisen. Ozonscheuren, scheef liggende staalplaten of onvoldoende dekking aan de zijkanten waren enkele constateringen. Deze opleggingen werden geleverd met een CE-certificaat. Kennelijk is een CE-certificaat alleen niet voldoende. Om een CE-certificaat attesteringsniveau 3 te krijgen is immers alleen een eerste inspectie en beoordeling van de Factory Production Control nodig. Attesteringsniveau 1 (NB: niveau 2 bestaat niet) vereist een permanente bewaking, beoordeling en goedkeuring.

Wat behelst nu de kwaliteitscontrole bij SNAC? De toeleverancier van het elastomeer test zelf de visco-elastische eigenschappen van het rubbermengsel.  SNAC doet een ingangscontrole op elke 500 kg. Verder wordt elke partij opleggingen beproefd op afmetingen, hardheid, treksterkte, rek bij breuk en G-modulus. Hiervan wordt een kwaliteitsdossier aangelegd. In principe kan op verzoek  elke extra test op grondstof en opleggingen worden verricht. Meer over de productie van de opleggingen vindt u in het artikel “Productie van gewapend rubber brugopleggingen”.

Montage van stalen brugopleggingen

De montage van brugopleggingen vereist de nodige aandacht en voorbereiding. Met name de hoofdzakelijk uit staal gemaakte types als de verankerde gewapend  elastomeer(glij)oplegging, al dan niet voorzien van geleidingen en vasthoud-constructies,  de potoplegging en de bolsegmentoplegging vragen de nodige zorgvuldigheid bij de installatie. In deel  11 van de geldende Europese norm       EN 1337 wordt, naast transport en opslag, ook de montage behandeld. De normtekst beperkt zich echter tot een handige lijst van controlepunten. De daadwerkelijke plaatsing komt aan op het vakmanschap van de monteurs. In dit artikel wordt in kort bestek de montage van stalen brugopleggingen in een betonnen kunstwerk behandeld.

V1lIn het artikel ‘Stalen brugopleggingen, van bestelling tot levering’ wordt het proces beschreven van ontwerp tot bezorging op de bouwplaats. Hier werd uitgegaan van een project van Rijkswaterstaat. Daarvoor geldt naast de EN 1337 de RTD 1012. Ook bij de installatie van de opleggingen  is een aantal eisen uit dit technisch document van belang. Zo dient de “Montage van de opleggingen te worden uitgevoerd onder toezicht van de fabrikant of een door hem aangewezen persoon. Van deze montage dient per oplegging een document te worden overlegd waarin de leverancier (…) verklaart dat de oplegging volgens zijn voorschriften en aanwijzingen is gemonteerd.” Verder schrijft de RTD een aan de hand van proefopstellingen gekwalificeerde ondersabeling voor. Ook worden eisen gesteld ten aanzien van de nauwkeurigheid van plaatsing.

Een koevoet en enkele kleine stukken hoekijzer zijn handig bij het aanbrengen op de juiste plaats. De oplegging wordt vervolgens exact en waterpas afgesteld op bijgeleverde stelschroeven. waterpasBij het stellen gebruikt men naast de nodige sleutels specialistische gereedschappen zoals een twee-assige waterpas, een telescopische meterset, een schuifmaat en een set voelermaatjes van minstens 150 mm lengte. Ook een zaklantaarn en een verlichte spiegel komen van pas. Omdat soms niet voorkomen kan worden dat de kwetsbare corrosiewering beschadigt, dienen de nodige materialen en gereedschappen voor herstel aanwezig te zijn.

Als de oplegging eenmaal juist gepositioneerd is, kan hij ondersabeld worden. Voor ongewapende mortel geldt een hoogte van 20 tot 50 mm. De ondersabeling kan worden gedaan door middel van onderstoppen met bijvoorbeeld Pagel V14 of MC-DUR 3500A. Bij opleggingen van flink formaat is onderstoppen geen optie meer en dient te worden gekozen voor ondergieten met Pagel V1 of een gelijkwaardig product.

Voor aanvang van het gietwerk wordt een bekisting aangebracht die aan de onderzijde is voorzien van een goede afdichting. Nuttige gereedschappen zijn een trechter en een passende gladde transparante slang Ø ≥ 30 mm. Voor het ontluchten gebruikt men stalen kettingen die tijdens het ondergietengieten heen en weer getrokken worden. Als de voeg geheel gevuld is, verwijdert men met stalen of aluminium banden de laatste lucht. De banden en kettingen worden na afloop uiteraard verwijderd. Na uitharding van de mortel wordt de druk van de stelschroeven weggenomen.

