rijkswaterstaat
* 7^
®^
\
risico analyse
sluizen zuid willemsvaart
i s i c o analyse s l u i z e n
Zuid-Willemsvaart
RISICOANALYSE SLUIZEN ZUID-WILLEMSVAART
\
a.
Nota o p g e s t e l d door R i j k s w a t e r s t a a t
mei 1988
R i s i c o analyse s l u i z e n Z u i d - W i l l e m s v a a r t
-2-
INHOUDSOPGAVE
1.
INLEIDING EN SAMENVATTING
1.1. Algemeen
1.2. Opzet van de nota
1.3. Samenvatting en c o n c l u s i e s
1.4. P r o j e c t g r o e p
2.
PROBLEEMANALYSE
2.1. Studie-kader
2.2. Huidige en gewenste s i t u a t i e
2.3. P r o b l e e m s t e l l i n g
3.
UITGANGSPUNTEN
3.1. Algemene gegevens
3.2. H i s t o r i e
3.3. I n s p e c t i e s
3.4. Aannamen
4.
ANALYSE VAN HET FUNKTIONEREN
4.1. Algemeen
4.2. H o o f d f u n k t i e s
4.3. Opbouw van de c o n s t r u c t i e
4.4. B e l a s t i n g op de c o n s t r u c t i e
4.5. F u n k t i e s van onderdelen
4.6. Verouderings- en schademechanismen
4.7. Faalmechanismen
4.8. Nadere c o n s t r u c t i e v e beschouwing
4.9. P r o b a b i l i s t i s c h e beschouwing
5.
GEVOLGEN B I J FALEN
5.1. I n d e l i n g naar h o o f d f u n k t i e s
5.2. Schade t e n gevolge van v e r l i e s kerende f u n k t i e
5.3. Schade t e n gevolge van v e r l i e s s c h u t f u n k t i e
5.4. Schade t e n gevolge van b e p e r k i n g s p u i c a p a c i t e i t
5.5. Schade t e n gevolge van u i t v a l l e n o e v e r v e r b i n d i n g
6.
BEGROTING RISISO
6.1. Algemeen
6.2. Het a a n t a l s l u i z e n
6.3. De f a c t o r t i j d
6.4. Verwacht v e r l i e s
7.
INVENTARISATIE RISICO-BEPERKENDE MAATREGELEN
7.1. Algemeen
7.2. C o n s t r u c t i e v e aanpassingen
7.3. Beperking van de b e l a s t i n g
7.4. I n s p e c t i e en onderhoud
7.5. C a l a m i t e i t e n p l a n
7.6. Afweging r i s i c o beperkende maatregelen
7.7. Aanbevelingen voor nader onderzoek
Risico analyse s l u i z e n Zuid-Willemsvaart
-3-
BIJLAGE
1.
E x t r a scheepskosten t e n gevolge van stremming
sluis.
LITERATUURLIJST
1.
Bestek u i t 1822: "Bestek en C o n d i t i e n " gedateerd 15
maart 1822 ( a l l e e n de t e k s t , geen t e k e n i n g e n ) ;
2.
D i v . bestekken van rond 1930: " H e r s t e l l e n en
verbreeden van de s c h u t k o l k e n " ;
3.
Nota over de gebreken aan s l u i z e n , a p r i l
4.
Nota "Onderhoudstoestand muurwerken en damwanden" van
s l u i s 2, 4, 5 en 6, gedateerd 7 mei 1979;
5.
Rapporten van de d r o o g z e t t i n g van s l u i s
6.
B e s c h i k b a r e tekeningen u i t d i v e r s e
onderhoudsbestekken;
7.
A r c h i e f f o t o ' s van de oorlogsschade i n 1944;
8.
Grondgegevens: LGM-sonderingen b i j s l u i s 10 en 12,
g e o l o g i s c h onderzoek " T r a j e c t S c h i j n d e l " van de R i j k s
Geologische Dienst;
9.
Nota " K w a l i t e i t en k o s t e n van Rijksvaarwegen" met
b i j l a g e voor Z u i d - W i l l e m s v a a r t , RWS D i e n s t Weg- en
Waterbouwkunde, maart 1987;
10.
Afweging p l a a t s i n g a a n v a a r c o n s t r u c t i e s , RWS
Bruggen, G. Hertogh, 6 a p r i l 1984;
11.
B r i e f b e t r e f f e n d e aanvaringen s l u i z e n te IJmuiden van
RWS - D i r e c t i e Noord-Holland, D i e n s t k r i n g
Noordzeekanaal, kenmerk 801, 17 a p r i l 1986;
12.
Nota "De Aa en de Z u i d - W i l l e m s v a a r t " , Waterschap de
Aa, Technische D i e n s t , H o o f d a f d e l i n g Waterbeheersing,
j u n i 1985;
13.
TNO-rapport 87M/010459, c o r r o s i e v e a a n t a s t i n g en
r e s t l e v e n s d u u r van de v e r s t e r k t e s t a l e n damwand i n de
s c h u t k o l k van S l u i s 5, 21 augustus 1987;
14.
Duiker-onderzoek van de houten f u n d e r i n g en onderloopsheidschermen van S l u i s 3, mei 1988.
1981;
3, 4 en 5;
Directie
Risicoanalyse sluizen
F i g . 1.1
Zuid-Willemsvaart
Overzichtskaart Zuid-Willemsvaart
-4-
R i s i c o analyse s l u i z e n Zuid-Willemsvaart
-11-
l a t i e f k l e i n ) onderdeel a a n l e i d i n g kan geven t o t f a l e n van de s c h u t f u n c t i e .
A l s b e l a n g r i j k s t e f a l e n d e onderdelen z i j n te noemen:
a. d e f o r m a t i e en d e s i n t e g r a t i e van de muren en v l o e ren van de s l u i s h o o f d e n ;
b. d e f o r m a t i e van de kolkwanden;
c. o n k l a a r geraken van bewegingswerken, deuren,
s c h u i v e n en ophangingen;
d. v a s t l o p e n van een beweegbare brug.
Met name b i j de punten a en b s p e e l t de ouderdom van
de s l u i s een b e l a n g r i j k e r o l t e r w i j l punten c en d
door onderhoud en j u i s t g e b r u i k kan worden voorkomen.
Z o a l s u i t de f o t o ' s b l i j k t , bevinden de muren van de
s l u i s h o o f d e n z i c h i n een s l e c h t e s t a a t , d i e mede
v e r o o r z a a k t wordt door de scheuren d i e z i c h i n het
metselwerk bevinden en d i e onder i n v l o e d van weer en
wind steeds v e r d e r u i t s l i j t e n . Deze scheuren z i j n het
g e v o l g van k l e i n e z e t t i n g e n , s c h e e p s s t o t e n tegen de
muren en m o g e l i j k van o o r l o g s h a n d e l i n g e n .
Deze d e s i n t e g r a t i e van de muren h e e f t t o t g e v o l g dat
de kans op het b e z w i j k e n van een onderdeel van de
muur toeneemt t e r w i j 1 muurbrokken l o s kunnen komen
d i e een belemmering vormen voor de beweging van de
s l u i s d e u r e n en de scheepvaart.
U i t de analyse b l i j k t , dat deze oorzaken, d i e a a n l e i d i n g geven t o t het n i e t meer kunnen s c h u t t e n van
schepen, gemiddeld per s l u i s , een a a n t a l malen per
j a a r kunnen optreden.
G e z i e n over het t o t a l e t r a j e c t van de Zuid-Willemsv a a r t betekent d i t dat gedurende 1/3 d e e l van het
j a a r ergens een s l u i s gestremd i s .
De gevolgen h i e r v a n z i j n oponthoud voor de scheepv a a r t en, b i j langere stremming, de noodzaak t o t omvaren.
Met deze gevolgen z i j n i n hoofdzaak m a a t s c h a p p e l i j k e
k o s t e n gemoeid.
Spuien
De s p u i k o k e r s naast de s c h u t s l u i z e n v e r k e r e n i n een
r e d e l i j k goede s t a a t .
De s p u i f u n c t i e van de s l u i s i s s l e c h t s i n het geding
i n d i e n a l s gevolg van herstelwerkzaamheden de s l u i s
moet worden afgedamd. Het t r e f f e n van een t i j d e l i j k e
v o o r z i e n i n g ( h e v e l l e i d i n g of pompen) voorkomt belangr i j k e schade.
S l u i s a l s oeververbinding
De f u n c t i e a l s o e v e r v e r b i n d i n g i s i n het v e r l e d e n a l
enkele keren i n het geding geweest.
De oorzaken daarvan moeten worden gezocht i n de hoge
R i s i c o analyse s l u i z e n Zuid-Willemsvaart
-12-
b e l a s t i n g e n van het wegverkeer waardoor de muren van
de s l u i s h o o f d e n , d i e de landhoofden van de brug vormen, i n g e r i n g e mate v e r p l a a t s e n . Het v a l van de brug
kan daardoor klem komen te z i t t e n of p a s t na het
h e f f e n n i e t meer t u s s e n de "landhoofden".
De c o n c l u s i e u i t de r i s i c o a n a l y s e met b e t r e k k i n g t o t
de o e v e r v e r b i n d i n g l u i d t , dat b i j b u i t e n g e b r u i k
raken van een o e v e r v e r b i n d i n g over een s l u i s ,
voldoende a l t e r n a t i e v e o e v e r v e r b i n d i n g e n i n de
d i r e c t e omgeving van de s l u i s aanwezig z i j n en kunnen
worden benut door h e t doorgaande wegverkeer. Voor h e t
l o k a l e verkeer z i j n noodvoorzieningen nodig.
Noemenswaardige schade voor h e t wegverkeer z a l daarom
achterwege b l i j v e n .
R i s i c o ' s en maatreEelen
De kans op het v e r l o r e n gaan van de kerende f u n c t i e
van de s l u i s i s b i j z o n d e r g e r i n g . Een s l u i s h o o f d z a l
n i e t i n z i j n geheel b e z w i j k e n . De r i s i c o k o s t e n d i e
hiermee samenhangen z i j n v e r w a a r l o o s b a a r k l e i n .
B i j de b e g r o t i n g van het t o t a l e r i s i c o dat h e t geb r u i k van de s l u i z e n met z i c h meebrengt, b l i j k t dat
d i t v r i j w e l v o l l e d i g wordt gevormd door de bedragen
die samenhangen met de stremming voor de s c h e e p v a a r t
a l s g e v o l g van het v e r l i e s van de s c h u t f u n c t i e .
C i r c a 50% van het r i s i c o b e d r a g hangt samen met de
stremming d i e het g e v o l g i s van stuk gaan van vaak
k l e i n e onderdelen van de s l u i z e n , d i e v e r v o l g e n s
moeten worden g e r e p a r e e r d .
De doorgaande d e s i n t e g r a t i e van de metselwerk muren
van de s l u i s h o o f d e n s p e e l t h i e r b i j een b e l a n g r i j k e
rol.
De o v e r i g e 50% van het r i s i c o b e d r a g wordt gevormd
door stremmingen d i e v o o r t v l o e i e n u i t de n o o d z a k e l i j ke i n s p e c t i e s en onderhoud, dat i n toenemende mate
noodzakelijk i s .
Het t o t a l e r i s i c o bedraagt voor de 12 s l u i z e n tezamen
t u s s e n de 3 en 6 m i l j o e n gulden per j a a r .
Een d e e l van het r i s i c o kan worden vermeden door de
s t a a t van de s l u i s h o o f d e n te v e r b e t e r e n . Door renovat i e van de s l u i s h o o f d e n wordt een h a l t geroepen aan
de s t e r k v o o r t s c h r i j d e n d e d e s i n t e g r a t i e van h e t
metselwerk, waardoor de v e i l i g h e i d van de c o n s t r u c t i e
na enige t i j d i n gevaar kan komen. Deze v e i l i g h e i d i s
eveneens gediend, zo b l i j k t u i t de b e r e k e n i n g e n met
het v e r m i j d e n van b e l a s t i n g e n door zwaar wegverkeer.
R i s i c o ' s d i e hiermee samenhangen kunnen worden
vermeden door zwaar wegverkeer n i e t l a n g e r toe te
l a t e n op de bruggen over s l u i s h o o f d e n .
P e r i o d i e k e i n s p e c t i e en r e g e l m a t i g onderhoud dragen
eveneens b i j t o t de v e r l a g i n g van het r i s i c o .
R i s i c o analyse s l u i z e n Zuid-Willemsvaart
1.
I n l e i d i n g en
1.1.
Algemeen
-5-
samenvatting
De Z u i d - W i l l e m s v a a r t i s aangelegd i n de p e r i o d e 1822
1826 en vormt de v e r b i n d i n g t u s s e n de Maas i n
M a a s t r i c h t en de Dieze b i j 's-Hertogenbosch. Het
k a n a a l l o o p t over een a f s t a n d van ca. 75km over
Nederlands grondgebied en l i g t voor h e t g r o o t s t e ged e e l t e i n Noord-Brabant ( z i e f i g . 1.1).
In h e t Nederlandse g e d e e l t e van het k a n a a l b e v i n d e n
z i c h 15 s c h u t s l u i z e n , d i e met u i t z o n d e r i n g van s l u i s
0 en de s l u i z e n i n het kanaalpand Nederweert- B e l g i sche grens, hun o o r s p r o n k e l i j k e afmetingen en i n r i c h t i n g hebben behouden. Aan het k a n a a l g e d e e l t e op
Limburgs gebied z i j n i n de j a r e n 1925-1927 b e l a n g r i j ke v e r b e t e r i n g e n aangebracht i n verband met de a a n l e g
van h e t Kanaal Wessem-Nederweert. Deze v e r b e t e r i n g e n
omvatten de opruiming van s l u i s 14, t e n gevolge waarvan het k a n a a l p e i l boven deze s l u i s met ca. 2.m d a a l de. I n verband hiermee werd s l u i s 15 ( b i j Nederweert)
vervangen; s l u i s 16 b i j Weert werd vanwege z i j n
s l e c h t e t e c h n i s c h e s t a a t vervangen.
In h e t b e g i n van de z e s t i g e r j a r e n werden door de
R i j k s w a t e r s t a a t v o o r s t e l l e n i n g e d i e n d voor de
v e r b e t e r i n g van de Z u i d - W i l l e m s v a a r t . Deze v o o r s t e l l e n beoogden de vaarweg g e s c h i k t te maken voor de
normale v a a r t met v o l b e l a d e n schepen van 600 ton en
wel z o d a n i g dat een w e i n i g f r e q u e n t e v a a r t met schepen van een hogere tonnage (max. 1350 ton) m o g e l i j k
zou z i j n .
Voor de d i m e n s i o n e r i n g van bedoelde vaarwegen zou d i t
een v e r r u i m i n g van de s p i e g e l b r e e d t e t o t 46.m, van de
bodembreedte t o t 25.m en een v e r d i e p i n g t o t 3.50 ra
inhouden, t e r w i j l een v r i j e brugdoorvaarthoogte van
5.75 m werd aangehouden.
In 1971 s t e l d e de toenmalige M i n i s t e r van V e r k e e r en
W a t e r s t a a t plannen v a s t b e t r e f f e n d e de v e r r u i m i n g van
vorenbedoelde k a n a l e n t o t een b e v a a r b a a r h e i d voor
v o l b e l a d e n schepen met 600 ton laadvermogen ( v o l waardige k l a s s e I I ) en d a a r b i j een b e p e r k t e vaarmogel i j k h e i d voor k l a s s e IV-schepen (1350 ton laadvermogen) .
De plannen h i e l d e n tevens i n dat het a a n t a l s l u i z e n
i n de Z u i d - W i l l e m s v a a r t zou worden t e r u g g e b r a c h t van
15 t o t 9 en dat het merendeel van de beweegbare bruggen zou worden vervangen door v a s t e .
De v a s t s t e l l i n g v o o r z a g bovendien i n de omlegging van
de Z u i d - W i l l e m s v a a r t om Helmond. Over de v r a a g o f h e t
k a n a a l v a k van de Z u i d - W i l l e m s v a a r t door 's-Hertogenbosch zou worden v e r b e t e r d , of dat h e t k a n a a l om de
R i s i c o analyse s l u i z e n Z u i d - W i l l e m s v a a r t
-6-
s t a d zou worden gelegd, was naar het o o r d e e l van de
M i n i s t e r nader o v e r l e g en onderzoek n o d i g , zodat de
v a s t s t e l l i n g a l l e e n b e t r e k k i n g had op het g e d e e l t e
van voornoemde kanalen t e n z u i d e n van 's-Hertogenbosch .
Ten a a n z i e n van het t i j d s t i p van u i t v o e r i n g van de
werken werd de b e s l i s s i n g aangehouden.
In de nota "Analyse Brabantse en Midden-Limburgse kan a l e n " z i j n de r e s u l t a t e n van het door de M i n i s t e r
aangekondigde onderzoek naar de s i t u a t i e b i j 's-Hertogenbosch neergelegd.
In deze nota worden een a a n t a l a l t e m a t i e v e n met e l kaar v e r g e l e k e n , w a a r b i j i n a f w i j k i n g van de i n 1971
v a s t g e s t e l d e v e r r u i m i n g s p l a n n e n i s gekeken naar mogel i j k h e d e n om t o t een v o l w a a r d i g e k l a s s e - I V vaarweg te
komen, hetgeen a a n s l o o t b i j het toen v i g e r e n d e beleid.
In 1982 nam de M i n i s t e r het b e s l u i t t o t v e r r u i m i n g
van de Z u i d - W i l l e m s v a a r t conform het a l t e r n a t i e f D IV
van de nota. De v e r v a n g i n g van de bestaande s l u i z e n
door een g e r i n g e r a a n t a l nieuwe s l u i z e n werd h i e r d o o r
op gang gebracht. De werkzaamheden dienden i n het
j a a r 2000 gereed te z i j n .
Inmiddels i s de s t a r t van de verruimingswerken aan de
Z u i d - W i l l e m s v a a r t opgeschoven naar 1991, waardoor een
a a n t a l s l u i z e n na het j a a r 2000 gereed z a l komen.
H i e r d o o r moeten de bestaande s l u i z e n v e e l l a n g e r
d i e n s t b l i j v e n doen.
Deze bestaande s l u i z e n z i j n a l een groot a a n t a l j a r e n
reden t o t z o r g . Vanaf 1982 z i j n herstelwerkzaamheden
u i t g e v o e r d aan de schutkolkwanden waardoor de s t a b i l i t e i t en s t e r k t e h i e r v a n z i j n gewaarborgd voor de
e e r s t e 20 j a a r . Geconstateerde gebreken aan s l u i s hoofden werden met het oog op de v e r r u i m i n g s p l a n n e n
slechts provisorisch hersteld.
De s l e c h t e u i t e r l i j k e s t a a t w a a r i n de s l u i z e n i n de
Z u i d - W i l l e m s v a a r t v e r k e r e n , alsmede het u i t s t e l van
de v e r b e t e r i n g s w e r k e n , geven a a n l e i d i n g t o t onger u s t h e i d met b e t r e k k i n g t o t de betrouwbaarheid en de
bedrij fszekerheid.
Binnen de d i r e c t i e Noord-Brabant i s met het oog h i e r op een " c a l a m a i t e i t e n p l a n " o p g e s t e l d . In het v e r lengde h i e r v a n werd de behoefte gevoeld om de r i s i co's, verbonden met het g e b r u i k van de s l u i z e n ,
s y s t e m a t i s c h i n k a a r t te brengen, hetgeen met deze
r i s i c o a n a l y s e wordt beoogd.
Daartoe wordt het s l u i s t y p e beschouwd dat t a m e l i j k
u n i f o r m i s voor a l l e s l u i z e n i n de Z u i d - W i l l e m s v a a r t .
Om de h u i d i g e t o e s t a n d van de s l u i z e n te kunnen bes c h r i j v e n worden de verouderingsmechanismen d i e h i e r -
R i s i c o analyse s l u i z e n Zuid-Willemsvaart
-7-
op werkzaam z i j n verkend, r e s u l t a t e n van i n s p e c t i e s
b e s t u d e e r d en nadere i n s p e c t i e s u i t g e v o e r d .
Het f u n c t i o n e r e n van d i t s l u i s t y p e wordt g e a n a l y s e e r d
i n h o o f d f u n c t i e s en f u n c t i e s van de onderdelen.
V e r v o l g e n s wordt bekeken welke mechanismen bestaan,
welke t o t f a l e n kunnen l e i d e n (faalmechanismen).
F a l e n wordt h i e r b i j omschreven a l s een t o e s t a n d
w a a r b i j een of meerdere h o o f d f u n c t i e s onverwachts
n i e t meer kunnen worden v e r v u l d .
De kansen met b e t r e k k i n g t o t het n i e t f u n c t i o n e r e n
( f a a l k a n s e n ) worden voor de v e r s c h i l l e n d e f a a l mechanismen bepaald en gekoppeld aan de gevolgen
daarvan.
Deze gevolgen z i j n a f h a n k e l i j k van de omgeving van de
f a l e n d e s l u i s . I n deze nota wordt de omgeving van
s l u i s 3 t o t v o o r b e e l d genomen.
Aan de gevolgen van het f a l e n z i j n k o s t e n verbonden
d i e , gekoppeld aan de f a a l k a n s een r i s i c o
vertegenwoordigen.
1.2.
Opzet van
de
nota
Een samenvatting van de n o t a i s i n p a r a g r a a f 1.3. gegeven, w a a r i n tevens de b e l a n g r i j k e c o n c l u s i e s worden
genoemd.
In h o o f d s t u k 2 wordt het kader waarbinnen de s t u d i e
wordt u i t g e v o e r d aangegeven en de probleemanalyse
u i t g e w e r k t . De p r o b l e e m s t e l l i n g wordt gevormd door
h e t v e r s c h i l t u s s e n h u i d i g e en gewenste s i t u a t i e .
In h o o f d s t u k 3 wordt ingegaan op de gegevens met bet r e k k i n g t o t de s l u i z e n en hun omgeving. De gegevens
vormen samen met aannamen d i e i n h e t kader van de
s t u d i e z i j n gedaan de u i t g a n g s p u n t e n voor de i n de
n o t a neergelegde r e s u l t a t e n .
In h o o f d s t u k 4 wordt het f u n c t i o n e r e n van de s l u i s
g e a n a l y s e e r d en worden de f a a l k a n s e n met b e t r e k k i n g
t o t h e t n i e t f u n c t i o n e r e n aangegeven.
In h o o f d s t u k 5 worden de gevolgen van h e t n i e t funct i o n e r e n verkend. Het produkt van de gevolgschade en
de f a a l k a n s vormt het r i s i c o dat met h e t g e b r u i k van
de s l u i s i s gemoeid. D i t s t a a t beschreven i n hoofds tuk 6.
M o g e l i j k h e d e n om de r i s i c o ' s te beperken worden gegeven i n hoofdstuk 7.
1.3.
Samenvatting en
conclusies
De u i t e r l i j k e s t a a t w a a r i n de 160
i n de Z u i d - W i l l e m s v a a r t v e r k e r e n ,
De i n s p e c t i e s d i e i n het v e r l e d e n
den, l a t e n z i e n dat de s l u i z e n op
gebreken v e r t o n e n . O n d u i d e l i j k i s
j a a r oude s l u i z e n
i s slecht.
hebben p l a a t s g e v o n v e l e punten
op welke w i j z e en
Risicoanalyse sluizen
Foto 1.
Zuid-Willemsvaart
Zuid-Willemsvaart
-8-
R i s i c o analyse s l u i z e n Zuid-Willemsvaart
-9-
i n welke mate de geconstateerde gebreken, i n samenhang met de ouderdom van de s l u i z e n , het f u n c t i o n e r e n
van de s l u i z e n b e i n v l o e d e n en of mede daardoor c a l a m i t e i t e n kunnen o n t s t a a n .
Met de onbekende r i s i c o ' s , d i e het g e b r u i k van de
s l u i z e n met z i c h meebrengen, hangt de (on)betrouwb a a r h e i d van de Z u i d - W i l l e m s v a a r t a l s v a a r v e r b i n d i n g
en w a t e r a f v o e r k a n a a l samen.
De s l u i z e n b e z i t t e n een t a m e l i j k uniforme c o n s t r u c t i e , bestaande u i t twee op houten p a l e n gefundeerde
s l u i s h o o f d e n met een daartussen gelegen k o l k .
De d i k k e muren van de s l u i s h o o f d e n z i j n opgetrokken
u i t bakstenen en g e p l a a t s t op een houten v l o e r welke
met kespen i s b e v e s t i g d aan de houten p a l e n . De doorv a a r t o p e n i n g bedraagt c i r c a 7 m t e r w i j l de
k o l k b r e e d t e c i r c a 20 m bedraagt. De kf wanden van de
s l u i z e n b e s t a a n meestal met u i t z o n d e r i n g van s l u i s 8
en 11 u i t verankerde s t a l e n damwanden, d i e s i n d s 1983
z i j n v e r s t e r k t (behoudens s l u i z e n 6 en 7 ) .
De s l u i z e n 8 en 11 hebben kolkwanden, bestaande u i t
muren van b a s a l t z u i l e n o f gemaakt van verankerde gewapende betonnen damplanken.
De s l u i z e n v e r v u l l e n v e r s c h i l l e n d e h o o f d f u n c t i e s , te
weten: keren, s c h u t t e n , spuien, o e v e r v e r b i n d i n g
(soms) en kunnen i n p r i n c i p e op e l k van deze hoofdfuncties afzonderlijk falen.
I n de r i s i c o a n a l y s e z i j n zowel de kansen a l s de gev o l g e n bepaald, d i e met het f a l e n van e l k van de
h o o f d f u n c t i e s samenhangen.
Daartoe z i j n deze h o o f d f u n c t i e s nader o n t l e e d i n de
f u n c t i e s van de onderdelen van een s l u i s en i s geanal y s e e r d hoe het b e z w i j k e n van een onderdeel kan l e i den t o t het n i e t f u n c t i o n e r e n van de s l u i s .
Verouderingsmechanismen z o a l s a a n t a s t i n g van houten
en s t a l e n onderdelen en a a n t a s t i n g van metselwerk
s p e l e n d a a r b i j een b e l a n g r i j k e r o l . Voor zover de
mate van v e r o u d e r i n g n i e t door i n s p e c t i e s i s o f kan
worden v a s t g e s t e l d , z i j n aannamen gedaan op grond van
gegevens van andere ( v e r g e l i j k b a r e ) waterbouwkundige
c o n s t r u c t i e s en b e s c h i k b a r e k e n n i s . De w e r k e l i j k e s i t u a t i e kan a f w i j k e n van de gedane aanamen.
U i t e i n d e l i j k i s het r i s i c o bepaald dat met het n i e t
f u n c t i o n e r e n samenhangt, door het berekenen en i n s c h a t t e n van de kans op het n i e t f u n c t i o n e r e n en deze
te v e r m e n i g v o l d i g e n met de berekende k o s t e n d i e
hiermee samenhangen.
Keren
Een van de h o o f d f u n c t i e s van de s l u i s b e t r e f t het i n s t a n d houden van een w a t e r s t a n d s v e r s c h i l over de
s l u i s . Met het v e r l o r e n gaan van deze h o o f d f u n c t i e
z i j n ook de o v e r i g e h o o f d f u n c t i e s i n het geding. Het
R i s i c o analyse s l u i z e n Z u i d - W i l l e m s v a a r t
-10-
( p l o t s e l i n g ) n i e t meer keren kan een c a l a m i t e i t t o t
gevolg hebben. In dat g e v a l gaat een g o l f lopen over
het l a a g g e l e g e n pand, t e r w i j l h e t hooggelegen pand
voor een d e e l l e e g l o o p t , t o t d a t een nieuw p e i l i s
i n g e s t e l d . D i t p e i l i s bepaald door de kerende hoogte
van de deuren van de "benedenstrooms" gelegen s l u i s .
U i t de analyse i s gebleken dat de kans op een dergel i j k e calamiteit bijzonder gering i s .
Door een g e r i c h t e i n s p e c t i e i s de v e r w a c h t i n g onderbouwd dat de houten f u n d e r i n g e n en de onder- en
achterloopsheidschermen van de kerende s l u i s h o o f d e n
i n r e d e l i j k e s t a a t v e r k e r e n . Deze f u n d e r i n g voorkomt
te g r o t e d e f o r m a t i e s van de hoofden t e r w i j l de onderloopsheidsschermen ontgronding voorkomen, een fenomeen waardoor de kerende f u n c t i e van de s l u i s i n gevaar komt.
Een ander mechanisme waardoor de kerende f u n c t i e van
de s l u i s i n gevaar komt i s de a a n v a r i n g van de s l u i s deuren. De kans op d i t faalmechanisme b l i j k t na
b e s t u d e r i n g g e r i n g evenals de kans op andere denkbare
w i j z e n waardoor de s l u i s z i j n kerende f u n c t i e zou
kunnen v e r l i e z e n .
De eventuele gevolgen van een c a l a m i t e i t a l s boven
beschreven, z i j n :
o n d e r u i t g a a n van v e e l b e s c h o e i i n g i n het bovenpand
( c i r c a 50%), met m o g e l i j k gevolgen voor het wegv e r k e e r op de n a a s t l i g g e n d e weg;
schepen i n de s l u i s k o l k lopen schade op;
schepen i n het bovenpand lopen v a s t ;
de d e s b e t r e f f e n d e s l u i s i s b u i t e n g e b r u i k t o t na
h e r s t e l l i n g van de schade ( c i r c a 1 - 1 2
maanden,
a f h a n k e l i j k van de o o r z a a k ) .
n o o d z a k e l i j k e maatregelen om de s p u i f u n c t i e
t i j d e n s h e r s t e l te b l i j v e n v e r v u l l e n ;
kanaalpanden onbevaarbaar t o t d a t de w a t e r s c h e i d i n g
i s h e r s t e l d (na c i r c a 3 dagen);
v o l l o p e n van g e m e e n t e l i j k e en p a r t i c u l i e r e r i o l e r i n g e n en/of andere l e i d i n g e n s t e l s e l s .
Het water u i t het leeglopende bovenpand overstroomt
n i e t de d i j k e n langs het benedenpand (deze z i j n v o l doende hoog), t e r w i j l schade aan de benedenstroomse
en bovenstroomse s l u i s t h e o r e t i s c h kan worden
vermeden door daar t i j d i g maatregelen te nemen. Deze
maatregelen omvatten i n hoofdzaak het s l u i t e n van de
deuren i n beide s l u i s h o o f d e n en het middelen van h e t
kolkpeil.
U i t deze a n a l y s e b l i j k t dat het r i s i c o dat met de kerende f u n c t i e samenhangt, g e r i n g i s .
Schutten
De s c h u t f u n c t i e van de s l u i s wordt eerder dan de kerende f u n c t i e b e d r e i g d , omdat het f a l e n van een ( r e -
R i s i c o analyse s l u i z e n
1.4.
Zuid-Willemsvaart
Projectgroep
Ten behoeve van de o p s t e l l i n g van de n o t a i s een
p r o j e c t g r o e p samengesteld u i t de volgende
R i j kswaterstaatdiensten:
1. D i r e c t i e Noord-Brabant, h o o f d a f d e l i n g AN;
2. D i r e c t i e S l u i z e n en Stuwen, h o o f d a f d e l i n g e n
Sluizenbouw en Waterbouw;
3. Bouwspeurwerk.
Foto 2.
S c h u t s l u i s i n de
Zuid-Willemsvaart.
-13-
Risicoanalyse sluizen
Zuid-Willemsvaart
-14-
R i s i c o analyse s l u i z e n
2.
Probleemanalyse
2.1.
S t u d i e kader
Zuid-Willemsvaart
-15-
De s t u d i e h e e f t z i c h b e p e r k t t o t het Noord-Brabantse
g e d e e l t e van de Z u i d - W i l l e m s v a a r t en i s g e r i c h t op
het f u n c t i o n e r e n van de s l u i z e n . Hoewel i n de n o t a
" s l u i s 3" nader wordt beschouwd i s de s t u d i e algemeen
van opzet, omdat met enkele u i t z o n d e r i n g e n het b i j
s l u i s 3 toegepaste s l u i s t y p e qua c o n s t r u c t i e u n i f o r m
i n de Z u i d - W i l l e m s v a a r t i s toegepast. Daar waar van
u i t z o n d e r i n g sprake i s en deze u i t z o n d e r i n g
maatgevend i s , wordt d i t aangegeven, t e r w i j l de
e v e n t u e l e consequenties worden vermeld.
S l u i s " n u l " vormt op bovenstaande een u i t z o n d e r i n g en
wordt n i e t b i j de r i s i c o a n a l y s e b e t r o k k e n .
Met b e t r e k k i n g t o t de "gevolgen van n i e t f u n c t i o n e r e n " z i j n v e r s c h i l l e n tussen de s l u i z e n d u i d e l i j k
aanwezig. In het kader van deze s t u d i e wordt de omgev i n g van s l u i s 3 t o t v o o r b e e l d genomen.
Omdat de r e s u l t a t e n van de s t u d i e worden b e i n v l o e d
door het optreden van verouderingsmechanismen, z i j n
deze s l e c h t s voor een r e l a t i e f k o r t e p e r i o d e g e l d i g .
