AFSTUDEERPROJEKT NOORDERSLUIS
*------+1:><1
VERSLAG
4
keuze van principe-oplossing
- -- - -----
VAKGROEP WAT~~BOUWKUNDE Afd.
CIvieleTechniek
JH Delft
Technische Universiteit Delft Fakulteit der Civiele Techniek vakgroep:
Waterbouwkunde
werkeenheid: Konstruktieve Waterbouwkunde
auteur:
H.A. Feirabend
afstudeerhoogleraar:
prof. ir. A. Glerum
afstudeerbegeleider:
ing. K.G. Bezuyen
Delft januari 1988
_.
----
-.,,-
--
Verslag 3 Onderzoek naar de knelpunten van Noordersluis Oplossingsidee 5 Tweede (nieuwe) afsluitingsmogelijkheid bij bLnnenhoof'd
-
---- ~-----~---------------------------------------.. Ontwikkel tweede afsluitingsmogelijkheid bij het binnenhoofd
I
Kriteria
Morfologische methodeJ
+ Kombinaties uit morfologische kaart
,
J
Ontwerpideeën
..
Afweging ~
,
Keuze: principe-oplossing
I
----r-------------------------------~-------------------Verslag 5 Uitwerking van principe-oplossing
Figuur 1.
Plaats en opbouw van verslag 4.
·-
1 INTRODUKTIE
1
•
-
_.--~-~
--
..
-
-
~--
-
Inhoudsopgave
1
Introduktie
1
2
Doel
3
3
Kriteria
4
Morfologische methode 4.1 4.2
5
10
Rij-analyse Parametergroepering De kombinaties van de morfologische kaart 13
Ontwerpideeën 6.1 6.2
7
Schematizering van het binnenhoofd Opstelling van de morfologische kaart
Evaluatiestrategieën 5.1 5.2 5.3
6
5
Ontwerpideeën Ontwerpideeën
"A" "B".
Afweging ontwerpideeën en keuze 7.1 7.2.1 7.2.2 7.3.1 7.3.2 7.3.3 7.4 7.5 -7.6
Literatuur Bijlagen
Keuze-tabel Kriteria Sub-kriteria Het onderlinge gewicht van de kriteria Toewijzing van een "waarderingsgewicht" aan aan kriteria Kontrole van de onderlinge zwaarte van waarderin waarderingen Toewijzing van de gewichten aan sub-kriteria Waarderingstabel Resultaten van waarderingstabel en keuze van ontwerpidee
17
In figuur 1 is aangegeven welke plaat~ versl~g 4 heeft in mijn afstuderen. Dit verslag volgt op verslag 3:-"Onderzoek naar de knelpunten van de Noordersluis". De konklusie in verslag 3 luidt: de knelpunten 1 (railsvervanging van het binnenhoofd) en 4 (aanvaring van de binnendeur) moeten worden aangepakt dmv. oplossingsidee 5, hetgeen inhoudt dat het binnenhoofd wordt aangepast met een nieuwe afsluitingsmogelijkheid, waarbij de huidige afsluitingsmogelijkhied behouden blijft. In dit ~erslag worden voor dit oplossingsidee (zie bijlage 1) een aantal mogelijkheden aangegeven (ontwerpideeën) en uiteindelijk wordt daarvan één gekozen (principe-oplossing). In verslag 5 zal de gekozen oplossing konstruktief worden uitgewerkt.
~
2 DOEL
3
Het doel waarna~
gestreefd wordt, is:
een principe-oplossing voor een nieuwe beweegbare afsluitingsmogelijkheid bij het binnenhoofd, zodat ten eerste de stremming tbv. onderhoud aan de konstruktie afneemt en ten tweede het -schutbedrijf sneller kan worden hersteld, indien er een kalamiteit (deuraanvaring) heeft plaats gevonden. In het volgende hoofdstuk zal hier nader op worden ingegaan.
4
·3
•
KRlTERIA
_-_
-
_' -=-
- -
--
-~
hoogte onbeperkt
50
m.
NAP - 15 m.
sr Figuur 2.
*
Vrije doorvaartprofiel bij binnenhoofd . >l< Dwarsdoorsnede over sluiskolk. Maten in meters.
bron; RWS ..
Tabel 1.
Toegestane stremmingstijden.
stremmingssoorten
-
-
-
huidige stremmingstijd (in uur)
toegestane stremmingstijd na aanpassing (in uur)
toegestane stremmingsduur (in uur)
12
rolwagenwisseling rolw./deur-wissel (binnenhoofd) rolw./deur-wissel (buitenhoofd) deurwisseling
144
24
144
24
120
20
subtotaal wissel
408
408
railsvervanging (binnenhoofd) railsvervanging (buitenhoofd)
264
20
288
288
288
24
10
--
onderhoud nieuwe konstruktie bodemonderhoud
8
8
4
drijfraamonderh.
24
24
2
weersomstandigh.
36
36
1
waterpeil
72
72
2
situatie Ijmuiden
60
60
0.5
zout/zoet-strom.
10
10
Q.16
aanv. drijfraam
96
96
0.6
aanv. binnendeur
19+9
7.2+0
:6+ü_-
aanv. buitendeur
19+9
19+9
32+15
aanv. buitendeur (na aanvaring)
0.4+0.1
0.4+0.1
63+15
1322
1048
totaal
- -- -
-
-
--
----------
--
De kriteria zijn: a
Schutsluis 1 schepen moeten in drijvende tQestand in een afsluitbare ruimte van het ene waternivo naar het andere waternivo gebracht kunnen worden. 2 de konstruktie moet waterkerend zijn.
b
Sluishoofd. 1 het sluishoofd moet de belastingen en krachten op de konstruktie kunnen opnemen. 2 het sluishoofd moet waterafdichtend zijn. 3 er moeten voorzieningen voor de afsluitmiddelen zijn: a de afsluitmiddelen moeten worden ondergebracht bij het sluishoofd. b de afsluitmiddelen moeten gekontroleerd bewogen kunnen worden. c indien de sluis geopend is voor het scheepvaartverkeer moeten de afsluitmiddelen zodanig worden ondergebracht dat een aanvaring gering is.