Een betonnen bovenconstructie wordt doorgaans direct op de oplegging gestort. Daartoe wordt de bekisting zo strak mogelijk rond de oplegging geplaatst. Een goede afdichting moet voorkomen dat cementwater doorlekt. Als de oplegging is voorzien van een grote glijplaat, dan dient deze tijdens de stort en het verdichten op de uiteinden te worden ondersteund. Na voldoende uitharding van het beton, maar voor het aanbrengen van voorspanning moeten de rood of geel gekleurde bouten van de hulpconstructies verwijderd te worden.

Volgens de RTD 1012 moeten de oplegreacties, na het afvijzelen van de brug, voldoen aan de in het contract voorgeschreven waarden en toleranties. Als de afwijkingen niet zijn aangegeven  is ± 5% afwijking aanvaardbaar. De eindhoogte van de brug mag ± 2 mm afwijken van de ontwerpuitgangspunten.

Een uitgebreide montagehandleiding is beschikbaar in het Engels en het Duits.

Stalen brugopleggingen, van bestelling tot levering

Gecompliceerde brugopleggingen als de verankerde en gefixeerde elastomeeroplegging, de piston (potoplegging) en de bolsegmentoplegging kunnen niet van de ene op de ander dag worden geleverd. Voor ontwerp en productie moeten enkele maanden worden uitgetrokken. Sinds de introductie van de EN 1337 “Opleggingen voor bouwkundige en civieltechnische toepassingen” is de communicatie tussen klant en de veelal buitenlandse fabrikant wel een stuk eenvoudiger geworden. Met name op het gebied van het ontwerp. De klant stelt de voorwaarden, de fabriek ontwerpt en produceert op basis van de norm. Door de introductie van CE-markering per 1 juli 2013 behoren ook de controles van het productieproces tot het verleden. In de norm is zelfs het transport, de opslag en de montage vastgelegd. Uiteraard zijn er nog wel enige aandachtspunten. In dit artikel wordt het proces van ontwerp tot levering en opslag beschreven.

PotopleggingDe hoofdzakelijk stalen opleggingen komen doorgaans alleen voor bij  grote kunstwerken. Rijkswaterstaat is in Nederland de grootste opdrachtgever van de bouw van viaducten en bruggen van enig formaat. In dit artikel gaan we daarom gemakshalve uit van een project van de nationale overheid. Hiervoor geldt de RTD 1012. Dit technisch document wordt in samenhang gebruikt  met de EN 1337. In de RTD 1012 zijn onder meer de aanvullende ontwerpeisen (ten opzichte van de EN 1337) vermeld voor de diverse typen opleggingen.

De fabrikant van de opleggingen is in eerste instantie geïnteresseerd in de maatgevende belastingen en vervormingen per steunpunt. Hierop kan een eerste ontwerp en dus een prijs worden gemaakt. In bijlage A van de RTD 1012 zijn de belastingcombinaties gedefinieerd waarop de op te geven waarden dienen te worden gebaseerd. Ook van belang is de gewenste corrosiewering. De norm geeft op dit gebied een hoop vrijheid en de fabrieksstandaard hoeft niet gelijk te zijn aan de eisen van de opdrachtgever.

Nadat opdracht is verstrekt maakt de fabrikant een ontwerp op basis van de uitgangspunten die eenduidig zijn gecommuniceerd. De fabrikant is hiervoor verantwoordelijk. Waar voorheen gebruik werd gemaakt van nationale rekenregels gelden nu de Eurocodes. Dit vergemakkelijkt een eventuele communicatie aanzienlijk. De eerste productietekeningen met daarop de uitgangspunten worden vervolgens ter controle voorgelegd aan de opdrachtgever. Met name de aansluiting op de boven- en onderbouw is hier van belang. Passen de verankeringen goed in het wapeningsplan? Verder dient gecontroleerd te worden op de mogelijkheden van eenvoudige inspectie, onderhoud en vervanging. Na eventuele aanpassingen van de tekeningen volgt op zeker moment een akkoord en kan de productie worden ingepland. Voor gewapend rubber opleggingen met geleidings- en vasthoudconstructies geldt een levertijd van circa twee maanden. De productie van pot- en bolsegmentopleggingen duurt nog een paar weken langer.

