Stichting Postacademisch Onderwijs Cursus “Functioneel ontwerpen van waterbouwkundige constructies”
Code: Titel: Docent: Tijd: Plaats:
FOS1 Inleiding dr.ir. A. Vrijburcht woensdag 10 november 2004, 9.30-10.10 uur WL-Delft Hydraulics, Colloquium-zaal
Ontwerp Nieuwe Spuisluizen Afsluitdijk
Inleiding 1
Algemeen
De naam van de cursus “Functioneel ontwerpen van waterbouwkundige constructies” kan als volgt uitgelegd worden. Waterbouwkundige constructies zijn kunstwerken die gerelateerd aan één of meer zaken betreffende veiligheid, waterkwaliteit en milieu, watertransport en berging, watervoorziening, scheepvaart, sedimentatie en erosiebeheer, energieopwekking, enz. De hier behandelde constructies zijn de hydraulische kunstwerken zoals schutsluizen, spuisluizen en afsluitbare hoogwaterkeringen. Beperkte aandacht wordt gegeven aan stuwen en gemalen. Niet behandeld worden kademuren en dergelijke of constructies opgebouwd uit een grondlichaam of stenen.
-1-
Bij het functioneel ontwerpen voldoet het ontwerp zo goed mogelijk aan de gestelde functionele eisen en aan het economisch optimum, met inachtneming van de maatschappelijke verantwoordelijkheid en de in acht te nemen randvoorwaarden. De functionele eisen bij een schutsluis bijvoorbeeld zijn de constructieve en waterkerende veiligheid, het schutten, het peilbeheer (spuien) en het vormen van een oeververbinding. Het economisch optimum is indien het kunstwerk (schutsluis) tenminste aan de gestelde eisen voldoet en het nut voor de maatschappij maximaal is. Het nut betreft de gekapitaliseerde baten verminderd met de som van stichtingskosten en beheer- en onderhoudskosten.
De cursus besteedt aandacht aan het functioneel ontwerpproces en aan technisch-inhoudelijke zaken van het ontwerp van schutsluizen, spuisluizen en afsluitbare hoogwaterkeringen. Er zijn 2 blokken van 2 dagen. Het eerste blok legt de nadruk op algemene ontwerpaspecten met als thema’s ontwerpproces, betrouwbaarheid en beschikbaarheid en hydraulica bij kunstwerken. Het tweede blok legt de nadruk op de uitwerking van het ontwerp met als thema’s technische aspecten en nieuwe ontwikkelingen. Beide blokken worden voorzien van voorbeelden en er is een excursie naar een groot sluiscomplex. Met name de grotere kunstwerken in Nederland die in beheer zijn van Rijkswaterstaat, worden belicht. Algemene kennis op het gebied van civiele techniek wordt niet behandeld. De cursus is bedoeld voor civiel-technici en geeft een afwisselend beeld van de vele onderwerpen die voor het ontwerp nodig zijn. De civiele onderwerpen worden uitgediept, de aanverwante vakgebieden meer in de breedte gepresenteerd. De cursisten worden door de cursus in aanraking gebracht met de werkwijze van de RWS-Bouwdienst voor wat betreft het ontwerp van waterbouwkundige constructies. Deze werkwijze ligt in lijn met ook andere RWS-diensten en WL|Delft Hydraulics. De docenten zijn voornamelijk afkomstig van Bouwdienst Rijkswaterstaat. De Bouwdienst is het ingenieursbureau van Rijkswaterstaat. De Bouwdienst concentreert zich op het bouwproces van kunstwerken: van bruggen en tunnels tot en met sluizen en golfbrekers. De Bouwdienst heeft in zijn toekomstige organisatievorm een 3-tal secties, te weten Verkeersinfrastructuur (Civiele techniek, staal/werktuigbouw/installatietechniek, Ontwikkeling/Innovatie en Instandhouding), Watersystemen (Waterbouw/Milieu, Infra-ontwikkeling, Veiligheid en Projectmanagement) en Bedrijfsvoering.