Een p e r i o d e van 10 j a a r i s h i e r b i j het u i t g a n g s p u n t .
De gegevens d i e voor de s t u d i e n o o d z a k e l i j k waren,
z i j n v e r k r e g e n u i t bestaande bestekken, t e k e n i n g e n en
i n s p e c t i e r a p p o r t e n , alsmede u i t enkele a a n v u l l e n d e
inspecties.
2.2.
Huidige en
Huidige
gewenste
situatie
situatie
Na j a r e n van s t u d i e , onderzoek en v o o r b e r e i d i n g z i j n
i n 1982 de plannen t o t v e r b e t e r i n g van de ZuidW i l l e m s v a a r t en het k a n a a l Wessem-Nederweert v a s t gesteld.
B i j de p r e s e n t a t i e van het Meerjarenprogramma 19871991 werd de aanvang van de werken aan het gedeelte
Maas-Veghel met 5 j a a r v e r t r a a g d .
Ten a a n z i e n van de s l u i z e n i n de Z u i d W i l l e m s v a a r t
kan worden g e s t e l d ; dat deze 160 j a a r oud z i j n en i n
een zeer s l e c h t e u i t e r l i j k e s t a a t v e r k e r e n .
Of de u i t e r l i j k e s l e c h t e s t a a t ook d a a d w e r k e l i j k eff e c t h e e f t op het f u n c t i o n e r e n van de s l u i z e n en mog e l i j k a a n l e i d i n g g e e f t t o t c a l a m i t e i t e n i s onduidelijk.
Eveneens i s o n d u i d e l i j k , welke f a c t o r e n en o n d e r d e l e n
van de s l u i s b e l a n g r i j k b i j d r a g e n aan de kans op
R i s i c o analyse s l u i z e n
Zuid-Willemsvaart
-16-
stremmingen en c a l a m i t e i t e n . Daardoor i s het n i e t mog e l i j k om e f f e c t i e v e r i s i c o b e p e r k e n d e maatregelen te
t r e f f e n en g r o e i t de onzekerheid omtrent het g e b r u i k
van de s l u i z e n en daardoor van de gehele ZuidWillemsvaart .
H i e r d o o r en door het ontbreken van u i t z i c h t op t i j d i ge r e a l i s a t i e van de v e r b e t e r i n g s w e r k e n neemt het
vertrouwen van b e d r i j v e n langs deze kanalen op een
betrouwbare waterweg a f en gaan deze omzien naar
andere v e s t i g i n g s p l a a t s e n (een proces wat reeds
gaande i s ) .
Gewenste
situatie
In de gewenste s i t u a t i e i s voor deze s t u d i e sprake
van een k a n a a l dat met b e t r e k k i n g t o t de v e r v u i l i n g
van de h u i d i g e f u n c t i e s betrouwbaar i s .
Om te komen t o t een betrouwbaar k a n a a l , moeten de
o n d u i d e l i j k h e d e n z o a l s bovenstaand geformuleerd,
worden weggenomen.
2.3.
Probleemstelling
De p r o b l e e m s t e l l i n g voor deze nota kan a l s v o l g t worden geformuleerd:
De r i s i c o ' s d i e het g e b r u i k van de s l u i z e n i n de
Z u i d - W i l l e m s v a a r t met z i c h meebrengt, z i j n
onbekend.
De betrouwbaarheid van de Z u i d - W i l l e m s v a a r t i s
hiermee i n het geding. D i t i s , mede g e z i e n i n het
l i c h t van het u i t s t e l van de v e r b e t e r i n g s w e r k e n ,
een onacceptabele s i t u a t i e .
De r i s i c o ' s d i e met het gebruik van de s l u i z e n i n de
Z u i d - W i l l e m s v a a r t samenhangen moeten daarom
s y s t e m a t i s c h worden aangegeven.
Daarnaast moeten de mogelijkheden om de geconstateerde r i s i c o ' s te beperken worden aangegeven.
Risico analyse s l u i z e n Zuid-Willemsvaart
3.
UITGANGSPUNTEN
3.1.
Algemene gegevens
-17-
De bestaande c o n s t r u c t i e v a n de s l u i z e n vormt h e t
u i t g a n g s p u n t v a n deze r i s i c o - a n a l y s e .
De gegevens z o a l s deze z i j n g e b r u i k t voor de
b e o o r d e l i n g v a n de c o n s t r u c t i e v a n de s l u i z e n z i j n
o n t l e e n d aan de volgende bronnen:
- Bestek u i t 1822: "Bestek en C o n d i t i e n " gedateerd 15
maart 1822 ( a l l e e n de t e k s t , geen t e k e n i n g e n ) ;
- D i v . bestekken van rond 1930: " H e r s t e l l e n en v e r breeden van de s c h u t k o l k e n " ;
- Nota over de gebreken aan s l u i z e n , a p r i l 1981;
- Nota "Onderhoudstoestand muurwerken en damwanden"
van s l u i s 2, 4, 5 en 6, gedateerd 7 mei 1979;
- Rapporten van de d r o o g z e t t i n g van s l u i s 3, 4 en 5;
- B e s c h i k b a r e tekeningen u i t d i v e r s e onderhoudsbestekken;
- A r c h i e f f o t o ' s v a n de oorlogsschade i n 1944.
- Grondgegevens: LGM-sonderingen b i j s l u i s 10 en 12,
g e o l o g i s c h onderzoek " T r a j e c t S c h i j n d e l " v a n de
R i j k s Geologische Dienst;
- Nota " K w a l i t e i t en k o s t e n van R i j k s v a a r w e g e n " met
b i j l a g e voor Z u i d - W i l l e m s v a a r t , RWS D i e n s t Weg- en
Waterbouwkunde, maart 1987;
- TNO-rapport 87M/010459: C o r r o s i e v e a a n t a s t i n g en
r e s t l e v e n s d u u r v a n de v e r s t e r k t e s t a l e n damwand i n
de s c h u t k o l k van S l u i s 5, 21 augustus 1987.
3.2.
Historie
3.2.1.
Algemeen
B i j de a a n l e g v a n de Z u i d - W i l l e m s v a a r t t u s s e n 1822 en
1826 z i j n 14 s l u i z e n gebouwd, genummerd 0 t/m 13.
De afmetingen van de s l u i z e n 1 t/m 13 z i j n i n hoofdzaak g e i i j k , s l u i s 0 w i j k t door z i j n s i t u e r i n g b i n n e n
de s t a d 's-Hertogenbosch h i e r v a n a f .
De o o r s p r o n k e l i j k e c o n s t r u c t i e v a n de s l u i z e n bestond
u i t een gemetseld boven- en benedenhoofd, v o o r z i e n
van houten puntdeuren. Tussen de hoofden z i j n k o l k wanden aangelegd van r i j s p a k w e r k , met u i t z o n d e r i n g
van s l u i s 0 w a a r b i j de kolkwanden bestonden u i t r i j s b e s l a g met b e s t o r t i n g .
S l u i s 1 i s g e s l o o p t i n 1936/1937 en z a l v e r d e r n i e t
meer worden vermeld.
Risicoanalyse s l u i z e n Zuid-Willemsvaart
-18-
T T
LANGSDOORSNEDE
F i g . 3.1
Overzicht schutsluis
R i s i c o analyse s l u i z e n Zuid-Willemsvaart
3.2.2.
-19-
Siuis 0
Hoewel deze s l u i s n i e t b i j de r i s i c o - a n a l y s e b e t r o k ken z a l worden, wordt de s l u i s v o l l e d i g h e i d s h a l v e
t o c h genoemd i n d i t h o o f d s t u k .
Van s l u i s 0 z i j n de hoofden i n 1937 en 1957/1958 aangepast, w a a r b i j het metselwerk g e d e e l t e l i j k i s ges l o o p t en vervangen door gewapend beton. De houten
puntdeuren van h e t benedenhoofd z i j n d a a r b i j vervangen door s t a l e n deuren.
De kolkwanden hebben d i v e r s e aanpassingen ondergaan,
de l a a t s t e i n 1932/1933. H i e r b i j z i j n de toenmalige
kolkwanden vervangen door betonnen damwandplanken met
daarop een L-muur van gewapend beton. Tevens werd de
schutkolk verbreed.
3.2.3.
S l u i z e n 2 t/m
13
Voor een u i t g e b r e i d e b e s c h r i j v i n g van de s l u i s c o n s t r u c t i e wordt verwezen naar p a r a g r a a f 4.3.
De hoofden van deze s l u i z e n z i j n i n de loop der j a r e n
meerdere k e r e n gerenoveerd w a a r b i j soms een d e e l van
het metselwerk vervangen i s door gewapend beton ( d i t
g e l d t met name voor de d e k s l o v e n op de wanden van de
sluishoofden).
Van de s l u i z e n 2 t/m 6 z i j n de houten v l o e r e n van de
hoofden en de p u n t s t u k k e n vervangen door gewapend beton. B i j de s l u i z e n 7 t/m 13 z i j n deze geheel o f ged e e l t e l i j k vemieuwd i n eikenhout.
De c o n s t r u c t i e van de kolkwanden i s meerdere k e r e n
g e w i j z i g d , h i e r o n d e r z a l a l l e e n de l a a t s t e a a n p a s s i n g
worden genoemd:
- S l u i s 2 t/m 7, 9. 10, 12 en 13:
Tussen 1926 en 1933 z i j n de kolkwanden vervangen
door s t a l e n damwand met v e r a n k e r i n g . H i e r b i j i s
tevens de s c h u t k o l k v e r b r e e d ( t o t + 20 m.).
Van een a a n t a l s l u i z e n z i j n i n de j a r e n '80 de
s t a l e n damwandprofielen boven de kolkbodem v e r s t e r k t ( z i e p a r a g r a a f 3.3).
Door RWS D i r e c t i e Noord-Brabant i s aan TNO gevraagd
een u i t s p r a a k te doen over de levensduur van deze
v e r s t e r k i n g e n . U i t de c o n c l u s i e van het TNO-rapport
(TNO-87M/010459) b l i j k t een g e s c h a t t e r e s t e r e n d e
levensduur van de v e r s t e r k t e damwand-constructie
van 20 a 25 j a a r .
- S l u i s 8: I n 1914 i s een kolkmuur vervangen door een
c o n s t r u c t i e bestaande u i t een muur van b a s a l t z u i l e n
op een f u n d e r i n g van gewapend beton.
Risicoanalyse s l u i z e n Zuid-Willemsvaart
>*>
«!!«
Foto's 4 en 5
Oorlogsschade
-20-
R i s i c o analyse s l u i z e n
Zuid-Willemsvaart
-21-
In 1922 i s de andere kolkwand vervangen door gewapend betonnen damplanken met v e r a n k e r i n g .
H i e r b i j i s de k o l k b r e e d t e v e r g r o o t ( t o t + 14 m.).
- S l u i s 11: De l a a t s t e aanpassing van de kolkwanden
d a t e e r t van 1872/1879, w a a r b i j de wanden vervangen
z i j n door basaltmuren op een houten f u n d e r i n g . De
k o l k h e e f t nog de o r i g i n e l e breedte (+ 11 m.).
3.2.4.
Oorlogsschade
Door o o r l o g s h a n d e l i n g e n i n 1944 o n t s t o n d aan een aant a l s l u i z e n grote schade.
Van de s l u i z e n 2, 6 t/m 10, 12 en 13 werden een o f
b e i d e s l u i s h o o f d e n zwaar beschadigd. De schade was
m e e s t a l van een zodanige aard dat de hoofden n i e t
meer waterkerend waren.
R e p a r a t i e van deze schade h e e f t zeer k o r t na de oorl o g plaatsgevonden. De w i j z e waarop i s ( w a a r s c h i j n l i j k ) nergens v a s t g e l e g d .
V e r m o e d e l i j k i s de r e p a r a t i e a l s v o l g t u i t g e v o e r d :
Zwaar beschadigde muurdelen en p u i n v e r w i j d e r d en
vervangen door een wand van ongewapend stampbeton
v o o r z i e n van steens metselwerk. Aan de b u i t e n z i j d e
van de wanden z i j n d a a r b i j de o r i g i n e l e maten aangehouden. Aan de b i n n e n z i j d e z i j n v e r m o e d e l i j k eveneens
de o r i g i n e l e maten - z i j het zeer g l o b a a l - g e b r u i k t .
D i t i s b e v e s t i g d b i j een g e d e e l t e l i j k e o n t g r a v i n g van
het benedenhoofd ( i n 1987) van s l u i s 7. O p v a l l e n d
d a a r b i j was dat voor de b i n n e n b e k i s t i n g v e r m o e d e l i j k
s t a l e n tonnen z i j n g e b r u i k t .
De s l u i z e n 3 , 4 , 5 en 11 z i j n i n de o o r l o g n i e t of
s l e c h t s l i c h t beschadigd.
3.3.
Inspecties
B i j d r o o g z e t t i n g van de s l u i z e n 3 (1978), 4
5 (1979) z i j n een a a n t a l e r n s t i g e gebreken
teerd:
- s l i j t a g e en s t e r k e c o r r o s i e van de s t a l e n
- h o r i z o n t a l e d o o r b u i g i n g kolkwand r i c h t i n g
- a a n t a s t i n g van de z i c h t b a r e paalkoppen;
- z e e r s l e c h t e s t a a t van het metselwerk;
(1980) en
geconstadamwand;
kolk;
Naar a a n l e i d i n g van de s l e c h t e s t a a t van bovengenoemde s l u i z e n z i j n ook de o v e r i g e g e i n s p e c t e e r d . D i t i s
boven de laagwater l i j n gebeurd omdat d r o o g z e t t i n g
n i e t m o g e l i j k was i n verband met h i n d e r voor het
scheepvaartverkeer.
Uit
deze i n s p e c t i e s z i j n de volgende gebreken naar
R i s i c o analyse s l u i z e n Z u i d - W i l l e m s v a a r t
-22-
voren gekomen:
- Kolkwanden: A l l e wanden van s t a l e n damwand (met
u i t z o n d e r i n g van s l u i s 2) bevinden z i c h i n zeer
s l e c h t e s t a a t . De o v e r i g e kolkwanden z i j n nog
r e d e l i j k t o t goed;
- S l u i s h o o f d e n : Over h e t algemeen z i j n v e e l scheuren
i n h e t metselwerk a a n g e t r o f f e n en i s e r sprake van
e r n s t i g e a a n t a s t i n g van zowel h e t n a t u u r s t e e n a l s
de baksteen en h e t voegwerk;
- Verzakkingen a c h t e r de kolkwanden en de s l u i s h o o f den .
De funderingen z i j n n i e t
geinspecteerd.
Naar a a n l e i d i n g van deze b e v i n d i n g e n werd b e s l o t e n de
s l u i z e n met k o l k e n van s t a l e n damwand droog t e z e t t e n
voor een u i t g e b r e i d e i n s p e c t i e en de s t a l e n damwandp r o f i e l e n t e v e r s t e r k e n door h e t o p l a s s e n van een geh a l v e e r d s t a l e n IPE-330 p r o f i e l . Inmiddels i s deze
aanpassing voor de meeste s l u i z e n u i t g e v o e r d :
Sluis
Sluis
Sluis
Sluis
Sluis
Sluis
Sluis
Sluis
Sluis
Sluis
Sluis
Sluis
Sluis
0
2
3
4
5
6
7
8
9
10:
11:
12:
13:
n.v.t.
i n 1983
i n 1984
i n 1985
i n 1986
moet nog p l a a t s v i n d e n
idem
n.v.t.
i n 1984
i n 1983
n.v.t.
i n 1986
i n 1984
Doordat v e r s c h i l l e n d e damwand p r o f i e l e n z i j n toegep a s t , z i j n n i e t a l l e v e r s t e r k i n g e n op d e z e l f d e w i j z e
uitgevoerd.
3.4.
Aannamen
Voor h e t u i t v o e r e n van de r i s i c o - a n a l y s e z i j n de v o l gende aannamen gedaan:
- De i n t e n s i t e i t van het scheepvaartverkeer z a l n i e t
toenemen;
- De afmetingen van de schepen ( k l a s s e I I ) en de
v a s t g e s t e l d e maximale diepgang b l i j v e n o n g e w i j z i g d ;
- Het w a t e r p e i l wordt op de v e r s c h i l l e n d e kanaalpanden n i e t meer dan 0.20 m. verhoogd t.o.v. h e t h u i dige s t r e e f p e i l ;
- Het v e r v a l over de s l u i z e n wordt n i e t g r o t e r dan i n
R i s i c o analyse s l u i z e n Zuid-Willemsvaart
-23-
de h u i d i g e s i t u a t i e ;
- Per s l u i s z i j n geen s i g n i f i c a n t e v e r s c h i l l e n i n
c o n s t r u c t i e en afmetingen, wel s p r e i d i n g ;
- Met b e t r e k k i n g t o t de c o n s t r u c t i e en de r e s t e r e n d e
s t e r k t e van de c o n s t r u c t i e d e l e n z i j n de aannamen
per onderdeel vermeld i n hoofdstuk 4.
111
i 1
1 Is I
1
Foto 6.
Oorlogsschade
1
R i s i c o a n a l y s e s l u i z e n Zuid- W i l l e m s v a a r t
Foto 7.
-24-
Benedenhoofd g e z i e n v a n u i t de s l u i s k o l k .
R i s i c o analyse s l u i z e n
Zuid-Willemsvaart
4.
Analyse van
f u n k t i o n e r e n van
4.1.
Algemeen
het
-25-
een
sluis
Een s l u i s kent werktuigkundige en c i v i e l t e c h n i s c h e
componenten, de bewegende en s t a t i s c h e onderdelen.
Wanneer een waarde-oordeel moet worden gegeven over
een bestaande s l u i s , dan kan dat voor het bewegende
d e e l i n termen van b e d r i j f s z e k e r h e i d en voor de
s t a t i s c h e d e l e n i n termen van v e i l i g h e i d .
I n d i e n beide s o o r t e n onderdelen i n een b e o o r d e l i n g
moet worden meegenomen, dan i s het o p s t e l l e n van een
r i s i c o a n a l y s e een m o g e l i j k h e i d . B i j deze aanpak wordt
het waarde-oordeel gegeven i n termen van "kans *
k o s t e n = r i s i c o " , w a a r b i j d i t r i s i c o kan worden
g e t o e t s t aan de k o s t e n van a l t e m a t i e v e n , z o a l s
nieuwbouw.
De r i s i c o a n a l y s e opent tevens de m o g e l i j k h e i d om ook
l a a g f r e q u e n t e b e l a s t i n g e n a l s aanvaringen mee te nemen, en om onderdelen met een v e i l i g h e i d l a g e r dan de
normale o n t w e r p v e i l i g h e i d i n de beschouwing mee te
wegen.
Het gaat i n deze analyse om het s c h a t t e n van de r i s i c o ' s , d i e z i j n verbonden aan het g e b r u i k van de
h u i d i g e s l u i z e n i n de Z u i d - W i l l e m s v a a r t . Onder s l u i zen wordt h i e r begrepen het s l u i s c o m p l e x bestaande
u i t s p u i s l u i s en s c h u t s l u i s met e v e n t u e e l een brug.
Omdat van deze d r i e de s c h u t s l u i s de oudste en meest
kwetsbare i s , en de gevolgschadekosten b i j d i s f u n k t i o n e r e n het g r o o t s t z i j n , wordt de a n a l y s e toeges p i t s t op de s c h u t s l u i s . Het f u n k t i o n e r e n van s p u i s l u i s en brug komt s l e c h t s daar i n b e e l d , waar deze
door d i s f u n k t i o n e r e n van de s c h u t s l u i s t e r d i s c u s s i e
staan.
De aandacht b i j het f u n k t i o n e r e n van de s c h u t s l u i s
wordt v r i j w e l v o l l e d i g g e r i c h t op de s l u i s h o o f d e n .
D i t omdat de kolkwanden eerder i n verband met hun
levensduur z i j n onderzocht ( z i e r a p p o r t TNO,
p a r a g r a a f 3.2.3).
Het f u n k t i o n e r e n van de s c h u t s l u i s wordt aan de hand
van de volgende stappen geanalyseerd ( z i e f i g u u r
4.1) :
- De v i e r h o o f d f u n k t i e s van het s l u i s c o m p l e x worden
omschreven.
De opbouw van de s c h u t s l u i s wordt
beschreven.
-26-
Risicoanalyse s l u i z e n Zuid-Willemsvaart
- De b e l a s t i n g op de s c h u t s l u i s wordt v a s t g e s t e l d .
- De s l u i s a l s systeem wordt opgedeeld i n componenten
of onderdelen met een e i g e n f u n k t i e .
- Met foutenbomen wordt de r e l a t i e gelegd t u s s e n h e t
f u n k t i o n e r e n van de onderdelen, en de h o o f d f u n k t i e s
van de s l u i s .
- Voor de s l u i s worden m o g e l i j k e o f reeds opgetreden v e r o u d e r i n g s - en schademechanismen opgesomd.
- Per onderdeel wordt nagegaan o f e r sprake i s van
f u n k t i e v e r l i e s door v e r o u d e r i n g s - o f schademechanismen, en zo j a , o f daarmee een h o o f d f u n k t i e van
de s l u i s t e r d i s c u s s i e s t a a t .
- Voor onderdelen d i e u i t bovenstaande k w a l i t a t i e v e
analyse a l s k r i t i e k naar v o r e n komen, wordt v e r v o l gens een k w a n t i t a t i e v e s c h a t t i n g gemaakt van de
v e i l i g h e i d door middel van een d e t e r m i n i s t i s c h e en
een p r o b a b i l i s t i s c h e beschouwing van de
constructie.
- Omdat " r i s i c o = kans * k o s t e n " , wordt v e r v o l g e n s
(hoofdstuk 5) bepaald welke gevolgschade-kosten met
het v e r l o r e n gaan van een h o o f d f u n k t i e z i j n
gemoeid.
BELASTING
KANS * GEVOLGSCHADE
SYSTEEM ( s c h u t s l u i s )
HOOFDFUNKTIES
14 opbouw
ONDERDEEL ( b i j v . kespen)
VEROUDERING/SCHADE
F i g . 4.1
Stappen analyse
ti
FUNKTIE
foutenboom
R i s i c o analyse s l u i z e n Zuid-Willemsvaart
4.2
-27-
Hoofdfunkties
Voor het s l u i z e n c o m p l e x z i j n de h o o f d f u n k t i e s :
- Het s c h u t t e n van schepen.
- Het instandhouden
schil.
van een zeker w a t e r s t a n d s v e r -
- Het s p u i e n van een h o e v e e l h e i d water.
- Het c r e e r e n van een o e v e r v e r b i n d i n g .
Omdat de bovengenoemde h o o f d f u n k t i e s i n t a m e l i j k a l gemene termen z i j n omschreven, i s het m o e i l i j k om b i j
a c h t e r u i t g a n g van de c o n s t r u c t i e aan te geven wanneer
een h o o f d f u n k t i e n i e t meer i n voldoende mate wordt
vervuld.
B i j deze analyse wordt v o o r n a m e l i j k k w a l i t a t i e f
gewerkt, w a a r b i j de h u i d i g e s i t u a t i e a l s de te
handhaven norm g e l d t .
Een h o o f d f u n k t i e wordt a l s n i e t (meer) v e r v u l d beschouwd, i n d i e n deze f u n k t i e p l o t s e l i n g , i n z i j n geh e e l en voor l a n g e r e t i j d u i t v a l t .
A l l e t u s s e n l i g g e n d e s i t u a t i e s worden d a a r b i j naar een
van de twee u i t e r s t e s i t u a t i e s toebedeeld, de
h o o f d f u n k t i e i s wel of n i e t aanwezig.
Risicoanalyse sluizen
Zuid-Willemsvaart
-28-
SUJKHOUTEN
25 - 3 0
M A T E N
F i g . 4.2
ZWALPEN
; S . 30
y
I
n
—
\ |* i — t i
'-r
»2S
i
1
§ J — i 8
T
BEUKENHCU EN
, DENNENHQUTEN SL'.KENHOUTE N
JEV.ESHDJTEN
CAMWAND,
DIK
10
BE TONVLOER
F i g . 4.4
!
SLUKHQUTEN
ElKEMHGJ'EN
25
-35
KLQQSTEftHCu'EN
20-30
Langsdoorsnede o r i g i n e l e v l o e r c o n s t r u c t i e .
AANSLAG
GEWAPEND
—1!
25-30
v L 3 E R , 3IK !C
F i g . 4.3
CH
Algemene doorsnede (beneden-) hoofd.
EKENHOUTEN
2ENNEN P A L E N
IN
[SLUIS 2 )
C - N P 26
\Q\
Langsdoorsnede g e w i j z i g d e v l o e r c o n s t r u c t i e .
R i s i c o analyse s l u i z e n Zuid-Willemsvaart
4.3.
Opbouw van
4.3.1.
Algemeen
de
-29-
constructie
De s l u i z e n z i j n opgebouwd u i t een benedenhoofd en een
bovenhoofd, met daar t u s s e n de s l u i s k o l k . De hoofden
z i j n i e d e r a f z o n d e r l i j k gefundeerd. De kolkwanden
z i j n n i e t s t a r aan de hoofden verbonden en kunnen a l s
een op z i c h z e l f staande c o n s t r u c t i e worden beschouwd.
4.3.2.
Sluishoofden
F u n d e r i n g ( f i g . 4.2 t/m
4.4)
De c o n s t r u c t i e i s gefundeerd op houten p a l e n .
(diameter op 1.00 m. onder de kop 0 0.26 a 0.30 m. en
aan de punt min. 4> 0.20 m. , l e n g t e 6.50 m) .
Het a a n t a l p a l e n onder het bovenhoofd bedraagt 200
s t u k s en onder het benedenhoofd 220 s t u k s . Over deze
p a l e n z i j n voor e l k hoofd 14 kespen (ook wel s l i j k houten genoemd) g e l e g d , (afmetingen h x b=
0.25x0.30m) en aan w e e r s z i j d e n van de damplanken
(0.25x0.35 m).
Onder e l k s l u i s h o o f d z i j n d r i e houten o n d e r l o o p s h e i d schermen aangebracht, d i k 0.10 m. en l a n g 3.00 m. met
u i t z o n d e r i n g van het scherm aan de k o l k z i j d e onder
het bovenhoofd, dat 3.50 m. l a n g i s .
In h e t v e r l e n g d e van deze schermen z i j n aan w e e r s z i j den over een b r e e d t e van 3.00 m. a c h t e r l o o p s h e i d schermen aangebracht, ( d i k 0.10 m. en l a n g 6.00 m.),
z o d a n i g dat de bovenkant z i c h op 3.00 m. boven de
kespen b e v i n d t .
Loodrecht op de kespen z i j n per s l u i s h o o f d 8 e i k e n
k l o o s t e r h o u t e n (ook wel s c h u i f h o u t e n genoemd) van
0.20x0.30, op hun p l a t g e l e g d , aangebracht.
H i e r t u s s e n i s een grenen v l o e r , d i k 0.10 m., g e l e g d .
S l u i s v l o e r ( f i g . 4.3 en
4.4)
Op de grenen v l o e r z i j n v e r v o l g e n s boven de kespen de
e i k e n zwalpen (0.30x0.25 m.), de e i k e n s l a g b a l k
(0.60x0.50 m.), het p u n t s t u k e t c . aangebracht.
De r u i m t e t u s s e n de zwalpen i s v o l g e m e t s e l d , waarna
een e i k e n v l o e r , d i k 0.05 m., i s aangebracht.
B i j een g r o o t a a n t a l s l u i z e n i s de s l u i s v l o e r gedeelt e l i j k vervangen door gewapend beton.
Wanden en frontmuren ( f i g . 4.2. 4.5 en
4.6)
Voor de gemetselde muren z i j n k l i n k e r s g e b r u i k t met
n a t u u r s t e e n t e r p l a a t s e van de s t i j l e n .
Risicoanalyse s l u i z e n Zuid-Willemsvaart
i 2 20
40.
^2
20
-30-
• I
u
iO
1
g l 10
40;
U
S
s
8
o
»
M A T E N IN
F i g . 4.5
Maatvoering metselwerkwanden bovenhoofd.
250
I
240
i
U)
C[j
g I 00
a
40 ;V> I 00
u
5
s
8
OD
s
°
M A T E N
F i g . 4.6
IN
Maatvoering metselwerkwanden benedenhoofd.
^~
R i s i c o analyse s l u i z e n
-31-
Zuid-Willemsvaart
Afmetingen van het bovenhoofd:
- Sluiswanden:
l e n g t e 12.00 m.
breedte o n d e r z i j d e : 2.00
b o v e n z i j d e : 1.43
m.
m.
- Contrefort:
a c h t e r de s l u i s w a n d , l e n g t e
breedte
2.80
2.00
m.
m.
- Frontmuren:
l e n g t e 5.00 m. op de houten f u n d e r i n g
breedte ( t e lood) k a n a a l z i j d e : 1.50 m.
kolkzijde:
1.75 m.
Afmetingen van het benedenhoofd:
- Sluiswanden:
- Contrefort:
- Frontmuren:
l e n g t e 12.20 m.
breedte o n d e r z i j d e : 2.42
b o v e n z i j d e : 1.73
z i e bovenhoofd
m.
m.
l e n g t e 5.00 m. op de houten f u n d e r i n g
breedte 1.50 m.
B i j v e r b r e d i n g van een a a n t a l k o l k e n z i j n de frontmur e n i n de k o l k v e r l e n g d . Van de c o n s t r u c t i e en de a f metingen van deze aanpassing i s zeer w e i n i g bekend.
Onder andere ten gevolge van oorlogsschade i s b i j een
a a n t a l s l u i s h o o f d e n een d e e l van het metselwerk
vervangen door beton. De k w a l i t e i t van deze b e t o n kan
g e i i j k worden g e s t e l d aan d i e van het metselwerk.
Wapening i s s l e c h t s i n zeer beperkte mate aanwezig i n
de betonnen dekzerken.
4.3.3.
Sluisdeuren
De houten puntdeuren z i j n u i t g e v o e r d op de h i e r v o o r
g e b r u i k e l i j k e constructie-methode: Een a c h t e r h a r ,
voorhar, boven- en o n d e r r e g e l , t u s s e n r e g e l s en bep l a n k i n g . E l k e deur i s v o o r z i e n van twee s t a l e n
s c h u i v e n om de waterstand i n de k o l k te kunnen regel e n . De bewegingswerken ten behoeve van het openen en
s l u i t e n van de deuren en de s c h u i v e n worden met de
hand bediend.
Het onderdraaipunt van de deur b e s t a a t u i t een pen
( v o o r z i e n van een g i e t i j z e r e n muts) aan de deur en
een g i e t i j z e r e n keuspot i n de v l o e r van het s l u i s hoofd .
Het bovendraaipunt wordt gevormd door een i n de muur
gemetselde i j z e r e n h a l s b e u g e l en een h a l v e bronzen
r i n g i n g e l a t e n i n de a c h t e r h a r .
R i s i c o analyse s l u i z e n
4.3.4.
Zuid-Willemsvaart
-32-
Kolkwanden
De kolkwand van de s l u i z e n 2 t/m 7, 9, 10, 12 en 13
b e s t a a t u i t een verankerde s t a l e n damwand. Met u i t z o n d e r i n g van s l u i s 6 en 7 i s deze damwand v e r s t e r k t
door middel van een gehalveerd s t a l e n I - p r o f i e l vanaf
de kolkbodem t o t v l a k onder de bovenkant.
Van s l u i s 8 b e s t a a t een kolkwand u i t een verankerde
gewapend betonnen damwand. De andere wand i s opgebouwd u i t een muur van b a s a l t z u i l e n op een p l a a t van
gewapend beton, welke gefundeerd i s op gewapend
betonnen p u t t e n .
S l u i s 11 h e e f t kolkwanden van b a s a l t z u i l e n , hoogte
ca. 3.20 m., i n breedte v e r l o p e n d van 1.25 m. onder
t o t 1.00 m. boven. De dennenhouten f u n d e r i n g b e s t a a t
u i t p a l e n , l a n g 5.00 m. en een roosterwerk, afm.
0.23x0.28 m., met daarop een v l o e r d i k 0.08 m.
4.3.5.
Kolkbodem
De o r i g i n e l e kolkbodem i s opgebouwd u i t r i j s b e s l a g
met s t e e n b e s t o r t i n g . B i j de v e r b r e d i n g van de k o l k
van s l u i s 2 t/m 7, 9, 10, 12 en 13 i s een bodembescherming van z i n k s t u k k e n met b e s t o r t i n g aangebracht
langs de s t a l e n damwanden. Voor de b e s t o r t i n g i s
v e e l a l gebruik gemaakt van de u i t de oude kolkwanden
vrijgekomen b a s a l t z u i l e n .
Ook b i j de v e r b r e d i n g van de s c h u t k o l k van s l u i s 8 i s
de bodembescherming aangepast met behulp van
z i n k s t u k k e n en s t e e n b e s t o r t i n g .