c
Afsluitmiddelen. 1 het afsluitmiddel moet het verval over de deur keren. 2 de beweegbaarheid van het afsluitmiddel moet gegarandeerd zijn. 3 als het sluishoofd geopend is voor scheepvaartverkeer moet het afsluitmiddel zodanig zijn ondergebracht, dat het vrije doorvaartprofiel gewaarborgd is (zie f4). 4 de aanslag tussen afsluitmiddel en sluishoofd moèt (+) even waterafdichtend zijn als de huidige aanslag. 5 het afsluitmiddel moet naar twee zijden een verval keren.
d
Bewegingswerken. 1 het afsluitmiddel moet ondanks translatiegolven doelmatig bewogen kunnen worden. 2 bij een beperkt verval over het afsluitmiddel (ca. 10 cm.) moet het afsluitmiddel reeds geopend kunnen worden. 3 het benodigde vermogen van de motoren van de bewegings~ werken moet zoveel mogelijk beperkt zijn.-
e
Randvoorwaarden. 1 de binnen- en buitenwaterstanden. 2 de huidige konstruktie.
f
Ad hoc-eisen. 1 nuttige kolklengte: minimaal 375 m. 2 nuttige kolkbreedte: 50 m. 3 de drempeldiepte ligt op minimaal NAP-IS 4 het vrije doorvaartpro~iel is aangegeven 5 de bedieningstijd is maximaal: 44 a afsluiten/openen buitenhoofd: 9 b nivellering van kolk: 11 c openen/afsluiten binnenhoofd: 25
m. in figuur 2. (24) (9) (6*) (9)
Tussen de haken zijn de huidige tijden vermeld. * 6 min. is de nivelleringstijd bij een verval van ca. 0.6 m.
6 stremmingstijd. (zie bijlage 11) - Het aantal uren stremming moet beperkt worden tot 1111 uur in 12 jaar (gemiddeld: 93 uur). 7
stremmingsoverlast. (zie bijlage 11) De hoeveelheiQ stremmingsoverlast moet minder zlJn dan 8738 overlastpunten in 12 jaar (gemiddeld: 7280p.).*
8
stremmingssoorten. De hoeveelheid overlast en de stremmingstijd mogen per stremmingssoort niet toenemen muv. de stremmingssoorten "onderhoud aan aanpassingskonstruktie", "weersomstandigheden" en "aanvaring binnendeur".
9
stremming tbv. onderhoud aan aanpassingskonstruktie. (bijl. In De maximaal toegestane stremmingsduur bedraagt 16 uur 7 en mag Ix in 4 jaar optreden. Daarnaast is een stremming van 4 uur toegestaan, die Ix in 2 jaar mag optreden.
10
stremming tgv. wind. (zie bijlage 11) Er moet kunnen worden geschut tot windkracht 9, hetgeen equivalent is met een stuwdruk q = 267 N/m2•
11
stremming tgv. kalamiteit. Bij aanvaring van de binnendeur moet het schutbedrijf binnen 6 uur kunnen worden hervat.
Ontwerpbeperkingen. 1 bouwstremming.** Het aantal dagen stremming tgv. de bouw van de aanpassingskonstruktie moet kleiner zijn dan 40 dagen. De langste onafgebroken stremming mag maximaal 60 uur bedragen en mag één keer plaatsvinden. Daarnaast zijn twee stremmingen van 40 uur toegestaan. en drie stremmingen van minder dan 30 uur. Verdere keuze kriteria. 1 Het afbreken van de huidige konstruktie moet zoveel mogelijk beperkt zlJn. 2 Voorzieningen tbv. een oeververbinding. 3 Drempelaanslag (moet zo eenvoudig mogelijk zijn). 4 Kosten
* overlast punten (op.) ~ zie verslag 3. ** bron: Gemeentelijk Havenbedrijf te Amsterdam. (zie ook verslag 3).
4 MORFOLOGISCHE METHODE
r-A
I Î amm"z;l'»
Figuur 3a. Schematisatie binnenhoofd. Doorsnede over sluiskolk.
-----~zr-..... ---- ..... --
E
Figuur 3c. Schematisatie binnenhoofd. Bovenaanzicht.
·
u
-
I
",,»»ssu'»j
Figuur 3b. Schematisatie binnenhoofd. Doorsnede A-A.
_--
-:
De morfologische methode is het middel, waarmee ontwerpideeën voor een nieuwe afsluitingsmogelijkheid bij het binnenhoofd worden verkregen. In bijlage 2 is ingegaan op de theoretische achtergrond van de morfologische methode. 4.1.
Schematisering van het binnenhoofd.
Het binnenhoofd van de Noordersluis wordt geschematiseerd tot een rechthoekige-bak. Deze bak heeft een hoogte/breedte-verhouding van 1:2!, konform de afmetingen van de sluisdoorsnede. De bodembreedte bedraagt 50 m. en de kolkmuur is 20 m. hoog, nl. de drempeldiepte is NAP.-15 m. en het nivo van de kade ligt op NAP.+5 m. (zie fig. 3a t/m c) 4.2. Opstelling van de morfologische kaart. De morfologische kaart is opgebouwd uit parameters en komponenten . .~ De parameters behelsen kenmerken, funkties van het te .orrtwer pen objekt en zijn abstrakt. De komponenten zijn middelen, waarmee de kenmerken -zoals ze zijn vastgelegd in de parameters- kunnen worden verwezenlijkt. Ze zijn konkreet en specifiek. Parameters. Processen en begrippen, die bij "het realiseren van een nieuwe afsluiting bij het binnenhoofd van de Noordersluis" horen, zijn: a afsluiten b scheiden van waternivo's c keren van water d water (af)dicht(end) zijn e openen f verplaatsen g doorlaten van schepen h nivelleren van waternivo's i bevestigen (bevestiging) j berging van het afsluitmiddel (als de sluis open is voor scheepvaartverkeer) k aandrijven (energiebron) I oeververbinding (wegverkeersverbinding) mafsluitmiddel In bijlage 3 zijn de bovenstaande begrippen en processen afzonderlijk behandeld. Vervolgens zijn de parameters geselekteerd voor de morfologische kaart. Geselekteerde parameters en komponenten. In de morfologische kaart worden opgenomen: A afsluiten 1 één (deur-) paneel 2 twee panelen 3 meerdere panelen i
9
co
'-'r---~~----+-------~--------+-------~
Cf)
t(1), + >:
l\l
80,
~
t(I) >
.
t
H
(I)+_g
>
E-!
