Andreas Hartmann, projectleider, vertelt waar het in grote lijnen om draait. ‘We gaan gemeenten, aannemers en ingenieursbureaus helpen met meer inzicht in methoden voor levensduurverlenging en de afweging wanneer het handig is om daarvoor te kiezen.’
Hartmann is universitair hoofddocent Infrastructure Asset Management bij de faculteit Ingenieurswetenschappen van de Universiteit Twente. ‘Voor ons onderzoek werken we nauw samen met bedrijven zoals Boskalis. Boskalis gaat in samenwerking met de gemeente Amsterdam, een andere belangrijke partner in ons project, een pilot doen met een innovatieve levensduurverlengende maatregel. Als onderzoekers kijken we mee en beoordelen deze en andere interventies die er al zijn op hun vermogen kademuren te verstevigen. En we kijken naar de duurzaamheid en inpassing ervan in de planning. Uiteindelijk ontwikkelen we een beslissingsondersteunend systeem dat helpt bij het maken van afwegingen: wanneer is het handig om een levensduurverlengende interventie te plegen en wanneer is het nu juist beter om een kademuur in zijn geheel te vervangen?’
Kruisbestuiving
Om die afweging goed te kunnen maken, moet je onder meer weten hoe het gesteld is met de kademuur in kwestie en wat het effect zal zijn van een interventie zoals bijvoorbeeld groutinjectiepalen. Dit is een techniek waarbij een stalen buispaal de grond in wordt geboord en opgevuld met grout, een mengsel van cement en water. Hartmann: ‘Onze collega’s aan de TU Delft nemen dit deel van het project voor hun rekening. Zij schatten met ‘surrogate modelling’ de effectiviteit in van dergelijke maatregelen. Het is niet eenvoudig. Je hebt onder meer data nodig over de draagkracht van constructies op dit moment. Ze nemen inzichten uit testen in Amsterdam en de haven van Rotterdam als vertrekpunt. Door middel van simulaties kunnen ze dan iets zeggen over het mogelijke effect van maatregelen.’ Hier ligt trouwens een mooie kruisbestuiving met een ander UBIQUAY-project, namelijk LiveQuay waarin monitoring centraal staat. ‘Als Boskalis aan de pilot begint, gaan de LiveQuay-onderzoekers eerst een nulmeting doen. Als de interventie is gepleegd, gaan ze meten hoe deze het dynamische gedrag van de kademuur heeft veranderd. Die inzichten kunnen wij binnen STABILITY dan weer gebruiken voor onze modellering.’
Tekst gaat verder onder de afbeelding
Duurzaam en sociaal
Het verstevigen van de oude kademuren is niet alleen kwestie van techniek, vertelt Hartmann verder. ‘Door de gemeenten en hun inwoners wordt veel belang gehecht aan hoe de kademuren er uit zien, in verband met het cultuurhistorische belang van de grachtengordel. Vaak moet de authentieke uitstraling ervan blijven. Daarnaast moet de versteviging op een duurzame, liefst circulaire manier gebeuren, waarbij er ook nog eens zo min mogelijk overlast ontstaat voor de omgeving. Het verkeer mag niet teveel gehinderd worden en je moet ook rekening houden met bijvoorbeeld woonbootbewoners. Het heeft nogal wat impact als die tijdelijk moeten verhuizen. En als je puur naar de duurzaamheid kijkt, kan het soms beter zijn om niet aan levensduurverlenging te doen en meteen een muur te vervangen. Want soms is er na levensduurverlenging toch nog weer onderhoud nodig dat veel materiaal en energie kan kosten. Dan slaag je dus niet in je opzet om het zo duurzaam mogelijk te doen. Ons onderzoek is gericht op precies dat kantelpunt en de onzekerheden waar je tegenaan loopt in de beoordeling.’ De onderzoekers gebruiken en integreren hiervoor verschillende typen analyses. ‘We gebruiken niet alleen levenscyclusanalyses van interventies, maar nemen ook de levenscycluskosten en de sociale effecten mee.’
Slim plannen
Stel dat je nu al die handige informatie op een rijtje hebt, dan is het de vraag hoe je de interventies precies gaat inzetten, ook in termen van planning. Daarvoor ontwikkelen de onderzoekers van STABILITY een planningstool. ’Hiervoor passen we ‘deep reinforcement learning’ toe.’ De methode is gebaseerd op een planningsalgoritme en een simulatiemodel, waarin wordt geleerd van de impact van de interventies. In het simulatiemodel worden onder meer de fysieke kenmerken van constructies en de impact van maatregelen op verschillende eigenschappen van de constructies opgenomen. Hartmann: ‘We kunnen zo ook zien wat bijvoorbeeld uitstel van maatregelen voor effect heeft op de betrouwbaarheid van een kademuur en de kosten.’
De praktijk
Het laatste element van STABILITY is de implementatie van de ontwikkelde tools in de praktijk. Hiervoor wordt samengewerkt met het vierde URBIQUAY-project dat onlangs werd toegevoegd aan het programma. Daarin staat de invloed van nieuwe oplossingen en veranderende maatschappelijke waarden op beheer en onderhoud van bruggen en kademuren in historische binnensteden centraal. Ook de samenwerking met de partners in het STABIILTY-consortium zelf gaat goed, vertelt Hartmann. ‘Het kost onderzoekers altijd even wat tijd om de juiste mensen en informatie te vinden, maar de hulp die we hierbij krijgen is heel goed. De gemeente Amsterdam met wie we veel samenwerken, is heel toegankelijk en coöperatief. En de ingenieursbureaus zijn natuurlijk ook heel geïnteresseerd omdat we werken met hun methoden. Zij zijn benieuwd naar de effectiviteit en duurzaamheidsaspecten ervan. De andere betrokken gemeenten – Den Haag en Zwolle – staan nu nog wat meer op afstand, maar denken ook mee.’ Tot slot vertelt Hartmann dat het project verder strekt dan alleen de inzet van PhD-studenten. Er werken ook masterstudenten mee aan diverse deelaspecten.
In Sustainable Circular Life Extension Strategies for Inner-City Bridges and Quay Walls (STABILITY) werken de volgende partijen samen: Saxion Hogeschool, Technische Universiteit Delft, Technische Universiteit Eindhoven, Universiteit Twente. Consortiumpartners zijn: Boskalis, CROW, de Beaufort Bouwadvies bv (BBA), Gemeente Amsterdam, Gemeente Den Haag, Gemeente Zwolle, H.D.Sneep Holding bv (SNH), TAUW, Vereniging Vrienden van de Amsterdamse Binnenstad (VVAB).
Meer over Urbiquay