Over de h u i d i g e toestand van de bodembescherming i s
w e i n i g bekend. De bodembescherming langs de kolkwanden i s zeer w a a r s c h i j n l i j k nog i n t a c t . I n het midden
van de k o l k , met name i n de n a b i j h e i d van de s l u i s hoofden, z a l de bescherming v e r m o e d e l i j k geheel of
g e d e e l t e l i j k verdwenen z i j n .
-33-
R i s i c o analyse s l u i z e n Zuid-Willemsvaart
4.4.
Belasting
op de
constructie:
De b e l a s t i n g op de c o n s t r u c t i e b e s t a a t u i t de v o l gende b i j d r a g e n :
- De waterdruk, w a a r b i j het te k e r e n v e r v a l ca.
bedraagt.
- De gronddruk a c h t e r de hoofden en de
2m
kolkwanden.
- De b o v e n b e l a s t i n g a c h t e r de hoofden en de kolkwanden, welke f r e q u e n t o p t r e e d t door v e r k e e r s b e l a s t i n g
en i n c i d e n t e e l b i j onderhoud e.d.
- De v e r k e e r s b e l a s t i n g over de brug.
- De f r e q u e n t voorkomende s c h e e p s s t o t e n tegen de
sluishoofden.
- De i n c i d e n t e e l voorkomende aanvaringen tegen de
sluisdeuren.
- De e i g e n g e w i c h t s b e l a s t i n g van s l u i s en brug.
In een a a n t a l o p z i c h t e n i s de b e l a s t i n g op de cons t r u c t i e g e w i j z i g d doordat v e r a n d e r i n g e n i n h e t geb r u i k z i j n opgetreden:
- Door toename van de s c h e e p s l e n g t e t o t een d i e nagenoeg g e i i j k i s aan d i e van de k o l k , en een scheepsb r e e d t e d i e wordt b e p a a l d door de maximale doorv a a r t b r e e d t e , t r e d e n v e e l v u l d i g b o t s i n g e n op.
B i j i n v a r e n vanaf h e t hoge kanaalpand kan een
s t o o t b e l a s t i n g op het benedenhoofd worden afgegeven
d i e i n r i c h t i n g en g r o o t t e g e i i j k i s aan d i e van de
vervalbelasting.
- Door toename van de diepgang en l e n g t e van de schepen z a l met name de j o k d o r p e l van h e t bovenhoofd
f r e q u e n t e r aangestoten worden.
- Door toename van de s c h e e p s g r o o t t e en h e t b i j b e h o rende motorvermogen z i j n de stroomsnelheden i n de
s l u i s toegenomen. I n hoeverre de bodembescherming
h i e r t e g e n bestand i s , d i e n t nader te worden onderzocht .
- Door w i j z i g i n g van het p e i l i n enkele kanaalpanden
k e r e n een a a n t a l s l u i z e n een g r o t e r e / k l e i n e r e hoogte ( c a . 20 cm) dan de ontwerpwaarde. Sommige mechanismen z u l l e n h i e r d o o r eerder k r i t i s c h worden.
- Door het v e r b r e d e n van de meeste k o l k e n i s de
t o t a l e v e r v a l k r a c h t op een s l u i s h o o f d toegenomen,
Ris icoanalyse s l u i z e n Zuid-Willemsvaart
-34-
t o t a l e v e r v a l k r a c h t op een s l u i s h o o f d toegenomen,
en i s de w r i j v i n g s k r a c h t van de grond daarentegen
j u i s t afgenomen.
- Door toename i n g r o o t t e en f r e q u e n t i e van h e t wegv e r k e e r wordt de brug en daarmee ook het s l u i s h o o f d
zwaarder b e l a s t , hetgeen p l a a t s e l i j k e x t r a z e t t i n g
kan v e r o o r z a k e n en daarmee scheuren van h e t m e t s e l werk .
Foto 8
Metselwerkwanden van h e t bovenhoofd.
R i s i c o analyse s l u i z e n
4.5.
-35-
Zuid-Willemsvaart
F u n k t i e s van onderdelen
De s l u i s a l s systeem v e r v u l t een a a n t a l hoofdfunkt i e s , welke m o g e l i j k z i j n z o l a n g de d i v e r s e onderdel e n o f componenten van h e t systeem hun e i g e n s p e c i f i e k e f u n k t i e b l i j v e n v e r v u l l e n . Daar de v e r o u d e r i n g
z i c h op component n i v e a u m a n i f e s t e e r t , moeten de d i v e r s e onderdelen met hun f u n k t i e a f z o n d e r l i j k worden
benoemd.
ONDERDEEL:
FUNKTIE:
Sluisdeur:
Waterkering ( a f d i c h t i n g / b e l a s t i n g )
Oeververbinding (voetgangers).
Schuiven:
i n deur
Regelbare d o o r l a a t .
Bewegings-:
mechaniek
Bewegen van de s c h u i v e n .
Bewegings-:
werken
Openen en s l u i t e n van de
deuren b i j g e l i j k e waterstand.
H a l s b e u g e l s : Draaipunten t e n behoeve van h e t bewegen
en t a a t s
van de deuren b i j g e l i j k e waterstand.
Sluishoofd:
Waterkering ( a f d i c h t i n g / b e l a s t i n g ) ;
Grondkering ( a f d i c h t i n g / b e l a s t i n g ) ;
B e v e s t i g i n g s p u n t e n voor de d r a a i p u n t e n ;
Afdragen d e u r b e l a s t i n g naar f u n d e r i n g ;
Landhoofd voor de brug (mits aanwezig);
Overbrengen t r o s k r a c h t e n naar de grond;
M o g e l i j k h e i d voor aanbrengen noodkering.
Contrefort:
Overbrengen s p a t k r a c h t deuren naar fundering.
S t a b i l i t e i t verhogend t e n a a n z i e n van
het t o t a l e s l u i s h o o f d .
Frontmuren:
Waterkering ( a f d i c h t i n g / b e l a s t i n g ) .
Grondkering ( a f d i c h t i n g / b e l a s t i n g ) .
S t a b i l i t e i t verhogend t a v . s l u i s h o o f d .
Schotbalk- : Opnemen van v e r v a l k r a c h t b i j t i j d e l i j k e
waterkering.
sponning
S c h o t b a l k e n : Vormen van een t i j d e l i j k e
(afdichting/belasting).
Natuursteen:
waterkering.
Grotere s t e r k t e b i j l o k a l e b e l a s t i n g .
R i s i c o analyse s l u i z e n Zuid-Willemsvaart
Palen:
-36-
Overbrengen van de a l l e b e l a s t i n g d i e op
het hoofd werkt naar de ondergrond.
-Vertikaal
: Eigengewicht, grondgewicht,
waterdruk, b o v e n b e l a s t i n g .
- H o r i z o n t a a l : Gronddruk, v e r v a l k r a c h t ,
s p a t k r a c h t deuren.
Kespen of
Overdragen b e l a s t i n g naar p a l e n .
s l i j k h o u t e n : Afstempelen muren s l u i s h o o f d .
Grenen v l o e r : G e l i j k m a t i g ondersteunen metselwerk.
W a t e r d i c h t onderdeel van de v l o e r
constructie.
Schuifhouten:Overdragen h o r i z o n t a l e k r a c h t e n op de
keermuur v i a kespen naar de andere
en/of naar de f u n d e r i n g .
Zwalpen:
Afdragen overdruk onder g r e n e n v l o e r ( v i a
b u i g i n g ) naar het metselwerk.
Tevens a f s t e m p e l i n g keermuren.
Jokdorpel:
Deze b i n n e n s t e zwalp f u n k t i o n e e r t tevens
a l s s t o o t d r e m p e l b i j het i n - en u i t v a r e n
van het s l u i s h o o f d .
Eikenvloer:
Verzorgen van een v l a k k e s l u i s v l o e r t e n
behoeve van opbouw p u n t s t u k en beweging
deur. Vormt samen met het t u s s e n l i g g e n d e
metselwerk en de g r e n e n v l o e r een gronddichte constructie.
Puntstuk:
Verzorgen van een onderaanslag voor
de deuren ( b e l a s t i n g ) .
Zorgen voor voldoende a f d i c h t i n g .
Damwanden:
Tegengaan van o n d e r l o o p s h e i d door het
k r e e r e n van een lange kwelweg.
Naast deze " a f d i c h t " f u n k t i e voor grond
en water, i s er ook nog een v e r v a l b e l a s t i n g te keren.
Kolkwanden
: Grondkering ( a f d i c h t i n g / b e l a s t i n g ) .
Waterkering.(afdichting/belasting).
Afmeer/verhaal m o g e l i j k h e i d .
Kolkbodem
: Tegengaan e r o s i e b i j hoge stroomaanval.
Remmingwerk: G e l e i d i n g schepen b i j i n v a r e n s l u i s .
De t o e s t a n d van de s p u i k o k e r s en de brug wordt
h i e r n i e t beoordeeld. Z i j komen s l e c h t s daar aan
de orde, waar door de a c h t e r u i t g a n g van de schuts l u i s ook i n d i r e k t hun f u n k t i e i n het geding i s .
Risico analyse s l u i z e n Zuid-Willemsvaart
4.6.
-37-
Verouderings- en schademechanismen
B i j deze s l u i z e n z i j n de volgende mechanismen mogel i j k o f reeds werkzaam:
- B i o l o g i s c h e a a n t a s t i n g van h e t hout.
Deze a a n t a s t i n g t r e e d t i n n a t m i l i e u v o o r a l op b i j
voldoende aanbod van z u u r s t o f . Dat w i l zeggen op de
w a t e r l i j n , o f daaronder a l s g e v o l g van d r o o g z e t
p e r i o d e s o f van b e l u c h t e n door m i d d e l van scheeps
schroeven.
- S l i j t a g e van hout.
Deuren, j o k d o r p e l en w r i j f s t i j l e n s l i j t e n door
s c h u t t e n en schuren van schepen.
- C o r r o s i e v e a a n t a s t i n g van h e t s t a a l .
Ook h i e r g e l d t , b i j een v o c h t i g m i l i e u , aanbod van
z u u r s t o f a l s b e l a n g r i j k s t e gangmaker, n a a s t
eventuele agressieve s t o f f e n i n het kanaalwater o f
i n de a c h t e r l i g g e n d e grond.
- S l i j t a g e van s t a a l .
B i j de d r a a i p u n t e n , de bewegingswerken, a l s o o k b i j
de s t a l e n damwanden t r e e d t een i n de t i j d v r i j gel i j k m a t i g s l i j t a g e op door h e t bewegen van s t a a l op
staal.
- C o r r o s i e van wapening i n beton.
Nadat c a r b o n a t a t i e o f c h l o r i d e -ionen h e t wapenings t a a l hebben b e r e i k t , kan b i j voldoende aanbod van
z u u r s t o f c o r r o s i e van de wapening optreden. Met
name g e l d t d i t rond de ( v a r i a b e l e ) w a t e r l i j n en i n
de spatzone.
- V e r d i e p e n van voegen i n metselwerk.
Door een c o m b i n a t i e van c a r b o n a t a t i e , v o r s t - e n d o o i
schade, e r o s i e door water en wind, en b i o l o g i s c h e
a a n t a s t i n g v e r d i e p e n de voegen z i c h , w a a r b i j u i t
e i n d e l i j k de stenen l o s komen t e l i g g e n .
- S l i j t a g e van h e t metselwerk.
Door h e t v e e l v u l d i g schuren en s t o t e n van de t e
g r o t e schepen i n de s l u i z e n wordt h e t metselwerk
l o k a a l s t e r k a f g e s l e t e n en komen d e l e n van h e t metselwerk ( i n c l u s i e f natuursteen) l o s te l i g g e n .
- V o r s t / d o o i - s c h a d e aan h e t metselwerk.
In k o m b i n a t i e met de voorgaande twee mechanismen
worden b i j v o r s t s c h o l l e n van h e t metselwerk
afgedrukt.
R i s i c o analyse s l u i z e n Z u i d - W i l l e m s v a a r t
- E r o s i e van grond.
B i j hoge stroomsnelheden
bodem eroderen.
-38-
kan m a t e r i a a l van de k o l k -
- Z e t t i n g e n van de f u n d e r i n g .
Door a a n t a s t i n g van het hout van de f u n d e r i n g onts t a a n o n g e l i j k e p a a l b e l a s t i n g gevolgd door z e t t i n g .
A l s gevolg h i e r v a n kunnen b u i g t r e k s p a n n i n g e n i n het
metselwerk o n t s t a a n , waardoor d i t kan scheuren.
- W a t e r t r a n s p o r t door scheuren.
Door de scheuren i n het metselwerk, onder andere
o n t s t a a n t e n gevolge van s c h e e p s s t o t e n en z e t t i n gen, kan w a t e r t r a n s p o r t p l a a t s v i n d e n . A f h a n k e l i j k
van de s c h e u r w i j d t e kan ook u i t s p o e l i n g van het
v o e g m a t e r i a a l en/of grond p l a a t s v i n d e n .
- Onder- en a c h t e r l o o p s h e i d
Alhoewel b i j het ontwerp de damwandschermen voor
voldoend lange kwelweg en daarmee voor voldoende
lage stroomsnelheden moeten zorgen, o n t s t a a n door
scheuren en k i e r e n toch k o r t s l u i t s t r o m e n . Deze
kunnen grond u i t s p o e l e n , en daarmee de c o n s t r u c t i e
ondermijnen.
- Aanvaring s l u i s d e u r / s l u i s h o o f d
Eerdergenoemde verouderingsmechanismen t a s t e n op
componentniveau de s t e r k t e van de c o n s t r u c t i e gel e i d e l i j k aan. Daarnaast z i j n er ook b e d r e i g i n g e n
voor het f u n k t i o n e r e n van de s l u i s d i e voortkomen
u i t o v e r b e l a s t i n g . H i e r b i j v a l t de f u n k t i e van een
onderdeel doorgaans onverwachts geheel u i t . Een
r e a l i s t i s c h schademechanisme i s h i e r a a n v a r i n g .
4.7.
Faalmechanismen
4.7.1.
R e l a t i e tussen onderdelen en
systeem
Omdat de a a n t a s t i n g op componentniveau p l a a t s v i n d t ,
z a l d u i d e l i j k moeten z i j n welke h o o f d f u n k t i e i n het
geding i s b i j het d i s f u n k t i o n e r e n van een o f meer
onderdelen.
Het bepalen van de r e l a t i e s t u s s e n de f u n k t i e s van de
onderdelen en de h o o f d f u n k t i e s van het systeem kan
p l a a t s v i n d e n door het o p s t e l l e n van foutenbomen.
In zo'n foutenboom b e s t a a t de " t o p g e b e u r t e n i s " u i t
het n i e t meer kunnen v e r v u l l e n van een van de
h o o f d f u n k t i e s , t e r w i j l de " b a s i s g e b e u r t e n i s s e n " worden gevormd door het f u n k t i e v e r l i e s van verouderende
of door externe oorzaken beschadigde onderdelen.
De r e l a t i e tussen b a s i s g e b e u r t e n i s en t o p g e b e u r t e n i s
•39-
Risicoanalyse s l u i z e n Zuid-Willemsvaart
vormt het faalmechanismen, d i e i n foutenbomen
worden teruggevonden.
De volgende foutenbomen
Foutenboom
Foutenboom
Foutenboom
Foutenboom
"Er
"Er
"Er
"Er
1:
2:
3:
4:
z i j n opgezet:
kan n i e t
kan n i e t
kan n i e t
i s geen
t r
geschut worden",
gekeerd worden",
gespuid worden",
oeververbinding",
kan
geschut
S c h i p
in-
kan
of
kan
fig- 4 7
fig- 4 8
fig- 4 9
f i g - 4 10
m e t
worden
niet
u i t v a r e n
W a t e r s t a n d
kan
s t i j g e n
d a l e n
of
n i e t
•p=3
S l u i s h o o f d
; ft e mm
niet
Brug
toegankel i jk
open
Kolk
i s
i s
i ngwe r k
g e b l o k k e e r d
! i s
Oeur
n i e t
kan
kan
n i e t
open
Deur
kan
S c h u i f
k a
Te
veel
Iek
open
d i c h t
o n k I a a r
Hard*
SIu
I i j w i nd
gedeformeerd
iswand(en
Jrokken
*e rk
v l o e r
door
)
m e t s e l
op
v l o e r
o p g e b o l d
w a t e r d r u k
Kolkwand(en)
B ew .
bezweken
d e f e k t
F
Lagers
rontmuur
werk
B e w.
Bew.
werk
Deur
z i j n
k ie r t
z e l f
S c h u i f
z e l f
onk(aar
OnderI
oops•
v a s t g e l o p e n
k a po t
KoIk vIoe r
Brug
ie If
Oeurophanging
A a n t a s t i n g
Andere
o p g e b a r s t e n
de f e k
t
kapot
h o u t / s t a a l
o n k I aa r
V r i j e
b e w e g i n g _ M e t s e l w e r k
b e l e mme
r d
_
z i t
k I em
V e r g r e n d e l
z i t
vast
i ng
V l o e r
door
aangevBren
h e i d
opgebold
waterdruk
S l u i s w a n d e n
Zwalpen
V e r b i n d i n g
gedeformeerd
a a n g e t a s t
paai
P a l e n
Kespen
S c h u i f h ou t
Par
aangetast
a a n g e t a s t
aangetast
z w i j k e n
t i eel
be wand
kesp-
a f w e z i g
Hoofd
i s
aangevare
o
4. 7
Deur
bezweken
KIap
Fig.
mechanisme
defek t
de f ek t
Foutenboom 1: "Er kan n i e t worden geschut"
=
en -po o r t
s c h u i f
Risicoanalyse sluizen
Zuid-Willemsvaart
Er
n i e t
kan
gekeerd
Kerende
f aal
Deur
b e i w i j k t
-40-
worden
hoofd
Andere
t
staat
Schuif
b e z w i j k t
S p a t k r a c h r
Ft1 a t
V e r v a l k r a c h t
opneembaaT
n i e t
T e v e e l
hoofd
open
Iek
opneembBar
I ,
Aantast
ing
h ou t / s t aaI
Aanva r i
Hout
deur
t r e f o r t
P a l e n
Kespen
Schui
aangetast
aangetast
aangetast
onder
con-
aangetast
P a s s i e v e
druk
grond-
Deur
fhou'
Hout
hoofd
onder
s l u i s -
aangetast
3
D amwand(en )
g e d e f o r me e r d
aangetast
j v i n
onvoldoende
Hout
4.8
O n d e r l o o p s h e i d
S t u i swa n d e n
Grondwri
hoofd
Fig.
k i e r t
onvoldoende
onder
i s
s l u i s aangetast
Hoofd
i s
aangevaren
Foutenboom 2: "Er kan n i e t gekeerd worden"
R i s i c o analyse s l u i z e n
-41-
Zuid-Willemsvaart
Wanneer de onderdelen van de s l u i z e n met de
p a r a g r a a f 4.6 genoemde v e r o u d e r i n g s - en schademechanismen worden g e c o n f r o n t e e r d kunnen de f u n k t i e s van
deze onderdelen v e r l o r e n gaan.
In hoeverre het optreden van deze b a s i s g e b e u r t e n i s s e n
ook d a a d w e r k e l i j k l e i d t t o t f a l e n van het systeem,
dat w i l zeggen het o n v o o r z i e n gedurende l a n g e r e t i i d
n i e t meer kunnen v e r v u l l e n van een h o o f d f u n k t i e , moet
per onderdeel worden nagegaan.
Overwegingen d i e d a a r b i j van b e l a n g
zijn:
- S p e e l t de f u n k t i e van het onderdeel een r o l b i j
deze h o o f d f u n k t i e .
- Z i j n er andere onderdelen d i e deze f u n k t i e kunnen
overnemen.
- De v e r o u d e r i n g gaat g e l e i d e l i j k en g e e f t een z i c h t baar waarschuwend s i g n a a l . Het i s m o g e l i j k t i j d i g
i n te g r i j p e n , door i n s p e k t i e en p r e v e n t i e f
onderhoud. Ook dan i s e r sprake van een (gepland)
" n i e t v e r v u l l e n van een o f meer h o o f d f u n k t i e s " .
- Een schademechanisme t r e e d t p l o t s e l i n g op.
Aan de faalmechanismen ( z i e f i g u u r 4.7 t/m
4.10)
l i g g e n b a s i s g e b e u r t e n i s s e n t e n g r o n d s l a g , d i e i n het
onderstaande per onderdeel worden behandeld.
4.7.2.
Basisgebeurtenissen
Sluisdeur:
De a c h t e r u i t g a n g b e s t a a t u i t s l i j t a g e en a a n t a s t i n g
van het hout en het s t a a l , welke met name op de wat e r l i j n werkzaam z i j n . De i n s p e k t e e r b a a r h e i d en de
onderhoudbaarheid van de deuren z i j n e c h t e r zodanig,
dat door een goed i n s p e k t i e - en onderhoudsplan f a l e n
van de deur a l s w a t e r k e r i n g v r i j w e l kan worden u i t gesloten .
B i j schadevaring b l i j k t op grond van een g l o b a l e ber e k e n i n g een s n e l h e i d van zo'n 15 cm/sec j u i s t k r i t i e k voor het f a l e n van de deur a l s w a t e r k e r i n g .
Schuiven en bewegingswerk:
De s l i j t a g e t r e e d t g e l e i d e l i j k op. H i e r kunnen i n s p e k t i e en onderhoud het onverwachts f a l e n beperken.
Sluishoofd:
De a c h t e r u i t g a n g van het metselwerk a l s g e v o l g van
l a n g s s c h u r e n schepen, v o r s t - en dooischade, v e r d i e p e n
Risicoanalyse sluizen
Zuid-Willemsvaart
-42-
r
E
kan
m e t
9 ^ p u i d
w o r
d«r
De
s p u i • i n r i c h t i n g
f o t a t e
• s
/ e l f
p i e *
n n k U t r
s Iu is c o
a f d a mme
n
Het
taf
Dit
niet
aandeel
wordt
Geen
u i t g e w e r k t
voor
den
gebruik
s c h o t b a t k e n
te
raden
m o g e l i j k h e i d
S c h u t ( I
Schot baI
het
a f d a
p l a a t s e n
v r i j h o u -
mme
van
i s
ken
s p u i k o k e r s
Sluiswanden
g e d e f o r m e e r d
V l o e r
i s
opg e bo I d
S t e r k e
onder-
Io o ps h e i d
Pa r t i e e I
ken
b e z w i j -
s l u i s w a n d
Metselwerk
water
onder
aangetast
Schade
aan
puntstuk
F i g . 4.9
Foutenboom 3: "Er kan n i e t gespuid worden"
E r
is
geen
o e v e r v e r b i n d i n g
auto's
I
Brug
|
f i e t s e r s
A
1
i
1
b u i t e n
SIu i sdeuren
geb ru i k
; D i t
n i e t
b u i t e n
Brugdek
S tu ts wanden
d e f ek t
gedeformeer
aandeel
wordt
u i t g e w e r k t
J
H
P a l e n
gebruik
i i , n
aangetast
Kespen
a a n g e f
Schut fhout
i
|
aangetast
P a r t i e e l
ken
Hoofd
bezwij
s l u i s w a n d
i s
aan•
gevaren
F i g . 4.10
Foutenboom 4: "Er i s geen o e v e r v e r b i n d i n g "
R i s i c o analyse s l u i z e n
Zuid-Willemsvaart
-43-
van voegen e t c . t r e e d t v o o r a l aan de d a g z i j d e op en
i s a l s zodanig i n s p e k t e e r b a a r en onderhoudbaar.
Het geheel l o s r a k e n van stukken metselwerk d i e n t
voorkomen te worden g e l e t op m o g e l i j k e problemen b i j
het s l u i t e n of openen van de s l u i s d e u r e n .
B i j s c h e e p s s t o t e n en z e t t i n g e n kunnen scheuren o p t r e den, w a a r b i j de volgende f u n k t i e s van het h o o f d i n
het geding z i j n :
W a t e r k e r i n g ( a f d i c h t i n g ) . Deze gaat n a u w e l i j k s acht e r u i t , omdat b i j n i e t a l te grote scheuren (la2mm)
de d e b i e t e n k l e i n b l i j v e n t e n o p z i c h t e van b i j v o o r b e e l d de Iek langs de deuren. Wel z a l de grondwat e r s t a n d a c h t e r de muren worden b e i n v l o e d .
W a t e r k e r i n g ( b e l a s t i n g ) . Het overdragen van de b e l a s t i n g naar de ondergrond gebeurt v i a gewichtscons t r u c t i e s . H i e r b i j i s de g e w i c h t / b e l a s t i n g - v e r h o u d i n g
z o d a n i g , dat scheuren i n het metselwerk deze overdracht n i e t beinvloeden.
Grondkering ( a f d i c h t i n g ) . G r o n d t r a n s p o r t door de bovengenoemde watervoerende scheuren i s b e p e r k t z o l a n g
de scheur n i e t w i j d e r i s dan enkele m i l l e m e t e r s .
Grondkering ( b e l a s t i n g ) . De grond en het grondwater
a c h t e r het s l u i s h o o f d geven een zodanige b e l a s t i n g op
het s l u i s h o o f d dat het k a n t e l e v e n w i c h t voldoende v e r z e k e r d i s a l s het hoofd a l s een geheel werkt.
Wanneer e c h t e r het evenwicht van losgescheurde d e l e n
wordt beschouwd, b l i j k t d i t soms onvoldoende. Daarom
moet de w r i j v i n g t u s s e n de d i v e r s e muurdelen
voldoende z i j n .
De o v e r d r a c h t van de t r o s k r a c h t e n wordt n i e t door
scheuren b e i n v l o e d , omdat de b o l d e r v r i j i n het
grondlichaam s t a a t .
Het aanbrengen van de noodkering ( s c h o t b a l k e n ) kan
door scheuren en v e r v o l g e n s v e r s c h u i v e n van m e t s e l werk p r o b l e m a t i s c h worden. D i t wordt t e n d e l e tegengegaan door de w r i j f s t i j l i n de sponning. Bovendien
i s het v e r s c h u i v e n i n s p e k t e e r b a a r .
Contrefort:
Wanneer het c o n t r e f o r t l o s s c h e u r t van de keermuren
z a l dat s t a b i l i t e i t s problemen geven. H i e r b i j moet
worden opgemerkt dat van de b i j b e h o r e n d e g r o t e v e r vormingen a l t i j d een waarschuwing u i t g a a t .
Het overbrengen van de d e u r b e l a s t i n g naar de ondergrond gaat v i a g e w i c h t s c o n s t r u c t i e s Scheuren hebben
h i e r w e i n i g i n v l o e d op.
R i s i c o analyse s l u i z e n Z u i d - W i l l e m s v a a r t
-44-
Frontmuren:
B i j scheuren i n deze muren d i e g r o t e r z i j n dan
enkele m i l l e m e t e r s , z i j n de water- en grondkerende
f u n k t i e ( a f d i c h t i n g ) i n h e t geding.
B i j geheel l o s s c h e u r e n van de frontmuren van h e t
s l u i s h o o f d ontstaan s t a b i l i t e i t s p r o b l e m e n . H i e r b i j i s
wel sprake van een waarschuwend k a r a k t e r b i j f a l e n .
Schotbalksponning:
z i e Sluishoofd.
Natuursteen:
Het l o s r a k e n van natuurstenen b l o k k e n h e e f t o p z i c h
geen d i r e k t gevolg voor h e t f u n k t i o n e r e n van de
s l u i s , maar i s wel h e t b e g i n van een proces dat
e i n d i g t met l o s s e b l o k k e n op de s l u i s v l o e r , hetgeen
s l u i t e n o f openen van de deuren kan b e m o e i l i j k e n .
B i j geregelde i n s p e k t i e en onderhoud i s d i t proces
e c h t e r t i j d i g t e stoppen.
Palen:
Door a a n t a s t i n g van de p a l e n kan ( l o k a a l ) de v e r t i k a l e b e l a s t i n g n i e t goed meer worden gedragen, wat
r e s u l t e e r t i n e x t r a z e t t i n g e n , en h e t (meer) d i r e k t
gaan dragen op de ondergrond.
De b i j b e h o r e n d e b u i g t r e k s p a n n i n g e n i n h e t metselwerk
kunnen t o t scheuren l e i d e n , gevolgd door water en
grond t r a n s p o r t e t c .
De a a n t a s t i n g van de p a l e n en de daarop volgende
z e t t i n g h e e f t voor h e t opnemen van de h o r i z o n t a l e
b e l a s t i n g n a u w e l i j k s consequenties.
De v e r v a l k r a c h t kan v i a w r i j v i n g d i r e k t door de
ondergrond g e l e v e r d worden.
De s p a t k r a c h t u i t de deuren kan i n d i e n de a f d r a c h t
v i a de p a l e n onder h e t c o n t r e f o r t door a a n t a s t i n g
n i e t meer m o g e l i j k i s , ook i n evenwicht gehouden
worden door de gronddruk a c h t e r h e t c o n t r e f o r t .
A a n t a s t i n g van de p a l e n onder h e t metselwerk l e i d t
daardoor t o t vervorming en scheuren, maar n i e t t o t
calamiteus bezwijken.
A a n t a s t i n g van de p a l e n onder de s l u i s v l o e r , welke
b i j lage w a t e r s t a n d i n de k o l k op t r e k worden b e l a s t ,
l e i d t t o t meer b u i g i n g i n de kespen en zwalpen, maar
z a l b l i j k e n s de berekening n i e t d i r e k t t o t c a l a m i t e u s
b e z w i j k e n (dat w i l zeggen opbarsten v l o e r ) l e i d e n .
Risico analyse s l u i z e n Zuid-Willemsvaart
-45-
Kespen:
Wanneer de kespen z i j n aangetast z a l d i t l o k a a l een
o n g e l i j k e p a a l b e l a s t i n g op het metselwerk geven.
H i e r b i j kan z e t t i n g en scheuren van het metselwerk
optreden.
De kespen a l s stempel t u s s e n b e i d e s l u i s h o o f d d e l e n
z i j n overgedimensioneerd, t e r w i j l hun f u n k t i e b i j
komplete a a n t a s t i n g worden overgenomen door het
t u s s e n l i g g e n d e metselwerk, en door de hoofden z e l f .
Grenen v l o e r :
A a n t a s t i n g van de grenen v l o e r kan l e i d e n t o t minder
g e l i j k m a t i g e o n d e r s t e u n i n g van h e t metselwerk, en
daarmee t o t scheuren.
Tevens kan a a n t a s t i n g l e i d e n t o t o n d e r l o o p s h e i d .
Schuifhouten:
I n d i e n de s c h u i f h o u t e n z i j n a a n g e t a s t , kan enige
z e t t i n g optreden , maar e v e n a l s b i j de kespen z i j n
ook h i e r d e z e l f d e a l t e m a t i e v e n aanwezig om de
h o r i z o n t a l e b e l a s t i n g over te dragen.
Zwalpen:
Wanneer de zwalpen z i j n aangetast kan de overdruk
onder de v l o e r ook evenwicht maken v i a kespen en
p a l e n , m i t s de v e r b i n d i n g s m i d d e l e n nog i n t a k t z i j n .
B i j h e t opdrukken van de v l o e r kan het t u s s e n l i g g e n d e
metselwerk ( d i k 0.3m) een d e e l van de overdruk compenseren.
Toch i s d i t n i e t afdoende om de taak van de zwalpen
geheel over te nemen en behoort o p b a r s t e n van de
v l o e r t o t de u i t e r s t e m o g e l i j k h e i d . Door i n s p e k t i e
kan een i n d r u k worden v e r k r e g e n van de r e s t e r e n d e
k w a l i t e i t van het hout.
Daar waar de e i k e n v l o e r en de zwalpen z i j n vervangen
door een b e t o n v l o e r s p e e l t d i t verouderingsmechanisme
n i e t . Omdat n i e t d u i d e l i j k i s i n h o e v e r r e deze
betonnen v l o e r puur a l s g e w i c h t s v l o e r i s b e d o e l d , o f
a l s b u i g s t i j f element i s i n g e k a s t i n de muren, kan
over h e t a l of n i e t o p b a r s t e n van de s l u i s v l o e r i n
d i e s i t u a t i e nog geen u i t s p r a a k worden gedaan.
Eikenvloer:
Een a a n t a s t i n g van deze v l o e r g e e f t geen d i r e k t
f u n k t i e v e r l i e s van de s l u i s . Wel neemt de kans op
o n d e r l o o p s h e i d toe.
Ris.
analyse s l u i z e n Z u i d - W i l l e m s v a a r t
-46-
Damwanden:
I n d i e n de houten damwanden z i j n aangetast, kan een
k o r t e kwelweg l e i d e n t o t te hoge grondwatersnelheden
en daardoor t o t t r a n s p o r t van grond.
Hoewel het u i t s p o e l e n van grond n o o i t d i r e k t l e i d t
t o t f u n k t i e v e r l i e s van de s l u i s , vormt de grond voor
een a a n t a l onderdelen een tweede manier van b e l a s t i n g
afdracht.
De a a n t a s t i n g van de damwanden d i e n t door een g e r i c h te i n s p e k t i e te worden bewaakt.