~ (I) (I) (I)~ ;3: (I) +J ~ l\l 0..
~.
~ (I) o '-" o H lot
"0
::I
(I)
-e
I
~
0..(1) O~
o
~'r-!
o
0
H
'00 0 H 0
+J
(I)..c::
> 8 E-<
0
00
~
I 'r-!
H"O (I) ~ 'r-! (1),.0 H (I)
> o
>
u
5
EVALUATIE/STRATEGIEEN
10
-
-
-
- -
-
-
-
-
morfologische a b c d
x x x x
3 4 8 5
-
kaart (1)
=
--
-
---
480
-
~...
evaluatiestrategieën ~
rij-analyse
morfologische a b c d
x x x x
2 3 3 2
kaart (2)
=
--
36
parameter-groepering
! - -- - -
-
--
---
--
,Ir
rnk (3)-1
mk (3)-2
a x 2 c x 3
b x 3 d x 2
--
morfologische "mk~~l" x 2 b x 3 d x 2
Figuur 4.
kaart (4)
=
*
12
Beperking van kombinaties door evaluatie-strategieën. = in de praktijk bleken er 6 kombinaties globaal en 2 uitgebreid ut.t.gewerkt te moeten worden ipv. 480.
*
Op de morfologische kaart (1) (zie tabel 2) wQrden achtereenvolgens een rij-analyse en een parametergroepering toegepast. In figuur 4 is de beperking van kombinaties weergegeven als gevolg van de evaluatie-strategieën. 5.1.
Rij-analyse.
De komponenten, die zlJn opgenomen in de morfologische kaart (1) (zie tabel 2), worden dmv. afzonderlijke toetsing aan de kriteria (zie hoofdstuk 3) gerangschikt of geordend. Deze analyse is opgenomen in bijlage 5. De rij-analyse resulteert in eliminatie en rangschikking van de overblijvende komponenten. (zie tabel 3) 5.2.
Parameter-groepering.
11
In de morfologische kaart (2) ZlJn de parameters A-afsluiten en C-verplaatsen de belangrijkste voor het uiteindelijke resultaat "een nieuwe afsluitingsmogelijkheid bij het binnenhoofd". Deze parameter-groepering resulteert in tabel 4 en 5. De morfologische kaart (3)-1 is uitgewerkt in bijlage 6. Er is gebleken, dat de tweede komponent van de parameter "afsluiten" -meerdere deurpanelen- alleen is-meegenomen om de mogelijkheid open te houden dat het afsluitmiddel meer kan zijn dan een starre konstruktie. Het gevolg is dat de detaillering van het afsluitmiddel in een later stadium plaats vindt en dat er voortgegaan wordt met de parameter "verplaatsen" met de komponenten: 1 T horizontaal loodrecht op de sluisas 2 T vertikaal omhoog + T horizontaal naar zijkant(en) 5.3 •. De kombinaties van morfologische kaart (4). Morfologische kaart (4) is weergegeven in tabel 6. De kombinaties -vah deze tabel zijn in bijlage 7 opgenomen. De definitieve keuze van de komponent en van de parameters, muv. de parameter "verplaatsen" kan en wordt in een later stadium gedaan. Er wordt bij de afweging van de ontwerpideeën echter wel rekening gehouden met deze parameter-onderwerpen. De kennis van de mogelijkheden, die is voortgekomen uit bijlage 6 wordt uiteraard wel meegenomen naar latere fases.
--_.
_--
Tabel 3.
Morfologische
,-.--
-
1
a
b
c
d
--
kaart (2). 2
3
, een deur paneel
meerdere deurpanelen
sluiskolknivellering
omloopriqlen
door het afsluitmiddel
afsluitmiddel openzetten
T hor. oL op sluisas
T vert. omhoog
T vert. omhoog
verplaatsen
afs-luiten-
oeververbinding
-
-
bij 'binnenhoofd
Tabel..,4. Morfologische
,,
a
afsluiten
een deur paneel
c
verplaatsen
Thor. J. op sluisas
Morfologische
+ R om vert. as
elders
2
3
meerdere deurpanelen T vert. omhoog + Thor.
T vert. omhoog + R om vert. as
kaart (3)- kategorie 2. I
- --
Thor.
kaart (3)- kategorie 1. 1
Tabel 5.
+
2
b
sluiskolknivellering
omloopriolen
door het afsluitmiddel
d
oeververbinding
bij binnenhoofd
elders
3
- ---
afsluitmoddel openzetten
--
Tabel 6.
Morfologische kaart (4).
-
-
1
2
3
~ - -
T vert.
kategorie 1 na uitwerking
T hor. J. op sluisas
b
kolknivell.
omloopriolen
door het afsluitmid.
d
oeververbinding
bij binnenhoofd
elders
+ Thor. afsluitmiddelen openzetten
u.
6 ONTWERPIDEEEN
(3
VAKGROEP ') WATERBOUWKUNDE 1I-1i:_lLLd'~.jL--f;l
Afd. Civiele Techniek
JH DelfJl
--
-
-
-
-
-
- --tweede afsluiting-=-b:tj-=- binnenhoofd Noordersluis
--
-
-;
""
--
~.
