LOCKFILL - Schematisatie langskrachten bij vullen en ledigen sluiskolken
M.J. Onrust (TU Delft - Civil Engineering & Geosciences)
Hessel Voortman – Mentor (TU Delft - Hydraulic Structures and Flood Risk)
T.J. Zitman – Mentor (TU Delft - Coastal Engineering)
More Info
expand_more
Other than for strictly personal use, it is not permitted to download, forward or distribute the text or part of it, without the consent of the author(s) and/or copyright holder(s), unless the work is under an open content license such as Creative Commons.
Abstract
Een schutsluis maakt het mogelijk om schepen van het ene naar het andere waterpeil te brengen. Van belang is hierbij dat de krachten op de schepen in de sluis niet te hoog worden. Het vullen en ledigen van een schutsluis gaat gepaard met golf- en stromingsverschijnselen die krachten op schepen uitoefenen. De langskrachten mogen niet te groot worden om het bezwijken van de scheepstrossen te voorkomen. Voor het bepalen van de langskracht op een schip in een schutsluis wordt in Nederland een methode gebruikt die is gebaseerd op het onderscheiden van vijf krachtscomponenten. Deze schematisatie is opgenomen in het rekenprogramma LOCKFILL, dat in de jaren ’80 is ontwikkeld door het Waterloopkundig Laboratorium. Het gaat om de volgende krachtscomponenten:
1. kracht als gevolg van translatiegolven
2. kracht als gevolg van impulsafname
3. kracht als gevolg van wrijving
4. kracht als gevolg van straalwerking
5. kracht als gevolg van dichtheidsverschillen
De sommatie van de krachtscomponenten levert een totaalkracht op een schip.Een schutsluis maakt het mogelijk om schepen van het ene naar het andere waterpeil te brengen. Van belang is hierbij dat de krachten op de schepen in de sluis niet te hoog worden. Het vullen en ledigen van een schutsluis gaat gepaard met golf- en stromingsverschijnselen die krachten op schepen uitoefenen. De langskrachten mogen niet te groot worden om het bezwijken van de scheepstrossen te voorkomen. Voor het bepalen van de langskracht op een schip in een schutsluis wordt in Nederland een methode gebruikt die is gebaseerd op het onderscheiden van vijf krachtscomponenten. Deze schematisatie is opgenomen in het rekenprogramma LOCKFILL, dat in de jaren ’80 is ontwikkeld door het Waterloopkundig Laboratorium. Het gaat om de volgende krachtscomponenten: 1. kracht als gevolg van translatiegolven 2. kracht als gevolg van impulsafname 3. kracht als gevolg van wrijving 4. kracht als gevolg van straalwerking 5. kracht als gevolg van dichtheidsverschillen De sommatie van de krachtscomponenten levert een totaalkracht op een schip. Onsystematische waarnemingen bij echte sluizen wijzen er op dat schepen vaak in sluizen liggen zonder de trossen vast te maken. Deze schepen hebben dan geen problemen van langskrachten. Dit kan erop wijzen dat huidige rekenmethoden zoals LOCKFILL onnodig conservatief zijn. In dit onderzoek is de wiskundige modellering van LOCKFILL in kaart gebracht. Hieruit blijkt dat de krachtscomponenten als gevolg van impulsafname, wrijving en straalwerking niet onnodig conservatief zijn. Of dit ook geldt voor de krachtscomponenten als gevolg van translatiegolven en dichtheidsverschillen moet in vervolgonderzoek worden onderzocht. Verder is in dit rapport een alternatieve schematisatie ontwikkeld voor het bepalen van de krachtscomponenten als gevolg van impulsafname en wrijving. Door de toegenomen mogelijkheden van numeriek rekenen kan de langskracht nauwkeuriger bepaald worden dan in LOCKFILL. Wat dit betekent voor de ontwerppraktijkmoet middels praktijkmetingen worden gevalideerd.
Onsystematische waarnemingen bij echte sluizen wijzen er op dat schepen vaak in sluizen liggen zonder de trossen vast te maken. Deze schepen hebben dan geen problemen van langskrachten. Dit kan erop wijzen dat huidige rekenmethoden zoals LOCKFILL onnodig conservatief zijn.
In dit onderzoek is de wiskundige modellering van LOCKFILL in kaart gebracht. Hieruit blijkt dat de krachtscomponenten als gevolg van impulsafname, wrijving en straalwerking niet onnodig conservatief zijn. Of dit ook geldt voor de krachtscomponenten als gevolg van translatiegolven en dichtheidsverschillen moet in vervolgonderzoek worden onderzocht.
Verder is in dit rapport een alternatieve schematisatie ontwikkeld voor het bepalen van de krachtscomponenten als gevolg van impulsafname en wrijving. Door de toegenomen mogelijkheden van numeriek rekenen kan de langskracht nauwkeuriger bepaald worden dan in LOCKFILL. Wat dit betekent voor de ontwerppraktijkmoet middels praktijkmetingen worden gevalideerd.