TNO02 Kennisprogramma Natte Kunstwerken TNO

Aanleiding van het project

TKITEST – Voor het waarborgen van de waterveiligheid en waterzekerheid zijn goed functionerende waterbouwkundige constructies (natte kunstwerken) van essentieel belang. Een groot deel van deze constructies komt langzaam maar zeker aan het einde van hun technische ontwerplevensduur. De ontwerplevensduur van oude kunstwerken is doorgaans beperkt tot 50-100 jaar. Daar komt bij dat het werkelijk functioneren van deze constructies nadelig wordt beïnvloed door het intensievere gebruik dan bij het ontwerp was voorzien. Hierdoor ontstaat voor dergelijke constructies een omvangrijke en toenemende vervangings- en renovatieopgave wat voor de komende decennia kan leiden tot grote investeringen om de beschikbaarheid en de betrouwbaarheid in stand te houden.
Vanuit de behoefte bij beheerders en eigenaren van natte kunstwerken om kostenefficiënt om te gaan met de planning en prioritering van vervanging en renovatie van hun assets, is er een toenemende vraag naar kennis over het beheer van bestaande kunstwerken. Hierin spelen onder andere technische vraagstukken een rol, zoals de geschiktheid van beoordelingsmethoden om zo goed mogelijk het actuele en toekomstige veiligheidsniveau van de kunstwerken te kwantificeren. Andere vraagstukken betreffen de implementatie van innovatieve oplossingen die de levensduur effectief verlengen (bijvoorbeeld m.b.t. reparatie- en vervangingstechnieken) en het doeltreffend gebruik van informatie over daadwerkelijk gebruik van de infrastructuur.

Doel van het project

Het “Kennisprogramma Natte Kunstwerken” omvat gerichte studies en een validatietuin voor waterbouwkundige constructies. Hierin zijn technische vraagstukken relevant voor de vervangings- en renovatieopgave van waterbouwkundige constructie beantwoord aan de hand van full-scale onderzoeken in een realistische ontwikkelomgeving. De full-scale onderzoeken hebben zowel binnen als buiten ontwikkellaboratoria plaatsgevonden en zijn uitgevoerd in samenwerking tussen TNO, andere kennisinstellingen, bedrijven, overheden en gebruikers. Binnen deze omgeving zijn concepten, methoden en nieuwe technologieën gestructureerd onderzocht aan de hand van praktijkgegevens.
Het doel van het project “Kennisprogramma Natte Kunstwerken” is om de ontwikkeling, acceptatie, of (commerciële) verspreiding van innovatie te versnellen in een breed scala aan praktijksituaties door:
• ontwikkelde generieke kennis aan de hand van object-specifieke inspectie, meet- en monitorgegevens, waarmee beheervragen kunnen worden beantwoord;
• generieke kennis, waarmee risico’s zijn verkleind bij het implementeren van nieuwe technologisch-geavanceerde ontwikkelingen;
• verkregen ontbrekende praktijkgegevens en diverse full-scale meetlocaties te definiëren.

Het onderzoek is uitgevoerd binnen een indeling in drie categorieën aan praktijkvragen:
1) Gebruikszekerheid, gericht op het verbeteren van kennis voor het bepalen van de gebruikszekerheid;
2) Constructieve veiligheid, gericht op het verbeteren van kennis voor het toetsen van de sterkte & Stabiliteit van bestaande waterbouwkundige constructies;
3) Effectiviteit Innovatieve Oplossingen, gericht op het verbeteren van kennis voor het optimaliseren van innovatieve oplossingen voor levensduurverlenging.