-
--
neeÁja I
J
roldeur weg
ver8Ioting van huidige deurkas
+ -
nieuwafsluitmiddel in huidige deurkas
)(
nee ~
ja
I
~
I
I
dokvoorziening
J ,
nee
I
A
dokvoorziening dmv. deur kas verbreding
+ passeervoorziening I
ja
dokvoorziening dmv. deurkas verlenging passeervoorziening
.
A2
(fig. 7) 1-1-1-1-1 hti,,"
Figuur 5.
11"
onderhoud deur op de kant
+
* (fig. 6)
1.
dokvoorzienig
+ passeervoorziening
Al
-
verbreding huidige deurkas
~
onderhoud deur op de kant
-
T
verlenging huidige deurkas
I
-
huidige roldeur nieuwe afsluitmiddel
Diagram tav. morfologische kombinaties "A". Weergave van bijlage 7.
A3
(fig.8)
~T-l~l._
'De aanpassing van het binnenhoofd vindt plaats op basis van de kombinaties A afsluitmiddel wordt .geplaatst in de de\H"kas van het binnenhoofd afsluitmiddel wordt geheven en naar/op de kade B geplaatst. De uitwerking van de kombinaties 6.1.
Ontwerpideeën
leidt tot ontwerpideeën.
"A".
De uitwerking van de kombinaties A is opgenomen in bijlage 8 en leidt tot drie ontwerpideeën (oi) (zie fig. 5) 1 verlenging van de deurkas. onderhoud/reparatie op de kade. 2 verlenging van de deurkas. onderhoud/reparatie in het verlengde gedeelte van de deurkas. verbreding van deurkas voor passeermanoeuvre. 3 verbreding van deurkas. onderhoud/reparatie op de kade. Van deze drie ontwerpideeën is ontwerpidee Al de beste. De oi.A2 en oi.A3 vereisen een verbreding van de deurkas. Hetgeen zoveel uitvoeringstechnische problemen met zich meebrengt (zie bijlage 8), dat oLA1 veruit te preferer.en is. In de figuren 9, 10 en 11 is een indruk gegeven van oi.A1.
f4
J_
I_ I
rol gelessins
1
C'""l-r rrl:Jt
I
........
i
kat + hef'.verk
!~
kokerprofiel met rails
~
ondersteuningsligger voor kokerprofielen
...L.
j_
1 "'t-
r'
-
opleggin~ ondersteuning
TI
,
I
afs Iui tmi.dde1 -
-
-
I I
<,
./ I
1
~ig~ur 9·
Dwarsdoorsnede over aangepaste deurkas (Al).
~
=
vast gedeelte van het kokerprofiel.
tSSSJ
=
verrolbaar gedeelte van koker.
opleggingen: vast
vast/rol
rol
rol
!
1
_-55
60
_~2 22Z_!2J0==-------::-
I
l l
---l
20
-
50
I
20
I
ca. 50
in m.
,
~~~""
- - - -- - - t:=.::=======:_~~
s
'\1'SS1
Figuur 10, Binnenhoofd aangepast volgens kombinatie Al (1,1,1). Doorsnede over sluiskolk.
I
I
,:~or het pleg_en~v_5ln_ ond~rhou~
katten • kolk
Figuur 11.
Binnenhoofd aangepast volgens ontwerpidee Al. Bovenaanzicht.
15
F-iguur-12. - Diagram tav. morfologische kombinaties "B". Weergave van bijlage 9.
-
tweede afsluitmogelijkheid bij binnenhoofd Noordersluis
~ -
-
-
naar noordelijke zijde
naar zuidelijke zijde
~
1
1
horizontale translatie tot boven deurkas
horizontale translatie voorbij deurkas
Lh . .
/
/~
<,
.
deur boven deurkas bij schuttingen onderhoud/reparatie boven deurkas
.
.
deur boven deurkas bij schuttingen onderhoud/reparatie voorbij deurkas
.
-,
{3~
deur voorbij deurkas bij schuttingen onderhoud/reparatie voorbij deurkas
-
. deur naar zuidelijke zijde . onderhoud/reparatie
BI
1ii~--l-' »»Mw;;ijèilR:sîr-I,cc-_ __.:--: ,I ~-; .. ?i
f
op zuidelijke zijde u
i I
!
--
---
(fig. 13)
--
B2
.,_, ,
I
,....I·-~"><::I I '-::~.!.=_.......: R~ I~ r::::><:Jli ---';-'
I ..... ._..... • ;
'_4>.",_~ ....__
-
--
-
-~
__ ;;;:
---
.
-
-
(fig. 14) B3
11
;
,
,..:---
__"'--~-.I .... ~ ..-
--
"-"
'/
I
"::-1-.-:W
JI~I~ /" ...... /6/
(fig.
15)
:..,
":.~...::
"'/J"
"//
t
><Jt%
"'til"" ".,,,,,
~.'"
..
.".,
/'"
-
-
'6.2. Ontwerpideeën "B". De uitwerking van de kombinaties B is opgenomen in bijlage 9 en leidt tot vier ontwerpideeën (zie fig. 12): Lafsluitmiddel naar noordelijke zijde. schutten tot boven de deurkas. onderhoud/reparatie boven deurkas. 2 afsluitmiddel naar noordelijke zijde. schutten tot boven de deurkas. onderhoud/reparatie voorbij deurkas. 3 afsluitmiddel naar noordelijke zijde. schutten voorbij deurkas. onderhoud/reparatie voorbij deurkas. 4 afsluitmiddel naar zijdelijke zijde. schutten naar zuidelijke zijde. onderhoud/reparatie op zuidelijke zijde.
1h
Van de ontwerpideeën B is oi.B4 de beste en,wordt meegenomen in de afweging (zie hoofdstuk 7). Het oi.B4 is verkozen boven de andere drie oi.B's. omdat het ruimtegebruik op de zuidelijke zijde van het binnenhoofd de aanleg van een desbetreffende konstruktie beter toelaat. er hoeft geen overkappingskonstruktie te worden aangelegd over de huidige deurkas. Dit vermijd problemen, die het beperkte draagvermogen van de huidige konstruktie met zich meebrengt. Tevens vereist de huidige konstruktie een extra hoge geleidingskonstruktie en heffing van het afsluitmiddel. De overkappingskonstruktie beperkt tevens de bewegingsvrijheid bij de huidige deurkas.