TransportTransport en opslag  van de opleggingen is vastgelegd in deel 11 van de Europese norm. Het belangrijkste punt is dat de planparallelliteit van boven- en onderconstructie alsook de voorinstelling gewaarborgd blijft totdat de oplegging volledig is bevestigd aan de boven- en onderbouw. De producent maakt daarvoor gebruik van hulpconstructies.

In voorbije jaren had Rijkswaterstaat een eigen controleur die de fabriek bezocht om controles uit te voeren. Met de CE-makering is de controle op essentiële kenmerken overbodig geworden. De fabriek heeft een uitgebreid eigen kwaliteitsbewakingssysteem en de productie wordt een aantal maal per jaar gecontroleerd door een aangemelde instantie. Indien een opdrachtgever toch zelf de kwaliteit wil (laten) beproeven, dan vindt zo’n afnamekeuring om praktische redenen plaats in de fabriek. Direct bij aflevering dienen de opleggingen door de klant nog wel gecontroleerd te worden op onder meer:

  • Uiterlijke schade met name aan de corrosiewering
  • De positie van de transportvergrendeling
  • De juistheid van de eventuele voorinstelling
  • De markeringen op de boven- en onderkant
  • De juistheid van de informatie op de genormeerde typeplaten

TypeschildEventuele afwijkingen dienen onmiddellijk te worden gemeld aan de leverancier. De opleggingen moeten vervolgens  op de voorgeschreven wijze worden opgeslagen tot het moment van montage. In een later artikel zal de montage van de stalen brugopleggingen worden behandeld.

Herkeuren van brugopleggingen

Het Europees Hof van Justitie is van oordeel  dat het vrije verkeer van goederen wordt belemmerd als extra (nationale) keuringen worden gevraagd voor bouwproducten met CE-markering. Het arrest van 16 oktober jl. betekent dat de conformiteit van producten, waarvan de goede werking al is vastgesteld volgens een geharmoniseerde Europese norm, niet nogmaals hoeft te worden aangetoond. De Nederlandse landsadvocaat kwam in september ook al tot deze conclusie. De uitspraak is een steun in de rug voor de Verordening Bouwproducten die sinds 1 juli 2013 van kracht is. Deze verordening heeft tot doel de interne markt beter te laten functioneren. Voor onze afnemers van brugopleggingen is het arrest interessant. Een bestek-eis om brugopleggingen die volgens de norm zijn geproduceerd te laten keuren kan worden bestempeld als strijdig met de Europese regelgeving.

De uitspraak van het Hof is gedaan in een zaak die was aangespannen door de Europese Commissie tegen de Bondsrepubliek Duitsland. Dit na ontvangst van een groot aantal klachten van fabrikanten CEover de toelating van hun bouwstoffen op de Duitse markt. Zonder het Ü-Zeichen is het in Duitsland niet toegestaan een product te verhandelen. Deze regel werd ook toegepast op bouwstoffen die waren voorzien van een CE-markering. De Europese Commissie is in het gelijk gesteld. De Duitse bouwregelgeving moet nu worden herzien.

De Verordening Bouwproducten (Construction Products Regulation, CPR) is “van toepassing in alle landen van de Europese Unie en hoeft niet eerst in nationale wetgeving omgezet te worden” aldus de brochure CE-Markering van het Ministerie van Binnenlandse Zaken en Koninkrijksrelaties. In § 1.2 lezen we dat een andere private kwaliteitsverklaring nooit in de plaats kan komen van CE-markering en de bijbehorende prestatieverklaring.  De CE-markering geeft aan dat de producten voldoen aan de essentiële kenmerken.

Wat zijn nu die essentiële kenmerken voor gewapende rubber oplegblokken? Volgens annex ZA van norm EN 1337-3:2005 zijn dit:

  • Minimale gebruikstemperatuur
  • Vloeigrens van het staal van de wapeningplaten
  • Schuif- of glijdingsmodules G van het elastomeer
  • Het soort elastomeer

In standaardbestekken met betrekking tot de bouw van kunstwerken wordt nog vaak de voorwaarde gesteld, dat een partij opleggingen moet worden beproefd door middel van destructief onderzoek aan één extra geleverd exemplaar. Met een horizontale vervormingsproef op de helften van een doorgezaagde oplegging proefopstellingdient de glijdingsmodulus G te worden vastgesteld. Deze waarde is één van de essentiële kenmerken. Vastgesteld kan worden dat een dergelijke eis inmiddels buiten spel is gezet door de hogere Europese regelgeving. Het voegt ook niet veel toe. De proef wordt namelijk periodiek ook in de fabriek gedaan indien onder attesteringsniveau 1 wordt geproduceerd.

