Detectie van gebroken palen onder een tunnel : statische methode, axiaal symmetrische modellering

Rijkswaterstaat onderzoekt de mogelijkheid om op niet-destructieve wijze te bepalen of trekpalen onder de Prinses Margriettunnel gebroken zijn. In dit rapport is met eindige-elementensoftware geanalyseerd hoe een trekpaal reageert wanneer de voorspanstaaf breekt. De onderzoeksvragen richtten zich op de directe afbraak van de paal en de meetbaarheid van een verschil tussen een gebroken en ongebroken paal onder statische belasting. Vier scenario’s zijn doorgerekend, waarbij bleek dat de stijfheid van het beton de piekspanning in de paalkop sterk beïnvloedt, maar in geen enkel geval leidde tot paalbreuk. Om beter inzicht te krijgen, is aanvullend onderzocht hoe de ruimte tussen paalkop en tunnelvloer verandert bij breuk en of statische belasting een meetbaar verschil laat zien. Als een paal breekt, ontstaat een scheur van circa 0,5 mm in de paalkop. Echter, het verschil tussen een gebroken en ongebroken paal onder belasting is zo klein dat het in een veldsituatie niet meetbaar is. Dit betekent dat het niet haalbaar is om met statische belasting en vervormingsmetingen gebroken trekpalen te detecteren. De studie concludeert dat trekpalen niet direct losbreken bij het verlies van de voorspanstaaf, omdat de piekspanning lager blijft dan de treksterkte van de stortnaad. Het 2D-model kan slechts één paal analyseren en houdt geen rekening met complexe scenario’s zoals randpalen of meerdere gebroken palen. Dit vormt een significante beperking, waardoor verdere studie met een uitgebreider 3D-model wordt aanbevolen.