B4
(fig. 16) Verklaring van notaties in figuren:
[>+<:1 c::>«J 11"'0.-_-
L."...--_"-__
---.
.....::;:..J
I
roldeur in deurkas (reserve). nieuwafsluitmiddel
sluit kolk (sluis-dicht).
nieuwafsluitmiddel
buiten doorvaartprofiel
nieuwafsluitmiddel
in tussenpositie (dicht --- open).
(sluis-open).
plaats voor onderhoud en reparatie van nieuwafsluitmiddel.
7 AFWEGING ONTWERPIDEEEN EN KEUZE
Er is bepaald datin serie A ontwerpidee Al het beste_is en ftat in serie Bontwerpidee B4 het beste is. Er moet een keuze gemaakt~ worden uit deze twee ontwerpideeën, omdat er slechts één ontwerpidee voor konstruktieve uitwerking in aanmerking komt. 7.1.
Keuze-tabel. (lit. 2)
De selektie van het ontwerpidee wordt uitgevoerd mbv. een keuzetabel. Hiervoor zijn benodigd: a kriteria, die als toetsmiddel fungeren. b de onderlinge waarderingen (gewicht) van de kriteria. c de ontwerpideeën Al en B4. d de waardering van elk ontwerpidee naar de mate van voldoening op elk kriterium. (voldoening-cijfer) 7.2.1.
Kriteria.
De kriteria, die in de keuze-tabel worden opgenomen, zijn afkomstig uit hoofdstuk 3. De.kriteria zijn: a stremmingstijd en -overlast. b bouwstremming. c bedieningstijd. d huidige situatie. e wegverkeersverbinding. (f kosten.) Het kriterium "kosten" staat tussen haken aangegeven, omdat dit kriterium niet in dit rijtje thuis hoort. Het kriterium is echter wel vermeld om duidelijk te maken, dat het begrip "kosten" wel van belang is. Om een relvant oordeel te geven over de financiele aspekten van de ontwerpen, zoals de bouwkosten van de aanpassingskonstruktie, de kqsten-besparing voor de scheepvaart en andere belanghebbenden in de Amsterdamse haven is een uitgebreid onderzoek noodzakelijk. Hetgeen buiten het bestek van dit afstuderen valt. In de voldoeningcijfers van de andere kriteria- is het kosten_aspekt indirekt mee te nemen, indien er een duidelijk kostenverschil tussen de ontwerpen of gedeelten van de ontwerpen optreedt. 7.2.2.
Subkriteria.
De kriteria worden opgesplitst in detail- of sub-kriteria. a.1 stremming tbv. onderhoud. a.2 stremming tgv. klimaat. a.3 stremming tgv. kalamiteit. d.l d.2
afbreken van huidige konstruktie. problematische aansluitingen.
Tabel 7. --
-
Bepaling van de rangschikking van de kriteria.
-. --- -----~---
-. -
-.-
i
~ Cl) co
rij
..-i I-< al
00
e:: 'I"'i
>
0 I
-
-
.,...,
'I"'i
~
Cl)
00
e 'I"'i
ê
al I-<
b
bouwstremming
c
bedieningstijd
d
huidige situatie
~
~ co ;::l ~
00
'I"'i Cl)
.,...,
"0 00
e
'I"'i
'I"'i
El
Cl)
E
e:: e::
alI-<
'I"'i
Cl)
al 00
;3
al
'I"'i
'I"'i
;::l
"0 al
"0
~
.,.-1 ;::l
I-< al
>
Cl)
I-< al al
..!o:: I-< al
>
Cl)
.c
.c
..c:
co
.c
u
"0
al
co co ~ 0 ~
l><
1
1
1
1
4
1
0
1
2
0
1
1
1
3
kolom stremmingstijd/-overlast
'I"'i
.c
'I"'i
00 al ;3
~
a
e::
al
<, "0
-
e
"0
0
;
wegverkeersverbinding
0
ex
0
0
t><
0
1
1
0
0
0
~ 0
..-i
0 ~
Opm.: Indien "kolom"-kriterium belangrijker dan "rij"-kriterium: 1 1 Indien kolom"-kriterium minder belangrijk dan "rij"-krit.: 0 0 Indien beide kriteria even belangerijk komt op beide snijpunten: 1
Tabel 9.
Relatieve gewicht van sub-kriteria a.l, a.2 en a.3.
I-< ;::l ;::l
"0 Cl)
00
e:: 'I"'i
ê
al I-<
~
Cl)
stremming tbv. onderhoud stremming tgv. klimaat stremming tgv. kalamiteit totaal
mid (2) kort (1)
lang (3)
e:: co > al 'I"'i
~ e:: e:: al
al "0 ;3 al ..!o:: I-< al~ I-< 0..
.... 0
mid (2) hoog (3) laag (1)
Cl) ;::l
~ co ~ Cl)
gepl (1)
ongepl (2) onverw (3)
c ~ c al
~
..c::
U
'I"'i
0..
;3 al 00
5
3
6
3
7
4
18
10
;::l
.-;-~-
7.3.1.
--
Het onderlinge gewicht van de kriteria. _
Het onderlinge gewicht van-de kriteria wordt bepaald dmv. de "matrix"-methode (lit. 2). Hiermee worden de kriteria gerangschikt naar belangrijkheid. De kriteria worden in afnemende mate_van belangrijkheid gegeven (zie tabel 7): a - d - b - c - e
7.3.2.
Toewij zing van een "waarderingsgewicht " aan kriteria.
Er worden over de kriteria 10 punten verdeeld. Het resultaat is: a stremmingstijd/-overlast - 4.5 punten. b bouwstremming ------------ 1.5 ,, c bedieningstijd ----------1.0 " d huidige situatie --------- 2.5 " e wegverkeersverbinding .-2..:.2.__, , 10.0
totaal 7.3.3.