Bewegingswerk deuren:
Deze onderdelen bevinden z i c h geheel boven water, en
z i j n voor i n s p e k t i e en onderhoud t o e g a n k e l i j k . Een
s t o r i n g h e e f t h i e r a l l e e n i n v l o e d op de s c h u t f u n k t i e
van de s l u i s , en z a l n i e t van lange duur z i j n .
Bovendraaipunt:
Voor d i t onderdeel i s s l i j t a g e goed i n s p e k t e e r b a a r en
zonodig onderhoudbaar. A a n t a s t i n g door c o r r o s i e kan
ook p l a a t s v i n d e n op een n a u w e l i j k s te i n s p e k t e r e n
p l a a t s (op de s c h e i d i n g van n a t u u r s t e e n en
metselwerk).
I n het algemeen g e l d t voor deze n i e t i n s p e k t e e r b a r e
onderdelen, dat de gevolgschade van f a l e n k l e i n z i j n
of de levensduur zodanig goed v o o r s p e l b a a r dat
g e b r u i k s a f h a n k e l i j k onderhoud m o g e l i j k i s . B i j p l o t s
b e z w i j k e n z a l de h e r s t e l p e r i o d e een week c i r c a een
week z i j n .
Onderdraaipunt:
Het onderdraaipunt bestaande u i t t a a t s en keusepot
l i g t onder water en i s minder goed i n s p e k t e e r b a a r ,
maar ook minder kwetsbaar en c o r r o s i e g e v o e l i g vanwege
de z u u r s t o f arme omgeving. De enige v e r o u d e r i n g i s
s l i j t a g e . D i t proces v e r l o o p t zo g e l i j k m a t i g dat een
r e d e l i j k e v o o r s p e l l i n g van de levensduur m o g e l i j k i s ,
en daarmee g e b r u i k s a f h a n k e l i j k onderhoud. De deuren
worden thans om de 10 j a a r g e r e v i s e e r d , w a a r b i j het
s c h u t b e d r i j f s l e c h t s enkele u r e n gestremd i s .
Kolkwanden:
C o r r o s i e en s l i j t a g e kunnen de grond- en waterkerende
f u n k t i e aantasten. Calamiteus b e z w i j k e n van een gehel e kolkwand met a l s u i t e r s t e konsekwentie s t a g n a t i e
van het s c h u t b e d r i j f i s e c h t e r o n w a a r s c h i j n l i j k ,
g e l e t op het waarschuwend k a r a k t e r van de c o n s t r u c t i e
( l o k a l e z e t t i n g , u i t b u i g i n g e t c . ) , en de g r o o t t e van
de k o l k .
R i s i c o analyse s l u i z e n Zuid-Willemsvaart
-47-
Kolkbodem:
B i j hoge stroomsnelheden a l o f n i e t i n combinatie met
kwel, kan bodemmateriaal v e r d w i j n e n . Het b e t r e f t h i e r
een g e l e i d e l i j k proces van v e r d i e p i n g , dat u i t e i n d e l i j k kan l e i d e n t o t i n s t a b i l i t e i t van de kolkwanden
of z e l f s de s l u i s h o o f d e n . P e r i o d i e k e l o d i n g e n kunnen
d i t t i j d i g signaleren.
Remmingwerk:
De t o e s t a n d van het remmingwerk kan door geregelde
i n s p e k t i e en onderhoud op een aanvaardbaar n i v e a u
worden gehouden. Het remmingwerk draagt s l e c h t s op
b e p e r k t e w i j z e b i j aan een h o o f d f u n k t i e van de
s c h u t s l u i s ( a l l e e n b i j s t e r k e dwarswind).
Conclusie:
Voor de meeste b a s i s g e b e u r t e n i s s e n gelden
een van de volgende overwegingen:
minstens
-Het onderdeel z e l f i s i n s p e k t e e r b a a r .
-De a c h t e r u i t g a n g gaat g e l e i d e l i j k , en e r gaat ( i n d i r e k t ) een waarschuwend s i g n a a l van u i t .
-De f u n k t i e van het onderdeel i s overdraagbaar.
-De v e r o u d e r i n g i s zo goed bekend, dat g e b r u i k s a f h a n k e l i j k onderhoud m o g e l i j k i s .
S l e c h t s de g e b e u r t e n i s s e n "aanvaring deur", " p a r t i e e l
b e z w i j k e n s l u i s h o o f d " en "opbarsten v l o e r " dragen
ondanks bepaalde omstandigheden t o c h b i j aan het opt r e d e n van een faalmechnanisme.
D a a r b i j moet worden opgemerkt dat ook i n s p e k t i e en
gepland onderhoud kunnen b i j d r a g e n aan het n i e t kunnen v e r v u l l e n van een h o o f d f u n k t i e .
Risicoanalyse sluizen
Zuid-Willemsvaart
-48-
-49-
R i s i c o analyse s l u i z e n Zuid-Willemsvaart
4.8.
Nadere c o n s t r u c t i e v e beschouwing
4.8.1.
Algemeen
A a n s l u i t e n d aan p a r a g r a a f 4.7 worden i n deze
p a r a g r a a f een a a n t a l van de genoemde onderdelen nader
worden beschouwd aan de hand van een d e t e r m i n i s t i s c h e
b e r e k e n i n g . Van het s l u i s h o o f d en de frontmuren wordt
het h o r i z o n t a a l en v e r t i c a a l evenwicht bekeken.
Onderdelen a l s p a l e n , damwanden, zwalpen, kespen e t c .
z i j n d e l e n v a n de f u n d e r i n g van het s l u i s h o o f d en
worden a l s zodanig meegenomen i n de b e r e k e n i n g .
Een d e t e r m i n i s t i s c h e b e r e k e n i n g h e e f t v a s t e , v e e l a l
aangenomen, invoergegevens a l s u tgangspunt. De gev o l g e n van m o g e l i j k e v a r i a t i e s i n deze aangenomen
gegevens worden i n p a r a g r a a f 4.9 nader u i t g e w e r k t met
behulp van een p r o b a l i s t i s c h e beschouwing (kans
berekening).
4.8.2.
P a r t i e e l evenwicht metselwerkmuren van de s l u i s hoofden
De metselwerkmuren z i j n g e c o n s t r u e e r d a l s "gewichtsmuur", de g r o t e v e r t i c a l e b e l a s t i n g door h e t e i g e n
gewicht z o r g t voor de s t a b i l i t e i t van de muur:
Voor de b e p a l i n g van de v e i l i g h e i d tegen k a n t e l e n i s
de h e l f t van het s l u i s h o o f d v e r d e e l d i n muurdelen,
begrensd door een aangenomen scheur. Deze scheur kan
een gevolg z i j n van v e r o u d e r i n g en/of een ander schade -mechanisme . Het beschouwde muurdeel wordt a l s een
op z i c h z e l f staande c o n s t r u c t i e bekeken.
In de b e r e k e n i n g z i j n de volgende b e l a s t i n g e n op de
muren verwerkt: Eigen gewicht van de muren, opwaartse
druk, waterdruk, gronddruk en b o v e n b e l a s t i n g .
Voor deze b e r e k e n i n g i s g e b r u i k gemaakt v a n de v o l gende (aangenomen) parameters:
- E i g e n gewicht: 7 = 18. kN/m ;
- Waterstanden:
l a a g LW = drempel hoogte + 2.20 m.
hoog HW = LW + 2.00 m. ( f i g . 4.12);
- Grondwater:
gemiddelde t u s s e n LW en HW;
- Grondgegevens: 4> 30.°
7-droog = 18. kN/m
7-nat
=20.
- Gronddruk:
n e u t r a a l , An = 0.5
- B o v e n b e l a s t i n g : 10. kN/m a c h t e r de muur.
3
=
3
2
-50-
R i s i c o analyse s l u i z e n Z u i d - W i l l e m s v a a r t
Benedenhoofd:
De v e r d e l i n g van h e t benedenhoofd i n muurdelen i s gekozen v o l g e n s f i g . 4.11.
Geval 1, 3 en 5 z i j n zonder b o v e n b e l a s t i n g , g e v a l 2,
4 en 6 met b o v e n b e l a s t i n g a c h t e r de muurdelen.
Voor de v e r s c h i l l e n d e muurdelen z i j n de v e i l i g h e i d s f a c t o r e n (7 ) tegen k a n t e l e n berekend:
Geval
7
P
1)
2)
3)
4)
5)
6)
1.01
0.98
1.36
1.18
1.45
1.26
P a r t i e e l evenwicht benedenhoofd
Bovenhoofd:
Voor h e t bovenhoofd i s d e z e l f d e m u u r - i n d e l i n g gekozen
a l s b i j h e t benedenhoofd.
De v e i l i g h e i d s f a c t o r e n (7 ) tegen k a n t e l e n :
Geval
7
P
1)
2)
3)
4)
5)
6)
1.29
1.24
1.66
1.57
1. 78
1.52
P a r t i e e l evenwicht bovenhoofd.
C o n c l u s i e ( b i j de aangenomen p a r a m e t e r s ! ) :
In normale g e b r u i k s s i t u a t i e s i s e r geen gevaar v o o r
k a n t e l e n van een gedeelte o f een z i j d e van een s l u i s hoofd. G e z i e n de lage v e i l i g h e i d s f a c t o r e n d i e n t men
zeer v o o r z i c h t i g t e z i j n met b o v e n b e l a s t i n g op o f i n
de b u u r t van h e t s l u i s h o o f d .
De w e r k e l i j k e v e i l i g h e i d s f a c t o r e n z i j n hoger dan de
berekende t e n gevolge van w r i j v i n g t u s s e n de muurdel e n e t c . Deze parameters z i j n h i e r v e r w a a r l o o s d ,
omdat hun i n v l o e d m o e i l i j k t e s c h a t t e n i s .
-51-
R i s i c o analyse s l u i z e n Zuid-Willemsvaart
4.8.3.
P a r t i e e l evenwicht b i i een
calamiteit
Een z e e r e r n s t i g e c a l a m i t e i t i n de Z u i d - W i l l e m s v a a r t
t r e e d t op i n d i e n een s l u i s z i j n kerende f u n c t i e v e r l i e s t . Deze c a l a m i t e i t wordt u i t g e b r e i d beschreven i n
h o o f d s t u k 5 (met b e t r e k k i n g t o t s l u i s 3 ) .
I n f i g . 4.13 i s de c a l a m i t e i t schematisch aangegeven:
S l u i s B v e r l i e s t z i j n kerende f u n c t i e , h e t o o r s p r o n k e l i j k e v e r v a l over s l u i s B z a l over de kanaalpanden
A-B en B-C v e r d e e l d worden. Op pand A-B o n s t a a t een
g e r i n g e v e r h o g i n g van 0.40 m., en op pand B-C een
v e r l a g i n g van 1.60 m. Het v e r v a l over s l u i s C i s nu
a a n z i e n l i j k toegenomen: h - 3.60 m.
Een hogere w a t e r s t a n d heefH een p o s i t i e v e i n v l o e d op
de s t a b i l i t e i t van de muur, de t o t a l e h o r i z o n t a l e bel a s t i n g wordt er door gereduceerd. Het tegenoverges t e l d e v i n d t p l a a t s b i j een l a g e r e w a t e r s t a n d . D i t
t r e e d t op b i j s l u i s B t e r p l a a t s e van het bovenhoofd
(over de t o t a l e l e n g t e ! ) en b i j s l u i s C voor h e t
benedenhoofd.
Voor b e r e k e n i n g van de v e i l i g h e i d s f a c t o r e n b i j een
c a l a m i t e i t z i j n d e z e l f d e g e v a l l e n g e b r u i k t a l s b i j de
b e r e k e n i n g van de normale s i t u a t i e s .
De grondwaterstand a c h t e r de muren z a l de v e r l a g i n g
s l e c h t s i n een t r a a g tempo v o l g e n . Daarom i s e r gerekend met de p e i l e n u i t de normale s i t u a t i e s .
De v e i l i g h e i d s f a c t o r e n (7 ) tegen k a n t e l e n i n g e v a l
van een c a l a m i t e i t :
Benedenhoofd:
Geval
1)
2)
3)
4)
5)
6)
Tp
0.95
0.92
1.32
1.13
1.42
1.23
P a r t i e e l evenwicht benedenhoofd
Bovenhoofd:
Geval
Tp
1)
2)
3)
4)
5)
6)
1.21
1.17
1.58
1.44
1.70
1.48
P a r t i e e l evenwicht bovenhoofd.
Risicoanalyse s l u i z e n Zuid-Willemsvaart
-52-
ALGEMEEN
F i g . 4.12
Normaal ( t h e o r e t i s c h ) gemiddeld v e r v a l .
CALAMITEIT:
NIET
KERENO
j
I
h
c
=3
60
BOVENZIJDE
DEUREN
h
~"„
A
.2*0
• ~
F i g . 4.13
V e r v a l b i j c a l a m i t e i t : S l u i s B n i e t kerend
R i s i c o analyse s l u i z e n Zuid-Willemsvaart
-53-
Conclusie:
De v e i l i g h e d e n tegen k a n t e l e n nemen t e n gevolge van
het v e r l a a g d e w a t e r p e i l i n de s l u i s i n g e r i n g e mate
af. I n d i e n een muurdeel conform f i g u u r 4.11 geen
w r i j v i n g o n d e r v i n d t van de belendende muurdelen, dan
z a l d i t d e e l z i j n evenwicht v e r l i e z e n . I n de p r a k t i j k
t r e e d t e r e c h t e r w e l w r i j v i n g op t u s s e n de muurdelen
a l s g e v o l g van h e t g r i l l i g e s c h e u r v l a k en h e t g r u i s
en zand dat z i c h i n de scheur b e v i n d t ( z i e ook opmerk i n g b i j de c o n c l u s i e van p a r a g r a a f 4.8.1).
De kans i s dan ook g r o o t , dat van b e z w i j k e n van een
muurdeel geen sprake z a l z i j n .
4.8.4.
B e l a s t i n g op de v l o e r van het
sluishoofd
De v l o e r van beide s l u i s h o o f d e n wordt t u s s e n de wanden b e l a s t door opwaartse druk van h e t water, welke
wordt v e r o o r z a a k t door h e t v e r v a l over h e t hoofd.
D i t v e r v a l i s gemiddeld 2.00 m. Het g r o o t s t e v e r v a l
wordt gevonden b i j s l u i s 11: 2.50 m.
Opbuiging van de s l u i s v l o e r v i n d t a l l e e n p l a a t s i n d i e n de opwaartse waterdruk g r o t e r i s dan h e t gewicht
van h e t water boven de v l o e r en h e t e i g e n gewicht
(onder water) van de v l o e r .
B i j e l k van de volgende s i t u a t i e s kan de maximale
opwaartse druk gegeven worden:
- Normaal g e b r u i k :
Door de s c h u t c y c l u s z a l de w a t e r s t a n d i n de k o l k
c o n t i n u e w i s s e l e n , een maximale s t i j g h o o g t e onder
de v l o e r t o t h e t gemiddelde k o l k p e i l i s een goede
aanname. De opwaartse druk i s 1/2 x 2.50 - 1.25 m.
voor b e i d e hoofden ( b i j s l u i s 11).
- B i j een c a l a m i t e i t :
H i e r b i j i s v o o r a l de opwaartse druk onder de v l o e r
van h e t kerende h o o f d van de boven gelegen s l u i s
k o r t na de c a l a m i t e i t van b e l a n g . Na v e r l o o p van
t i j d neemt de waterdruk onder de v l o e r a f t e n gev o l g e van lekkage van de damwand o f door normale
a f s t r o m i n g van h e t grondwater. I n h e t e e r s t e uur na
de c a l a m i t e i t z a l h e t w a t e r p e i l t.p.v. h e t benedenh o o f d c i r c a 1.00 m. hoger z i j n dan normaal, h i e r door verminderd de r e s u l t e r e n d e opwaartse k r a c h t .
Ter p l a a t s e van h e t bovenhoofd z a l h e t water c i r c a
1.00 m. zakken, t e r w i j l de druk onder de v l o e r nog
n i e t de t i j d h e e f t gehad om a f t e nemen.
De opwaartse druk onder h e t bovenhoofd wordt nu
verhoogd met 1.00 m.: 1.00 + 1.25 = 2.25 m.
R i s i c o analyse s l u i z e n Zuid-Willemsvaart
- B i j d r o o g z e t t i n g van de
-54-
sluis:
I n d i e n de s l u i s door middel van s c h o t b a l k e n wordt
drooggezet kan het water, b i j enige lekkage van de
damwanden, onder de s l u i s v l o e r een z e l f d e s t i j g hoogte b e r e i k e n a l s het a a n s l u i t e n d e kanaalpand. I n
t e g e n s t e l l i n g t o t de twee voorafgaande s i t u a t i e s ,
b e v i n d t z i c h geen water boven de v l o e r waardoor de
b e l a s t i n g t e n gevolge van de opwaartse waterdruk
a l l e e n verminderd wordt door het gewicht van de
vloer.
De r e s u l t e r e n d e opwaartse druk kan op de volgende
manieren door de c o n s t r u c t i e worden opgenomen:
a) Door de v l o e r - c o n s t r u c t i e t u s s e n de s l u i s w a n d e n :
H i e r v o o r i s de v l o e r a l s ingeklemd i n de s l u i s m u ren beschouwd. D i t i s m o g e l i j k doordat de kespen
onder de muren d o o r l o p e n en de zwalpen 0.60 m. i n
deze muren z i j n opgenomen. De overspanning wordt
b e p a a l d door de d o o r v a a r t w i j d t e : 7.00 m.
Voor de b e p a l i n g van de b u i g s p a n n i n g i n h e t hout
z i j n de weerstandsmomenten van de kesp en zwalp
b i j e l k a a r g e t e l d (beschouwing a l s een sameng e s t e l d e l i g g e r van kesp en zwalp i s een dubieuze
zaak, omdat e r geen i n z i c h t i s i n de o n d e r l i n g e
verbinding).
De i n v l o e d van de p a l e n i s v o l l e d i g v e r w a a r l o o s d .
b) Door de p a l e n onder de v l o e r :
In d i t g e v a l wordt e r van u i t gegaan dat de opwaartse druk v o l l e d i g door de p a l e n wordt opgenomen. De s t r a m i e n maat van de p a l e n t e r p l a a t s e van
de d o o r v a a r t opening i s ongeveer 1.45 x 1.00 m.
Door de g e r i n g e overspanning van de kespen i s ook
het buigend moment l a a g .
R e s u l t a t e n van de b e r e k e n i n g i n t a b e l vorm
voor methode a ) : a^-hout
b): p a a l k r a c h t
Situatie
Belasting
kN/m t
2
- hout
N/mm
Paalkracht
kN
14. 5
2
Normaal
10.
6.
Calamiteit
20.
12.
29.
Droogzetting
38.
23.
55.
-55-
R i s i c o analyse s l u i z e n Zuid-Willemsvaart
Beide mechanismen z u l l e n i n w e r k e l i j k h e i d samenwerken. De p a a l b e l a s t i n g en de spanning i n het hout z a l
beduidend l a g e r u i t v a l l e n dan de a f z o n d e r l i j k berekende waarden u i t de t a b e l .
De i n de t a b e l vermelde waarden kunnen dan ook a l s
u i t e r s t e n worden beschouwd.
T o e l a a t b a r e buigspanningen voor europees
worden gegeven i n :
naaldhout
2
TGB HOUT 1972 (NEN 3852): a^= 7. N/mm voor
s t a n d a a r d bouwhout;
2
CHR-brochure 78-1:
10. a 13. N/mm voor nat
hout t.b.v. waterbouwkundige t o e p a s s i n g e n .
In de t o e l a a t b a r e b u i g s p a n n i n g i s de v e i l i g h e i d s f a k t o r verwerkt.
Voor de t r e k b e l a s t i n g i n de p a l e n mag worden aangenomen dat b i j normaal g e b r u i k 10. a 15. kN nog voldoende v e i l i g h e i d b i e d t , i n g e v a l van een c a l a m i t e i t kan
een wat hogere b e l a s t i n g t o e g e l a t e n worden.
Afwijkende v l o e r - c o n s t r u c t i e s :
Van een a a n t a l s l u i s h o o f d e n i s het bovenste d e e l van
de v l o e r geheel o f g e d e e l t e l i j k vervangen door gewapend beton. Van deze aanpassingen kan worden aangenomen dat de nieuwe c o n s t r u c t i e tenminste a l s g e l i j k waardig mag worden beschouwd aan de o r g i n e l e
constructie.
Conclusie:
U i t de t a b e l v o l g t dat b i j normaal g e b r u i k v o l d a a n
wordt aan de g e s t e l d e e i s e n , i n g e v a l van de c a l a m i t e i t z a l de v e i l i g h e i d l a g e r z i j n , maar n i e t z o d a n i g
dat de c o n s t r u c t i e gevaar l o o p t .
B i j d r o o g z e t t i n g lopen de b e l a s t i n g e n zo hoog op, dat
verwacht mag worden dat deze n i e t zonder schade aan
de c o n s t r u c t i e opgenomen kunnen worden. I n d i t g e v a l
z a l d r o o g z e t t i n g door middel van s t a l e n damwand, e n i ge meters b u i t e n de hoofden geslagen, een goed a l t e r n a t i e f z i j n . H i e r d o o r wordt de w a t e r s t a n d aan weersz i j d e n van het hoofd v e r l a a g d en daarmee z a l de opwaartse druk onder de v l o e r s t e r k worden gereduceerd.
Risicoanalyse
sluizen
CALAMITEIT
BIJ
-56-
Zuid-Willemsvaart
SLUIS
1182'
3
TO 5 7
BIJ
CALAMITEIT
9 83*
6 32*
M a t e n in
F i g . 4.14
M
C a l a m i t e i t b i j s l u i s 3,
16 0 5 •
CALAMITEIT
BIJ
SLUIS
5
15
BIJ
CALAMITEIT
13 8 7 *
12 7 5
II
82*
10 9 5 *
10 5 7 *
8 52
*
1055*
8
37*
6 32*
F i g . 4.15
C a l a m i t e i t b i j s l u i s 5.
05*
R i s i c o analyse s l u i z e n Zuid-Willemsvaart
4.8.5.
Belasting
fundering
Verticaal
evenwicht
-57-
Benedenhoofd:
De f u n d e r i n g van h e t hoofd wordt b e l a s t door h e t e i gen gewicht verminderd door de opwaartse druk.
De t o t a l e v e r t i c a l e b e l a s t i n g bedraagt: 5841. kN.
U i t h e t o r i g i n e l e b e s t e k b l i j k t dat e r onder h e t benedenhoofd 220. s t u k s houten p a l e n z i j n geslagen.
Volgens een oude v u i s t r e g e l werd v r o e g e r 10. t f (100.
kN.) a l s b e l a s t i n g op een houten p a a i t o e g e l a t e n .
De v e r t i c a l e b e l a s t i n g van de p a l e n , i n d i e n 100% van
de houten p a l e n nog meewerkt, i s c i r c a 27. kN p e r
paai.
I n d i e n gerekend wordt met 80% van de p a l e n i n verband
met v e r o u d e r i n g i s d i t c i r c a 33. kN p e r p a a i .
B i j aanwezigheid van een b o v e n b e l a s t i n g (aanname 10.
kN/m ), moeten de bovenstaande waarden met c i r c a 10.
kN p e r p a a i verhoogd worden.
2
De berekende waarden b l i j v e n beide v e r onder de toel a a t b a r e b e l a s t i n g u i t de v u i s t r e g e l .
Horizontaal
evenwicht
E v e n w i j d i g aan de s l u i s - a s wordt h e t hoofd b e l a s t
door de h y d r o s t a t i s c h e waterdruk, v o o r t v l o e i e n d u i t
h e t v e r v a l over h e t s l u i s h o o f d .
Het v e r v a l b i j s l u i s 3 bedraagt 1,75 m ( z i e f i g u u r
4.14) hetgeen a a n z i e n l i j k minder i s dan b i j de
s l u i z e n 6 en 11.
Het g r o o t s t e v e r v a l wordt gevonden b i j s l u i s 11. B i j
deze s l u i s i s de k o l k b r e e d t e s l e c h t s 11.00 m., waardoor de t o t a l e r e s u l t e r e n d e waterdruk k l e i n e r i s dan
b i j s l u i s 6.
Het v e r v a l over s l u i s 6 i s 2.30 m. De k o l k b r e e d t e i s
20.00 m. Voor de b e r e k e n i n g i s deze b r e e d t e e n i g s z i n s
gereduceerd omdat h e t hoofd aan de k a n a a l z i j d e s t e u n
kan o n t l e n e n aan de t a l u d s van h e t k a n a a l : aangehouden i s een breedte van 17.00 m. (de d o o r v a a r t w i j d t e
en de o o r s p r o n k e l i j k e l e n g t e van twee frontwanden).
De t o t a l e r e s u l t e r e n d e h o r i z o n t a l e waterdruk t e n
o p z i c h t e van de onderkant van de s l u i s v l o e r ( z i e ook
f i g . 4.14 en 4.15):
- b i j normale s i t u a t i e s (Ah = 2.30 m.):
1525. kN.
- i n g e v a l van c a l a m i t e i t (Ah = 4.10 m.): 2091. kN.
R i s i c o analyse s l u i z e n Z u i d - W i l l e m s v a a r t
-58-
Ook i n de s t i j g h o o g t e van het grondwater onder h e t
s l u i s h o o f d z a l z i c h het z e l f d e v e r v a l voordoen. De
h o r i z o n t a l e b e l a s t i n g ten gevolge van d i t v e r v a l
wordt r e c h t s t r e e k s verwerkt i n de b e r e k e n i n g van de
onderloopsheidschermen.
K r a c h t s o v e r d r a c h t van de h o r i z o n t a l e b e l a s t i n g
De h o r i z o n t a l e b e l a s t i n g kan op de volgende manieren
worden overgebracht naar de ondergrond:
a. Met behulp van de houten p a l e n ;
b. Door (grond-)weerstand tegen v e r p l a a t s e n v a n de
onderloopsheidschermen;
c. Door s c h u i f w e e r s t a n d d i e i s o n t l e e n d aan de
gronddruk tegen de s l u i s h o o f d e n .
a. Houten p a l e n
Voor de b e p a l i n g van de t o e l a a t b a r e h o r i z o n t a l e b e l a s t i n g per p a a i i s g e b r u i k gemaakt van de volgende
uitgangspunten:
-
p a a l d i a m e t e r 250. mm., l e n g t e 6.00 m.;
geen r e k e n i n g gehouden met het
"paalgroepeffekt";
de grond onder de s l u i s b e s t a a t u i t zand;
v e r t i c a l e p a a l b e l a s t i n g 30. kN.;
t o e l a a t b a r e spanningen volgens TGB 1972 HOUT;
b e r e k e n i n g volgens de t h e o r i e van de e l a s t i s c h ondersteunde l i g g e r met behulp van het programma
DAMWAND/3.
Het gedrag van de p a a i i s onderzocht w a a r b i j a l s
grondgegevens een hoek van inwendige w r i j v i n g <j>= 25°
a 30° en cohesie c= 0 z i j n gehanteerd.
Tevens i s de s t i j f h e i d van de grond (de beddingskons t a n t e K) g e v a r i e e r d , om e n i g i n z i c h t t e v e r k r i j g e n
i n de i n v l o e d van deze f a k t o r .
Met deze uitgangspunten i s een l a s t - v e r p l a a t s i n g s
diagram o p g e s t e l d , waarmee b i j een bepaalde v e r p l a a t s i n g de b i j b e h o r e n d e h o r i z o n t a l e b e l a s t i n g kan worden
afgelezen.
Met de t o e l a a t b a r e spanning i n de houten p a a i i s t e vens h e t t o e l a a t b a r e moment en daarmee de maximale
k o p v e r p l a a t s i n g v a s t g e l e g d («^~ 0-8*7.= 5.6 N/mm ).
2
U i t het diagram ( f i g u u r 4.16)
blijkt
dat:
- de v e r p l a a t s i n g onder g e l i j k e h o r i z o n t a l e b e l a s t i n g
b i j een w r i j v i n g s h o e k van 25° c i r c a 1.5 keer g r o t e r
i s dan b i j 30°;
- b i j g e i i j k b l i j v e n d e v e r p l a a t s i n g de opneembare hor i z o n t a l e p a a l b e l a s t i n g b i j een w r i j v i n g s h o e k v a n
Risicoanalyse sluizen
Zuid-Willemsvaart
-59-
30° ongeveer 25% hoger i s dan b i j 25°;
- de i n v l o e d van v a r i a t i e i n de b e d d i n s s c o n s t a n t e bet r e k k e l i j k gering i s ;
- de maximale t o e l a a t b a r e v e r p l a a t s i n g c i r c a 40. mm
is.
F i g . 4.16
L a s t - v e r p l a a t s i n g s diagram voor een
houten p a a i 025. cm.
enkele
Risicoanalyse sluizen
F i g . 4.17
Zuid-Willemsvaart
-60-
L a s t - v e r p l a a t s i n g s diagram per m' damwand.
R i s i c o analyse s l u i z e n Zuid-Willemsvaart
-61-
b. Houten damwanden
De onderloopsheidschermen onder de c o n s t r u c t i e kunnen
ook een d e e l van de h o r i z o n t a l e b e l a s t i n g opnemen.
Voor de b e r e k e n i n g h i e r v a n z i j n de v o l g e n d
punten g e b r u i k t :
uitgangs-
- damwandplanken d i k 0.10 m., l e n g t e 3.00 m.;
- kanaalbodem g e i i j k aan onderkant v a n de s l u i s v l o e r ;
- de grond onder de s l u i s v l o e r nauw a a n s l u i t tegen
deze v l o e r ;
- de aanwezigheid van 3 onderloopsheidschermen;
- p a l e n en damwanden b e i n v l o e d e n e l k a a r n i e t ;
- geen v e r t i c a l e b e l a s t i n g op de damwand;
- t o e l a a t b a r e spanningen volgens TGB HOUT 1972;
- b e r e k e n i n g volgens de t h e o r i e van de e l a s t i s c h ondersteunde l i g g e r met behulp van h e t programma
DAMWAND/3.
Het gedrag van de damwanden i s onderzocht met
d e z e l f d e u i t g a n g s p u n t e n a l s b i j de p a l e n z i j n gehanteerd .
Naast de h o r i z o n t a l e b e l a s t i n g u i t de v l o e r wordt de
damwand ook b e l a s t door de r e s u l t e r e n d e waterdruk,
welke wordt v e r o o r z a a k t door h e t v e r s c h i l i n s t i j g hoogte v a n de grondwaterstand aan w e e r s z i j d e n v a n h e t
s l u i s h o o f d , d i t v e r s c h i l i s g e l i j k m a t i g over de 3
schermen v e r d e e l d .
U i t h e t diagram ( f i g u u r 4.17) b l i j k t d a t :
- de opneembare b e l a s t i n g b e p e r k t wordt door h e t toel a a t b a r e moment, hetgeen r e s u l t e e r t i n een maximale
v e r p l a a t s i n g van 25. mm.;
- b i j deze v e r p l a a t s i n g de opneembare h o r i z o n t a l e
b e l a s t i n g b i j een w r i j v i n g s h o e k van 30° ongeveer
30% hoger i s dan b i j 25°;
De maximaal t o e l a a t b a r e v e r p l a a t s i n g van de damwand
i s k l e i n e r dan d i e van de p a a i . D i t houdt i n d a t de
maximale v e r p l a a t s i n g van de damwand maatgevend i s .
c. S c h u i f w e e r s t a n d t u s s e n grond en s l u i s h o o f d :
De w r i j v i n g tussen de omringende grond en h e t s l u i s h o o f d b i e d t de m o g e l i j k h e i d ook h i e r een opneembare
h o r i z o n t a l e b e l a s t i n g aan t e o n t l e n e n .
De maximale s c h u i f w e e r s t a n d t r e e d t pas op b i j een bepaalde v e r p l a a t s i n g . De b i j d r a g e van d i t onderdeel
moet dan ook met de nodige v o o r z i c h t i g h e i d bekeken
worden.
R i s i c o analyse s l u i z e n Z u i d - W i l l e m s v a a r t
-62-
G e b r u i k t e uitgangspunten:
- de v e r p l a a t s i n g van het h o o f d wordt n i e t v e r h i n d e r d
anders dan door de h i e r bedoelde w r i j v i n g ;
- de grond o p g e s l o t e n t u s s e n de frontwanden en de
sluiswanden gedraagt z i c h a l s een s t a r geheel;
- de aanwezige grond b e s t a a t u i t goed zand;
- de grondwaterstand i s het gemiddelde van de waterstanden aan w e e r s z i j d e n van de s l u i s ;
- de hoogte van de g r o n d a a n v u l l i n g van het s l u i s h o o f d
i s 6.00
m.
Met deze u i t g a n g s p u n t e n (en c o n s e r v a t i e v e aanname) i s
de maximaal te l e v e r e n w r i j v i n g berekend voor het
s l u i s h o o f d : 576. kN.
De w r i j v i n g wordt a l s c o n s t a n t beschouwd, dat w i l
zeggen n i e t a f h a n k e l i j k van de v e r p l a a t s i n g .