2 − − − −
Doel cursus: Inzicht geven in het ontwerpproces van waterbouwkundige constructies Overdragen van praktisch toepasbare kennis voor civiel-technische zaken Inzicht geven in aanverwante, niet civiel-technische zaken Presenteren ervaringen dmv. voorbeelden en nieuwe ontwikkelingen
De cursus heeft zijn beperkingen. Vele zaken kunnen niet of niet uitgebreid behandeld worden. Zie hiervoor onder andere het handboek “Ontwerp van schutsluizen”.
3
Opzet cursus:
De cursus beslaat 4 dagen bestaande uit 2 blokken van 2 dagen: 1e blok (dagen 1 en 2, wo. 10 en do. 11 november 2004)
-2-
− −
dag 1: dag 2:
ontwerp algemeen betrouwbaarheid/beschikbaarheid en hydraulica
2e blok (dagen 3 en 4, wo. 17 en do. 18 november 2004) − dag 3: uitwerking ontwerp − ochtend dag 4: nieuwe ontwikkelingen − middag dag 4: excursie schutsluis Plaats cursus: WL-Delft Hydraulics, Delft Colloquium-zaal
4
Overzicht inhoud cursus:
−
Ontwerpproces: Ontwerpen in een MER-procedure (FOS8), Functioneel ontwerpen (FOS2), Programma van Eisen (FOS3), Hoofdafmetingen en layout van schutsluizen en voorhavens (FOS6), Voorbeeld inpassing Nieuwe Zeesluis IJmuiden (FOS7).
−
Betrouwbaarheid/beschikbaarheid: Probabilistisch ontwerpen (FOS24), Veiligheidsfilosofie volgens TAW (FOS5), Veiligheid Nederland in Kaart (FOS9), Onderhoud in het ontwerp (FOS12).
−
Hydraulica: Schutsluizen (FOS4), Spuisluizen/ hoogwaterkeringen (FOS10), Hydraulisch onderzoek (FOS13) en Bodembescherming en erosiekuilen (FOS14), Voorbeeld nieuwe spuisluizen Afsluitdijk (FOS11).
−
Technische aspecten: Civieltechnisch ontwerp (FOS20), Staalconstructies (FOS16), Werktuigbouwkundige onderdelen (FOS17), Besturing en bediening (FOS19), Voorbeeld uitbreiding gemaal IJmuiden (FOS18), Voorbeelden uitgevoerde werken (FOS21).
−
Nieuwe ontwikkelingen: Materialen (FOS22), Constructies (FOS 23), Probabilistisch ontwerpen (FOS24).
Verder nog: Inleidingen (FOS1, FOS15 en FOS25), afsluiting en excursie sluiscomplex IJmuiden (FOS25) Zie ook het rooster van de cursus.
5 − − − −
Middelen voor overdracht kennis: Lessen duren 50 – 60 minuten (meeste) waarin 10 minuten ingeruimd zijn voor vragen. Tussen de lessen meestal een koffiepauze van 10 min. of lunch Voordrachten worden gepresenteerd mbv. Powerpoint of overhead, veelal met ter plaatse uitgedeelde handouts Syllabi van de lessen zijn bij start cursus (10 november) voor de cursisten zo veel mogelijk beschikbaar. Handboek “Ontwerp van schutsluizen” wordt aan cursisten uitgereikt. (OSS).
Verder nog: − De geplande roostertijden worden zo veel mogelijk aangehouden. − Wanneer zaken van de presentatie onduidelijk voor u zijn, schroom dan niet om meteen uitleg van de docent te vragen. Aanvullende vragen svp. stellen na de presentatie. − Komen naar uw mening sommige zaken niet goed naar voren, meldt dit aan de cursusleider. Wellicht kan aan het begin van het 2e blok (FOS15) hier verder op in gegaan worden. − De cursisten vullen evaluatieformulieren in van alle voordrachten.