19
,,
Kontrole van de onderlinge zwaarte van waarderingen.
In bijlage 10 is de kontrole uitgevoerd. Het resultaat is weergegeven in tabel 8. Tabel 8.
Onderlinge gewicht van de kriteria na kontrole.
k:riterià gewicht verandering tov. eerste "waarderingsgewicht"
7.4.
a
b
c
d
e
5.7
0.9
1.0
2.0
0.4
+ 26%
- 40%
- 20%
- 20%
o
%
Toewijzing van de gewichten aan de sub-kriteria.
-Dit dient te gebeuren bij de kriteria a en d. ad a
stremmingstijd/-overlast. a.l stremming tbv. onderhoud a.2 stremming tgv. klimaat -----a.3 stremming tgv. kalamiteit totaal
3 3 4
10
punten.
,, ,, ,,
Er moet dmv. het ontwerp getracht worden om zo min mogelijk strukturele stremmingen, zoals de onderhouds-stremmingen, bij de Noordersluis te hebben. Deze stremmingen zijn weliswaar "geplande"_ stremmingen, maar het zijn terugkerende en veela~-relatief-_ langdurige stremmingen. (zie verslag 3) De stremmingen tgv. het klimaat zijn "ongeplande" stremmingen (niet op lange termijn voorspelbaar). De "klimaat"-oo,rzaak levert daarom geengevaar op voor de sluis, maar is nadelig voor de gebruikers en belanghebbenden. Met name als de stremmingen veelvuldig terugkeren en langdurig zijn. De stremmingssoorten van deze stremmingsgroep zullen echter veelal van korte duur zijn. (zie bijlage 11)
Tabel 10.
Waarderingstabel. A -
-
I-< Q)
....u
F
E
I-< Q)
....s
::I
U (IJ
00
OOI-<
.... ::I I-< .... Q) I-< '0 Q) I-< +J
co .... co I-< ;3:~
a.1 a.2 a.3
I-< Q)
~ .r"""')
(IJ
t:: S
stremmingstijd/-overlast
D
-
~ .r"""')
a
C
B
....
t:: Q)
....
+J
I-< .... Q) I-<
'O~ I-< I COoD
co
;3:
::I
(IJ
I-< Q)
~ .r"""')...-i ....<
~
.r"""') "" .... p::)
U
U
I Q) OOQ)
........ t:: P. t::'O
Q)
I-< Q)
o '0
;3:
...-i+J
o
C
>
0
I Q) OOQ)
U
>< p::)
........
t::'O C P.
Q)
o
I-< Q)
'0
;3:
><
...-i+J
<
>
U
>< p::)
><
o c
<
0
5.7
str.· tbv. onderhoud stro tgv. klimaat stro tgv. kalamiteit
3 3 4
8 9 2
137 154 46 +
9 6 7
154 103 160 +
337
417
b
bouwstremming
0.9
10
7
63
6
54
c
bedieningstijd
1.0
10
7
70
3
30
d
huidige situatie
2.0 5
2
20
7
70
5
3
30+
8
80 +
d.1 d.2
afbreken konstruktie problematische aansluitingen
50 e
wegverkeersverbinding
totaal
0.4 10.0
10
0
0 520
150 __.1.
-
4 655
Stremmingen tgv. eenkalamiteit ZlJn "onverwacht" en mogelijk langdurig. De frekwentie van optreden is in verhouding tot de voorafgaande stremmingssoorten laag. (zie tabel 9) ad d
huidige situatie. d.l afbreken van huidige konstruktie ---d.2 problematische aansluitingen -------totaal
5 5
punten.
10
,,
,,
Beide sub-kriteria kunnen kostbare werkzaamheden en problemen met de uitvoering met zich meebrengen. 7.5
Waarderingstabel.
De waarderingstabel is opgesteld en weergegeven in tabel De voeldoeningcijfers lopen van "0" tot "10", nl. o het ontwerpidee voldoet totaal niet. 5 10
r4.
2.0
neutraal. "ideale" ontwerpidee.
In bijlage 12 zijn de voldoeningcijfers, die in tabel 14 zijn vermeld, gemotiveerd. 7.6.
Resultaten van waarderingstabel en keuze van ontwerpidee
De resultaten zijn: 1 In totaal scoort ontwerpidee B4 beter dan Al, nl. 655 tegen 502 punten. 2 Op drie van de vijf kriteria scoort ontwerpidee B4 beter dan Al. 3 Op de twee belangrijkste kriteria ~coo~t B4 aanzienlijk beter dan Al, nl. 14% (kriterium a) en 50% (kriterium b). 4 Op het belangrijkste kriterium, kriterium a, scoort ontwerpidee B4 417 punten, hetgeen neerkomt op 73% van de ideale score (570 punten) . Op grond van de bovenstaande resultaten wordt ontwerpidee B4 gekozen voor verdere konstruktieve uitwerking.
LITERATUUR
21
1
Polak, prof. B.M. "Funktioneel ontwerpen". B.V. Uitgeversmaatschappij
2
Agon Elsevier, 1973.
Polak, prof. B.M. "Funktioneel Ontwerpen. Technische Hogeschool Delft, Afdeling der Civiele Techniek, Delft, januari 1981.
3
Agema, prof. ir. J.F., ea. "Inleiding in de waterbouwkunde". Technische Hogeschool Delft, Afdeling der Civiele Techniek, 22 Delft, oktober 1980.
4
Diverse auteurs. Artikels uit "De Ingenieur". KIVI., 's-Gravenhage, 1906 - 1930.
5
Koninklijk Nederlands Metreologisch Instituut. "Jaarverslag - Verslag der werkzaamheden van het KNMI. gedurende het jaar 1978". KNMI., 1979.
6
Anoniem. "Die grö ten Bockkrane der Welt?" (artikel uit "Deutsche Hebe- und Fördertechnik", heft 12, '1969)
7
Anoniem. "Jetzt bei 750-Mp-Bockkranen angekommen". (artikel uit "Deutsche Hebe- und Fördertechnik",heft 1969).