Totale
t o e l a a t b a r e b e l a s t i n g op het benedenhoofd:
Door s u p e r p o s i t i e kan nu de t o t a l e opneembare b e l a s t i n g worden b e p a a l d b i j e l k e v e r p l a a t s i n g .
Het a a n t a l p a l e n dat meewerkt i s op 80% g e s t e l d i n
verband met v e r o u d e r i n g , a a n t a s t i n g e t c . De meewerkende breedte van de onderloopsheidschermen i s 17.00
m. en de w r i j v i n g i s constant.
Door de aangenomen v a r i a t i e i n de grondparameters kan
voor e l k e b e l a s t i n g een boven- en ondergrens b e p a a l d
worden voor de v e r p l a a t s i n g e n .
De r e s u l t a t e n z i j n i n g r a f i e k v o r m weergegeven i n
f i g . 4.18. U i t de g r a f i e k kunnen de volgende c o n c l u s i e s getrokken worden:
B i j normale g e b r u i k s s i t u a t i e s :
Voor deze s i t u a t i e s z a l de h o r i z o n t a l e v e r p l a a t s i n g
van het s l u i s h o o f d 7. a 13. mm bedragen. Aangenomen
mag worden dat deze v e r p l a a t s i n g h e e f t p l a a t s g e v o n den.
Zowel de buigspanningen i n de p a l e n a l s i n de damwanden bevinden z i c h ver beneden de t o e l a a t b a r e waarden
volgens de TGB HOUT 1972.
B i j een c a l a m i t e i t :
D i t i s voor het s l u i s h o o f d een nieuw b e l a s t i n g g e v a l ,
er mag dan ook een verdere h o r i z o n t a l e v e r p l a a t s i n g
worden verwacht. Deze v e r p l a a t s i n g z a l l i g g e n t u s s e n
de 14. en 26. mm. Ook voor d i t g e v a l b l i j f t de b u i g spanning i n de p a l e n beneden het t o e l a a t b a r e , i n de
damwand wordt deze grens net b e r e i k t .
R i s i c o analyse s l u i z e n
-63-
Zuid-Willemsvaart
Conclusie:
Het benedenhoofd kan met voldoende v e i l i g h e i d de
normale h o r i z o n t a l e en v e r t i c a l e b e l a s t i n g e n opnemen.
Hogere b e l a s t i n g e n ten gevolge van een c a l a m i t e i t
kunnen e x t r a v e r p l a a t s i n g van het hoofd v e r o o r z a k e n ,
maar vormen voor het o v e r i g e geen probleem.
4.8.6.
Fundering Bovenhoofd:
V e r t i c a a l evenwicht
De t o t a l e v e r t i c a l e b e l a s t i n g bedraagt:
6190.
kN.
Het a a n t a l houten p a l e n onder het bovenhoofd i s 200.
s t u k s . De v e r t i c a l e b e l a s t i n g per p a a i , i n d i e n 100%
meewerkt, i s c i r c a 31. kN. B i j 80% van de p a l e n i s
d i t c i r c a 39. kN. per p a a i . I n d i e n er sprake i s van
een b o v e n b e l a s t i n g , dan moeten de bovenstaande
waarden met 10. kN per p a a i verhoogd worden.
Deze b e l a s t i n g kan door de p a l e n ruimschoots gedragen
worden.
H o r i z o n t a a l evenwicht
B i j g e b r u i k van d e z e l f d e uitgangspunten a l s b i j het
benedenhoofd i s de t o t a l e r e s u l t e r e n d e waterdruk op
de onderkant van de s l u i s v l o e r :
- b i j normale s i t u a t i e s :
1603. kN.
- i n g e v a l van c a l a m i t e i t : 2227. kN.
K r a c h t s o v e r d r a c h t van de h o r i z o n t a l e b e l a s t i n g
Deze i s i n p r i n c i p e g e i i j k aan het benedenhoofd:
a. Met behulp van de houten p a l e n ;
b. Door (grond-)weerstand tegen v e r p l a a t s e n van de
onderloopsheidschermen;
c. Door s c h u i f w e e r s t a n d o n t l e e n t aan de grondruk
tegen de s l u i s h o o f d e n .
a. Houten p a l e n
Voor de b e p a l i n g van de r e s u l t e r e n d e waterdruk i s
n i e t de onderkant van de s l u i s v l o e r aangehouden maar
de kolkbodem. De v e r t i c a l e en h o r i z o n t a l e b e l a s t i n g
per p a a i w i j k t n i e t v e e l a f van de gevonden waarden
van het benedenhoofd. De berekening wordt daarom n i e t
opnieuw u i t g e v o e r d .
R i s i c o analyse s l u i z e n Zuid-Willemsvaart
-64-
b. Houten damwanden
H i e r i s de s i t u a t i e n i e t helemaal g e i i j k aan d i e b i j
het benedenhoofd. De damwand aan de k o l k z i j d e s t a a t
over een hoogte van 1.00 a 1.20 m. v r i j aan een z i j de.
Daar met de r e s u l t e r e n d e waterdruk beneden de k o l k b o dem wordt gerekend i s h e t v e r g e l i j k b a a r met de s i t u a t i e van h e t benedenhoofd.
c. S c h u i f w e e r s t a n d t u s s e n de grond en h e t s l u i s h o o f d :
A l l e g e b r u i k t e u i t g a n g s p u n t e n komen overeen met u i t z o n d e r i n g van de hoogte van de g r o n d a a n v u l l i n g :
5.00 m.
De door de s c h u i f w e e r s t a n d t e l e v e r e n ( c o n s t a n t e )
w r i j v i n g voor h e t bovenhoofd: 418. kN.
Totale
t o e l a a t b a r e b e l a s t i n g op h e t bovenhoofd:
Door s u p e r p o s i t i e kan nu de opneembare b e l a s t i n g worden bepaald b i j e l k e v e r p l a a t s i n g .
De r e s u l t a t e n van de b e r e k e n i n g z i j n i n f i g . 4.19
u i t g e z e t . U i t de g r a f i e k kunnen de volgende gevolgt r e k k i n g e n worden gemaakt:
B i j normale g e b r u i k s s i t u a t i e s :
De h o r i z o n t a l e v e r p l a a t s i n g bedraagt 12. a 18. mm.
H i e r b i j b l i j v e n de buigspanningen i n de houten p a l e n
en damwanden beneden de t o e l a a t b a r e waarden.
B i j een normale s c h u t c y c l u s z u l l e n 'eerdere' b e l a s t i n g g e v a l l e n n i e t worden overschreden en z a l de verp l a a t s i n g van h e t bovenhoofd n i e t veranderen.
Bij
calamiteiten:
D i t i s voor h e t hoofd een nieuw (dat w i l zeggen een
hogere b e l a s t i n g dan t o t nu toe voorgekomen i s ) b e l a s t i n g g e v a l . Er mag dan ook verwacht worden dat de
v e r p l a a t s i n g z a l toenemen.
De t e verwachten h o r i z o n t a l e v e r p l a a t s i n g i s minimaal
22. mm. Een bovengrens i s n i e t aan t e geven, maar kan
v e e l hoger l i g g e n .
B i j een v e r p l a a t s i n g van 25. mm. wordt de t o e l a a t b a r e
b u i g s p a n n i n g i n de houten damwand overschreden. D i t
punt l i g t d i c h t b i j de gevonden ondergrens.
Ind i e n de damwanden s t e r k deformeren z a l de b e l a s t i n g
voor een groot d e e l door de p a l e n gedragen moeten
worden, hetgeen meer v e r p l a a t s i n g i n z a l houden.
Risicoanalyse
s l u i z e n Zuid-Willemsvaart
-65-
Conclusie:
Het bovenhoofd b e z i t voldoende v e i l i g h e i d voor opname
van v e r t i c a l e en h o r i z o n t a l e b e l a s t i n g t i j d e n s normale gebruikssituaties.
B i j c a l a m i t e i t e n i s d i t e c h t e r t w i j f e l a c h t i g . Voor
het v i n d e n van h o r i z o n t a a l evenwicht moeten a l l e
r e s e r v e s (ook de verborgene) worden aangesproken.
A l s g e v o l g h i e r v a n kunnen e r grote v e r p l a a t s i n g e n
optreden, waardoor e r n s t i g e schade kan o n t s t a a n aan
damwanden, p a l e n , metselwerk e t c .
F i g . 4.19
Relatie verplaatsing-horizontale
voor h e t bovenhoofd.
t
belasting
R i s i c o analyse s l u i z e n Z u i d - W i l l e m s v a a r t
4.8.7.
Overige h o r i z o n t a l e
-66-
belastingen
Voor de s t a b i l i t e i t van de s l u i s h o o f d e n z i j n ook
b e l a s t i n g e n ( e v e n w i j d i g aan de s l u i s - a s ) v e r o o r z a a k t
door schepen van b e l a n g .
De volgende k r a c h t e n kunnen op de hoofden worden u i t geoefend: - T r o s b e l a s t i n g ;
- Stootbelasting.
Trosbelasting:
T r o s b e l a s t i n g t r e e d t op b i j h e t afmeren van h e t s c h i p
i n de k o l k . B i j het binnen v a r e n van de k o l k wordt
door de meeste s c h i p p e r s een t r o s om de b o l d e r op het
s l u i s h o o f d gelegd, opdat deze g e b r u i k t kan worden om
de s n e l h e i d van het s c h i p te verminderen. Daar de
schepen ook s n e l h e i d verminderen door ' a c h t e r u i t
s l a a n ' z a l s l e c h t s een d e e l van de t o t a l e
r e m - b e l a s t i n g v i a de t r o s op het hoofd worden overgeb r a c h t . Om deze reden wordt aangenomen dat de b e l a s t i n g de normale t r o s k r a c h t n i e t te boven z a l gaan.
Volgens de E.A.U. ("Ufereinfassungen") bedraagt de
t r o s k r a c h t voor schepen t o t 2000. t o n max. 100. kN.
Hoewel de b o l d e r a c h t e r de muren i s g e p l a a t s t z a l de
b e l a s t i n g v i a de grond op h e t s l u i s h o o f d overgebracht
worden.
B i j het binnen v a r e n van de s l u i s k o l k wordt h e t hoof .:
a l l e e n b e l a s t door de t r o s k r a c h t , h e t hoofd h o e f t op
dat moment geen v e r v a l te keren.
De g r o o t t e van de t r o s k r a c h t i s ongeveer 7% van de
resulterende waterbelasting.
De t r o s k r a c h t z a l daarom geen problemen o p l e v e r e n
voor b e i d e s l u i s h o o f d e n .
Stootbelasting:
S t o o t b e l a s t i n g kan optreden b i j het binnenvaren van
de k o l k . Door n i e t of te w e i n i g verminderen van de
s n e l h e i d z a l h e t s c h i p tegen het s l u i s h o o f d v a r e n .
Een en ander wordt i n de hand gewerkt door de verhoud i n g t u s s e n de scheepsafmetingen en de s l u i s k o l k : De
meeste schepen passen maar net i n de s l u i s .
V a n u i t het kanaalpand z i j n de s l u i s h o o f d e n beschermd
door remmingwerken. I n de k o l k i s er geen enkele bescherming. I n het l a a t s t e g e v a l moet het h o o f d de
s t o o t b e l a s t i n g v o l l e d i g opnemen.
De g r o o t t e van de s t o o t i s a f h a n k e l i j k van de
scheepsafmetingen, de s n e l h e i d en de remweg van h e t
s c h i p . Hiermee wordt de e n e r g i e van het s c h i p berekend, met deze e n e r g i e en een aangenomen v e r p l a a t s i n g
kan de s t o o t b e l a s t i n g worden bepaald.
R i s i c o analyse s l u i z e n Zuid-Willemsvaart
•67
U i t g a n g s p u n t e n voor de b e r e k e n i n g van de
belasting:
stoot
- max. w a t e r v e r p l a a t s i n g van het s c h i p i s 550. ton;
- i n v a a r s n e l h e i d i n de k o l k i s 0.20 a 0.25 m/sec.;
- t o t a l e vervorming/verplaatsing
van het h o o f d en het
s c h i p 2. a 3. cm.
U i t de b e r e k e n i n g e n v o l g t dat de
s t o o t b e l a s t i n g s t e r k a f h a n g t van
De s t o o t v a r i e e r t t u s s e n de 700.
van g r o o t t e i s d i t c i r c a 50% t o t
belasting!
g r o o t t e van de
de gedane aannamen:
en 1700. kN. I n orde
100% van de water-
De r i c h t i n g van de s t o o t b e l a s t i n g op het bovenhoofd
i s t e g e n g e s t e l d aan de waterdruk. Doordat de r e s u l t e rende b e l a s t i n g minder i s dan a l l e e n de w a t e r d r u k ,
z a l een s t o o t de s t a b i l i t e i t van het bovenhoofd n i e t
i n gevaar brengen.
B i j het benedenhoofd i s de s t o o t b e l a s t i n g g e i i j k ger i c h t aan de waterdruk.
De v e r p l a a t s i n g t.g.v. deze t o t a l e h o r i z o n t a l e bel a s t i n g z a l v e e l g r o t e r moeten worden ( z i e g r a f i e k ) .
D e r g e l i j k e v e r p l a a t s i n g e n z i j n t o t op heden n i e t gec o n s t a t e e r d , ondanks het f e i t dat het benedenhoofd
w a a r s c h i j n l i j k meerdere malen per dag door een s t o o t
b e l a s t wordt.
U i t het bovenstaande mag dan ook worden g e c o n c l u d e e r d
dat de a f d r a c h t van de s t o o t b e l a - i n g op een, d e e l s ,
andere w i j z e p l a a t s v i n d t , dan e e r d e r aangenomen b i j
de b e r e k e n i n g van waterdruk.
Andere denkbare manieren v o o r het opnemen van de
stootbelasting:
- door de k o r t e duur van de b e l a s t i n g z a l de grond
z i c h s t i j v e r gedragen en daardoor meer b e l a s t i n g
opnemen;
- door het v e r p l a a t s e n of o p t i l l e n van d e l e n van de
metselwerk muren.
De a a n w e z i g h e i d van meerdere h o r i z o n t a l e en v e r t i c a l e scheuren i n het metselwerk maakt opname van de
b e l a s t i n g op deze manier m o g e l i j k .
Conclusie:
De s t o o t b e l a s t i n g i s een k r i t i s c h b e l a s t i n g g e v a l v o o r
het benedenhoofd, w a a r b i j e c h t e r z e e r m o e i l i j k i s aan
te geven wanneer deze b e l a s t i n g van een zodanige
g r o o t t e z a l z i j n dat het s l u i s h o o f d z a l b e z w i j k e n .
A a n n e m e l i j k i s dat de s t o o t b e l a s t i n g mede a a n l e i d i n g
i s t o t het o n t s t a a n van scheuren i n het metselwerk.
R i s i c o analyse s l u i z e n
4.8.8.
Zuid-Willemsvaart
-68-
B e l a s t i n g door s p a t k r a c h t e n u i t de deuren
De r e s u l t e r e n d e waterdruk wordt door de houten deuren
naar de s l a g s t i j l e n afgedragen. De k r a c h t d i e door de
deur wordt u i t g e o e f e n d op deze s t i j l noemt men de
spatkracht.
Deze s p a t k r a c h t kan ontbonden worden i n een k r a c h t
l o o d r e c h t op de muur en een k r a c h t e v e n w i j d i g aan de
muur.
Deze k r a c h t e n worden op de volgende w i j z e
afgedragen:
- De k r a c h t e v e n w i j d i g aan de muur wordt door h e t
metselwerk o v e r g e b r a c h t naar de f u n d e r i n g . De i n v l o e d e n van h e t c o n t r e f o r t en de frontmuur, alsmede
de g r o n d w r i j v i n g z i j n v e r w a a r l o o s d .
- De k r a c h t l o o d r e c h t op de muur wordt op 2 manieren
afgedragen:
a. Naar de a c h t e r l i g g e n d e grond, m i t s e r geen g r o t e
v e r p l a a t s i n g e n o n t s t a a n . Er moet i n d a t g e v a l
evenwicht z i j n met de n e u t r a l e grondruk.
b. V i a h e t metselwerk van h e t c o n t r e f o r t naar de
p a l e n . De i n v l o e d van de muurdelen n a a s t h e t
c o n t r e f o r t wordt d a a r b i j v e r w a a r l o o s d .
Benedenhoofd
De s p a t k r a c h t b i j een v e r v a l van 2.00 m. over h e t
s l u i s h o o f d b e d r a a g t 438. kN.
De k r a c h t e v e n w i j d i g aan de muur (263. kN):
Deze v e r o o r z a a k t een b e l a s t i n g v e r h o g i n g op de
p a l e n , deze v e r h o g i n g i s h e t g r o o t s t t e r p l a a t s e
van de v o o r s t e r i j p a l e n : 10. kN p e r p a a i . I n d i e n
wordt aangenomen d a t van deze v o o r s t e r i j h e t mer e n d e e l van de p a l e n geen dragende f u n c t i e meer
kan v e r r i c h t e n , dan kan de v e r h o g i n g v a n de
p a a l b e l a s t i n g oplopen t o t c i r c a 20. kN p e r p a a i .
De t o t a l e p a a l b e l a s t i n g komt dan op 37. a 53. kN
per p a a i (zonder b o v e n b e l a s t i n g ) .
-
De k r a c h t l o o d r e c h t op de muur (351. kN):
a. A f d r a c h t naar de a c h t e r l i g g e n d e grond. H i e r v o o r
i s de max. l e v e r b a r e n e u t r a l e grondruk b e p a a l d
b i j een gemiddelde grondwaterstand:
333. kN.
A a n g e z i e n deze waarde nagenoeg g e i i j k i s aan de
b e l a s t i n g , mag worden v e r o n d e r s t e l d d a t e r geen
noemenswaardige v e r p l a a t s i n g e n z u l l e n optreden.
b. A f d r a c h t v i a h e t metselwerk naar de p a l e n onder
het c o n t r e f o r t . De w r i j v i n g o f steundruk van de
omringende grond i s h i e r b i j v e r w a a r l o o s d .
R i s i c o analyse
sluizen
Zuid-Willemsvaart
-69-
De p a l e n aan de a c h t e r z i j d e worden het zwaarste
b e l a s t . De b e l a s t i n g v e r h o g i n g t e n gevolge van de
s p a t - k r a c h t i s c i r c a 35. kN per p a a i .
De t o t a l e b e l a s t i n g van de p a l e n z a l nu maximaal
62. a 68. kN per p a a i bedragen (zonder
bovenbel).
A f d r a c h t v i a b e i d e mechanismen l i j k t het meest waars c h i j n l i j k . Door samenwerking van de grond en de
p a l e n z a l de maximale b e l a s t i n g per p a a i v e r m i n d e r e n .
A l l e gevonden p a a l b e l a s t i n g e n b l i j v e n v e r beneden de
v u i s t r e g e l van 100. kN.
Door de w i j z e van b e l a s t i n g a f d r a c h t v i a h e t c o n t r e f o r t o n t s t a a n s c h u i f s p a n n i n g e n i n h e t metselwerk.
B i j c o n t r o l e b l e k e n deze s c h u i f s p a n n i n g e n verwaarl o o s b a a r k l e i n te z i j n .
In g e v a l van de c a l a m i t e i t ( z i e p a r a g r a a f 4.8.3)
wordt de b e l a s t i n g op de muren t e n gevolge van de
s p a t k r a c h t p l o t s e l i n g hoger. Voor a f d r a c h t van de
e x t r a b e l a s t i n g z a l i n e e r s t e i n s t a n t i e de p a s s i e v e
gronddruk g e m o b i l i s e e r d worden. De p a a l b e l a s t i n g z a l
pas toenemen a l s de b e l a s t i n g v e r h o g i n g t e n g e v o l g e
van de c a l a m i t e i t een l a n g d u r i g k a r a k t e r h e e f t .
Bovenhoofd
De s p a t k r a c h t b i j een v e r v a l van 2.00 m. i s 306. kN.
Voor de b e r e k e n i n g van de g e v o l g e n van deze b e l a s t i n g
z i j n d e z e l f d e aannamen gedaan a l s b i j h e t benedenhoofd.
De k r a c h t e v e n w i j d i g aan de muur (184. kN) :
Deze v e r o o r z a a k t een v e r h o g i n g van 6. kN t o t 13.
kN per p a a i . De t o t a l e p a a l b e l a s t i n g komt dan op
37. a 52. kN per p a a i (zonder b o v e n b e l a s t i n g ) .
De k r a c h t l o o d r e c h t op de muur (244. kN) :
a. Naar de a c h t e r l i g g e n d e grond: de max. l e v e r b a r e
n e u t r a l e grondruk b e d r a a g t 242. kN. Deze waarde
komt nagenoeg overeen met de b e l a s t i n g .
b. V i a h e t metselwerk naar de p a l e n onder h e t c o n t r e f o r t : de max. b e l a s t i n g v e r h o g i n g i s 23. kN per
paai.
De t o t a l e b e l a s t i n g van de p a l e n z a l nu maximaal
54. a 62. kN bedragen (zonder b o v e n b e l a s t i n g ) .
Door b e l a s t i n g a f d r a c h t v i a b e i d e mechanismen z a l de
b e l a s t i n g per p a a i v e r m i n d e r e n .
A l l e p a a l b e l a s t i n g e n b l i j v e n beneden de 100. kN.
R i s i c o analyse s l u i z e n Zuid-Willemsvaart
-70-
Conclusie
U i t de beschouwing van de s p a t k r a c h t z i j n geen te
grote b e l a s t i n g e n v a s t g e s t e l d .
Bovendien i s samenspel t u s s e n de d i v e r s e c o n s t r u c t i e o n d e r d e l e n o n d e r l i n g o f samen met de omringende grond
v o l l e d i g verwaarloosd.
De s p a t k r a c h t kan zonder probleem door de c o n s t r u c t i e
opgenomen worden.
4.8.9.
Resume
De v e r o u d e r i n g van de c o n s t r u c t i e o n d e r d e l e n
gedurende de a f g e l o p e n 160 j a a r z i j n b i j de
c o n s t r u c t i e v e beschouwing v e r t a a l d naar
- onsamenhangend metselwerk
- e f f e c t i v i t e i t van de p a l e n van 80%
Ondanks deze l a a t s t e aanname, d i e door g e r i c h t e
i n s p e c t i e naar v e r w a c h t i n g z a l worden b e v e s t i g d
b l i j k t dat de s t a b i l i t e i t van de s l u i s h o o f d e n voor
normale g e b r u i k s s i t u a t i e s i s v e r z e k e r d . Het
benedenhoofd v e r d i e n t de nodige aandacht i n g e v a l van
s t o o t b e l a s t i n g e n v e r o o r z a a k t door schepen.
B i j een c a l a m i t e i t ( z o a l s omschreven i n p a r a g r a a f
4.8.3) kan de s t a b i l i t e i t van het bovenhoofd t e n
gevolge van de toegenomen waterdruk i n gevaar komen.
Grote v e r p l a a t s i n g e n kunnen het g e v o l g z i j n .
Het p l o t s e l i n g b e z w i j k e n van een s l u i s h o o f d i s z e e r
o n w a a r s c h i j n l i j k . In normale g e b r u i k s s i t u i e s kan
s l e c h t s een oorzaak a l s b i j v o o r b e e l d een -ware
s c h e e p s s t o o t a a n l e i d i n g z i j n t o t h e t b e z w i j k e n van
o n d e r d e l e n z o a l s b i j v o o r b e e l d p a l e n o f damwanden. D i t
z a l t o t g r o t e r e v e r p l a a t s i n g e n a a n l e i d i n g geven.
_
De v r e e s voor een k e t t i n g r e a c t i e , dat w i l zeggen dat
na het p l o t s e l i n g b e z w i j k e n van een s l u i s h o o f d met
een ander h o o f d h e t z e l f d e z a l gebeuren, i s ongegrond.
De s t a b i l i t e i t van o n d e r d e l e n van de muren van de
sluishoofden i s t h e o r e t i s c h n i e t a l t i j d verzekerd. In
de w e r k e l i j k h e i d z a l de w r i j v i g t u s s e n de muurdelen
p a r t i e e l b e z w i j k e n voorkomen. De s c h e u r w i j d t e , d i e i n
de t i j d s n e l kan g r o e i e n mag e c h t e r n i e t t e g r o o t
worden (minder dan e n k e l e m i l l i m e t e r s ) .
Risico analyse s l u i z e n Zuid-Willemsvaart
4.9.
Probabilistische
4.9.1.
Algemeen
-71-
beschouwing
In p a r a g r a a f 4.8. i s voor een a a n t a l mechanismen de
v e i l i g h e i d tegen b e z w i j k e n b e p a a l d . D a a r b i j i s voor
a l l e b e t r o k k e n parameters de meest w a a r s c h i j n l i j k e
waarde i n g e v u l d . Een a a n t a l van deze parameters i s
o n d e r h e v i g aan een z e k e r e s p r e i d i n g .
Door m i d d e l van de p r o b a b i l i s t i s c h e methode kan deze
s p r e i d i n g van de invoergegevens z i c h t b a a r worden gemaakt i n de s p r e i d i n g van h e t eindantwoord.
B i j een d e t e r m i n i s t i s c h e b e r e k e n i n g i s h e t e i n d r e s u l t a a t een v e i l i g h e i d s c o e f f i c i e n t , b i j v o o r b e e l d de v e r houding t u s s e n de b e l a s t i n g en s t e r k t e . B i j een
p r o b a b i l i s t i s c h e b e r e k e n i n g i s h e t e i n d r e s u l t a a t een
f a a l k a n s , o f t e w e l de kans dat de b e l a s t i n g de s t e r k t e
o v e r t r e f t . Om deze kans t e kunnen b e r e k e n e n z i j n d r i e
dingen nodig:
1. een b e t r o u w b a a r h e i d s f u n c t i e d i e de s t e r k t e en bel a s t i n g b e s c h r i j f t a l s f u n c t i e van de i n v o e r p a r a meters;
2. k a n s d i c h t h e i d s f u n c t i e s van de i n v o e r p a r a m e t e r s ;
3. een w i s k u n d i g model dat met 1 en 2 a l s i n v o e r de
faalkans bepaalt.
B i j de b e r e k e n i n g e n d i e h i e r n a worden g e p r e s e n t e e r d
z i j n dezelfde betrouwbaarheidsfuncties gebruikt a l s
b i j de d e t e r m i n i s t i s c h e b e r e k e n i n g e n van p a r a g r a a f
4.8. en worden daarom n i e t opnieuw vermeld.
De aangehouden k a n s d i c h t h e i d s f u n c t i e s worden b i j e l k e
b e r e k e n i n g genoemd.
Het g e b r u i k t e model (computerprogramma) i s AFDA. D i t
g e e f t geen e x a c t e u i t k o m s t e n , maar z e e r goede benaderingen.
N i e t a l l e bezwijkmechanismen worden i n een p r o b a b i l i s t i s c h e b e r e k e n i n g v e r v a t . A l l e e n wanneer de u i t komsten van de d e t e r m i n i s t i s c h e b e r e k e n i n g e n d a a r t o e
a a n l e i d i n g geven ( l a g e v e i l i g h e i d s f a c t o r e n ) en e r bov e n d i e n voldoende aanknopingspunten z i j n voor h e t
s c h a t t e n van de k a n s d i c h t h e i d s f u n c t i e s van de i n v o e r gegevens i s d i t gedaan.
4.9.2.
Evenwicht metselwerkmuren
Voor de opzet van de b e r e k e n i n g wordt verwezen naar
p a r a g r a a f 4.8. Voor de invoergegevens z i j n normale
k a n s v e r d e l i n g s f u n c t i e s aangehouden met de volgende
waarden:
R i s i c o analyse s l u i z e n Zuid-Willemsvaart
-72-
parameter
gemiddelde
volumegewicht metselwerk
volumegewicht droge grond
g r o n d w a t e r s t a n d t.o.v.
onderkant v l o e r
s p r e i d i n g labda neutraal
18. kN/m
17.5 kN/m
hoek v a n inwendige w r i j v i n g
volumegewicht n a t t e grond
27.5°
19.5 kN/m
standaard
afwij king
3
0.6 kN/m
0.3 kN/m
3
3.25 ra/2.5
1.0
3
0.3 m
0.1
2.5°
0.3 kN/m
3
3
3
De b e t e k e n i s v a n " s p r e i d i n g l a b d a n e u t r a a l " v e r g t
e n i g e t o e l i c h t i n g . I n de b e r e k e n i n g wordt de l a b d a
v o l g e n s de t h e o r e t i s c h e formule ( A= l-sinc6 ) met
deze s p r e i d i n g s f a c t o r v e r m e n i g v u l d i g d . Hiermee wordt
u i t d r u k k i n g gegeven aan h e t f e i t d a t ook de f o r m u l e
n i e t 100% e x a c t i s .
De hoek v a n inwendige w r i j v i n g en h e t volumegewicht
van de n a t t e grond z i j n v o l l e d i g g e c o r r e l e e r d met h e t
volumegewicht v a n de droge grond. A l s deze l a a t s t e
een waarde h e e f t v a n LL+K.O, wordt d a t voor de andere
grondparameters ook aangehouden, d a t w i l zeggen
d e z e l f d e K met andere LI en a. De a f w i j k i n g e n t r e d e n
voor deze d r i e dus i n d e z e l f d e r i c h t i n g en r e l a t i e f
i n g e l i j k e mate op.
B i j de g r o n d w a t e r s t a n d g e l d t de waarde 3.25 m. v o o r
het benedenhoofd en 2.50 m. v o o r h e t bovenhoofd.
Rekening houdende met h e t v e r s c h i l van 1.00 m. t u s s e n
de onderkanten van b e i d e v l o e r e n , b e t e k e n t d i t een
v e r s c h i l i n g r o n d w a t e r s t a n d v a n 0.25 m.
De beschouwde g e v a l l e n z i j n d e z e l f d e a l s genoemd i n
p a r a g r a a f 4.8.2.
H i e r o n d e r z i j n v o o r de d i v e r s e g e v a l l e n de f a a l k a n s e n
opgesomd, u i t g a a n d e v a n de normale w a t e r p e i l e n .
Benedenhoofd
Geval
faalkans
1)
2)
3)
4)
5)
6)
0.22
0.87
2E-5
4E-2
5E-8
3E-3
•73-
R i s i c o analyse s l u i z e n Zuid-Willemsvaart
Bovenhoofd
Geval
faalfans
1)
2)
3)
4)
5)
6)
7E-5
0.13
2E-6
3E-2
2E-15
4E-8
Calamiteit
I n h o o f d s t u k 5 i s b e s c h r e v e n hoe i n g e v a l van een
p l o t s e l i n g e , c a l a m i t e u z e s l u i s d o o r b r a a k de w a t e r s t a n d
i n de twee belendende kanaalpanden z i c h o n t w i k k e l t .
Voor h e t p a r t i e e l evenwicht van de metselwerkmuren i s
de s i t u a t i e met de v e r l a a g d e w a t e r s t a n d t e r p l a a t s e
van de bovenstrooms g e l e g e n s l u i s maatgevend. Wanneer
daar de benedendeuren openstaan v a l t de drempel i n
h e t bovenhoofd v o l l e d i g droog. B i j de b e r e k e n i n g v a n
de i n v l o e d h i e r v a n i s u i t g e g a a n v a n een o n g e w i j z i g d e
g r o n d w a t e r s t a n d a c h t e r de muren. Z o a l s u i t onders t a a n d o v e r z i c h t b l i j k t , i s de toename van de f a a l kans door de v e r l a a g d e w a t e r s t a n d i n de s l u i s g e r i n g .
Benedenhoofd
Geval
faalkans
1)
2)
3)
4)
5)
6)
0.45
0.97
1E-4
9E-2
5E-7
7E-3
1)
2)
3)
4)
5)
6)
0.25
0.95
1E-5
7E-2
7E-15
1E-7
Bovenhoofd
Geval
faalkans
Bijdragen afzonderlijke
parameters
De u i t g e v o e r d e b e r e k e n i n g e n l e v e r e n n i e t a l l e e n een
f a a l k a n s op, maar l a t e n ook z i e n welke b i j d r a g e de
s p r e i d i n g van de a f z o n d e r l i j k e parameters l e v e r e n aan
de s p r e i d i n g van h e t eindantwoord.
B i j de aangenomen s p r e i d i n g e n b l i j k e n de b i j d r a g e n
van de g r o n d w a t e r s t a n d en van de n e u t r a l e gronddrukc o e f f i c i e n t het grootste te z i j n .
De b i j d r a g e van de s p r e i d i n g i n de v o l u m i e k e gewicht e n v a n h e t metselwerk en de grond z i j n k l e i n e r , maar
nog w e l s i g n i f i c a n t .
R i s i c o analyse s l u i z e n Zuid-Willemsvaart
4.9.3.
Fundering - h o r i z o n t a a l
- 74-
evenwicht
Voor de opzet van de b e r e k e n i n g wordt verwezen naar
de p a r a g r a f e n 4.8.3. en 4.8.4.