-3-
-4-
6
Rooster
Opmerking vooraf: Door de drukke bezetting van docenten is het niet mogelijk gebleken dat alle voordrachten in de juiste volgorde gehouden worden. Hiervoor gaarne begrip.
Blok1, dag 1, woensdag 10 november 2004, colloquiumzaal WL
“Ontwerp algemeen” Code
Tijd
Verslag
Trefwoorden
09.30 – 10.00 (30 min.) 10.10 – 11.00 (50 min.)
Titel Docent Inleiding cursus blok 1 Dr.ir. A. Vrijburcht Functioneel ontwerpen Ir. J.T. de Vries
FOS-1
Syllabus
FOS-3
11.10 – 12.00 (50 min.)
Programma van Eisen Ing. G.W.J. van der Haterd
OSS 2 en Syllabus
FOS-4
12.10 – 13.00 (50 min.)
Hydraulische aspecten van schutsluizen Dr.ir. A. Vrijburcht
OSS 6/11
− − − − − − − − − − − −
FOS-2
OSS 3/22 en Syllabus
−
FOS-5
FOS-6
FOS-7
13.00 – 14.00 (60 min.) 14.00 – 15.00 (60 min.)
15.10 – 16.00 (50 min.)
16.10 – 16.50 (40 min.)
Algemeen Overzicht blok 1 Ontwerpfilosofie Functionele analyse Constructieve veiligheid Niet-beschikbaarheid Contractvorm/eisenspecificatie Systeem structuur Functionele eisen Vul- en ledigingssystemen Nivelleertijd vs. troskrachten Hydraulische belastingen deurbeweging Hydraulische belastingen externe oorzaken
Lunch Veiligheidsfilosofie volgens de TAW Ir. M. van der Meer
HR2001 LK
Hoofdafmetingen en layout van schutsluizen en voorhavens Ir. E.M. van der Kuil
OSS 4/5
Voorbeeld inpassing Nieuwe Zeesluis IJmuiden Ir. F.M. Bockhoudt
Syllabus
− − − − − − − − − − −
)* OSS = Handboek “Ontwerp van Schutsluizen” met hoofdstuk nr. LK = TAW-Leidraad Kunstwerken HR2001 = Hydraulische randvoorwaarden van primaire waterkeringen
-5-
Hydraulische Randvoorwaarden 2001 Leidraad Kunstwerken Toetsen veiligheid Classificatie vaarwegen / schepen Hoofdafmetingen Layout vanuit nautiek Ruimtegebruik Planstudie Inpassing in bestaande lay-out Aspecten betr. nautiek, civiele techniek en hoogwaterkering Nieuwe,goedkopere alternatieven
Blok 1, dag 2, donderdag 11 november 2004, colloquiumzaal WL
“Betrouwbaarheid/beschikbaarheid en hydraulica” Code
Tijd
FOS-8
9.30 – 10.20 (50 min.)
FOS-9
10.30 – 11.20 (50 min.)
Titel Docent Ontwerpen in een MERprocedure Ir. F.G.M. Hoogenboom
Verslag
Trefwoorden
Syllabus
− − −
Veiligheid Nederland in Kaart Ir. H.J. van der Graaf
Syllabus
FOS-10
11.30 – 12.20 (50 min.)
Hydraulische aspecten van spuisluizen en hoogwaterkeringen Dr.ir. A. Vrijburcht
Syllabus
FOS-11
12.20 – 13.00 (40 min.)
Voorbeeld Nieuwe Spuisluizen in de Afsluitdijk Ir. P.L.M. Jansen
Syllabus
13.00 – 14.00 (60 min.) 14.00 – 14.50 (50 min.)
Lunch
− − − − − − − − − − −
FOS-12
Onderhoud in het ontwerp Ir. H.J. van der Graaf
OSS 19
− − − − −
FOS-13
15.00 – 15.50 (50 min.)
