De golfbelasting op kruinmuren boven op stortstenen golfbrekers

Abstract

Dit verslag geeft een beschrijving van een onderzoek naar de golfbelasting van kruinmuren boven op breukstenen golfbrekers. Een kruinmuur is een betonnen element dat boven op een golfbreker geplaatst wordt. De voornaamste functie is het terugbrengen van de overslag zonder toepassing van zeer veel stortsteen en toplaagelementen. In dit onderzoek wordt aangenomen dat de golfbelasting tegen de toplaag wordt doorgegeven aan de onderliggende lagen. De golfbelasting tegen de kruinmuur is op te delen is in een golfklap en een quasi-statische belasting. Het maximum van de golfklap doet zich voor als de watertong tegen de muur aanslaat. Het maximum van de quasi-statische belasting doet zich voor als het steenskelet voor en onder de muur met water verzadigd zijn en de waterdruk daar verhoogd is. Om een goed beeld te krijgen van de belasting op een kruinmuur is het nodig de golfoploop te voorspellen. Battjes bepaalde dat de golfoploop afhankelijk was van de brekerparameter. Van der Meer heeft met behulp van het onderzoek van Van der Meer en door middel van het fitten van meetresultaten van modelproeven een empirische benadering ontwikkeld voor het bepalen van de golfoploop gerelateerd aan de overschrijdingskans. Met behulp van de data van de onderstaande modelproefseries zijn de verschillende berekeningsmethodes onderzocht: De modelproeven van het Waterloopkundig Laboratorium De modelproeven op de golfbreker van Gijon, uitgevoerd door Losada De modelproeven van Pedersen Met behulp van de data uit de drie modelproefseries zijn de relaties onderzocht tussen de belasting op de kruinmuur en de gebruikte golfbrekerconfiguraties en zeeconditities. Het blijkt dat er een lineaire relatie bestaat tussen de horizontale kracht en het produkt van de golfhoogte en de golfperiode gedeeld door het vrijboord van de berm. Als eerste orde benadering geldt dit ook voor de druk in het hoekpunt en de verticale kracht. Tevens blijkt dat de opwaartse druk tegen de onderkant van de kruinmuur parabolisch loopt. Over de ligging van het nulpunt kan nog weinig gezegd worden. Tenslotte zijn er berekeningen gedaan met de andere methodes. De uitkomsten hiervan zijn ook vergeleken met de modelproeven. De volgende conclusies kunnen hieruit getrokken worden: De methode van Burcharth onderschat de belastingen. De methode van Gunbak overschat de belastingen. De methode van Pedersen kan alleen gebruikt worden als de golfbreker voldoet aan de door Pedersen opgestelde randvoorwaarden. De methode van Jensen beschrijft de horizontale kracht goed als de empirische coefficienten voor de golfbreker configuratie bepaald zijn aan de hand van resultaten van modelproeven op die golfbreker. De methode van Losada is beperkt te gebruiken. Dit komt doordat deze methode opgesteld is aan de hand van proeven met regelmatige golven en doordat het fundatieniveau van deze kruinmuur onder het stilwaterniveau ligt. De methode van het WL beschrijft de belastingen nauwkeurig als de kruinmuur niet boven de berm uitsteekt. De invloed van de hoogte van het onbeschermde gedeelte van de kruinmuur moet onderzocht worden. De invloed van de doorlatendheid van de golfbreker moet onderzocht worden. De invloed van de bermbreedte en de fundatiehoogte boven het stilwaterniveau van de onderzijde van de kruinmuur moet onderzocht worden.