De a f d r a c h t van de h o r i z o n t a l e b e l a s t i n g v i n d t
d r i e manieren p l a a t s :
op
- door w r i j v i n g naar de omgeving;
- door v e r p l a a t s i n g naar de damwanden;
- door v e r p l a a t s i n g naar de p a l e n .
Het verband t u s s e n v e r p l a a t s i n g en damwand-reactie
z o a l s weergegeven op f i g u u r 4.17. wordt v o o r de p r o b a b i l i s t i s c h e b e r e k e n i n g u i t g e d r u k t i n een f o r m u l e
met de vorm: K r a c h t = A+B*ln ( v e r p l a a t s i n g ) .
De c o e f f i c i e n t e n A en B z i j n a f h a n k e l i j k van de
grondparameters: de hoek van inwendige w r i j v i n g en de
b e d d i n g s c o n s t a n t e . Voor de p a l e n wordt de r e l a t i e h e t
b e s t e benaderd door een formule met de vorm:
K r a c h t = A * ( v e r p l a a t s i n g ) i B . ( f i g . 4.16.).
Voor h e t beschouwde mechanisme i s de s t e r k t e van de
damwanden h e t c r i t e r i u m t e n a a n z i e n van h e t b e g i n van
b e z w i j k e n . Breuk van de damwanden t e n gevolge van een
te g r o t e v e r p l a a t s i n g kan een p r o c e s van g r o n d u i t s p o e l i n g i n l e i d e n dat de h e l e f u n d e r i n g o n d e r m i j n t .
De v e r t a a l s l a g van h e t bezwijkmoment i n de damwand
naar de b e z w i j k v e r p l a a t s i n g van het t o t a l e h o o f d i s
b e s c h r e v e n i n een formule met de vorm:
v e r p l a a t s i n g - A*moment i B .
Voor a l l e d r i e genoemde benaderende f o r m u l e s i s de
c o r r e l a t i e c o e f f i c i e n t 0,95 o f meer.
De b e r e k e n i n g s p r o c e d u r e v e r l o o p t
als volgt:
- bereken u i t h e t weerstandsmoment en de b e z w i j k s p a n n i n g van h e t hout h e t bezwijkmoment van de damwand;
- r e k e n h e t bezwijkmoment om naar een b e z w i j k v e r plaatsing;
- b e p a a l de te l e v e r e n h o r i z o n t a l e r e a c t i e k r a c h t b i j
deze v e r p l a a t s i n g ;
- v e r g e l i j k d i t met de optredende h o r i z o n t a l e b e l a s ting.
U i t e i n d e l i j k gaat h e t om de kans dat de te l e v e r e n
r e a c t i e k l e i n e r i s dan de optredende a k t i e k r a c h t .
-75-
R i s i c o analyse s l u i z e n Zuid-Willemsvaart
De ingevoerde v a r i a b e l e n met hun v e r d e l i n g s f u n c t i e s
zijn:
naam
type
gemiddeld
b e z w i j k s p a n n i n g hout
lognormaal
normaal
26.5 N/mm
normaal
7500 kN/m
normaal
27.5
normaal
600. kN
f r a c t i e n i e t meewerkende p a l e n
beddingsconstante
ondergrond
hoek v a n inwendige
wrijving
hor. r e a c t i e door
wrijving
standaard
afwij king
2
5.5
0.15
0.2
0
3
2500.
2.5
200.
A-noewel de t e l e v e r e n h o r i z o n t a l e r e a c t i e door w r i j v i n g t h e o r e t i s c h n i e t v a r i e e r t met de hoek v a n inwend i g e w r i j v i n g , i s aan d i t g e t a l ( a l s z e l f s t a n d i g e parameter) t o c h een onzekerheidsmarge
toegekend.
De op deze w i j z e berekende f a a l k a n s t e n a a n z i e n v a n
b e g i n b e z w i j k e n f u n d e r i n g i s h i e r o n d e r weergegeven.
normaal v e r v a l
verhoogd v e r v a l na
calamiteit
4.9.4.
bovenhoofd
2.E-7
5.E-5
benedenhoofd
7.E-7
6.E-6
Kans op a a n v a r i n g
De f r e q u e n t i e v a n d e u r a a n v a r i n g e n kan a f g e l e i d worden
u i t t e l l i n g e n v a n i n de p r a k t i j k opgetreden a a n v a r i n gen, a f g e z e t tegen de s c h e e p v a a r t i n t e n s i t e i t . Op deze
w i j z e i s i n l i t [10] u i t waarnemingen b i j de s l u i z e n
te Born, Maasbracht en Panheel, de H a r t e l s l u i s en de
V o l k e r a k s l u i z e n een gemiddelde a a n v a a r f r e q u e n t i e v o o r
de deuren v a n 4.E-5 p e r s c h i p b e p a a l d .
Volgens deze z e l f d e n o t i t i e v o l d o e t d i t g e t a l ook
goed voor de Twenthekanalen en voor een g r o t e groep
k a n a a l s l u i z e n i n W e s t - D u i t s l a n d . I n l i t [11] i s
v e r m e l d d a t voor de Noorder- en M i d d e n s l u i s i n
IJmuiden de g e c o n s t a t e e r d e a a n v a a r f r e q u e n t i e v a n de
deuren c i r c a 2.E-4 p e r s c h i p bedraagt.
De kans d a t de deur door een a a n v a r i n g d a a d w e r k e l i j k
b e z w i j k t o f a l t h a n s z o d a n i g b e s c h a d i g d wordt d a t de
kerende f u n c t i e v e r l o r e n gaat i s v e e l k l e i n e r . L i t
[10] noemt h i e r v o o r h e t g e t a l l.E-8 p e r s c h i p , gebas e e r d op een z e e r b e p e r k t e h o e v e e l h e i d s t a t i s t i s c h
R i s i c o analyse s l u i z e n Zuid-Willemsvaart
-76-
m a t e r i a a l : e r i s een g e v a l bekend w a a r b i j e r e c h t een
kanaalpand l e e g l i e p na een a a n v a r i n g , n l . b i j de
s l u i s te Maasbracht i n het J u l i a n a k a n a a i .
Voor de Z u i d - W i l l e m s v a a r t z e l f z i j n v o o r a l s n o g geen
t e l l i n g e n voorhanden. Wanneer de g e t a l l e n u i t l i t
[10] worden gehanteerd b e t e k e n t d i t v o o r de 12
beschouwde s l u i z e n samen ca. 4 a a n v a r i n g e n per j a a r
en een kans op b e z w i j k e n van de deuren van l . E - 3 p e r
j a a r (eens per 1000 j a a r ) .
De kans dat een h o o f d wordt aangevaren l i j k t , g e z i e n
h e t manoeuvreergedrag van de schepen i n de s l u i s ,
groter.
D i t s l u i t aan b i j de waarnemingen genoemd i n l i t [2]
w a a r u i t b l i j k t dat het a a n t a l a a n v a r i n g e n van andere
s l u i s e l e m e n t e n ( z o a l s d r i j f r a m e n ) c i r c a 15 maal zo
hoog was a l s dat van de deuren. Wederom z u l l e n n i e t
a l l e a a n v a r i n g e n s c h a d e l i j k e g e v o l g e n hebben. De kans
op een a a n v a r i n g van een ( h a l f ) s l u i s h o o f d , met g r o t e
v e r p l a a t s i n g e n a l s g e v o l g , wordt geschat op l.E-2 per
j a a r v o o r a l l e s l u i z e n samen.
B i j "gebrek aan b e t e r " worden deze g e t a l l e n v o o r de
b e r e k e n i n g van het r i s i c o gehanteerd.
4.9.5.
Faalkans
Na h e t p r e s e n t e r e n van de berekende f a a l k a n s e n i s de
v r a a g g e r e c h t v a a r d i g d tegen welke normen deze
get a l l e n a f g e z e t moeten worden, o f t e w e l : welke f a a l k a n s
i s nog a c c e p t a b e l ?
Voor w a t e r k e r i n g e n i s een s t e l s e l normen o n t w i k k e l d ,
o n t l e e n d aan de D e l t a w e t , w a a r i n i n e e r s t e i n s t a n t i e
de f r e q u e n t i e van de o n t w e r p b e l a s t i n g ( l e e s : waterstand) i s v a s t g e l e g d . Deze f r e q u e n t i e s z i j n van de
orde van l.E-4 per j a a r . Omdat e r onder deze c o n d i t i e s nog v e i l i g h e i d moet z i j n wordt wel g e s t e l d dat
de f a a l k a n s van de c o n s t r u c t i e van de orde van l . E - 5
per j a a r moet z i j n .
Omdat e r meerdere o n d e r d e l e n en meerdere faalmechanismen z i j n , wordt, a f h a n k e l i j k van h e t a a n t a l , de
t o e l a a t b a r e f a a l k a n s voor een i n d i v i d u e e l g e v a l van
de orde van l.E-6 a l.E-7 per j a a r .
Voor b o u w c o n s t r u e t i e s i n h e t algemeen z i j n geen e i s e n
i n termen van f a a l k a n s e n v a s t g e s t e l d . Wel i s e r onderzoek gedaan naar h e t v e i l i g h e i d s n i v e a u van cons t r u c t i e s d i e v o l g e n s de v o o r s c h r i f t e n ontworpen
z i j n . D i t n i v e a u b l i j k t gemiddeld van de orde van
l.E-4 gedurende de l e v e n s d u u r ( i n de r e g e l 50 j a a r )
te z i j n .
R i s i c o analyse s l u i z e n Zuid-Willemsvaart
5.
Gevolgen van
5.1.
I n d e l i n g gevolgen naar h o o f d f u n c t i e s
-77-
falen
I n de komende p a r a g r a f e n z u l l e n de g e v o l g e n v a n h e t
v e r l i e s van de v i e r h o o f d f u n c t i e s , t e weten k e r e n ,
s c h u t t e n , s p u i e n en o e v e r v e r b i n d i r ; worden b e s c h r e ven. B i j een v o o r v a l kunnen meerdere f u n c t i e s worden
a a n g e t a s t . Immers, een dusdanige b e s c h a d i g i n g van een
s l u i s , d a t c o n d i t i o n e r i n g van de k a n a a l p e i l e n n i e t
meer m o g e l i j k i s , z a l z e k e r t o t g e v o l g hebben d a t e r
n i e t meer geschut kan worden en d a t de e v e n t u e l e
aanwezige b r u g n i e t meer g e b r u i k t kan worden. Omdat
h e t v o o r de herstelwerkzaamheden v e e l a l n o d i g z a l
z i j n de s l u i s a f te dammen, i s ook de s p u i f u n c t i e i n
het geding.
Voor de o v e r z i c h t e l i j k h e i d z u l l e n de g e v o l g e n v a n h e t
v e r l i e s van e l k der h o o f d f u n c t i e s a f z o n d e r l i j k worden
behandeld.
5.2.
Schade t e n gevolge van v e r l i e s kerende
5.2.1.
Waterbeweging na
functie
doorbraak
Voor de b e r e k e n i n g v a n de waterbeweging i s g e b r u i k
gemaakt van twee rekenkundige m o d e l l e n , een algemeen
t w e e - d i m e n s i o n a a l numeriek model, genaamd WAFLO en
het e e n - d i m e n s i o n a a l a n a l y t i s c h model, genaamd TRANS.
De r e s u l t a t e n van b e i d e m o d e l l e n v u l l e n e l k a a r aan en
z i j n gebruikt t e r wederzijdse controle.
De b e r e k e n i n g i s gebaseerd op de volgende u i t g a n g s punten:
- i n de u i t g a n g s s i t u a t i e i s een h o o f d k e r e n d en s t a a t
h e t andere h o o f d open;
- h e t kerende h o o f d b e z w i j k t p l o t s e l i n g ;
- na b e z w i j k e n h e e f t h e t h o o f d een h y d r a u l i s c h e weers t a n d g e i i j k aan d i e van een open h o o f d (opening 7
m breed);
- de a f m e t i n g e n v a n de s l u i s en h e t k a n a a l , de
w a t e r p e i l e n en drempelniveaus z i j n d i e v a n de act u e l e s i t u a t i e b i j s l u i s 3, z o a l s aangegeven i n f i guur 5 . 1 ;
- h e t i s n i e t m o g e l i j k de deuren v a n h e t andere h o o f d
i n stromend water t e s l u i t e n .
A l s de s c h e i d i n g t u s s e n b e i d e k a n a a l p e i l e n , d i e ond e r l i n g 1,75 m v e r s c h i l l e n , w e g v a l t , z a l z i c h een
nieuwe e v e n w i c h t s w a t e r s t a n d v a n u i t h e t o n t s t a a n s p u n t
i n beide r i c h t i n g e n u i t b r e i d e n .
Risicoanalyse sluizen
;
s.. s
2
, ;:o
,
BCVESWon!
Zuid-Willemsvaart
220
s:oa oo
<4N44.?«NC
2-3
-IOCFO
; 1200
so oc
3EiEiN
S L ^ S K C K
-78-
sui'S
3
1
5300 00
iBcwtN
HOO'D
'
- » S » A . ? « :
? - .
1
22'
9ENE~:S%
MOOFD
-ENGTEPROFIE L
21.20
OOORSNEDE
ZUID
HOOFD
DOORSNEDE
- WILLEMSVAART
F i g . 5.1
HOOFDAFMETINGEN
KANAALPAND
T B V
'
BEREKENING
DOORSNEDE
TRANSLATIE
GOLF
A f m e t i n g e n van de s l u i s en h e t k a n a a l .
KOLK
, :...s >
-79-
R i s i c o analyse s l u i z e n Zuid-Willemsvaart
D i t b e t e k e n t een p o s i t i e v e t r a n s l a t i e g o l f op h e t
benedenpand en een n e g a t i e v e op h e t bovenpand. De
s t r o m i n g van bovenpand naar benedenpand d i e hiermee
gepaard gaat moet e c h t e r de w e e r s t a n d van de twee
s l u i s h o o f d e n overwinnen. Naarmate de g o l f f r o n t e n z i c h
v e r d e r hebben v o o r t g e p l a n t moet ook een toenemende
w r i j v i n g s w e e r s t a n d worden overwonnen.
I n f i g u u r 5.3 i s h e t v e r l o o p van de w a t e r l i j n over de
l e n g t e van h e t k a n a a l weergegeven op v e r s c h i l l e n d e
t i j d s t i p p e n na de d e n k b e e l d i g e doorbraak. I n f i g u u r
5.2 i s h e t v e r l o o p van de w a t e r s t a n d i n de t i j d aangegeven op v e r s c h i l l e n d e p l a a t s e n .
De waterbeweging d i e o n t s t a a t kan g l o b a a l i n v i e r f a sen worden b e s c h r e v e n :
1. de g o l f o n t s t a a t en p l a n t z i c h v o o r t i n de k o l k en
i n h e t boven- o f benedenpand;
2. de g o l f d i e i n de k o l k l o o p t p a s s e e r t h e t andere
h o o f d en l o o p t h e t andere pand i n ;
3. de w a t e r s t a n d over de h e l e l e n g t e van b e i d e panden
vereffent zich;
4. de w a t e r s t a n d i n b e i d e panden neemt g e l e i d e l i j k a f
t o t de kerende hoogte van de beneden g e l e g e n
sluis.
ad 1.
Zowel i n de k o l k a l s i n h e t pand l o o p t een t r a n s l a t i e g o l f van c i r c a 0.5 m hoog, met een s n e l h e i d van 6
m/s. Over h e t h o o f d s t a a t een v e r v a l van c i r c a 0.75 m
en de s t r o o m s n e l h e i d b e d r a a g t b i j n a 5. m/s. Deze f a s e
d u u r t minder dan t i e n seconden.
ad 2.
De ( n e g a t i e v e ) g o l f h o o g t e i n h e t bovenpand b e d r a a g t
a a n v a n k e l i j k c i r c a 0.40 m en neemt a f t o t 0.35 m; i n
h e t benedenpand c i r c a 0.35 m ( p o s i t i e f ) , afnemend t o t
0.25 m. Het d e b i e t b e d r a a g t c i r c a 45. m /s, afnemend
t o t 35. m /s. D i t gaat gepaard met g r o t e s t r o o m s n e l heden i n h e t bovenhoofd van b i j n a 4.5 m/s afnemend
t o t 3.5 m/s; i n h e t benedenhoofd van 3. t o t 2.5 m/s.
De s n e l h e i d van de t r a n s l a t i e g o l f b e d r a a g t c i r c a 5.
m/s; i n h e t bovenpand i e t s minder en afnemend vanwege
de afnemende w a t e r d i e p t e ; i n h e t benedenpand i e t s
meer en toenemend. De s t e i l h e i d van de t r a n s l a t i e g o l f
b e d r a a g t , i n de r u i m t e g e z i e n , k o r t na z i j n o n t s t a a n
c a . 6.E-4 (0,6m p e r k i l o m e t e r ) en v e r d e r o p c a . 2.E-4.
Op een v a s t punt b e t e k e n t d i t een s t i j g s n e l h e i d van
h e t w a t e r van c i r c a 3. mm/s op c a . 1 km van de s l u i s
en van c i r c a 1. mm/s n a b i j h e t einde van de k a n a a l panden .
Na 15 a 20 minuten b e r e i k e n de g o l v e n de boven- en
beneden g e l e g e n s l u i z e n en worden daar t e r u g g e k a a t s t .
3
3
Risicoanalyse sluizen
1
Zuid-Willemsvaart
-80-
1
A .
A.
1
—
it
\
J
tijd
In uron
d l r a e t bai—Jan a l u l a
hal • Hp
pond
alnda pand
F i g . 5.2
T r a n s l a t i e g o l f benedenpand.
—!—"\
a f s t a n d vanaf s l u i s 4
aa
uw
0.3 u w
0. 3 u w
1.0 u w
F i g . 5.3
T r a n s l a t i e g o l f bovenpand, k o l k , benedenpand
Risico analyse s l u i z e n Zuid-Willemsvaart
-81-
ad 3.
T e r w i j l de t r a n s l a t i e g o l v e n heen en weer k a a t s e n en
s t e e d s meer uitdempen, stroomt e r c o n t i n u water van
h e t boven- naar h e t benedenpand. De p e i l e n i n b e i d e
panden v e r e f f e n e n z i c h en de stroomsnelheden nemen
a f . Omdat h e t a f v o e r e n d vermogen over de deuren i n de
beneden g e l e g e n s l u i s k l e i n i s t e n o p z i c h t e van h e t
d e b i e t d a t door de "bezweken" s l u i s wordt aangevoerd,
l i g t de e v e n w i c h t s w a t e r s t a n d s l e c h t s w e i n i g onder de
middenstand van de twee panden: c i r c a 7,50 m +N.A.P.
Deze wordt na i e t s minder dan een uur b e r e i k t .
ad 4.
De w a t e r s t a n d i n h e t gecombineerde pand neemt l a n g zaam a f . Het d e b i e t over de deuren °.draagt aanvankel i j k c i r c a 10. m /s. Het v e r v a l over de "bezweken"
s l u i s en h e t w r i j v i n g s v e r l i e s z i j n nog s l e c h t s cent i m e t e r s . Door h e t bovenhoofd stroomt h e t ± 0 . 5
m/s.
Na 5 uur i s h e t p e i l g e i i j k gekomen met de kerende
hoogte van de deuren van de beneden g e l e g e n s l u i s 2:
6.90 m.+N.A.P (=bovenkantdeuren).
u
3
Andere
sluizen
Omdat h e t k a n a a l p e i l over h e t t r a j e c t van s l u i s 0 t o t
s l u i s 3 met c a . 20 cm i s opgezet, i s h e t v e r v a l t e r
p l a a t s e van s l u i s 3 r e l a t i e f k l e i n : 1,75 m. Gemiddeld
b e d r a a g t h e t v e r v a l over een s l u i s i n de Z u i d - W i l l e m s v a a r t 2.00 m. S l u i s 11 h e e f t h e t g r o o t s t e v e r v a l :
2.50 m. De g r o o t t e van de waterbeweging ( t r a n s l a t i e g o l f h o o g t e , d e b i e t e n , stroomsnelheden) wordt b e p a a l d
door d i t i n i t i e e l v e r v a l , zodat genoemde parameters
naar r a t o van h e t v e r v a l omgeschaald kunnen worden
v o o r andere s l u i z e n . De v o o r t p l a n t i n g s s n e l h e i d van de
t r a n s l a t i e g o l v e n , d i e a f h a n g t van de w a t e r d i e p t e , z a l
w e i n i g v e r a n d e r e n . Voor a l l e s l u i z e n b l i j f t g e l d e n
dat de hoogste w a t e r s t a n d i n h e t benedenpand b e r e i k t
wordt b i n n e n een uur na de "doorbraak" en d a t deze
i e t s l a g e r i s dan de gemiddelde w a t e r s t a n d van de
twee b e t r o k k e n panden.
5.2.2.
Schade aan
s t o r t e b e d d e n en
onderwaterprofiel
Gedurende h e t e e r s t e h a l f uur na de "doorbraak" s t o r t
h e t water z i c h met g r o t e s n e l h e i d door h e t bovenhoofd
i n de k o l k en door h e t benedenhoofd i n h e t benedenpand .
B i j s l u i s 3 i s , net a l s b i j de meeste andere s l u i z e n ,
de bodem i n de k o l k " a f g e d e k t " met b a s a l t z u i l t j e s ,
d i e v r i j z i j n gekomen b i j h e t s l o p e n van d e ' v r o e g e r e
s c h u t k o l k w a n d . Over de a a n w e z i g h e i d van r i j s p a k w e r k
R i s i c o analyse s l u i z e n Zuid-Willemsvaart
-82-
onder deze b a s a l t b e s t a a t o n z e k e r h e i d . Afgaande op
t e k e n i n g e n van de k o l k v e r b r e d i n g i s het r i j s p a k w e r k
n a b i j de s l u i s a s n i e t (meer) aanwezig; er wordt n i e t
gerekend op een erosieremmende w e r k i n g van d i t hout.
Van een z o r g v u l d i g opgebouwde ( f i l t e r - ) c o n s t r u c t i e
is
geen sprake. De b a s a l t z u i l e n z e l f d i e , afgaande op de
f o t o ' s , ongeveer 50 kg wegen, z i j n naar v e r w a c h t i n g
onder de omstandigheden z o a l s genoemd onder 5.2.1.
s t a b i e l . Tussen de s t e n e n door en daar waar de
" b e s t o r t i n g " ophoudt ( c i r c a 10. m a c h t e r h e t hoofd)
z u l l e n echter a a n z i e n l i j k e ontgrondingen optreden.
Voor de o n b e s t o r t e zandbodem wordt een k u i l van
ongeveer 5. m d i e p verwacht. De s t a n d z e k e r h e i d van
het h o o f d komt hiermee i n gevaar i n d i e n deze 2. m.
w a t e r s t a d s v e r s c h i l moet gaan k e r e n . Voordat over d i t
h o o f d weer een v e r v a l kan worden g e z e t moet de t o e s t a n d g e i n s p e c t e e r d en h e t o n d e r w a t e r p r o f i e l hers t e l d . Met d i t l a a t s t e i s een bedrag gemoeid van naar
s c h a t t i n g f.60.000,- (4.000m a f . l 5 , - / m ) .
3
5.2.3.
Herstel
w a t e r s c h e i d i n g en o p z e t t e n
3
kanaalpeil
Voor h e t h e r s t e l van de w a t e r s c h e i d i n g z i j n i n p r i n c i p e twee m o g e l i j k h e d e n :
1. h e t o v e r e i n d g e b l e v e n h o o f d wordt g e i n s p e c t e e r d en
goed bevonden; nadat de g e c o n s t a t e e r d e o n t g r o n d i n g s k u i l e n z i j n aangevuld worden de deuren van
d i t hoofd gesloten;
2. b e i d e hoofden z i j n a a n g e t a s t ; e r wordt een damwand
g e s l a g e n t e r w e e r s z i j d e n van de s l u i s .
Voor h e t tweede g e v a l wordt u i t g e g a a n van de b e s t a a n de "noodprocedure" d i e i n h o u d t dat e r een s e r i e damwandplanken l i g g e n opgeslagen te Helmond en dat e r
a f s p r a k e n z i j n met een aannemer om i n g e v a l van nood
de afdamming s n e l u i t te voeren.
In b e i d e g e v a l l e n z a l na h e t h e r s t e l l e n van de waters c h e i d i n g water u i t de Maas naar h e t k a n a a l moeten
worden g e s l u i s d om h e t p e i l i n h e t " l e e g g e l o p e n " pand
weer op h e t gewenste n i v e a u te brengen. Maatgevend
d a a r b i j i s s l u i s 13.
Samen met de h i e r a a n voorafgaande a c t i v i t e i t e n wordt
de t o t a l e t i j d s d u u r , d i e v e r s t r i j k t t u s s e n h e t moment
van de c a l a m i t e i t en h e t moment dat het gewenste kan a a l p e i l weer i s b e r e i k t , geschat op 3 dagen.
5.2.4.
Scheepvaart
De d i r e c t e gevolgen voor de s c h e e p v a a r t hebben bet r e k k i n g op de schepen d i e i n de s l u i s k o l k o f i n h e t
boven- o f i n h e t benedenpand l i g g e n dan wel v a r e n t e n
t i j d e van een doorbraak. De g e v o l g e n van een stremming worden b e s c h r e v e n i n p a r a g r a a f 5.3.
R i s i c o analyse s l u i z e n Zuid-Willemsvaart
-83-
a. Schepen i n benedenpand
De k r a c h t d i e op een s c h i p wordt u i t g e o e f e n d en gev o l g e van de h e l l e n d e w a t e r s p i e g e l c i r c a 5. kN bed r a a g t en de k r a c h t t e n gevolge van h e t stromend
water c i r c a 3. kN b e d r a a g t .
Voor afgemeerde schepen z u l l e n deze t r o s k r a c h t e n geen
problemen o p l e v e r e n .
Voor varende schepen t r e d e n deze z e l f d e h o r i z o n t a l e
k r a c h t e n op, d i e dan e c h t e r n i e t door t r o s s e n maar
door de v o o r t s t u w i n g moet worden g e p a r e e r d . Ook h i e r
z i j n geen problemen t e verwachten. De toename van de
w a t e r d i e p t e i s v o o r schepen n i e t b e z w a a r l i j k .
b. Schepen i n bovenpand
Voor h e t e f f e c t van de passerende t r a n s l a t i e g o l f en
de s t r o o m s n e l h e i d a c h t e r h e t f r o n t g e l d t h e t z e l f d e
a l s g e s t e l d b i j a. De afname van de w a t e r d i e p t e i n
h e t pand met c a . 1.5 m ( p e i l N.A.P. +6.9 m) houdt i n
dat schepen aan de grond l o p e n .
Het a a n t a l v a s t l o p e n d e schepen v a r i e e r t t u s s e n 0 en
40 a f h a n k e l i j k van a a n v o e r p i e k e n v o o r de CHV t e
Veghel.
Het gemiddelde a a n t a l wordt g e s c h a t op 20.
D i t l a a t s t e g e t a l kan ook a l s v o l g t a f g e l e i d worden:
v a a r t i j d : 1 uur
lostijd
: 4 uur
w a c h t t i j d : 24 uur
totaal
: 29 uur v e r b l i j f i n pand 3-4 p e r s c h i p
a a n t a l bezoekende schepen: 6200 p e r j a a r .
gemiddeld a a n t a l schepen: 29 u/sch * 6200 s c h / j r = 20
8760 u / j r
De v o o r deze schepen optredende economische schade i s
g e k o p p e l d aan de t i j d s d u u r dat de schepen o p g e s l o t e n
l i g g e n i n h e t h a l f d r o o g g e v a l l e n pand:
20 s c h * 72 u/sch * f.66,75/u f= f.96.210,-.
Het gehanteerde u u r t a r i e f (bron: DVK) g e l d t v o o r
schepen met 420 t o n laadvermogen en i s i n c l u s i e f
schipper.
D a a r n a a s t kan v o o r schepen d i e afgemeerd l i g g e n i n de
g l i j h a v e n van de CHV schade aan de s c h e e p s h u i d
o p t r e d e n omdat daar de bodem b e s t o r t i s . I n deze haven kunnen maximaal 12 schepen l i g g e n . U i t g e g a a n
wordt van een gemiddeld a a n t a l van 6 en een gemidd e l d e schade van f.10.000,-:
6 s c h * f.lO.OOO/sch = f.60.000,-
R i s i c o analyse s l u i z e n Zuid-Willemsvaart
-84-
c. Schepen i n de k o l k
B i j een " p l o t s e l i n g e doorbraak" worden de schepen
door h e t water meegesleurd en b o t s e n o f s c h i e t e n
tegen h e t benedenhoofd. Naast m a t e r i e l e schade i s
h i e r b i j t e v r e z e n voor p e r s o o n l i j k e ongelukken. De
verwachtingswaarde van h e t a a n t a l b e t r o k k e n schepen
bedraagt 0.66, aannemende d a t h e t moment v a n
b e z w i j k e n geen r e l a t i e h e e f t met h e t moment v a n
schutten.
Het a a n t a l b e t r o k k e n schepen kan a l s v o l g t worden
benaderd:
12.000 scheepspassages p e r j a a r
s c h u t t i j d 0.5 uur ( e x c l . wachten)
verdeling:
2 000 X p/j 3 schepen - 1 000 u/j = 11% V d. t i j d
2 000 x p/j 1 s c h i p
• 1 000 u/j = 11% V d. t i j d
2 000 X p/j 1 s c h i p
• 1 000 u/j = 11% V d. t i j d
3 000 X p/j l e e g omz. • 1 500 u/j - 17% v d. t i j d
rest
geen a c t i e s
4 260 u/j - 50% v d. t i j d
Per j a a r z i j n e r dus 4.500 a c t i e v e u r e n , t e r w i j l de
t o t a l e b e d r i j f s t i j d 52 * 92 - 4.784 u u r b e d r a a g t : een
b e z e t t i n g s g r a a d v a n 94%.
Aannemende d a t h e t moment v a n b e z w i j k e n geen r e l a t i e
h e e f t met h e t moment v a n s c h u t t e n , b e t e k e n t d i t d a t
t e n t i j d e v a n b e z w i j k e n de kans op de a a n w e z i g h e i d
van r e s p . 1, 2 en 3 schepen t e l k e n s 11% b e d r a a g t en
dat de kans d a t geen schepen i n de k o l k l i g g e n 50 +
17 = 67% i s . De verwachtingswaarde v a n h e t a a n t a l
schepen i n de k o l k b e d r a a g t : 0.11 x (1+2+3) = 0.66.
De schade wordt geraamd op c a . f.100.000,-.
De s c h a d e v e r w a c h t i n g i s dan 0.66 x f.100.000,- =
f.66.000,-.
Andere
sluizen
De a a r d v a n de schades z a l b i j andere s l u i z e n n i e t
anders z i j n . Het a a n t a l b e t r o k k e n schepen v a r i e e r t
met de v e r k e e r s i n t e n s i t e i t :
s l u i s 2 en 3 : 12.000 s c h e p e n / j r .
s l u i s 4 t/m 6 : 4.000 s c h e p e n / j r .
s l u i s 7 t/m 13: 10.000 s c h e p e n / j r .
Daarnaast wordt h e t a a n t a l schepen d a t op een moment
i n een -and l i g t b e p a a l d door de v e r b l i j f t i j d v a n h e t
s c h i p , etgeen s t e r k a f h a n g t v a n de w a c h t t i j d / l o s t i j d
b i j de b e d r i j v e n .
5.2.5.
Schade aan b e s c h o e i i n g e n
U i t de b e r e k e n i n g e n v o l g t d a t b i j h e t s n e l w e g v a l l e n
van h e t k a n a a l p e i l boven s l u i s 3 de b o o r d v o o r z i e ningen i n t a c t z u l l e n b l i j v e n i n t e g e n s t e l l i n g t o t
R i s i c o analyse s l u i z e n Zuid-Willemsvaart
-85-
a l l e andere kanaalvakken. Daar z u l l e n naar verwacht i n g met name de k o r t e r e b o o r d v o o r z i e n i n g e n , met een
v a r i a b e l e l e n g t e t u s s e n de 3.50 en 4,50 m. door i n s t a b i l i t e i t b e z w i j k e n . Deze s i t u a t i e wordt a l s u i t gangspunt genomen voor de s c h a d e b e p a l i n g .
Aangenomen wordt dat de h e l f t van de b o o r d v o o r z i e n i n g
moet worden vervangen. De hiermee samenhangende schad e v e r w a c h t i n g bedraagt.
T o t a l e l e n g t e aan b o o r d v o o r z i e n i n g 10.000 m', v e r vangen dus 5000 m' a f.l000,-/m' - f.5.000.000.De gehanteerde e e n h e i d s p r i j s i s i n c l u s i e f het noodzak e l i j k e baggerwerk.
Door p l o t s e l i n g e toename van de s t r o o m s n e l h e i d benedenstrooms van de s l u i s z u l l e n over k o r t e l e n g t e n
o n t g r o n d i n g e n voorkomen. V o o r a l de t a l u d s z u l l e n
e r n s t i g t e l e i d e n hebben, waardoor ook daar boordv o o r z i e n i n g i n het k a n a a l z a l v e r d w i j n e n . Aangenomen
wordt dat d i t over een l e n g t e van 200m' z a l gebeuren.