FOS-14
16.00 – 16.50 (50 min.)
Hydraulisch onderzoek naar waterbouwkundige constructies Ir. T.H.G. Jongeling Bodembescherming en erosiekuilen Ir. T.H.G. Jongeling
Syllabus
OSS 16 en syllabus
− − − − − − −
)* OSS = Handboek “Ontwerp van Schutsluizen”
-6-
Planstudie in het planproces MER Ontwerpen in een MERprocedure ES(2) Van overschrijdingskans naar overstromingskans Beoordelen kunstwerken Eerste resultaten Soorten stroomconstructies Stroomsluizen Afsluitbare hoogwaterkeringen Schuifbelastingen Functionele eisen Overzicht typen spuisluis en keuze voorontwerp Uitwerking voorontwerp
Doelstelling onderhoud in het ontwerp 10 geboden Ontwerpkeuzes Beheer- en onderhoudsplan Overdracht kennis aan beheerder Schaalmodel vs. rekenmodel Stromingen en golven Dynamica Stromingen bij schut- en spuisluizen Berekening toplaag stortsteen Plaats, lengte en opbouw bescherming Erosiekuilen
Blok 2, dag 3, woensdag 17 november 2004, colloquiumzaal WL
“Uitwerking ontwerp” Code
Tijd
FOS-15
09.30 – 10.00 (30 min.) 10.10 – 11.00 (50 min.)
FOS-16
FOS-17
FOS-18
Titel Docent Inleiding blok 2 Dr.ir. A. Vrijburcht Staalconstructies van deuren en schuiven Ir. H. van der Weijde
Verslag
Werktuigbouwkundige onderdelen van waterbouwkundige constructies Ir. J. Blom
OSS 7/12
12.20 – 13.00 (40 min.)
Voorbeeld Uitbreiding gemaal IJmuiden Ir. M.T.J. Verbeek
Syllabus
13.00 – 14.00 (60 min.) 14.00 – 14.50 (50 min.)
Lunch
11.10 – 12.00 (50 min.)
OSS 7/12
Trefwoorden − − − − − − − − − − − − −
FOS-19
Besturing en bediening van waterbouwkundige constructies Ing. H.S. Schoute
OSS 18
FOS-20
15.00 – 15.50 (50 min.)
Civieltechnisch ontwerp van waterbouwkundige constructies Ir. F.M Bockhoudt
OSS 8&9 Syllabus
FOS-21
16.00 – 16.50 (50 min.)
Voorbeelden uitgevoerde werken Ir. P.L.M. Jansen
Syllabus
)* OSS = Handboek “Ontwerp van Schutsluizen”
-7-
− − − − − − − − − − − − −
Overzicht blok 2 Event. verzoeken uit zaal Deuren van schutsluizen Schuiven in hoogwaterkeringen en spuisluizen Krachtafdracht Typen en kenmerken bewegingswerken Toepassing voor deuren en schuiven Hydraulische aandrijvingen Betrouwbaarheid PvE Alternatieven D&C Keuze pomptype, hydraulische vormgeving Uitvoering
Technische specificeren Bedrijfsvoering Besturing Bediening Elektrotechnische installatie Betrouwbaarheid Civieltechnische ontwerpkeuzes Relatie met bouwmethodiek Relatie met afsluitmiddelen, overbrugging en pompen Detaillering Balgkering Ramspol Naviduct Enkhuizen Doorlaatmiddel Zandkreekdam
Blok 2, dag 4, donderdag 18 november 2004, colloquiumzaal WL
“Nieuwe ontwikkelingen en excursie”
Code
Tijd
FOS-22
9.30 – 10.20 (50 min.)
Titel Docent Nieuwe ontwikkelingen materialen II Ing. N. Kaptijn
Verslag
Trefwoorden
Syllabus
− −
FOS-23
10.30 – 11.20 (50 min.)