Een opdrachtgever mag, met inachtneming van de ruimte die de harmonisatie laat, wel hogere of aanvullende eisen stellen aan een bouwstof met CE-markering. Volgens het advies van de landsadvocaat (zie § 2.5.4) moet dan gemotiveerd worden waarom bepaalde concrete specificaties worden gevraagd.

In dezelfde standaardbestekken vinden we eisen ten aanzien van de hardheid van het gebruikte rubber. Let wel: dit gaat om het mengsel vóór vulkanisatie en hardheid is geen essentieel kenmerk! In de norm vinden we alleen eisen met betrekking tot de verandering van de hardheid na versnelde veroudering. Dat is logisch. Een oplegging moet na tientallen jaren nog steeds ongeveer dezelfde stugheid hebben. Met een simpele durometertest is de hardheid voor en na veroudering eenvoudig vast te stellen.

Los van de altijd ontbrekende motivatie is de vraag of hardheid moet worden gezien als een aanvullende eis. In tegenstelling tot de glijdingsmodulus speelt de hardheid immers geen rol in de formules waarmee een oplegblok wordt gedimensioneerd. Gevoelsmatig bestaat verwantschap tussen de eigenschappen. Beide zeggen iets over de vervormbaarheid. We vinden bevestiging in Annex D van de norm. Hier wordt gesteld dat een niet exact vaststaande relatie bestaat tussen de glijdingsmodulus en de hardheid.  Zo komt een G-modulus van 0,9 MPa ongeveer overeen met een hardheid van 60 ± 5 IRHD. Let wel: dit geldt voor het basis rubbermengsel en niet voor het staal gewapende eindproduct!

Uit wetenschappelijk onderzoek blijkt dat het gemeten monster ten minste 6 mm dik moet zijn. Metingen verkregen met een Shore A hardheidsmeter op monsters van minder dan 6 mm geven abusievelijk hoge waarden, waarbij de fout groter is naarmate de dikte afneemt.

De wapeningsplaten liggen meestal minder dan 6 mm onder de  omhullingslaag. Alleen als er aan de zijkanten precies tussen de wapeningsplaten wordt gemeten kan een min of meer betrouwbare meting verkregen. Een hardheid van bijvoorbeeld 68 graden shore kan echter een G-modulus hebben die ruim binnen de normgrens valt. Hardheidsmetingen kunnen een indicatie geven van de G-modulus  en de homogeniteit van de oplegging maar afkeuring op basis van de verkregen waarden betekent een een belemmering van het vrije handelsverkeer.

Brugopleggingen en CE-markering

Sinds 1 juli 2013 is het verplicht om bouwproducten te voorzien van een CE-markering. Tevens geldt de verplichting om bij de CE-markering een prestatieverklaring mee te leveren. Deze prestatieverklaring – ook wel Declaration of Performance of DoP genoemd – moet worden opgesteld op basis van de technische specificaties. Dit is bepaald in de Europese Verordening bouwproducten nr. 305/2011/EU, CPR. Het gaat alleen om bouwproducten die onder een Europees geharmoniseerde productnorm vallen en waarvan de overgangsperiode (de zogenoemde co-existentieperiode) verstreken is.  Voor brugopleggingen is er zo’n norm: de EN 1337. Deze bestaat uit elf delen en was één van de eerste geharmoniseerde normen.  Het document is van kracht geworden op 1 januari 2006. De overgangsperiode verliep een jaar later, op 1 januari 2007. Wat is nu de waarde van de CE-markering voor brugopleggingen?

De Europese norm EN 1337 ‘Opleggingen voor bouwkundige en civieltechnische toepassingen’ werd in 2005 gepubliceerd.  Het project had ruim vijftien jaar in beslag genomen. Zestig experts uit  Europese landen, verenigd in de Technische Commissie CEN TC 167, droegen bij aan de totstandkoming. CEN is het Europese normcomité belast met de uitgifte van de Europese normen die worden toegepast in alle CEN- lidstaten. Dit zijn alle lidstaten van de Europese unie en geassocieerde landen als Zwitserland  en Noorwegen.

Niet elke EN-norm is geharmoniseerd. Van een geharmoniseerde norm is pas sprake als de lidstaten overeenstemming hebben bereikt over de inhoud. De norm wordt dan gepubliceerd in het Publicatieblad van de Europese Commissie. Geharmoniseerde Europese normen hebben betrekking op  bepaalde producten. De toepassing is verplicht in alle lidstaten. Brugopleggingen die geproduceerd worden volgens de geharmoniseerde normen, dienen te worden voorzien van een CE-markering. Dit houdt  meer in dan een eenvoudige conformiteitsverklaring en is ook van groter belang dan ISO 9001.