Met de te vernieuwen b o o r d v o o r z i e n i n g i s een bedrag
van 400m' a f.1.000,-/m' = f.400.000,= gemoeid.
De t i j d e l i j k verhoogde w a t e r s t a n d op het pand beneden
de s l u i s z a l n i e t t o t a a n t a s t i n g van de oevers l e i den, omdat de s c h e e p v a a r t s t i l l i g t .
5.2.6.
Wateroverlast
Z o a l s beschreven i s i n p a r a g r a a f 5.2.1. b e r e i k t h e t
p e i l op het pand 2-3 een maximale waarde van N.A.P.
+7.50 m. De kaden l a n g s d i t pand hebben een k r u i n hoogte d i e a f l o o p t van c i r c a N.A.P. +8.50 m d i r e c t
beneden s l u i s 3 t o t c i r c a N.A.P. +7.60 m d i r e c t boven
s l u i s 2. D i t b e t e k e n t dat nergens water over de kade
z a l s p o e l e n . Op de andere panden hebben de kaden i n
de r e g e l een overhoogte van minimaal 1. m boven h e t
k a n a a l p e i l zodat ook daar een v e r h o g i n g van h e t p e i l
b i j c a l a m i t e i t geen w a t e r o v e r l a s t z a l v e r o o r z a k e n .
5.2.7.
Grondwaterstandsdaling
U i t g a n g s p u n t b i j een s l u i s d o o r b r a a k i s dat na 3 dagen
het kanaalpand, na het s l a a n van damwanden, t e n
behoeve van de w a t e r s c h e i d i n g , op p e i l kan worden
gebracht.
De e f f e c t e n op de omgeving z i j n , a f h a n k e l i j k van de
bodemopbouw, b e p e r k t t o t een s t r o o k van 100 a 200 m.
Gegeven de k o r t e t i j d s d u u r , w a a r i n de v e r s t o r i n g z i c h
m a n i f e s t e e r t , i s schade aan landbouw en n a t u u r , ook
i n g e v o e l i g e v o o r j a a r s - en zomermaanden, naar v e r wachting gering.
Ook z e t t i n g s s c h a d e i s l a n g s het k a n a a l n i e t te v e r -
R i s i c o analyse s l u i z e n Zuid-Willemsvaart
-86-
wachten. D i t i s e n e r z i j d s t e danken aan de i n deze
r e g i o aanwezige g r o n d s l a g en a n d e r z i j d s aan de k o r t e
duur v a n de v e r s t o r i n g .
5.2.8.
B e l a s t i n g op naburige s l u i z e n
De v e r a n d e r i n g v a n de w a t e r s p i e g e l onder i n v l o e d v a n
de t r a n s l a t i e g o l f gaat zo g e l e i d e l i j k d a t e r geen
sprake i s v a n een dynamische b e l a s t i n g . Voor s l u i s 2
neemt h e t s t a t i s c h e v e r v a l met 0.75 m t o e t o t 2.80 m
(bovenpand: N.A.P. +7.50 m, benedenpand: N.A.P. +4.70
m). Voor s l u i s 4 neemt h e t s t a t i s c h e v e r v a l met
1.60 m toe t o t 3.65 m (bovenpand: N.A.P. +10.55 m,
benedenpand: N.A.P. +6.90 m).
Voor de c o n s e q u e n t i e s v a n deze e x t r a b e l a s t i n g e n
wordt verwezen naar de p a r a g r a f e n 4.9. en 4.10.
5.2.9.
T i i d e l i i k e onbereikbaarheld b e d r i j v e n
Na een doorbraak v a n s l u i s 3 neemt de w a t e r d i e p t e op
h e t pand 3-4 a f t o t i e t s minder dan 2m d i r e c t boven
s l u i s 3 en t o t i e t s minder dan lm d i r e c t beneden
s l u i s 4, waardoor d i t g e d e e l t e v a n h e t k a n a a l onbev a a r b a a r wordt. Deze s i t u a t i e d u u r t v o o r t t o t d a t enk e l e dagen l a t e r de w a t e r s c h e i d i n g i s h e r s t e l d en h e t
k a n a a l p e i l weer i s opgezet. Daarna z i j n de b e d r i j v e n
l a n g s h e t b e t r e f f e n d e k a n a a l g e d e e l t e weer b e r e i k b a a r
v i a de andere k a n t (door s l u i s 4 ) .
Op h e t pand t u s s e n de s l u i z e n 3 en 4 i s v o o r a l de CHV
te V e g h e l v a n b e l a n g , waar p e r j a a r c i r c a 6200
schepen l o s s e n .
Naar v e r w a c h t i n g l e i d t de e n k e l e dagen durende onber e i k b a a r h e i d n i e t t o t g r o t e problemen door de aanwez i g h e i d v a n r e s e r v e - v o o r r a d e n . D i t g e l d t ook v o o r de
b e d r i j v e n d i e g e l e g e n z i j n aan de andere k a n a a l g e deelten.
R i s i c o analyse s l u i z e n
Zuid-Willemsvaart
-87-
5.2.10. Resume schadeposten
Afgeronde bedragen:
(5.2.2)
(5.2.3)
(5.2.4)
(5.2.5)
(5.2.6)
(5.2.7)
(5.2.8)
(5.2.9)
TOTAAL
Foto 9
herstel onderwaterprofiel
u i t v o e r e n noodprocedure
of inspectie s l u i s
scheepvaart:
a. i n benedenpand
b. i n bovenpand:
economische schade
m a t e r i e l e schade
c. i n de k o l k
beschoeiingen:
- i n bovenpand
- d i r e c t beneden de s l u i s
wateroverlast
v e r l a a g d grondwater
b e l a s t i n g andere s l u i z e n
t i j d e l i j k e onbereikbaarheid
bedrijven
f.
60.000
f.
20.000
f.
f.
f.
100.000
60.000
60.000
f.5.000.000
f . 400.000
f.5.700.000
B e s c h o e i i n g l a n g s de Z u i d - W i l l e m s v a a r t .
-89-
Risico analyse s l u i z e n Zuid-Willemsvaart
5.3.
Schade t e n gevolge van v e r l i e s
5.3.1.
A a r d en duur v a n de stremming
schutfunctie
In h o o f d s t u k 4 z i j n een a a n t a l vormen v a n l o k a a l
b e z w i j k e n genoemd d i e t o t g e v o l g hebben d a t h e t n i e t
meer v e r a n t w o o r d i s door t e gaan met s c h u t t e n . De
duur v a n de stremming hangt samen met de a a r d v a n de
benodigde herstelwerkzaamheden.
In de volgende p a r a g r a f e n i s de gevolgschade p e r eenh e i d v a n t i j d worden v a s t g e s t e l d .
5.3.2.
Overzicht verkeersstromen
H i e r o n d e r wordt een o v e r z i c h t gegeven v a n de b e l a n g r i j k s t e v e r v o e r s s t r o m e n op de Z u i d - W i l l e m s v a a r t met
de s l u i s p a s s a g e s .
cat.
schepen
A.
2550
g e l a d e n u i t R'dam e.o.
l o s s e n i n Veghel (CHV)
l e e g t e r u g noordwaarts
B.
2550
g e l a d e n u i t A'dam e.o.
l o s s e n i n Veghel (CHV)
l e e g t e r u g noordwaarts
C.
1100
geladen u i t B e l g i e / F r a n k r i j k
l o s s e n i n Veghel (CHV)
leeg terug zuidwaarts
D.
4000
geladen u i t het zuiden,
l o s s e n langs Wilhelminakanaal
leeg terug zuidwaarts
E.
400
g e l a d e n u i t h e t noorden, l o s sen i n Beek en Donk ( s t a a l )
l e e g t e r u g noordwaarts
F.
400
g e l a d e n u i t h e t noorden
l o s s e n i n Helmond (veevoer)
l e e g t e r u g noordwaarts
G.
100
geladen u i t Maastricht
l o s s e n i n Den B o s c h - z u i d
leeg terug zuidwaarts
route
sluispassages
2,3 4,5 6 7 8t/ml3
x
X
x
x
R i s i c o analyse s l u i z e n Zuid-Willemsvaart
5.3.3.
-90-
Gegevens t e r berekening van de v a a r k o s t e n
gemiddeld laadvermogen p e r s c h i p 420 t o n ;
k o s t e n van h e t v a r e n p/u f.95,74;
wachtkosten b i j s l u i s p/u f.66,75;
v a a r s n e l h e i d op r i v i e r 15 km/uur;
v a a r s n e l h e i d op k a n a l e n 7 km/uur;
passeertijd sluizen 1 uur/sluis.
5.3.4.
Omvaarkosten b i i stremming s l u i s 3 ( z i e b i j l a g e
1)
Ter v e r e e n v o u d i g i n g v a n de b e r e k e n i n g z u l l e n de
v e r v o e r s s t r o m e n E, F en G u i t p a r a g r a a f 5.3.2. n i e t
a f z o n d e r l i j k bekeken worden en worden o n d e r g e b r a c h t
i n de c a t e g o r i e e n A en B, d i e dan e l k 3000 schepen
per j a a r omvatten. Op de u i t k o m s t e n h e e f t d i t
nauwelijks invloed.
Voor b e i d e stromen A en B g e l d t d a t b i j stremming v a n
s l u i s 3 omgevaren z a l worden over Bergsche Maas,
Donge en W i l h e l m i n a k a n a a l .
I n de normale s i t u a t i e bedragen de s c h e e p s k o s t e n
"enkele r e i s " voor deze 6000 schepen i n een j a a r
f.4,2 m i l j o e n . Wanneer s l u i s 3 gestremd i s l o o p t d i t
bedrag op t o t f.9,9 m i l j o e n p e r j a a r . De t o t a l e meerk o s t e n voor heen- en t e r u g r e i s samen z i j n c i r c a , f.12
m i l j o e n per jaar.
5.3.5.
Omvaarkosten b i i stremming andere
sluizen
Zonder voor e l k e s l u i s de v o l l e d i g e b e r e k e n i n g t e maken kan een i n d r u k worden v e r k r e g e n v a n de g e v o l g e n
van stremming b i j andere s l u i z e n .
Het a a n t a l passerende schepen i s h i e r b i j v a n b e l a n g ,
z o a l s weergegeven i n p a r a g r a a f 5.3.2.
Daarnaast i s van b e l a n g welke a l t e r n a t i e v e r o u t e
o p e n s t a a t b i j stremming v a n de normale r o u t e .
Voor v e r v o e r s s t r o o m C en G gaat de a l t e r n a t i e v e r o u t e
over de Maas en de n o o r d e l i j k e t a k v a n de Z u i d W i l l e m s v a a r t . E x t r a v a a r t i j d k o s t d i t n i e t ; w e l ond e r v i n d e n de k l e i n e schepen op deze r i v i e r meer h i n der van de g r o t e v a a r t dan op h e t k a n a a l .
Voor v e r v o e r s s t r o o m E en F gaat de a l t e r n a t i e v e r o u t e
over h e t W i l h e l m i n a k a n a a l . De meerkosten p e r s c h i p
z i j n i e t s minder dan d i e b e s c h r e v e n onder p a r a g r a a f
5.3.4. voor stroom A en B.
Voor v e r v o e r s s t r o o m D gaat de a l t e r n a t i e v e r o u t e over
de Maas en v e r v o l g e n s over de n o o r d e l i j k e t a k van de
R i s i c o analyse s l u i z e n
Zuid-Willemsvaart
-91-
Zuid-Willemsvaart.
De meerkosten per s c h i p z i j n i e t s hoger dan d i e bes c h r e v e n onder p a r a g r a a f 5.3.4. v o o r stroom A en B.
5.3.6.
Operationele
aspecten
Z o a l s i n h e t voorgaande i s beschreven, i s i n een aant a l g e v a l l e n h e t W i l h e l m i n a k a n a a l de a l t e r n a t i e v e
r o u t e v o o r een gestremd s t u k Z u i d - W i l l e m s v a a r t . Het
e x t r a scheepsaanbod op eerstgenoemd k a n a a l kan n i e t
a l t i j d b i n n e n de normale b e d r i j f s t i j d e n van de s l u i zen v e r w e r k t worden. Doorgaan met s c h u t t e n i n de
n a c h t e n en op zondagen z a l dan n o d i g z i j n . Qua p e r s o n e e l kan d i t opgevangen worden door de mensen d i e de
s l u i z e n i n de gestremde t a k bedienden.
Foto 11
A a n z i c h t j o k d o r p e l bovenhoofd.
R i s i c o analyse s l u i z e n
5.4.
Schade ten
5.4.1.
Stremming en
Zuid-Willemsvaart
gevolge van
beperking
-92-
spuicapaciteit
noodspuivoorziening
In h o o f d s t u k 4 z i j n een a a n t a l vormen van l o k a a l bez w i j k e n genoemd d i e t o t g e v o l g hebben dat de s l u i s
z i j n s c h u t f u n c t i e n i e t meer kan v e r v u l l e n . Voor de
herstelwerkzaamheden z a l h e t v e e l a l n o d i g z i j n de
s l u i s a f te dammen en droog te z e t t e n . De e r v a r i n g
b i j de i n het v e r l e d e n voor onderhoud u i t g e v o e r d e
d r o o g z e t t i n g e n l e e r t dat de damwandschermen op een
ruime a f s t a n d aan de k a n a a l z i j d e van de hoofden gep l a a t s t moeten worden. D i t h e e f t a l s g e v o l g dat de
s p u i k o k e r s n i e t meer g e b r u i k t kunnen worden.
In h e t navolgende worden de c o n s e q u e n t i e s h i e r v a n
aangegeven, w a a r b i j de t e g e l i j k e r t i j d de met h e t
afdammen te t r e f f e n n o o d v o o r z i e n i n g voor h e t s p u i e n
v o o r a l s n o g een v a r i a b e l e i s .
Hoe deze n o o d v o o r z i e n i n g e r u i t z i e t hangt samen met
de v r a a g h o e v e e l t i j d e r b e s c h i k b a a r i s om de a f damming voor te b e r e i d e n . Wanneer de afdamming n o d i g
i s voor h e t u i t v o e r e n van herstelwerkzaamheden, i s e r
wel h a a s t geboden, maar kan het t i j d s t i p van de s t a r t
van de werkzaamheden binnen een t i j d s m a r g e gekozen
worden. De n o o d s p u i v o o r z i e n i n g kan i n d e t a i l worden
u i t g e w e r k t nadat de schade aan de s l u i s i s o p g e t r e den .
Wanneer het afdammen van de s l u i s n o d i g i s om de wat e r s c h e i d i n g t e h e r s t e l l e n , kan geen e n k e l u i t s t e l
worden geduld i n verband met de b e v a a r b a a r h e i d van
h e t " l e e g g e l o p e n " pand. In dat g e v a l kan a l l e e n
g e b r u i k worden gemaakt van een n o o d s p u i v o o r z i e n i n g
die vooraf i s uitgedacht.
5.4.2.
Sluis 3
Aanvoer
V i a s l u i s 3 wordt water aangevoerd. t e r compensatie
van het s c h u t v e r l i e s van s l u i s 0 (1 m /s) en h e t
k w e l v e r l i e s benedenstrooms t u s s e n de s l u i z e n 0 en 3
(0,45 m / s ) .
Deze aanvoer v i n d t p l a a t s v i a het s c h u t t e n van s l u i s
3 en v i a s p u i e n door naast de s c h u t s l u i s g e l e g e n
spuiriolen.
B i j handhaving van de benedenstroomse k a n a a l p e i l e n en
het b l i j v e n f u n c t i o n e r e n van s l u i s 0 z a l de z e l f d e
h o e v e e l h e i d water moeten worden aangevoerd.
Een g r o o t d e e l van het scheepsaanbod b i j s l u i s 0 i s
e c h t e r g e r i c h t op de v a a r t naar V e g h e l .
Deze p l a a t s i s b i j een c a l a m i t e i t b i j s l u i s 3 n i e t
meer b e r e i k b a a r v i a 's-Hertogenbosch. H i e r d o o r z a l
3
3
-93-
R i s i c o analyse s l u i z e n Zuid-Willemsvaart
een s t e r k e afname van het scheepsaanbod b i j s l u i s 0
plaatsvinden.
3
I n g e s c h a t wordt dat een d e b i e t van 1 m /s
(ruim)
voldoende z a l z i j n voor h e t l a t e n f u n c t i o n e r e n van
het benedenstrooms s l u i s 3 gelegen k a n a a l d e e l .
Afvoer
V i a s l u i s 3 moet het s c h u t v e r l i e s van de bovenstrooms
g e l e g e n s c h u t s l u i z e n worden a f g e v o e r d .
I n normale s i t u a t i e s i s d i t s c h u t v e r l i e s 0,4
m /s.
Wanneer e c h t e r de g r o t e goederenstroom naar Veghel
v i a h e t W i l h e l m i n a k a n a a l en de s l u i z e n 6 t/m 4 van de
Z u i d - W i l l e m s v a a r t gaat l o p e n z a l h e t s c h u t v e r l i e s
toenemen.
Gebaseerd op het s c h u t v e r l i e s van s l u i s 2 onder
normale omstandigheden moet dan worden gerekend op
een s c h u t v e r l i e s van 0,8
m /s.
3
3
I n z e e r n a t t e p e r i o d e n moet water worden a f g e v o e r d
dat op de Z u i d - W i l l e m s v a a r t wordt g e l o o s d door h e t
waterschap De Aa.
Het i n l a a t d e b i e t , dat n a b i j Beek en Donk op h e t
k a n a a l wordt g e b r a c h t , i s v o l g e n s v e r g u n n i n g 12
m /s.
I n de p r a k t i j k wordt deze h o e v e e l h e i d v e e l v u l d i g
o v e r s c h r e d e n , i n extreem n a t t e s i t u a t i e s t o t meer dan
20
m /s.
3
3
I n de v e r g u n n i n g i s de voorwaarde opgenomen dat de
l o z i n g door de Aa op de Z u i d - W i l l e m s v a a r t t e n a l i e n
t i j d e kan worden g e s t o p t .
Er kan nu een keuze worden gemaakt t e n a a n z i e n van de
te r e a l i s e r e n n o o d v o o r z i e n i n g ( s p u i k a p a c i t e i t ) voor
de a f v o e r van Aa-water:
3
a : 20 m /s
3
b : 12 m /s
c : 0 m /s
3
V o l l e d i g e v o o r z i e n i n g z o a l s d i e nu
wordt benut.
V o o r z i e n i n g volgens vergunning.
V o l l e d i g e stremming van a f v o e r
van Aa-water.
ad a.
Een s p u i c a p a c i t e i t d i e overeen komt met
situatie.
de h u i d i g e
Door RWS wordt gedoogd dat het waterschap h e t d e b i e t
van de v e r g u n n i n g o v e r s c h r i j d t . B i j de k a n a a l v e r b e t e r i n g s p l a n n e n wordt r e k e n i n g gehouden met een a f v o e r c a p a c i t e i t voor het waterschap De Aa van 20
m /s.
3
R i s i c o analyse s l u i z e n Zuid-Willemsvaart
-94-
In de n o t a "De Aa en de Z u i d - W i l l e m s v a a r t " [ L i t . 12]
h e e f t h e t waterschap de onderbouwing van deze u i t b r e i d i n g aangegeven.
Wanneer deze a f v o e r c a p a c i t e i t wordt g e r e a l i s e e r d
o n d e r v i n d t h e t waterschap geen o f n a u w e l i j k s h i n d e r
tijdens afvoersituaties.
ad b.
Een s p u i c a p a c i t e i t d i e overeen komt met de v o l g e n s
v e r g u n n i n g a f te v o e r e n h o e v e e l h e i d w a t e r .
Wanneer h e t l o z i n g s d e b i e t van de Aa wordt g e r e d u c e e r d
t o t deze h o e v e e l h e i d z a l e r gemiddeld 1 * per 2 j a a r
c i r c a 200 ha i n h e t A a - d a l i n u n d e r e n t i j d e n s h e t
g r o e i s e i z o e n en z a l e r een g r o o t a a n t a l p e r c e l e n een
verminderde o n t w a t e r i n g hebben.
De optredende landbouwschade b e d r a a g t c a .
f.300.000,-, dat w i l zeggen gemiddeld f.150.000,- per
jaar.
ad c.
Een v o l l e d i g e stremming van de m o g e l i j k h e i d t o t
a f v o e r van Aa-water v i a de Z u i d - W i l l e m s v a a r t .
Hierdoor z u l l e n ernstige inundatieproblemen ontstaan
i n de gehele benedenloop van de r i v i e r de Aa.
Omvang van de schade kan m o e i l i j k worden aangegeven.
De r i v i e r i s e r n i e t op berekend om h e t l o z i n g s d e b i e t , dat n o r m a l i t e r v i a de Z u i d - W i l l e m s v a a r t wordt
afgevoerd, t i j d e n s hoogwaterperioden e x t r a a f te
voeren.
Voor een goede s c h a d e b e p a l i n g z a l moeten worden
g e i n v e n t a r i s e e r d welke gebieden i n deze s i t u a t i e
inunderen.
V e r d e r z a l moeten worden b e p a a l d o f e r a l l e e n l a n d bouwgebieden onder water komen t e s t a a n ; verwacht kan
worden dat ook d i v e r s e ( l a n d b o u w / v e e t e e l t - ) b e d r i j v e n
en woonwijken (Veghel) w a t e r o v e r l a s t z u l l e n hebben.
B i j de beschouwingen over de schade door h e t wegvall e n van de s p u i m o g e l i j k h e d e n moet r e k e n i n g worden
gehouden met een a a n t a l andere f a c e t t e n .
1. De f r e q u e n t i e en de duur, waarmee de l o z i n g van
Beek en Donk voorkomt.
D i t moet worden a f g e z e t tegen de duur v a n de stremming van de s p u i m o g e l i j k h e d e n b i j s l u i s 3.
Onderstaande t a b e l g e e f t h e t a a n t a l dagen ( o f d e l e n
daarvan) aan waarop e r i n de j a r e n van 1966 t o t en
met 1987 v i a Beek en Donk Aa-water i s a f g e v o e r d .
Risico analyse s l u i z e n Zuid-Willemsvaart
JAAR
1966
1967
1968
1969
1970
1971
1972
1973
1974
1975
1976
AANTAL DAGEN
37
6
5
4
9
0
0
0
21
5
0
JAAR
1977
1978
1979
1980
1981
1982
1983
1984
1985
1986
1987
-95-
AANTAL DAGEN
11
5
22
15
28
10
16
23
14
36
29
Gemiddeld over de maanden v a n deze 22 j a r e n z i e t de
verdeling er a l s volgt u i t :
j anuari
februari
maart
april
mei
juni
juli
augustus
September
oktober
november
december
t o t a a l 66 dagen
36
55
17
12
16
6
6
2
18
24
52
gemiddeld 3
1
2
0
0
0
0
0
0
0
1
2
0 dagen
6
5
8
5
7
3
3
1
8
1
4
U i t bovenstaande o v e r z i c h t e n b l i j k t d a t h e t a a n t a l
dagen waarop h e t waterschap h e t water k w i j t moet op
de Z u i d - W i l l e m s v a a r t over de j a r e n s t e r k k a n
v a r i e r e n . D u i d e l i j k i s d a t i n de zomermaanden v e e l
minder o v e r t o l l i g water moet worden a f g e v o e r d dan i n
den " n a t t e " maanden november t/m maart.
In h e t g e v a l v a n een c a l a m i t e i t b i j een s c h u t s l u i s
s p e e l t dus h e t moment waarop en de duur v a n de
herstelwerkzaamheden een b e l a n g r i j k e r o l .
2. I n h e t b e g i n v a n de 30-er j a r e n i s e r met h e t
waterschap De Aa een overeenkomst a f g e s l o t e n o v e r de
a a n l e g , g e b r u i k , b e d i e n i n g , beheer en onderhoud v a n
de s p u i d u i k e r s l a n g s de Z u i d - W i l l e m s v a a r t . D i t was
b e p e r k t t o t een maximum d e b i e t v a n 12. m /s.
3
3. Het waterschap kan door de i n g e l a n d e n aansprak e l i i k worden g e s t e l d v o o r schade door ondervonden
w a t e r o v e r l a s t . Deze a a n s p r a k e l i j k h e i d z a l aan RWS
kunnen worden d o o r g e s p e e l d wanneer de l o z i n g v a n
12. m /s o n m o g e l i j k i s .
3
R i s i c o analyse s l u i z e n Zuid-Willernsvaart
-96-
In het g e v a l van een c a l a m i t e i t i s e r sprake van
overmacht. In het g e v a l e c h t e r van h e r s t e l w e r k zaamheden d i e l a n g e r e t i j d z u l l e n duren z a l dat n i e t
meer het g e v a l z i j n .
Conclusie:
Voor de a a n v o e r f u n c t i e z a l het m o g e l i j k moeten z i j n
om 1. m /s door te voeren.
Voor de a f v o e r f u n c t i e z a l een d e b i e t van 12. m /s
ten
behoeve van de a f v o e r van Aa-water en een d e b i e t van
0.8 m /s voor de a f v o e r van s c h u t v e r l i e z e n , tezamen
12.8 m /s, doorgevoerd moeten kunnen worden.
3
3
3
3
3
Maatgevend d e b i e t i s dan 12.8
m /s.
M o g e l i j k e o p l o s s i n g e n h i e r t o e z i j n het toepassen van
h e v e l l e i d i n g e n o f een t i j d e l i j k gemaal.
A f h a n k e l i j k van de opgetreden c a l a m i t e i t en de
gekozen o p l o s s i n g voor de herstelwerkzaamheden i s het
w e l l i c h t m o g e l i j k om de aanwezige s p u i d u i k e r s ook i n
d i e s i t u a t i e te b e n u t t e n . De instroomopeningen moeten
dan b u i t e n het afgedamde g e d e e l t e b l i j v e n .
5.4.3.
Overige
sluizen
Voor de o v e r i g e s l u i z e n i n de Z u i d - W i l l e m s v a a r t kan
een g e l i j k e opzet a l s h i e r v o o r worden gemaakt.
In het k o r t kan d i t a l s v o l g t worden weergegeven:
S l u i s 13:
A l l e e n a a n v o e r f u n c t i e voor het Brabantse k a n a l e n stelsel .
Benodigde aanvoer voor Z u i d - W i l l e m s v a a r t en
W i l h e l m i n a k a n a a l t o t a a l 3.9 m /s t e n behoeve van
compensatie schut- en k w e l v e r l i e z e n .
H i e r b i j i s g e s t e l d dat de t o e l e v e r i n g van de
t o e l e v e r e n d e z i j r i v i e r t j e s en de o n t t r e k k i n g e n b e i d e n
nihil zijn.
In p r a k t i j k l e v e r e n de Dommel en de Donge een g r o o t
d e e l van het j a a r water; gemiddeld 2.
m /s.
3
3
Gevolgen: Wanneer de bovenstroomse t o e l e v e r i n g van
water onvoldoende i s z a l h e t s c h e e p v a a r t v e r k e e r op
zowel de Z u i d - W i l l e m s v a a r t en h e t W i l h e l m i n a k a n a a l
moeten worden b e p e r k t o f worden s t i l g e l e g d .
Oplossingsmogelijkheden: Hevel- of pompleidingen.
Wanneer m o g e l i j k g e b r u i k b l i j v e n maken van de
spuiduikers.
S l u i s 12 t/m 9:
G e i i j k aan h e t g e s t e l d e b i j s l u i s
13.
R i s i c o analyse s l u i z e n Zuid-Willemsvaart
-97-
Maatgevend d e b i e t neemt i e t s a f omdat het k w e l d e b i e t
op h e t k o r t e r e benedenstroomse t r a j e k t i e t s minder
is.
S l u i s 8:
Deze s l u i s h e e f t , n a a s t de a a n v o e r f u n c t i e , ook een
a f v o e r f u n c t i e . A f v o e r P e e l r i j t , Goorloop en
s c h u t v e r l i e s bovenstrooms i s tezamen c a . 4.
m /s.
3
Gevolgen: Wanneer de bovenstroomse t o e l e v e r i n g van
water onvoldoende i s z a l het s c h e e p v a a r t v e r k e e r op
zowel de Z u i d - W i l l e m s v a a r t en h e t W i l h e l m i n a k a n a a l
moeten worden b e p e r k t o f worden s t i l g e l e g d .
B i j onvoldoende a f v o e r m o g e l i j k h e d e n e r n s t i g waterbezwaar i n de stroomgebieden van de P e e l r i j t en de
Goorloop.
O p l o s s i n g s m o g e l i j k h e d e n : Hevel- o f p o m p l e i d i n g e n .
Wanneer m o g e l i j k g e b r u i k b l i j v e n maken van de
spuiduikers.
S l u i s 7:
G e i i j k aan s l u i s 8.
Voor de s l u i z e n 7 t/m 9 g e l d t dat wanneer de
o m l e i d i n g Helmond gereed i s de
waterhuishoudkundige
s i t u a t i e anders wordt. Een d e e l van de a f v o e r kan dan
v i a h e t nieuwe k a n a a l worden a f g e v o e r d .
De r e s t e r e n d e a f v o e r bedraagt ongeveer 2.5
m /s.
3
S l u i s 6:
Geen a f v o e r f u n c t i e .
A l l e e n aanvoer voor de n o o r d e l i j k e t a k van de
S c h u t v e r l i e s s l u i s 0 = 1.0
Kwelverliezen
- 0.85
Totaal
=1.85
ZWV.
3
m /s
m /s
m /s.
3
3
Gevolgen: Wanneer de bovenstroomse t o e l e v e r i n g van
water onvoldoende i s z a l het s c h e e p v a a r t v e r k e e r op de
Z u i d - W i l l e m s v a a r t moeten worden b e p e r k t o f worden
s t i l g e l e g d . W e l l i c h t m o g e l i j k om Aa-water v i a Beek en
Donk i n t e l a t e n voor w a t e r v o o r z i e n i n g .
O p l o s s i n g s m o g e l i j k h e d e n : Hevel- o f p o m p l e i d i n g e n .
Wanneer m o g e l i j k g e b r u i k b l i j v e n maken van de
spuiduikers.
S l u i s 2. 4 en 5:
G e i i j k aan het g e s t e l d e voor s l u i s 3.
S l u i s 0:
Deze s l u i s h e e f t geen d o o r v o e r f u n c t i e .
R i s i c o analyse s l u i z e n Zuid-Willemsvaart
5.5.
Schade ten
gevolge van
-98-
u i t v a l l e n oeververbinding
Over 8 van de 12 beschouwde s l u i z e n l i g t een b r u g .
H i e r o n d e r i s aangegeven welke s l u i z e n d i t z i j n en
welke a l t e m a t i e v e n e r z i j n b i j b u i t e n g e b r u i k r a k e n
van zo'n brug.
Sluis
2
5
6
8
9
10
12
13
d i c h t s b i j z i j n d e andere
brug(gen)
H e e s w i j k s e brug, Dungense b r u g
Erpse b r u g
brug i n r i j k s w e g (Beekse brug)
b r u g Houtdonktrace
d i v e r s e bruggen t e Helmond
brug i n E3
h a l f t w a a l f s e brug
b r u g over s l u i s 12
De a l t e r n a t i e v e bruggen z i j n i n de r e g e l van
waardige o f b e t e r e k w a l i t e i t dan d i e over de
afstand
(km)
ca.
ca.
ca.
ca.
ca.
ca.
ca.
ca.
2.
1.
0.5
1.
1.
0.5
1.5
2.5
gelijksluizen.
De c o n c l u s i e l u i d t dat h e t b u i t e n g e b r u i k r a k e n van
een der genoemde bruggen geen noemenswaardige schade
voor h e t doorgaand wegverkeer o p l e v e r t .
Wel z a l een o p l o s s i n g moeten worden gezocht v o o r h e t
lokale verkeer.
R i s i c o analyse s l u i z e n Zuid-Willemsvaart
6.
Begroting
6.1.
Algemeen
-99-
risico
In h e t algemeen s p e l e n b i j de b e o o r d e l i n g van de
g r o o t t e en de a a n v a a r d b a a r h e i d van r i s i c o ' s d i v e r s e
f a c t o r e n een r o l . Te noemen z i j n :
-
e r n s t van de gevolgen;
kans van o p t r e d e n ;
b e h e e r s b a a r h e i d door noodplannen;
bekendheid van e f f e c t e n ;
v r i j w i l l i g h e i d van b l o o t s t e l l i n g ;
a a n t a l b e d r e i g d e personen.
De v i e r l a a t s t e z i j n met name van b e l a n g b i j h e t gev a a r van p e r s o o n l i j k e ongelukken. H i e r v a n i s , met
u i t z o n d e r i n g van hetgeen b e s c h r e v e n i n p a r a g r a a f
5.2.4.C, geen sprake. Het r i s i c o dat h e t handhaven
van de h u i d i g e s l u i z e n i n de Z u i d - W i l l e m s v a a r t met
z i c h meebrengt i s h o o f d z a k e l i j k een economisch r i s i co. A l s m a a t s t a f v o o r d i t economisch r i s i c o kan h e t
"verwacht v e r l i e s " worden gehanteerd, z i j n d e de sommatie over a l l e beschouwde ongewenste g e b e u r t e n i s s e n
van h e t p r o d u k t van de kans op en de i n g e l d u i t g e d r u k t e gevolgschade van de g e b e u r t e n i s .
