De ontwikkeling van probabilistische tooling voor een realistische beoordeling van corroderende damwanden

Veel van de stalen damwandconstructies die als beschoeiingen langs vaarwegen of als onderdeel van natte kunstwerken geplaatst zijn in de jaren 50, 60 en 70 van de vorige eeuw, zijn door de jaren heen aangetast door corrosie. Door deze corrosie neemt de effectieve wanddikte van de stalen damwandplanken af, evenals de diameter van de ankerstangen. Hoeveel deze afname bedraagt is onzeker. Die onzekerheid neemt toe in de tijd en heeft natuurlijk impact op de geschatte restlevensduur van de damwandconstructie. Een extra complicerende factor is dat er geen betrouwbare modellen zijn voor het bepalen van het effect van corrosie op de reststerkte van onderdelen.

Reliability updating
De onzekerheden over de impact van corrosie leiden vaak tot onrealistische en slechte resultaten in een beoordeling, waardoor de technische restlevensduur mogelijk onterecht te kort ingeschat wordt. Een probabilistische aanpak kan in dat geval uitkomst bieden. Reliability updating (RU) bijvoorbeeld. Daarmee kunnen we faalkansen bijstellen door het betrekken van performance data uit verschillende bronnen zoals inspecties, monitoring en proefbelastingen. Met een aangescherpt beeld van de betrouwbaarheid van een kunstwerk(onderdeel)kan de levensduur beter ingeschat worden.

RU en onderloopsheid
In een verkenning uit 2018 werd een fictieve case gebruikt rondom de weerstand tegen onderloopsheid van een sluis. Daaruit bleek dat RU potentie kan hebben voor de inschatting van de restlevensduur van natte kunstwerken en damwandconstructies. In de jaren daarvoor was deze innovatieve methode al uitgebreid beschouwd in praktijktoepassing bij gronddijken.

Geavanceerde betrouwbaarheidsanalyse grondkeringen
Als vervolg op de verkenning uit 2018, is in 2019 voor grondkerende constructies een aanpak voor een geavanceerde betrouwbaarheidsanalyse met RU ontwikkeld, met een complex rekenmodel op basis van de Eindige Elementen Methode (EEM) om de grond-constructie-interactie zo goed mogelijk te simuleren. De succesvolle tests gaven aan dat deze aanpak geschikt kon worden gemaakt voor praktische RU-analyses (inclusief onzekerheden over het effect van corrosie en het werkelijke staalgedrag). Deze aanpak is vanaf 2019 toegepast op een realistische case met een gecorrodeerde stalen damwand (zie onderstaande kennisbijdrage). Deze case (geüpdatet in 2021) laat zien dat de onzekere hoeveelheid corrosie een grote impact heeft op de inschatting van de constructieve betrouwbaarheid. En dat het dus meerwaarde heeft om in een beoordeling performancedata in de analyse te kunnen betrekken.

Bovenstaande kennis hebben TNO en Deltares in 2022 ook meegenomen in het ontwikkelen van een richtlijn binnen SmartPort over de manier waarop het concept van ‘bewezen sterkte’ te verzilveren is bij een beoordeling van de restlevensduur van een bestaande kademuur.

Ondersteuning vanuit Topsector Water & Maritiem
De onderzoeken tot en met 2021 zijn mede mogelijk gemaakt door de bijdrage vanuit het Topconsortium Kennis en Innovatie (TKI) Deltatechnologie, Topsector Water & Maritiem, via het project DEL050 ‘Natte Kunstwerken van de Toekomst’ (2016-2021). Meer informatie staat op www.tkideltatechnologie.nl.

Meer lezen?
Wilt u meer lezen over de realistische case met een gecorrodeerde stalen damwand? Download hieronder de volledige kennisbijdrage hierover met de samenvatting en de rapportage.

De overige KpNK-onderzoeken die hier genoemd worden zijn niet openbaar via deze website toegankelijk. Als u geïnteresseerd bent in een of meerdere van deze onderzoeksrapporten, dan nodigen wij u uit dat via de Contactpagina aan ons kenbaar te maken.