Nieuwe ontwikkelingen materialen I Ing. M. Ros
FOS-24
11.30 – 12.20 (50 min.)
Probabilistisch ontwerpen Prof.drs.ir. J.K. Vrijling
FOS-25
12.30 – 12.40 (20 min.) 12.45 – 18.00
Afsluiting Dr.Ir. A. Vrijburcht Excursie complex IJmuiden incl. lunchpakket Ir. F.S. de Haan
FOS-26
Syllabus
)* OSS = Handboek “Ontwerp van Schutsluizen”
-8-
Informatie ter plekke
− − − − − − − − − − − − −
Samenstelling en eigenschappen hoge sterke beton Mogelijke toepassingen, w.o. Schuiven Oosterschelde Alternatieve materialen Alternatieve deklagen Glij-afdichtingen Ramspol Verlaging integrale kosten Kansrekening Risico-analyse Betrouwbaarheid van systemen Evaluatieformulieren Certificaten Noordersluis Gemaal Spuisluis
7
Namen en adressen docenten:
Ir. J. Blom
RWS-Bouwdienst-NIQ 079-3292609
Postbus 59, 2700 AB Zoetermeer
[email protected]
Ir. F.M. Bockhoudt
RWS-Bouwdienst-NIC 030-2857868
Postbus 20000, 3502 LA Utrecht
[email protected]
Ir. H.J. van der Graaf
RWS-Bouwdienst-NIO 030-2857618
Postbus 20000, 3502 LA Utrecht
[email protected]
Ir. F.S. de Haan
Irs. Bureau Marne 051-7532420
Oosterlaan 7A, 8746 ND Schraard
[email protected]
Ing. G.W.J. van der Haterd
RWS-Bouwdienst-NIC 030-2857646
Postbus 20000, 3502 LA Utrecht
[email protected]
Ir. F.G.M. Hoogenboom
RWS-RDIJ-PAP 0320-297316
Postbus 600, 8200 AP Lelystad
[email protected]
Ir. P.L.M. Jansen
RWS-Bouwdienst-NIC 030-2857657
Postbus 20000, 3502 LA Utrecht
[email protected]
Ir. T.H.G. Jongeling
WL - Delft Hydraulics 015-2858585
Postbus 177, 2600 MH Delft
[email protected]
Ing. N. Kaptijn
RWS-Bouwdienst-DIO 013-4645717
Postbus 1286, 5004 BG Tilburg
[email protected]
Ir. E.M. van der Kuil
RWS-Bouwdienst-NIA 030-2857352
Postbus 20000, 3502 LA Utrecht
[email protected]
Ir. M. van der Meer
Fugro Irs. bureau 030-6028175
Postbus 1471, 3430 BL Nieuwegein
[email protected]
Ing. D. Ros
RWS-Bouwdienst-NIO 079-3292407
Postbus 59, 2700 AB Zoetermeer
[email protected]
Ing. H.S. Schoute
RWS-Bouwdienst-NIQ 079-3292312
Postbus 59, 2700 AB Zoetermeer
[email protected]
Ir. M.T.J. Verbeek
RWS-Bouwdienst-NIQ 013-4645891
Postbus 1286, 5004 BG Tilburg
[email protected]
Ir. J.T. de Vries
RWS-Bouwdienst-NIC 030-2857647
Postbus 20000, 3502 LA Utrecht
[email protected]
Dr.ir. A. Vrijburcht
RWS-Bouwdienst-NIC 030-2857656
Postbus 20000, 3502 LA Utrecht
[email protected]
Prof.drs.ir. J.K. Vrijling
TU-Delft, Civiele Techniek 015-2785278
Postbus 5048, 2600 GA Delft
[email protected]
Ir. H. van der Weijde
RWS-Bouwdienst-NIQ 079-3292514
Postbus 59, 2700 AB Zoetermeer
[email protected]
-9-