Om de CE-markering op de opleggingen te mogen aanbrengen, dient de werkwijze van een fabrikant te worden goedgekeurd door een aangemelde instantie (Notified Body of NoBo). Deze aangemelde instanties zijn onafhankelijke organisaties zoals door CEN aangestelde laboratoria. Alvorens goedkeuring te verlenen, wordt het FabrieksProductieBeheersings-systeem (Factory Production Control of FPC) van de fabrikant beoordeeld. Tevens worden in de norm beschreven proeven uitgevoerd op opleggingen van verschillend formaat.

De FPC-certificering betreft een permanente interne controle van de productie door de fabrikant. De fabrikant is verantwoordelijk voor de organisatie van de daadwerkelijke uitvoering van de FPC, maar staat, in geval van attesteringsniveau 1, onder de supervisie van de aangemelde instantie. Deze voert ook regelmatig inspecties uit.

De FPC omvat de volgende activiteiten:

  • de specificatie en verificatie van grondstoffen en bestanddelen;
  • de controles en routineproeven die tijdens de fabricage dienen te worden verricht in een frequentie die is vastgelegd in de EN 1337;
  • de controles en proeven op eindproducten volgens een schema dat eveneens is vastgelegd in de norm.

De CE-markering geeft aan dat de producten zijn vervaardigd en getest op essentiële kenmerken in overeenstemming met de desbetreffende delen van de EN 1337. Deze essentiële kenmerken van een product zijn vermeld in annex ZA  van geharmoniseerde Europese productnormen. De relevante delen van de EN 1337 hebben elk een eigen Annex ZA.

Volgens de CEN-regels kan een opdrachtgever geen aanvullende tests of controles verlangen om de conformiteit te controleren. Indien nodig kunnen wel hogere of extra eisen worden gesteld aan het bouwproduct. Om deze specifieke en nauw omschreven kwaliteiten te controleren kunnen extra beproevingen worden verlangd.  Hogere eisen zullen in het algemeen niet nodig zijn voor brugopleggingen. In Europa bestaan weliswaar grote verschillen in klimaat, maar daar is in de Europese norm EN 1337 rekening mee gehouden. Opleggingen die voldoen in landen met lagere temperaturen zoals Noorwegen of meer UV-belasting (bijvoorbeeld Griekenland) voldoen immers ook in Nederland of België.

Gewapend rubber brugopleggingen

De meest toegepaste brugoplegging op dit moment is gemaakt van gewapend rubber. In deze oplegging zijn laagjes elastomeer – natuurrubber of chloropreen  –  onderling gescheiden door plaatjes staal. Het geheel wordt omhuld door een dunne laag chloropreen. Deze zorgt voor een optimale bescherming tegen atmosferische invloeden. Door vulkanisatie van de ‘Big Mac’ wordt een hechte verbinding verkregen tussen staal en rubber. Het wapeningsstaal heeft als functie om de horizontale spanningen in het elastomeer, als gevolg van belastingen en hoekverdraaiingen,  te beperken.
Alhoewel de geldende Europese norm 1337 deel 3 (2005) de laagopbouw en de afmetingen vrij laat, wordt wel een overzicht gegeven van aanbevolen maten. Verder  maakt de norm onderscheid tussen een aantal typen. In dit artikel wordt een en ander toegelicht.

Gewapend rubber opleggingen zijn in principe rechthoekig of rond. In bijzondere gevallen worden ovale of achthoekige vormen toegestaan. De laagdikte van het rubber tussen de staalplaten dient minimaal vijf en maximaal 25 mm te bedragen. De beschermende omhullingslaag op het boven- en ondervlak heeft een afwijkende dikte van doorgaans 2,5 mm. Lagen van drie mm of dunner  worden niet geacht bij te dragen aan de opname van vervormingen. In een oplegging mag slechts één laagdikte werkend rubber worden toegepast.
Type B met matenIn de norm is een tabel opgenomen met aanbevolen afmetingen van oplegging type B. De maten van typen C tot en met E kunnen hiervan worden afgeleid. In de tabel zijn de rubberlagen minimaal acht en maximaal twintig mm dik. De dikte van de stalen wapeningsplaatjes is daarop afgestemd en bedraagt drie, vier of vijf mm. Hoe groter het oplegoppervlak, hoe dikker de lagen rubber en staal. De tabel geeft verder aan uit hoeveel lagen een oplegging minimaal en maximaal mag bestaan bij een bepaald oppervlak.

