Vermoeiing en renovatie van het viaduct van Vilvoorde: een hybride aanpak om de levensduur van infrastructuren te verlengen

Viaduc Vilvorde fatigue - bureau greisch - 1440 X 480

Naar een beheersbare veroudering in de ingenieurskunst

Gelegen op de noordelijke ring van Brussel is het viaduct van Vilvoorde een sleutelinfrastructuur, in gebruik sinds 1978. Door de groeiende verkeersdruk is aanpassing een strategische prioriteit geworden. Greisch voerde een grondige vermoeiingsstudie uit in het kader van de renovatie van deze constructie, met als doel de levensduur tot 2078 te verlengen, terwijl tot vier rijstroken mogelijk zijn, waarvan twee voor zwaar vrachtverkeer.

Een hybride rekenstrategie: tussen vermoeiing en breukmechanica

Context en technische uitdagingen

De renovatie vindt plaats in een complexe context:

Verouderende materialen die moeilijk te karakteriseren zijn
Deels (on)zichtbare schade
Grote invloed van lokale belastingen door assen van zwaar vrachtverkeer → noodzaak van gedetailleerde verkeersmodellering zonder te conservatief te ontwerpen

De gekozen aanpak combineert vermoeiingsberekeningen volgens de S-N-curves van de Eurocode met breukmechanische analyses. Dit maakt het mogelijk om rekening te houden met de schadehistoriek van de structuur, en het aantal nodige herstellingen te beperken – een belangrijk verschil met een nieuwe constructie.

Geavanceerde modellering: van globaal naar lokaal

Een globaal balkmodel, gekoppeld aan een lokaal schaal-volume model van een sectie van 16 meter van het viaduct, werd ontwikkeld met de eigen FINELG-software. Deze combinatie maakt mogelijk:

Nauwkeurige weergave van longitudinale en transversale spanningen
Optimalisatie van vermoeiingscontroles via de TRAFALI-software (reconstructie van 930 scenario’s uit slechts 91 eindige-elementensimulaties)

Rekening houden met het verleden en anticiperen op de toekomst

Opgetelde schade over 100 jaar

Analyseperiode:

Verleden: 1978–2028, verdeeld in 6 periodes volgens verkeersgroei
Toekomst: 2028–2078, met scenario’s voor 3 of 4 rijstroken

Voor elk kritisch detail (>4.500 punten geanalyseerd) werd de cumulatieve schade berekend, en indien nodig een scheurvoortplantingsanalyse uitgevoerd. Deze heeft tot doel:

Te bepalen welke scheuren moeten worden gerepareerd en welke veilig zonder ingreep kunnen blijven
Inspectie-intervallen vast te leggen per type detail

Gerichte versterkingsoplossingen

Greisch paste meerdere versterkingstechnieken toe:

90 mm hoogwaardig beton (HPC) op de orthotrope plaat → meer stijfheid, betere lastverdeling
Dubbelplaten rond longitudinale verstijvers
Buisvormige schoren om lassen van uitkragende orthotrope platen te ontlasten
Vervangen van geboute voegen door gelaste oplossingen
Vervangen van hoeklassen die niet aan de wortel inspecteerbaar zijn
HFMI-behandelingen om vermoeiingsweerstand te verhogen

Resultaten: slopen vermijden, levensduur verlengen

Dankzij deze hybride en gerichte aanpak werd sloop van de orthotrope dekplaat en/of de kokerbalk vermeden. Het viaduct kan nu langdurig het verkeer op een veilige en duurzame manier verwerken.

Lees het volledige artikel in het Engels – IABSE Congress Gent 2025 (PDF)