8
3,
Eekels, prof. dr. J., Roozenburg, ir. N. "Ontwerpmethodologie" Technische Hogeschool, tussenafdeling Industriële Vormgeving, tweede druk, Delft, 1980.
9
Riethof, ir. H.J.W., van Weeie, prof. ir. A.F. "Funderingstechnieken". Technische Hogeschool Delft, Afdeling der Civiele Techniek, Delft, januari 1980.
10
Riethof, ir. H.W.J., van Weeie, prof. ir. A.F. "Fundering en construktie". Technische hogeschool Delft, Afdeling der Civiele Techniek, Delft, december 1982.
-
--
-----_-_ -
_.
10
van WeeIe, prof. ir. A.F. "Moderne funderingstechnieken". Uitgeverij Waltman, Delft, september 1981.
23
-
- .
",""::,"'
Bijlagen
nr.
bij
titel
1 2 3 4 5 6
1.0 4.0 4.2
7
5.3 6.1 6.2 7.3.3
Oplossingsidee 5. Theorie van morfologische methode. Parameters van morfologische methode. nvt. Evaluatiestrategie: rij-analyse. Uitwerking van morfologische kaart (3) kategorie 1. Kombinaties van morfologische kaart (4). Uitwerking van kombinaties "A". Uitwerking van kombinaties "B". Kontrole van onderlinge gewicht van de kriteria a t/m e. Stremmingscijfers.
8 9
10 11 11
12
5.1 5.2
3 7.4 7.5.
,, Motivering van voldoeningcijfers.
Tabel. Verandering van overlast door aanpassing van Noordersluis met oplossingsidee "5". _stremmingssoorten
overlast
deurwisseling
minder
rolw./deur-wissel. (binnenhoofd) rolw./deur-wissel. (buitenhoofd)
minder
railsvervanging (binnenhoofd) railsvervanging (buitenhoofd)
veel minder
idem
idem
bodemonderhoud
,,
drijfraamonderh.
,,
weersomstandigh.
,,
waterpeil
,,
situatie IJmuiden
,,
zoet/zout-strom.
(evt.) minder
aanv , drijfraam
idem
aanv. binnendeur
minder - -- - -
-aanv. buitendeur
idem
aanv. buitendeur (na aanvaring)
,,
Bijlage 1. Bij paragraaf l.O.
Oplossingsidee 5. Tweede afsluitmogelijkheid
bij het huidige binnenhoofd.
Knelpunt 1 (railsvervanging binnenhooofd) en knelpunt 4 (aanvaring binnendeur) worden aangepakt. Dit oplossingsidee houdt in dat er bij het huidige binnenhoofd een tweede afsluiting tot stand gebracht kan worden. De huidige konstruktie wordt gebruikt om de deurreaktiekracht af te voeren naar de ondergrond. 25 Tevens wordt er gebruik gemaakt van de sponningen, die aanwezig zijn voor de roldeur. Het afsluitmiddel, dat geintroduceerd wordt door oplossingsidee "5", wordt gebruikt voor het schutten van schepen. De roldeur is teruggetrokken in de deurkas en doet dienst als reserve afsluiting. Voor het verplaatsen van het nieuwe afsluitmiddel wordt geen gebruik gemaakt van de rails. Hierdoor treedt er geen slijtage of vervorming op en is dientengevolge ook geen railsvervanging bij het binnenhoofd meer nodig. Bij aanvaring van het nieuwe afsluitmiddel is er een stremming nodig om het schutbedrijf te herstellen. De stremming in de huidige situatie bedraagt 63 (onverwacht) en 15 (gepland) uur. Dit wordt teruggebracht tot 1 à 5 uur stremming, al naar gelang de tijd, die nodig is om het aangevaren afsluitmiddel uit de sluiskolk te verwijderen en de (reserve-)roldeur bedrijfsklaar te maken. Vanwege het nieuwe afsluitmiddel zullen er waarschijnlijk ook minder stremming optreden tbv. rolwagen/deur-wisselingen. Problemen, waarmee rekening gehouden moet wo rden ,'zijn: de huidige konstruktie dat er slechts beperkte bouwstremming mogelijk is •• In bijlage 15 is een konstruktieve oplossing op basis van oplossingsidee "5" globaal uitgewerkt. Opmerkingen. Het oplossingsidee "5" wordt als relevant aangemerkt, omdat (zie ook bijlage 15) + de overlast afneemt. + knelpunt 1 struktureel wordt aangepakt. + de stremmingstijd afneemt. + er een binnenhoofd ontstaat met twee afsluitmogelijkheden. (reserve-deur) _ + de bouwstremming beperkt kan blijven. + de huidige konstruktie grotendeels kan blijven staan. i
Een nadeel zijn de hoge bouwkosten van oplossingsidee "5".
Bijlage 2. Bij paragraaf 4.0.
Theorie morfologische methode.