De norm maakt onderscheid tussen een aantal typen:
Type AType A is een met één laag wapeningsstaal uitgeruste oplegging. Het rubber neemt de vervormingen op en dient gelijktijdig als corrosiebescherming van de staalplaat.

Type BType B is gewapend met tenminste twee staalplaten. De aanbevolen afmetingen en opbouw zijn opgenomen in een tabel. De oplegging kan hoekverdraaiingen en planparallelle vervormingen, als gevolg van lengteverandering van het oplegde deel, opnemen. Hoe hoger de oplegging, hoe groter de mogelijke vervormingen. Te hoge opleggingen (ten opzichte van lengte en breedte) zijn echter instabiel.

Type CType C onderscheidt zich van type B door dikke, al dan niet geprofileerde, staalplaten aan de boven- en onderzijde van de oplegging. Afhankelijk van het formaat van de kern zijn deze platen tenminste 15 of 18 mm dik. Ze dienen voor de bevestiging aan het op te leggen deel en aan het steunpunt. Dit type oplegging wordt toegepast bij combinaties van geringe oplegdrukken en hoge horizontale belastingen. Met name bij staalconstructies valt de keuze snel op een type C omdat de wrijvingsweerstand rubber/staal lager is dan die van rubber/beton.

Een tussenvorm is type B/C. Dit is aan één zijde een type B en aan de andere kant een type C. Type B/C wordt bijvoorbeeld toegepast bij de oplegging van een stalen ligger op een betonnen kolom.

Type DType D is een glijoplegging waarbij een laag PTFE (polytetrafluorethyleen of teflon) middels vulkanisatie is verbonden aan het rubber blok. Type D is in principe alleen bedoeld voor eenmalige translaties. meer daarover in het artikel “Glijopleggingen typ D of E”.

Type EType E is eveneens een glijoplegging. Hier is de laag teflon ingelaten in een dikke staalplaat.

Indien horizontale bewegingen op bepaalde oplegpunten niet gewenst zijn, dan worden vasthoudconstructies toegepast rond de rubber oplegging. Er bestaan constructies voor alzijdige en voor eenzijdige verplaatsingen. In een vaste oplegging worden alle horizontaalkrachten opgevangen, maar kan de oplegging nog wel hoekverdraaiingen opnemen.  Bij grote translaties wordt de vasthoudconstructie, en niet de oplegging, voorzien van teflon en glijplaat.

Levensduur van rubber opleggingen

Ingebouwde rubber oplegmaterialen kunnen niet of moeilijk worden vervangen. Een terechte vraag is wat de levensduur van deze bouwstoffen is. Helaas is een eenduidig antwoord niet mogelijk.  De meeste rubbermengsels zijn niet lang genoeg in productie om te beschikken over ervaringscijfers.  Bovendien bepalen de omstandigheden waaraan de bouwstof wordt blootgesteld  in grote mate de levensduur.

Veroudering van een materiaal kan worden omschreven als ‘verandering van de eigenschappen in verloop van de tijd’. Voorbeelden zijn krimp, brosheid, scheurvorming, maar ook materiaalmoeheid.  Een rubber bouwstof wordt toegepast om zijn elastische eigenschappen. Veroudering van rubber manifesteert zich als verlies aan veerkracht. Leg een elastiekje enkele dagen of weken achter het raam in de zon en het zal breken bij belasting.  Oplegmateriaal moet beduidend langer meegaan. Hoe wordt dat bewerkstelligd?

Een elastomeer  is een polymeer met rubberachtige eigenschappen. De materiaalkenmerken worden bepaald door de keuze van de soort rubber en de vulkanisatiemethode.  De ene soort rubber is beter bestand tegen veroudering dan de andere. Naast rubber – natuurrubber of synthetisch rubber – worden nog zo’n tien tot twintig bestanddelen toegevoegd die de gewenste eigenschappen van het eindproduct bepalen.  Anti-verouderingsmiddelen of antidegradanten zijn relatief dure bestanddelen die bescherming bieden tegen de invloeden van zuurstof, ozon en UV.  Om de prijs te drukken wordt vaak bespaard op deze ingrediënten.

