Met 30 tonnen diesel over 3 dunne draadjes

We verzamelen steeds meer kennis over de staat van de bruggen en kademuren. Dan gaat het bijvoorbeeld over de draagkracht van de paalfunderingen, de staat van het metselwerk en de sterkte van de brugdekken. Maar we willen natuurlijk ook weten hoe zwaar ze belast worden: hoeveel vrachtverkeer eroverheen gaat en hoe zwaar dat is.

De proef bij de Droogbak moet daar een eerste antwoord op geven. “We proberen hier de verkeersbelasting te meten met behulp van glasvezel en camera’s”, vertelt projectleider Frederick van Waarde van de gemeente. “Dat doen we samen met een gespecialiseerd bedrijf, Photonfirst, dat de glasvezeltechnologie verzorgt.”

150 duizend metingen per seconde

De glasvezel bestaat uit dunne draden met daarin om de 9 centimeter een sensor. De draden liggen in drie stalen meetbalken die in de weg zijn aangelegd. De meetbalken zijn aangegoten met Burdie Roadsafe, een speciaal soort gietasfalt waardoor ze veilig en stabiel liggen. Telkens als er een vrachtwagen over de balken rijdt, registreert de glasvezel de doorbuiging van de balk, of preciezer gezegd: de mate waarin de glasvezeldraad zelf wordt uitgerekt – zie ook de uitleg in het kader hieronder. Om dat precies en betrouwbaar te kunnen doen, wordt er een extreem aantal metingen gedaan: 1250 per seconde op 120 verschillende punten. Dat zijn 150 duizend metingen per seconde.

Verder staan er bij deze proef ook camera’s die het passerende verkeer op beeld vastleggen. “Dat is om te controleren hoeveel vrachtwagens er langsrijden, en wat voor vrachtwagens dat zijn”, vertelt Frederick. Alleen met de meetbalken weten we bijvoorbeeld niet of er 2 vrachtwagens vlak achter elkaar voorbijrijden of een vrachtwagen met aanhanger. Met de camerabeelden kunnen we aan de hand van de nummerborden simpel vastleggen wat voor vrachtwagens we in de kuip hebben: hoeveel assen ze hebben, wat het ledig gewicht is, enzovoort. Frederick: “Door de camerabeelden te combineren met de informatie van de meetbalken krijgen we een volledig beeld van wat er voorbijrijdt.”

Gewicht in de schaal

Dat wil zeggen: er ontbreekt nog 1 ding, maar wel een cruciaal ding: hoe weet je nu hoe zwaar het verkeer is dat hier over de weg rijdt? “Daarvoor moet de mate van doorbuiging of rek die de glasvezel registreert worden omgezet in een bepaald gewicht”, legt Frederick uit. “Met andere woorden: bij welke doorbuiging of rek hoort welk gewicht?” Om dat te kunnen doen, is er eerst een nulmeting uitgevoerd op een weegschaal in het Havengebied. “We hebben daar 4 vrachtwagens en 2 tractoren wiel voor wiel op de weegschaal gezet”, vertelt Frederick verder. “Vervolgens zijn we met diezelfde vrachtwagens en tractoren een nacht lang rondjes gaan rijden over de meetbalken in de Droogbak. Omdat we precies weten hoe zwaar de voertuigen zijn – we hebben ze gewogen – en we ook de snelheid waarmee ze over de meetbalken rijden kunnen reguleren, kunnen we uiteindelijk uitvogelen welke hoeveelheid rek van de glasvezel bij welk gewicht hoort. Met die informatie kunnen we bepalen hoe zwaar een passerende vrachtwagen is.”

Maar ook dan zijn we er nog niet helemaal, weet Frederick. Hoe weet je bijvoorbeeld of de ondergrond stabiel is en de balken met glasvezel telkens even ver laat doorbuigen. En wat is de invloed van de temperatuur op de mate van doorbuigen? “Al die onzekerheden moeten we nog tackelen en vervolgens meenemen in de berekeningen. Dat is nog best wel wat werk, maar als we dat voor elkaar krijgen, hebben we wel goud in handen: een innovatief systeem en veel meer kennis over werkelijke belastingen die we niet alleen hier in Amsterdam kunnen toepassen, maar waar ook andere steden gebruik van kunnen maken.”

Tel uit je winst

In Amsterdam wil de gemeente deze kennis zoals gezegd gebruiken om de werkelijke belastingen van de bruggen en kademuren beter te kunnen bepalen. Frederick legt uit: “Voor nu moeten we nog met normen rekenen die lang niet altijd kloppen met de werkelijke situatie”, zegt hij. “Wij denken dat er in bepaalde gebieden minder zwaar verkeer rijdt dan de norm aangeeft. Dat betekent dat we in onze berekeningen tot een kortere levensduur van de bruggen en kademuren komen dan in werkelijkheid het geval is. Stel bijvoorbeeld dat een kademuur volgens de berekening nog maar 10 jaar te gaan heeft, maar in werkelijkheid nog 30 jaar. Dan zouden we met een realistischer berekening het geld dat we over 10 jaar voor de vervanging moeten uitgeven nog 20 jaar op zak kunnen houden of aan andere zaken kunnen uitgeven. Dat is de winst die je behaalt. Maar we moeten natuurlijk wel eerst bewijzen dat die kademuur of brug werkelijk nog 30 jaar meekan, en daarvoor doen we deze proeven.”

Beperken zwaar verkeer

De resultaten van de proeven – de belasting van de bruggen en kademuren in een bepaald gebied – worden meegenomen in de berekening van de levensduur van een brug of kademuur. Daarin zit behalve de belasting van de brug of kade ook de sterkte van de fundering, het metselwerk en, in het geval van bruggen, het brugdek. Met de totale uitkomst van die grote rekensom bepalen we uiteindelijk of, hoe en wanneer we een brug of kademuur moeten herstellen.

Het onderzoek levert hopelijk ook belangrijke informatie over het beleid rond het beperken van zwaar verkeer in de binnenstad. Frederick: “De gemeente is bezig met plannen om de toegestane gewichten van vrachtverkeer in bepaalde delen van de binnenstad verder te beperken, met name in het Wallengebied en de Lastage. “Het doel van zo’n maatregel is om de bruggen en kademuren te ontzien en het gebied veiliger en leefbaarder te maken.  “Met de resultaten van deze onderzoeken heb je meer inzicht in hoe je dat het beste kunt aanpakken, aan welke knoppen je kunt draaien”,licht Frederick toe. “Bovendien kun je met zo’n meetsysteem dat we nu alleen nog voor de proef gebruiken de regels veel beter handhaven. Je ziet het kenteken op camera en je leest het daadwerkelijke gewicht af via de sensoren in de meetbalken.”