Uitgevoerde activiteiten

Het onderhavige TKI project omvat een aantal onderdelen uit het “Kennisprogramma Natte Kunstwerken” die vallen onder de ontwikkelrichting “Constructieve veiligheid”. Verbreiding naar overige categorie is voorzien in de toekomst.
1) Data analyseren en toepassen
De toegankelijkheid van conditiegegevens is verbeterd door een generieke datastructuur te creëren waar de grote verscheidenheid aan gegevens (inspecties, (N)DT, monitoringsgegevens, etc.) op eenduidige wijze is opgeslagen. Daarmee zijn de gegevens (breed) toegankelijk voor nadere analyses t.b.v. kennisontwikkeling. De vraag heeft betrekking op diverse onderdelen, waaronder wat er moet worden gemeten, wat het kan opleveren en hoe de verkregen informatie kan worden verwerkt en gevisualiseerd je . Uitvoering heeft plaatsgevonden via een paar verdiepingsslagen.
2) Prestatie modelleren en beoordelen
Deze kennisontwikkeling richt zicht primair op het ontwikkelen van prestatiemodellen voor het vaststellen en voorspellen van de technische en functionele staat en (rest)levensduur van bestaande natte kunstwerken. Het doel was het opstellen, valideren en integreren van geavanceerde modellen die gebruik maken van (nieuw ontwikkelde) effectieve meet-, monitor- en inspectiemethoden.
2) Praktijkgegevens inwinnen
De specificaties voor een full-scale meetlocatie zijn uitgewerkt voor representatieve case(s). Hierbij is inzichtelijk gemaakt in hoeverre de in te winnen praktijkgegevens, al dan niet middels een rekenmodel, kunnen worden benut bij het aanscherpen van methodieken of verbeteren van innovatieve oplossingen.

Gerealiseerde resultaten

Het project heeft, naast de opgedane inzichten, geleid tot een generieke methodiek voor het toepassen van praktijkgegevens voor het beoordelen van de gebruikszekerheid en veiligheid van natte kunstwerken en de effectiviteit van innovatieve oplossingen.
Met betrekking tot de scope van het TKI-Project “Kennisprogramma Natte Kunstwerken TNO fase 1” zijn een aantal stappen gezet binnen de onderdelen “Data analyseren & toepassen“ Prestatie modelleren en beoordelen” en “Praktijkgegevens inwinnen” voor de ontwikkelrichting “Constructieve veiligheid”.
De volgende resultaten zijn opgeleverd:
• Verbetering van modellen voor het bepalen van de betrouwbaarheid van natte kunstwerken incl. grond-constructie interactie.
• Het inwinnen van object-specifieke inspectie-, meet- en monitoringsgegevens ten behoeve van generieke kennis en model validatie (één of meer uitgewerkte cases).

Alle resultaten zijn beschikbaar via de website van het kennisprogramma Natte Kunstwerken van de Toekomst
https://www.nattekunstwerkenvandetoekomst.nl/

Innovativiteit

Met de resultaten van dit project is een basis ontstaan voor gevalideerde, generiek toepasbare methodieken voor het beoordelen van de civiele constructiedelen van natte kunstwerken ondersteund door gebruik van DATA uit meten, inspecteren en monitoren. Hierbij is de scope van dit TKI-Project “Kennisprogramma Natte Kunstwerken TNO fase 1” beperkt tot het beoordelen van de constructieve veiligheid. De resultaten hebben tevens input geleverd voor de, in de toekomst beoogde uitwerking, m.b.t. het beoordelen van gebruikszekerheid en effectiviteit van innovatieve oplossingen.

Valorisatie

Bij de ontwikkeling van de generiek toepasbare beoordelingsmethodiek is rekening gehouden met opname ervan in een norm of richtlijn. Dit kan betekenen dat is aangesloten bij een bestaande norm of richtlijn of dat het onderzoek is gericht op het opzetten van een zelfstandige richtlijn.
Om zorg te dragen voor een goede toepasbaarheid van de resultaten zijn projectpartners uit de hele keten betrokken. Door hun participatie in het project zijn deze actief betrokken geweest.
De resultaten van het onderzoek zijn toegankelijk voor de gehele bouwsector via de daarvoor opgerichte website
https://www.nattekunstwerkenvandetoekomst.nl/

Link naar projectresultaten…