Natuurrubber, SBR (Styrol-butadien rubber), CR(chloropreenrubber), en EPDM (Ethyleen-Propyleen-Terpolymere rubber) zijn de elastomeren die het meest worden toegepast als oplegmateriaal.  Natuurrubber is zonder toevoegingen slechts in geringe mate bestand tegen veroudering en ozon. Een goede kwaliteit SBR behoudt zijn elastische eigenschappen iets langer dan onbeschermd natuurrubber. CR heeft met behulp van de juiste ingrediënten een zeer goede bestendigheid tegen veroudering en EPDM is ‘van nature’ goed bestand tegen omstandigheden die van invloed zijn op verval door oxidatie.

Wat zijn nu die invloeden? Onderscheid kan worden gemaakt  in een aantal verouderingsprocessen. Als aantasting door chemische belasting buiten beschouwing wordt gelaten zijn de voornaamste oorzaken van veroudering:

  • Hoge en lage luchttemperaturen
  • Atmosferische invloeden als ozon, temperatuurswisselingen, vocht en UV-licht
  • Statische en dynamische belastingen

Om iets te kunnen zeggen over de te verwachten levensduur worden rubber bouwstoffen in omstandigheden gebracht waarmee een versnelde veroudering wordt bewerkstelligd. Voor en na de simulatie worden de mechanische eigenschappen als treksterkte, rek-bij-breuk en hardheid  gemeten. De testuitslag is geen garantie voor een bepaalde levensduur, maar geeft een indicatie.

Bij oplegmaterialen kunnen we een onderscheid maken in producten voor de B&U-bouw en die voor de GWW-sector (brugopleggingen). De eerstgenoemden worden vaak toegepast op locaties waar ze niet kunnen worden gecontroleerd of vervangen. Het milieu is echter meestal niet agressief.  Brugopleggingen daarentegen worden blootgesteld aan de elementen. Ze kunnen echter goed worden geïnspecteerd en indien nodig worden vervangen door de brug op te vijzelen.

In Duitsland krijgt een oplegmateriaal voor de B&U-sector een ‘Algemeines Bauaufsichtliches Prüfzeugnis’ als mag worden aangenomen dat de te verwachten levensduur tenminste gelijk is aan die van het bouwwerk waarin het wordt toegepast. Om het attest te verkrijgen worden proefstukken gedurende 168 uur blootgesteld aan lucht van 70 °C.  De verandering van hardheid, treksterkte en rek bij breuk mag na deze beproeving niet groter zijn dan een bepaald percentage. Daarnaast mag het proefmateriaal geen zichtbare scheuren vertonen na, onder mechanische belasting, te zijn onderworpen aan een verhoogde concentratie ozon.

De Europese norm EN 1337-3:2005 voor gewapende rubber brugopleggingen stelt eisen aan de maximale verandering van de glijdingsmodulus na kunstmatige veroudering door blootstelling aan lucht van 70 °C gedurende 72 uur. Daarnaast worden  proefstukken onderworpen aan een ozontest die vergelijkbaar is met die van de Prüfzeugnis. Tenslotte wordt een vermoeiingstest uitgevoerd door een proefstuk 2 miljoen maal wisselend  te belasten.
Niet elk zichtbaar defect hoeft te leiden tot onmiddellijke vervanging. Uit onderzoek van Rijkwaterstaat blijkt dat een brugoplegging na reparatie ter plekke soms nog tot vijftien jaar mee kan gaan.

Brugopleggingen

In het productenoverzicht van Arcas wordt een onderscheid gemaakt in brugopleggingen en andere opleggingsmaterialen. Hoewel de functie van beide bouwstoffen gelijk is, zijn er grote verschillen. Alle oplegmaterialen zijn bedoeld om translaties en rotaties mogelijk te maken en krachten over te brengen. De belastingen op brugopleggingen zijn over het algemeen echter hoger. Ook de verplaatsingen van het opgelegde bouwdeel ten opzichte van de ondersteuning zijn veelal groter.  Brugopleggingen staan meer dan B&U-opleggingen bloot aan de elementen.  Dit alles heeft geleid tot een andere vormgeving. Voor brugopleggingen bestaat een Europese norm, voor andere oplegmaterialen niet.

In het verleden werden brugopleggingen hoofdzakelijk gemaakt van staal. Moderne varianten hebben een elastische kern van rubber (elastomeer). In dit artikel wordt een overzicht gegeven van de brugopleggingen die worden toegepast in nieuwe kunstwerken en de soorten die nog kunnen worden aangetroffen in oudere bruggen en viaducten.

