Historie

De tot 2017 vigerende kennisbasis, die in de volgende paragraaf nader wordt toegelicht, is vastgelegd in de [Leidraad kunstwerken, 2003]. Deze is eerder als groene versie gepubliceerd, namelijk als [Leidraad waterkerende kunstwerken en bijzondere constructies, 1997] met het bijbehorende [Basisrapport, 1997]. De voorloper van de Leidraad waterkerende kunstwerken en bijzondere constructies is de [Leidraad voor ontwerp, beheer en onderhoud van constructies en vreemde objecten in, op en nabij waterkeringen, 1976]. In dit laatste document wordt voor het eerst aandacht besteed aan constructief bezwijken in relatie tot waterkeren.

Na publicatie van de Leidraad kunstwerken zijn toetsvoorschriften opgesteld ten behoeve van de wettelijke toetsingen tot en met de derde toetsronde (onder andere het [Voorschrift toetsen op veiligheid, 2006]. Hierin is zoveel mogelijk aangesloten op de Leidraad kunstwerken.

Na het verschijnen van de Leidraad kunstwerken en het VTV2006 is voor het faalmechanisme sterkte en/of stabiliteit nader onderzoek gedaan naar het bepalen van de juiste rekenwaarden voor een semi-probabilistische toetsing [Meinen, et al., 2017].

Veiligheidsfilosofie en beoordelingsmethodieken tot 2017

Zoals toegelicht in de [Grondslagen voor waterkeren, 1998] vond vanaf 1998 ontwerp en beoordeling van waterkeringen plaats op basis van de overbelastingsbenadering, waarbij de waterkeringen ontworpen en getoetst werden bij een specifiek peil afhankelijk van de norm van de dijkring. Dit peil werd ook wel aangeduid met MHW (maatgevend hoogwater). Voor een verdere invulling van de eisen aan falen van kunstwerken werd in de Grondslagen verwezen naar de Leidraad kunstwerken. (De Grondslagen voor waterkeren zijn inmiddels vervangen door de Grondslagen voor hoogwaterbescherming [Kok, et al., 2017].

Leidraad kunstwerken

Het faalmechanisme sterkte en/of stabiliteit wordt in de Leidraad kunstwerken gepresenteerd als één van de drie hoofdfaalmechanismen die bij kunstwerken van toepassing zijn. Dit betreffen naast sterkte en/of stabiliteit ook de faalmechanismen overslag en overloop en niet sluiten (betrouwbaarheid sluiting). Sterkte en/of stabiliteit werd opgedeeld in bezwijken constructieonderdelen, instabiliteit constructie en grondlichaam en onder- en achterloopsheid.

In de Leidraad kunstwerken is voor toetsen en ontwerpen het falen van een kunstwerk opgedeeld in een spoor waterbezwaar – hierin worden de faalmechanismen overslag en/of overloop en betrouwbaarheid sluiting beschouwd – en een spoor constructief bezwijken (zie Figuur 1). Uitgangspunt is de overbelastingsbenadering, waarin het optreden van waterbezwaar gelijk wordt gesteld aan falen van het kunstwerk. Eisen aan de kans op overschrijding van een toelaatbaar instromend volume buitenwater via het gesloten of het geopende kunstwerk zijn dan ook gekoppeld aan het optreden van waterbezwaar. Aanvullend hierop is een eis gesteld aan de kans op constructief falen, gegeven dat normomstandigheden niet worden overschreden. (Normomstandigheden: waterstand inclusief bijbehorend golfregime met een overschrijdingsfrequentie per jaar gelijk aan de normfrequentie per jaar van de dijkring waartoe het kunstwerk behoorde.) Bij deze laatste tak werd verondersteld dat dit altijd tot een onbeheersbare situatie met substantiële gevolgen leidt. Overschrijding van een toelaatbaar instromend volume geeft weliswaar aanleiding tot (grote) problemen, maar de situatie hoeft niet direct onbeheersbaar te zijn.

Voor het faalmechanisme sterkte en/of stabiliteit werd aan de eisen voldaan wanneer de faalkans kleiner was dan 1/100 van de veiligheidsnorm zoals destijds was vastgelegd in de Waterwet (en de voorganger: Wet op de Waterkering). Dit was een normfrequentie per dijkring.