In p a r a g r a a f 6.2. wordt b e l i c h t op welke w i j z e h e t
a a n t a l s l u i z e n i n de b e p a l i n g van d i t verwacht v e r l i e s b e t r o k k e n wordt. De i n v l o e d van de f a c t o r t i j d
komt i n p a r a g r a a f 6.3. aan de orde.
In p a r a g r a a f 6.4. wordt h e t verwacht v e r l i e s b e p a a l d .
Omdat l a n g n i e t i n a l l e g e v a l l e n een goed onderbouwde
f a a l k a n s b e r e k e n i n g kan worden gemaakt, i s deze bepal i n g meer k w a l i t a t i e f dan k w a n t i t a t i e f .
6.2.
Het a a n t a l
sluizen
In p a r a g r a a f 4.9. z i j n v o o r e n k e l e mechanismen f a a l kansen berekend. Deze g e l d e n per s l u i s .
B i j de b e p a l i n g van h e t verwacht v e r l i e s i s e c h t e r de
verwachtingswaarde van h e t a a n t a l b e z w i j k g e v a l l e n (N)
van b e l a n g .
Hiervoor geldt: N = n * p
waarin: n - aantal s l u i z e n ;
p = verwachtingswaarde
per s l u i s .
aantal bezwijkgevallen
M i t s e r geen c o r r e l a t i e i s t u s s e n de s l u i z e n onderl i n g , hetgeen n i e r wordt aangenomen en wat een bovengrens o p l e v e r t .
R i s i c o analyse s l u i z e n Zuid-Willemsvaart
6.3.
De
factor
-100-
tijd
De i n v l o e d van de f a c t o r t i j d op de i n h o o f d s t u k 4
beschreven v e r o u d e r i n g s - en faalmechanismen i s tweeerlei:
a. de s t e r k t e kan t e n gevolge van a a n t a s t i n g i n de
loop van de t i j d afnemen;
b. de b e l a s t i n g kan extreme waarden b e r e i k e n , waarvan
de t e r u g k e e r p e r i o d e bekend i s o f u i t waarnemingen
kan worden g e e x t r a p o l e e r d .
ad a.
In h o o f d s t u k 4 z i j n de v e r o u d e r i n g s p r o c e s s e n k w a l i t a t i e f aangeduid. I n het v e r v o l g van de b e r e k e n i n g e n i s
e c h t e r steeds gewerkt met de b e s t m o g e l i j k e s c h a t t i n g
van de g r o o t t e d i e deze parameters nu ( t e n t i j d e van
de s t u d i e ) hebben. I n de p r o b a b i l i s t i s c h e b e r e k e n i n gen i s aan deze parameters een s t a n d a a r d a f w i j k i n g
toegekend waarmee de i n de w e r k e l i j k h e i d gevonden
s p r e i d i n g wordt g e k a r a k t e r i s e e r d o f waarmee u i t d r u k k i n g wordt gegeven aan de mate van o n z e k e r h e i d van de
s c h a t t i n g . Deze s p r e i d i n g bevat geen r e s e r v e r i n g voor
een e v e n t u e l e afname van de s t e r k t e i n de toekomst;
de b e r e k e n i n g i s opgezet voor een punt i n de t i j d . De
k a n s v e r d e l i n g van d i t s o o r t parameters i s d i m e n s i e loos .
ad b.
Een b e l a s t i n g s p a r a m e t e r , z o a l s de grondwaterstand,
kan i n de t i j d f l u c t u e r e n . Anders dan b i j de paramet e r s b e d o e l d onder a. kan zowel d a l i n g a l s s t i j g i n g
o p t r e d e n . Er kunnen u i t s c h i e t e r s naar boven en naar
beneden o p t r e d e n . Hoe hoger o f l a g e r de u i t s c h i e t e r s ,
hoe minder vaak ze voorkomen. De k a n s v e r d e l i n g van
deze parameters h e e f t de dimensie [ 1 / t i j d ] .
Wanneer een van de i n de b e r e k e n i n g ingevoerde kansv e r d e l i n g e n de dimensie [ 1 / t i j d ] h e e f t , g e l d t d i t
voor de u i t k o m s t (de gevonden f a a l k a n s ) ook.
In f e i t e wordt dan u i t g e r e k e n d met welke f r e q u e n t i e
een c o m b i n a t i e van parameters o p t r e e d t w a a r b i j de
grens van b e z w i j k e n wordt b e r e i k t o f gepasseerd.
In de b e r e k e n i n g e n van p a r a g r a a f 4.9 i s h e t t i j d s element n i e t v e r w e r k t . H i e r d o o r z i j n de gevonden
f a a l k a n s e n m o e i l i j k te p l a a t s e n .
Het f e i t dat de c o n s t r u c t i e , ondanks de v e r o u d e r i n g
en de v e r a n d e r i n g e n i n de b e l a s t i n g , e r nog s t a a t
g e e f t aan dat f a l e n nog n i e t h e e f t p l a a t s g e v o n d e n .
De u i t e r l i j k e s t a a t van de c o n s t r u c t i e i s een maat
voor de v e r o u d e r i n g . H i e r u i t i s een r i s i c o t o t f a l e n
te verwachten en wordt h e t n o o d z a k e l i j k h e t t i j d s a s p e c t e r b i j te b e t r e k k e n . De d i r e c t e r e l a t i e t u s s e n
een faalmechnisme en de kans van o p t r e d e n i n de t i j d
R i s i c o analyse s l u i z e n Zuid-Willemsvaart
-101-
g e z i e n kan zonder de b e l a s t i n g - f l u c t u a t i e s n i e t worden b e p a a l d , h o o g u i t worden geschat.
6.4.
Verwacht
6.4.1.
Algemeen
verlies
Ondanks de onder p a r a g r a a f 6.1. en p a r a g r a a f 6.3. genoemde b e p e r k i n g e n kan met gebruikmaking van de gegevens u i t de h o o f d s t u k k e n 4 en 5 een s c h a t t i n g worden
gemaakt van h e t verwacht v e r l i e s . H i e r b i j wordt e r
van u i t g e g a a n , dat naar mate de kans van f a l e n v o l gens een faalmechanisme g r o t e r i s , ook de f r e q u e n t i e
van h e t o p t r e d e n van d i t faalmechanisme g r o t e r i s .
In de foutenbomen van p a r a g r a a f 4.7. i s aangegeven
hoe f u n c t i e v e r l i e s van een o n d e r d e e l kan l e i d e n t o t
v e r l i e s van een h o o f d f u n c t i e .
Wat i n de foutenboom n i e t t o t u i t d r u k k i n g komt i s dat
dat e r n u a n c e r i n g m o g e l i j k i s naar de mate w a a r i n een
h o o f d f u n c t i e v e r l o r e n gaat en dat e r b i j de a a n t a s t i n g van o n d e r d e l e n vaak sprake i s van een g l i j d e n d e
s c h a a l i n t e g e n s t e l l i n g t o t de b i n a i r e [ j a / n e e ] opzet
van een foutenboom, zodat h e t door t i j d i g i n g r i j p e n
n i e t t o t f a l e n komt.
Voor de b e r e k e n i n g van h e t verwachte v e r l i e s moet nog
een a s p e c t worden toegevoegd: de l e n g t e van de p e r i o de dat een h o o f d f u n c t i e n i e t kan worden v e r v u l d . D i t
g e l d t met name v o o r de s c h u t f u n c t i e , waar de k o s t e n
per e e n h e i d van t i j d z i j n a f g e l e i d ( h o o f d s t u k 5 ) .
Ook v o o r de s p u i f u n c t i e i s de duur van de stremming
van b e l a n g . Hoe l a n g e r de stremming, hoe g r o t e r de
kans dat e r een hogere s p u i c a p a c i t e i t wordt gevraagd
dan de g e i n s t a l l e e r d e n o o d v o o r z i e n i n g kan l e v e r e n .
6.4.2.
Risico
" v e r l i e s kerende
functie"
Van a l l e m o g e l i j k h e d e n i n de foutenboom b l i j k t e r
s l e c h t s een r e e l e m o g e l i j k h e i d te z i j n voor h e t
p l o t s e l i n g v e r b r e k e n van de w a t e r k e r i n g : een zware
a a n v a r i n g van de deuren ( z i e p a r a g r a a f 4.8 en 4.9).
Van b e l a n g i s de c o n c l u s i e dat de p l o t s e l i n g e
v e r a n d e r i n g van de w a t e r p e i l e n w e l i s w a a r een e x t r a
b e l a s t i n g op de n a b u r i g e s l u i z e n v e r o o r z a a k t , maar
d a t d i t n i e t z a l l e i d e n t o t een " d o m i n o - e f f e c t "
w a a r b i j a l l e s l u i z e n opeenvolgend zouden b e z w i j k e n .
Het r i s i c o i s a l s v o l g t :
incident
f r e q u e n t i e * gevolgschade
voor 12 s l u i z e n [ 1 / j r ]
* [f.j
a a n v a r i n g deur 0.001
* 5.700.000
= risico
= [f./jr]
= 5.700
R i s i c o analyse s l u i z e n
-102-
Zuid-Willemsvaart
De c o n c l u s i e i s , d a t h e t r i s i c o d a t samenhangt met de
f a a l m o g e l i j k h e i d , h e t v e r l o r e n gaan van de kerende
f u n c t i e ( c a l a m i t e i t ) , zeer g e r i n g i s .
6.4.3. R i s i c o " v e r l i e s
schutfunctie"
De schade, d i e h e t g e v o l g i s van h e t v e r l o r e n gaan
van de s c h u t f u n c t i e van de s l u i z e n , wordt b e p a a l d
door de k o s t e n d i e samenhangen met h e t omvaren v a n de
s c h e e p v a a r t ( z i e p a r a g r a a f 5.3.).
De kans op h e t v e r l o r e n gaan van de s c h u t f u n c t i e
hangt v o o r een b e l a n g r i j k d e e l samen met de onderh o u d s g e v o e l i g e bewegende d e l e n en bewegingswerken v a n
de s l u i s en met de s t a a t van de s l u i z e n .
In de onderstaande t a b e l wordt d i t nader aangegeven.
Een d e e l v a n de h i e r i n aangegeven o n v o o r z i e n e stremmingen kan worden vermeden door t i j d e l i j k e maatregel e n , t e r w i j l de oorzaak v a n h e t d e f e c t op een v o o r de
s c h e e p v a a r t g e s c h i k t moment kan worden v e r h o l p e n .
Daarnaast kan een d e e l van h e t aangegeven r i s i c o
worden vermeden door h e t i n t e n s i v e r e n van i n s p e c t i e
en onderhoud.
De i n de t a b e l aangegeven f a a l d u r e n en r i s i c o ' s z i j n
n i e t e x a c t b e p a a l d en daarom i n d i c a t i e f van waarde
met een s p r e i d i n g van p l u s en min 50%.
De t i j d , w a a r i n de f a a l d u u r i n % i s u i t g e d r u k t , i s
g e d e f i n i e e r d a l s 365 dagen p e r j a a r .
incident
f a a l d u u r bedrag * a a n t a l = r i s i c o
[% v . d . [ f / j r ]
sluizen
[f/jr]
tijd]
x 10
x 10
[ •1
6
deur o n k l a a r
brug gestremd
p a r t i e e l o f geheel bezwijken
sluiswand
brokken metselwerk op v l o e r
aanvaring
h o o f d en deuren
diversen
TOTAAL
6
0,41
0,36
12
12
12
12
0,60
0,50
0,31
12
12
0,50
0,11
12
12
0,15
0,18
0,07
12
12
12
12
0,25
0,10
1,49
12
12
2,10
I n a l l e g e v a l l e n gaat h e t om o n v o o r z i e n e stremmingen.
Daarnaast b e s t a a t een " r i s i c o " met b e t r e k k i n g t o t
v o o r z i e n e stremmingen. Deze v l o e i e n v o o r t u i t de
noodzaak om de vaarweg i n goede s t a a t t e houden.
Degenen d i e h i n d e r o n d e r v i n d e n z i j n e r op v o o r b e r e i d ,
hetgeen de schade " v e r z a c h t " . N i e t t e m i n moeten de
-103-
R i s i c o analyse s l u i z e n Zuid-Willemsvaart
k o s t e n , verbonden aan deze stremmingen, i n de
beschouwing worden b e t r o k k e n , omdat deze mede worden
v e r o o r z a a k t door de ouderdom van de s l u i z e n .
gebeurtenis
6.4.4.
onderhoudsduur
[% v . d . t i j d ]
bedrag - f a a n t a l - r i s i c o
[f/jr]
sluizen
[f/jr]
[ . ]
x 10
x 10
6
6
inspectie
en g r o o t
onderhoud
0,82
12
12
1,2
k l e i n onderhoud
0,82
12
12
1,2
TOTAAL
1,64
12
12
2,4
R i s i c o met b e t r e k k i n g t o t s p u i c a p a c i t e i t
Schade t r e e d t a l l e e n op wanneer de stremming i n een
dusdanige n a t t e t i j d v a l t , d a t de g e i s t a l l e e r d e
n o o d v o o r z i e n i n g van 12 m /s onvoldoende i s .
A l l e e n d i e vormen van stremming, d i e gepaard gaan met
afdamming van de s l u i s , worden meegenomen.
incident
6.4.5.
faalduur
[% v . d .
tijd]
bedrag
( i n f.)
[f/jr]
aantal
sluizen
[ • ]
p a r t i e e l of
g e h e e l bez w i j ken
sluiswand
0,36
150.000.
12
6.500.
aanvaring hoofd
en deuren
0.18
150.000.
12
3.500.
inspectie
en g r o o t
onderhoud
0,82
150.000.
12
15.000.
TOTAAL
1.36
150.000
12
25.000.
Risico
"verlies
risico
( i n f.)
[f/jr]
oeververbinding"
Omdat v o o r deze schadepost geen k o s t e n z i j n opgenomen
i n h o o f d s t u k 5, wordt h e t ook n i e t b e t r o k k e n i n h e t
verwachte v e r l i e s .
R i s i c o analyse s l u i z e n Zuid-Willemsvaart
6.4.6.
-104-
T o t a a l verwacht v e r l i e s
Het h i e r o n d e r genoemde r i s i c o - b e d r a g h e e f t een i n d i c a t i e f k a r a k t e r . Het bedrag kan p e r j a a r s t e r k v a r i e r e n ,
t e r w i j l ook met de g e r i n g e n a u w k e u r i g h e i d d i e aan h e t
bedrag kan worden toegekend r e k e n i n g moet worden
gehouden.
Resume r i s i c o
-
v e r l i e s kerende f u n c t i e
v e r l i e s schutfunctie onvoorzien
v e r l i e s schutfunctie voorzien
beperking spuicapaciteit
v e r l i e s oeververbinding
TOTAAL
+
+
+
+
f
f
f
f
6.000/jr
2.100.000/jr
2.400.000/jr
25.000/jr
:
± f
4.500.000/jr
( v a r i e e r t t u s s e n f 3.000.000/jr. en f 6.000.000/jr.)
Het r i s i c o wordt v o l l e d i g gedomineerd door de omvaarkost^
v o o r schepen i n verband met stremming van de
sluis.
Foto 12
V e r k e e r s b r u g over h e t s l u i s h o o f d .
R i s i c o analyse s l u i z e n Zuid-Willemsvaart
7.
I n v e n t a r i s a t i e r i s i c o beperkende m a a t r e g e l e n
7.1.
Algemeen
- 105-
In de v o r i g e h o o f d s t u k k e n i s nagegaan welke onderd e l e n i n de loop van de t i j d a c h t e r u i t gaan, en hoe
deze u i t e i n d e l l i j k doorwerken i n het r i s i c o .
Wanneer men d i t r i s i c o (- kans * gevolgschade) w i l
beperken z i j n er d i v e r s e m o g e l i j k h e d e n .
E n e r z i j d s kan gedacht worden aan h e t v e r k l e i n e n van
de kans van o p t r e d e n door m i d d e l van h e t weer op
n i v e a u brengen van de s t e r k t e , o f beperken van de
b e l a s t i n g . A n d e r z i j d s kan ook de gevolgschade worden
b e p e r k t door b i j v o o r b e e l d een c a l a m i t e i t e n p l a n .
De keuze t u s s e n de d i v e r s e m a a t r e g e l e n z a l gebaseerd
moeten z i j n op hun e f f e c t i v i t e i t , dat w i l zeggen wat
k o s t een maatregel en hoe g r o o t i s de b i j b e h o r e n d e
r e d u c t i e van het r i s i c o .
De d i v e r s e m o g e l i j k h e d e n worden h i e r o n d e r i n k a a r t
gebracht.
7.2.
Constructieve
aanpassingen
a. Scheuren s l u i s h o o f d e n :
De grond- en waterkerende f u n c t i e van h e t s l u i s h o o f d
k e n t twee a s p e c t e n , te weten I : v e r z o r g e n van v o l doende a f d i c h t i n g en voldoende weerstand tegen belasting .
Voor b e i d e a s p e c t e n g e l d t dat enige scheurvoming n i e t
d i r e c t f a t a a l i s . Maar een toenemende v e r m i n d e r i n g
van de samenhang van h e t s l u i s h o o f d z a l l e i d e n t o t
s t a b i l i t e i t s p r o b l e m e n van muurdelen en s t e e d s v a k e r
voorkomende k o r t e stremmingen van de s c h e e p v a a r t .
De r i s i c o ' s d i e hiermee samenhangen kunnen worden bep e r k t door het renoveren van de s l u i s h o o f d e n .
b. L o s z i t t e n d
metselwerk:
A l h o e w e l l o s z i t t e n d metselwerk en n a t u u r s t e e n eveneens geen d i r e c t e b e d r e i g i n g vormt v o o r een van de
h o o f d f u n c t i e s van de s c h u t s l u i s , kan h e t r e g e l m a t i g
onderhouden van voegwerk voorkomen dat l o s s e s t u k k e n
u i t e i n d e l i j k i n de k o l k terechtkomen.
c. S c h e e p s s t o t e n tegen s l u i s h o o f d :
Ofschoon de ruimte d a a r t o e b e p e r k t i s , l i j k t het z i n v o l een v o o r z i e n i n g aan te brengen d i e e n e r z i j d s de
Risicoanalyse sluizen
Foto 13
Zuid-Willemsvaart
-106-
O n t g r a v i n g a c h t e r de s l u i s m u u r van s l u i s
11.
R i s i c o analyse s l u i z e n
Zuid-Willemsvaart
-107-
t o t a l e s t o o t k r a c h t op het s l u i s h o o f d b e p e r k t en and e r z i j d s z o r g t voor een g r o t e r e l o k a l e s t e r k t e .
H i e r b i j kan w e l i c h t gedacht worden aan p l a t e n p o l y e t h y l e e n i n c o m b i n a t i e met rubber.
d. Damwanden i n de
sluiskolk:
Waar nog geen h e r s t e l h e e f t p l a a t s gevonden kan d i t
worden overwogen op grond van metingen.
7.3.
B e p e r k i n g van
de
belasting
a. V e r k e e r s b e l a s t i n g :
Gezien het grote v e r s c h i l i n v e i l i g h e i d s c o e f f i c i e n t
en i n f a a l k a n s t u s s e n de s i t u a t i e s met en de s i t u a t i e s zonder b o v e n b e l a s t i n g , v o o r a l t . a . v . het part i e e l evenwicht van de s l u i s m u r e n , i s het van b e l a n g
de v e r k e e r s b e l a s t i n g z o v e e l m o g e l i j k te beperken.
Het kan overwogen worden de bruggen, d i e nu nog b i j 8
s l u i z e n aanwezig z i j n te s l u i t e n voor g e m o t o r i s e e r d
verkeer.
De afweging t u s s e n het verminderde r i s i c o voor de
s l u i z e n en de n a d e l e n voor het wegverkeer v a l t b u i t e n
h e t kader van d i t r a p p o r t .
b. Andere
bovenbelastingen:
I n a a n s l u i t i n g op hetgeen onder a. i s gezegd d i e n e n
ook andere vormen van b o v e n b e l a s t i n g t o t een minimum
b e p e r k t t e worden. Men denke h i e r b i j o.a. aan onderhoud en r e p a r a t i e . De aanwezigheid van m a t e r i e e l op
h e t s l u i s p l a t e a u z a l h i e r b i j n i e t a l t i j d voorkomen
kunnen worden; o p s l a g van g r o t e hoeveelheden mater i a a l op o f d i r e c t a c h t e r de s l u i s m u r e n d i e n t v e r meden t e worden.
c. D r o o g z e t t i n g :
De methode van d r o o g z e t t i n g w a a r b i j de s l u i s k a n a a l waarts van de hoofden wordt afgedamd, zodat de hoofden geen v e r v a l k e r e n , i s de j u i s t e . N i e t a l l e e n de
kolkwanden, maar ook de l i n k e r - en r e c h t e r h e l f t van
h e t s l u i s h o o f d moeten h i e r b i j op e l k a a r worden afgestempeld.
7.4.
I n s p e c t i e en
onderhoud
Naast h e t op s t e r k t e brengen van de c o n s t r u c t i e i s
ook h e t op s t e r k t e houden door m i d d e l van een goed
beheer een b e l a n g r i j k e r i s i c o beperkende m a a t r e g e l .
Risicoanalyse
sluizen
Zuid-Willemsvaart
*
Foto 14
*1
Benedenhoofd t i j d e n s
droogzetting.
R i s i c o analyse
sluizen
Zuid-Willemsvaart
-109-
Beheersplan:
- Het c o r r e c t i e f onderhouden v a n gemelde schades,
v o o r zover ze h e t d i r e c t f u n c t i o n e r e n v a n de s l u i s
beinvloeden.
- Het p r e v e n t i e f ( g e b r u i k s a f h a n k e l i j k ) onderhouden
van een a a n t a l o n d e r d e l e n , waarvan de v e r o u d e r i n g
b i n n e n r e d e l i j k nauwe grenzen kan worden v o o r s p e l d .
H i e r b i j kan gedacht worden aan h e t p e r i o d i e k onderhouden v a n h e t voegwerk, de bewegingsmechanismen
e. d.
- Het p e r i o d i e k i n s p e c t e r e n van de s l u i s , op grond
waarvan t o t p r e v e n t i e f ( t o e s t a n d s a f h a n k e l i j k ) onderhoud kan worden b e s l o t e n .
Inspectieplan:
- Een f r e q u e n t i e v o o r een g l o b a l e v o o r n a m e l i j k
v i s u e l e i n s p e c t i e (1 k e e r p e r 1 a 2 j a a r )
- F r e q u e n t i e s voor een a a n t a l g e r i c h t e i n s p e c t i e s op
v i t a l e en/of v e r o u d e r i n g s g e v o e l i g e
onderdelen.
H i e r b i j d i e n t ook de w i j z e v a n i n s p e c t e r e n , de
v e r w e r k i n g van de meetgegevens, en de t e h a n t e r e n
a c t i e g r e n z e n t e z i j n weergegeven.
A l h o e w e l de u i t w e r k i n g v a n een b e h e e r s p l a n b u i t e n de
scope v a n deze n o t a l i g t , kan grofweg g e s t e l d worden
dat h e t v o o r a l de volgende o n d e r d e l e n z i j n d i e
aandacht behoeven:
- De houten f u n d e r i n g ( i n s p e c t i e 1 k e e r p e r 10 j a a r ) ;
- De metselwerk hoofden ( i n s p e c t i e 1 k e e r p e r 5 a 10
jaar);
- De kolkwanden (idem);
- De onder- en a c h t e r l o o p s h e i d van de hoofden (idem);
- De deuren en de d r a a i p u n t e n
(idem);
- De bewegingswerken ( i n s p e c t i e 1 k e e r p e r 2 a 5
jaar) .
7.5.
Calamiteitenplan
a. E e r s t e r e a c t i e op s l u i s d o o r b r a a k :
B i j een onverhoopt (en z e e r o n w a a r s c h i j n l i j k ) c a l a m i t e u s doorbreken v a n een s l u i s d i e n e n zowel i n de
erboven a l s i n de eronder g e l e g e n s l u i s zo s n e l mogel i j k de deuren v a n boven- en benedenhoofd g e s l o t e n t e
worden. I n de beneden g e l e g e n s l u i s moet h e t k o l k p e i l
worden i n g e s t e l d op een n i v e a u halverwege t u s s e n d a t
van h e t bovenpand en h e t benedenpand. I n de boven-
R i s i c o analyse s l u i z e n
Zuid-Willemsvaart
-110-
gelegen s l u i s moet h e t k o l k p e i l worden i n g e s t e l d op
een n i v e a u , g e i i j k aan dat van h e t benedenpand. De
deuren van h e t o v e r e i n d gebleven h o o f d mogen n i e t ges l o t e n worden v o o r d a t h e t water t o t r u s t i s gekomen
en e r een i n s p e c t i e h e e f t p l a a t s g e v o n d e n naar de toes t a n d van d i t hoofd en van de bodem. Het s l u i s b e d i e nend p e r s o n e e l moet van deze procedure op de hoogte
worden gebracht. B i j deze v o o r l i c h t i n g moet met nadruk gewezen worden op de k l e i n e kans van voorkomen
van deze s i t u a t i e .
b. V o o r b e r e i d i n g afdamming/stremming:
Het h u i d i g e c a l a m i t e i t e n p l a n v o o r z i e t i n een v o o r r a a d
damplanken t e Helmond en i n a f s p r a k e n met een aannemer om s n e l een s l u i s t e kunnen afdammen. Deze procedures kunnen gehandhaafd b l i j v e n . I n a a n v u l l i n g
h i e r o p d i e n t op p a p i e r g l o b a a l een
n o o d s p u i v o o r z i e n i n g te worden u i t g e w e r k t met een
c a p a c i t e i t van 12. m /s ( h e t h u i d i g e p l a n v o o r z i e t
s l e c h t s i n een pomp van
1. m / s ) .
3
3
R i s i c o analyse s l u i z e n Zuid-Willemsvaart
7.6.
-111-
Afweging r i s i c o beperkende m a a t r e g e l e n
De h o o f d f u n c t i e " s c h u t t e n " d r a a g t h e t meeste b i j aan
het t o t a l e r i s i c o . Het z a l d u i d e l i j k z i j n d a t de daar
te nemen m a a t r e g e l e n h e t g r o o t s t e e f f e c t s o r t e r e n .
B i j h e t u i t v a l l e n van deze h o o f d f u n c t i e kan w e i n i g
gedaan worden aan de kant van de g e v o l g s c h a d e . Een
r e d u c t i e van h e t r i s i c o z a l daarom v o o r a l moeten
komen u i t h e t eenmalige v e r s t e r k e n van de c o n s t r u c t i e , waarna deze v e r v o l g e n s door een goed beheer op
d i e s t e r k t e moet worden gehouden.
7.7.
A a n b e v e l i n g e n voor nader onderzoek
Voor de h u i d i g e b e o o r d e l i n g z i j n de volgende
onderzoeken u i t g e v o e r d :
1.
2.
3.
4.
De t o e s t a n d van de houten p a l e n .
De t o e s t a n d van de houten damwand.
De onder- en a c h t e r l o o p s h e i d .
De v e r p l a a t s i n g v a n een s l u i s h o o f d b i j ' t
schutten.
5. De g r o n d w a t e r s t a n d a c h t e r de hoofden.
Daarnaast l i j k t de volgende onderzoek v o o r een goed
beheer van de s l u i z e n van b e l a n g :
1. De i n v a a r - / a f m e e r s n e l h e d e n en s t o o t b e l a s t i n g .
Risicoanalyse
sluizen
Foto 15
Zuid-Willemsvaart
V e r s t e r k i n g s t a l e n damwand i n de
-112-
schutkolk.
R i s i c o a n l y s e s l u i z e n Z u i d - W i l l e m s v a a r t , concept
Bijlage
-1-
BIJLAGE 1
Omvaarkosten
a. S c h e e p s k o s t e n normale
situatie
S c h e e p v a a r t v a n u i t h e t westen. i n hoofdzaak Rotterdam
Omslagpunt s p l i t s i n g Donge-Bergsche Maas r i c h t i n g
Veghel:
r i v i e r 29.5 km, v a a r s n e l h e i d 15 km/uur - 2
uur
k a n a a l 25.0 km, v a a r s n e l h e i d 7 km/uur = 3.6 uur
passage s l u i z e n 4 s t u k s
= 4.0 uur
totaal
- 9.6 uur
waarvan: 5.6 v a a r u r e n en 4 wachturen.
Scheepskosten v a n u i t h e t westen
3000 x 5.6
x f.95,74 - f. 1.608.432,3000 x 4.
x f.66,75 = f.
801.000,totaal
f. 2.409.432,-
S c h e e p v a a r t v a n u i t h e t o o s t e n . i n hoofdzaak
Omslagpunt b i j Engelen r i c h t i n g V e g h e l
k a n a a l 25.0 km, v a a r s n e l h e i d 7 km/uur = 3.6
passage s l u i z e n 4 s t u k s
= 4.0
totaal
7.6
waarvan: 3.6 v a a r u r e n en 4 wachturen.
Amsterdam
uur
uur
uur
Scheepskosten v a n u i t het oosten
3000 x 3.6 x f.95,74 = f. 1.033.992,3000 x 4 . x f.66,75 = f.
801.000,totaal
f. 1.834.992,-
Dus t o t a a l aan s c h e e p s k o s t e n per j a a r naar V e g h e l
f. 2.409.432,- + f. 1.834.992,- = f. 4.244.424,-,
a f g e r o n d 4. m i l j o e n g u l d e n .
b. Scheepskosten b i j stremming s l u i s 3
V a n u i t h e t noorden i s V e g h e l v o o r de s c h e e p v a a r t dan
o n b e r e i k b a a r , maar wel b e r e i k b a a r v a n u i t h e t z u i d e n .
S c h e e p v a a r t v a n u i t h e t westen. i n hoofdzaak Rotterdam
Gaat b i j h e t omslagpunt de Donge op en v i a
W i l h e l m i n a k a n a a l en Z u i d - W i l l e m s v a a r t naar V e g h e l .
r i v i e r 13.4 km, v a a r s n e l h e i d 15 km/uur = 0.9
k a n a a l 73.2 km, v a a r s n e l h e i d 7 km/uur = 10.5
passage s l u i z e n 7 s l t u k s
= 7.0
totaal
18.4
waarvan: 11.4 v a a r u r e n en 7 wachturen.
uur
uur
uur
uur
R i s i c o a n l y s e s l u i z e n Z u i d - W i l l e m s v a a r t , concept
Bijlage
-2-
Scheepskosten v a n u i t h e t westen
3000 x 11.4 x f.95,74 - f. 3.274.308,3000 x 7. x f.66,75 = f. 1.401.750,totaal
f . 4.676.058,-
Scheepvaart v a n u i t h e t o o s t e n . i n hoofdzaak Amsterdam
Gaat b i j omslagpunt de Bergsche Maas op en v i a Donge,
W i l h e l m i n a k a n a a l en Z u i d - W i l l e m s v a a r t naar V e g h e l
r i v i e r 42.9 km, v a a r s n e l h e i d 15 km/uur = 2.9 u u r
k a n a a l 73.2 km, v a a r s n e l h e i d 7 km/uur = 10.5 uur
passage s l u i z e n 7 s t u k s
- 7.0 uur
totaal
20.4 u u r
waarvan: 13.4 v a a r u r e n en 7 wachturen.
Scheepskosten v a n u i t h e t o o s t e n
3000 x 13.4 x f.95,74 = f . 3.848.748,3000 x 7. x f.66,75 - f . 1.401.750,totaal
f . 5.250.498,-
Dus t o t a a l aan s c h e e p v a a r t k o s t e n p e r j a a r naar
V e g h e l , i n d i e n s l u i s 3 gehele j a a r i s gestremd
f. 4.676.058,- + f . 5.250.498,- - f. 9.926.556,-,
a f g e r o n d 10. m i l j o e n gulden.
c. V e r s c h i l t u s s e n normale en gestremde
situatie
De berekende bedragen g e l d e n zowel v o o r de heen- a l s
v o o r de t e r u g r e i s , zodat de e x t r a s c h e e p s k o s t e n p e r
jaar z i j n :
2 x (10. m i l j o e n - 4. m i l j o e n ) = 12. m i l j o e n gulden.

Toolbox Excentrisch ankersysteem

Nieuwsbrief BERZOB juni

Productblad Novipro metselmortel met kalk DJT - De Jager

Pagina 3 - Gemeente Haaksbergen

PG lateien verzinkt 80mm

4.6 Aansluiting aluminium schrijnwerk in het vlak

lees hier - Rond- en Platbodem Klassenorganisatie

21-03-2014 - Watererfgoed

Voegmortel VM UA RV03 - Sakrete Droge Mortel

Shear strength of masonry Metselwerk schuifsterkte