Gewapend rubber opleggingenGewapendRubber
Een gewapend rubber oplegging wordt opgebouwd uit laagjes rubber – natuurrubber of chloropreen  – die onderling gescheiden zijn door plaatjes staal. Het geheel wordt omhuld door een dunne laag chloropreen, die zorgt voor een optimale bescherming tegen weersinvloeden. Door vulkanisatie wordt een hechte verbinding verkregen tussen staal en rubber. Het wapeningsstaal heeft als functie om de vervorming van het rubber als gevolg van belastingen en hoekverdraaiingen binnen de perken te houden. Voor de komst van de Europese norm 1337  in 2005 werd een maximale belasting van 15 N/mm² aangehouden voor dit type oplegging. De genormeerde rekenmethode die nu wordt gehanteerd, gaat uit van een maximale toelaatbare vervorming als gevolg van optredende belastingen, translaties en rotaties.

vasthoudconstructieOm de oplegging aan het steunpunt en/of het opgelegde bouwdeel te kunnen bevestigen, worden ook varianten gemaakt waarbij een dikkere, niet omhulde, staalplaat aan onder- en/of bovenzijde is opgenomen. Dit zogenoemde type C wordt bijvoorbeeld toegepast bij combinaties van geringe oplegdrukken en hoge horizontale belastingen.

De uitzetting en krimp van een kunstwerk is vaak groter dan een gewapend rubber oplegging kan opnemen. Ook kunnen horizontale krachten te groot zijn. In deze gevallen wordt dan een staalconstructie  rond de rubber oplegging gebouwd. Bij grote translaties wordt deze voorzien van teflon en glijplaat. Er bestaan constructies ten behoeve van een alzijdige en van een eenzijdige verplaatsing. Bij een vaste  oplegging worden alle horizontaalkrachten opgevangen, maar kan de oplegging nog wel hoekverdraaiingen opnemen.

potopleggingPiston- of potopleggingen
De potoplegging bestaat, zoals de naam al aangeeft, uit een cilindrische pot met daarin een nauwsluitende zuiger of piston. In de pot bevindt zich een rubber kussen dat tot op zekere hoogte wordt verondersteld te werken als een vloeistof. Het rubber in de potoplegging kan worden belast tot een maximum van ongeveer 35 N/mm².
Een vaste potoplegging als hierboven omschreven kan verticale belastingen en hoekverdraaiingen opnemen. Voor de verwerking van translaties worden varianten gemaakt  met een op de zuiger glijdende deksel . De combinatie van teflon (PTFE) en een gepolijste roestvast stalen glijplaat draagt dan zorg voor een minimale wrijvingsweerstand. Afhankelijk van de eisen kunnen geleidingsconstructies worden aangebracht om verplaatsingen alleen in de gewenste richting mogelijk te maken.

bolsegmentopleggingBolsegment-  of sferische opleggingen
Een bolvormig bovenzadel rust in een onderzadel met een holle vorm. Door toepassing van teflon en smeermiddelen op het glijvlak kan dit type oplegging met geringe wrijvingsweerstand hoekverdraaiingen opnemen. De maximale belasting op het glijvlak bedraagt ca. 45 N/mm².

Als de kom diep genoeg is, kan de oplegging horizontaalkrachten opnemen. De bolsegmentoplegging kan, net als de potoplegging, worden voorzien van glijelementen en geleidingen.

taatsopleggingTaatsopleggingen
Taats betekent pen of as. Onderscheid wordt gemaakt in lijn- en puntopleggingen. Ook taatsopleggingen kunnen worden voorzien van geleidingen en glijvoorzieningen. Deze opleggingen zijn zeer stijf in verticale richting. Anno 2013 worden ze nauwelijks meer toegepast.

rolopleggingRolopleggingen
Er bestaan varianten met één of meerdere rollen. Eventuele interne of externe geleidingen zorgen dat de rol in het juiste spoor blijft. Rolopleggingen worden in de moderne bruggenbouw niet meer gebruikt.

Aandachtspunten bij de diverse opleggingen zijn gegeven in het document ‘Brugopleggingen’ van Leendertz en Van de Ven. Voor nadere informatie over ontwerp, fabricage en montage van brugopleggingen zie het rapport ‘Eisen voor brugopleggingen’ van Leendertz.

In februari 2017 waren beide documenten niet meer te vinden op het internet. De werkgroep ‘Opleggingen’ van PVO bracht in het eerste kwartaal van 2017 het Handboek Opleggingen uit met de meest actuele stand van zaken.