2.6
Morfologische methode. De alge~ne betekenis van "morfologie" is: de leer van de vorm of struktuur van dingen. Een morfologie is een ordening van objekten vanuit een zeker gezichtspunt, dus op basis van bepaalde kriteria. De morfologische methode beoogt als ontwerptechniek "alle" theoretische denkbare oplossingen voor een bepaald probleem vanuit een zeker gezichtspunt te achterhalen en te beschrijven. Dit kan worden bereikt door te zoeken naar de elementen, die karakteristiek en wezenlijk zijn voor alle oplossingen (parameters), waarna voor elk element de theoretisch mogelijke realisaties worden geinventariseerd (komponenten). De essentie van de morfologische benaderingswijze ligt in de stringente scheiding tussen het generen van "beginseloplossingen" 27 en het kiezen daartussen. Historie morfologische methode. De morfologische benaderingswijze is afkomstig van Zwicky. Hij onderscheidt diverse morfologische methoden (basic methods) om de strukturele of morfologische interrelaties tussen objekten, fenomenen en koncepten te ontdekken en te analyseren. Allen de zgn. "methode van de morfologische box" wordt in ontwerpprocessen toegepast. Zwicky omschrijft haar als volgt: stap 1: het probleem dat moet worden opgelost, wordt zo exakt mogelijk geformuleerd. stap 2: alle parameters, die in de oplossing voor kunnen komen, worden gelokaliseerd en gekarakteriseerd. stap 3: er wordt een morfologische box, of multi-dimensionale matrix gekonstrueerd, welke alle oplossingen voor het probleem omvat. stap 4: alle oplossingen worden nauwkeurig geanalyseerd en geëvalueerd mbt. de te realiseren doelen. stap 5: de_"beste" oplossingen worden gekozen en uitgevoerd, in zoverre de middelen daartoe voorhanden zijn;(de praktische toepassing vereist soms nieuwe morfologische studie). Voorbeelden van wat Zwicky gedaan heeft mbv. de morfologische methode zijn uitvinden: nieuwe vormen van ruimtevaartuigen, en ontdekken: een studie naar het bestaan van -nog niet ontdektehemellichamen. De morfologische box wordt gebruikt (oa.) als een voorspellingentechniek. Jantsch heeft zich daarmee bezig gehouden. Hierbij wordt de morfologische box gebruikt als een soort van rationele analyse van alternatieve, hypothetische mogelijkheden. Het volgen van de methode van Zwicky, leidt tot "volledigheid", maar ten koste van een onvoorstelbàre hoeveelheid analyserend en evaluerend werk. Norris heeft de morfologische methode aangepast aan de ontwerppraktijk. Hij heeft wegen gevonden om op basis van "onvolledige analyse", de goede en soms zelfs de beste oplossing te verkrijgen/ vinden.
1-
Opbouw van morfologische box. De morfologische box ofwel morfologische kaart is opgebouwd uit a. parameters en b. komponenten. De parameters beschrijven de kenmerken of de funkties, die een objekt of een proces bezit of moet bezitten. De komponenten zijn de middelen, waarmee de karakteristieken -zoals vastgelegd in de parameters- kunnen worden verwezenlijkt. De parameters zijn abstrakt en algemeen. Er wordt niet, of zo weinig mogelijk gerefereerd aan de materiele kenmerken. Zij worden geformuleerd in termen van "funkties" en "organisaties" van een objekt. De komponenten zijn konkreet en specifiek. Elke parameter duidt een klasse van gelijksoortige objekten, processen of begrippen aan; de komponenten specificeren elementen die tot die klasse z8 behoren. De parameters en komponenten worden gerangschikt in een tableau: de morfologische kaart. De rijen korresponderen met de parameters en de kolommen met de komponenten. Door de parameters in de vorm van een morfologische kaart te ordenen is een beschrijving ontstaan van alle theoretisch denkbare oplossingen voor het gestelde probleem. Een bepaalde oplossing komt tot stand door uit elke rij -dus per parameteréén komponent te kiezen. Iedere kombinatie van komponenten, met tenminste één komponent uit iedere rij, representeert een specifieke oplossing voor het probleem. Moeilijkheden
~
bij toepassing van morfologische methode.
Bij toepassing van de morfologische methode zijn er verschillende moeilijkheden: a de parameters dienen zodanig gekozen te worden dat ze "onafhankelijk" zijn van elkaar; dwz. de keuze voor een komponent van een willekeurige parameter mag de keuzemoge1~jkheden tav. de overige parameters niet beperken. Het is vaak moeilijk dit te verwezelijken. De strijdige oplossingen moeten dan op één of andere wijze herkend en geëlimineerd worden. b hoe worden de "wezenlijke" parameters gekozen voor een probleem. Het is van belang dat er inzicht bestaat in (een deel van) het veld mogelijke oplossingen. c het aantal alternatieve oplossingen dat een kaart bevat neemt zeer snel toe met het aantal parameters en komponenten. Het is onmogelijk al deze oplossingen globaal u.it te werken en te evalueren. Eén van de problemen bij toepassing van de morfologische methode is het vinden van een evaluatie-strategie, die het aantal oplossingen aanzienlijk beperkt. Evaluatie-strategieën. Het aantal oplossingen in een morfologische kaart kan ontzaglijk groot zijn. Daarom moet er naar gestreefd worden het probleem te karakteriseren mbv. zo weinig mogelijk parameters. Het is duidelijk dat het in de ontwerppraktijk onmogelijk is
·
-
- -_ ~--~--------
uit dergelijke grote aantallen de "beste" oplossing te selekteren door in een willekeurige volgorde "alle'r oplossingen te toetsen aan een aantal kriteria.Hoewel alle alternatieve oplossingen in kaart vastliggen, zijn zij nog niet praktisch bereikbaar. Er zijn methodes nodig, waarmee "goede" of "aanvaardbare" oplossingen gevonden worden {fpv. de "beste") binnen afzienbare tijd of tegen aanvaardbare kosten. Simon spreekt over "satisficing decision methods". Omdat elementen in de kaart zich in belangrijkheid onderscheiden, kunnen de parameters en komponenten geordend worden. Dit heeft twee voordelen: a elementen (de minst belangrijke) kunnen van de kaart geëlimineerd worden. b alternatieve oplossingen kunnen in zekere volgorde geëvalueerd worden, waarbij een grote kans bestaat snel ~ een aanvaardbare oplossing gevonden te hebben. Het aantal te evalueren alternatieven neemt hierdoor enorm af, zodat de morfologische benaderingswijze voor de ontwerppraktijk aan toepasbaarheid wint. Analyse van rijen. Deze evaluatie-strategie berust op het ordenen of rangschikken van de komponenten tav. (een deel van) de eisen in het programma van eisen. Gebruikmakend van deze ordening wordt "het gereduceerde veld" genoemd. Essentieel voor deze vorm van evalueren is het feit dat in eerste instantie niet "komplete" oplossingen worden vergeleken, maar dat de komponenten "afzonderlijk" aan kriteria worden getoetst. Er kunnen dan reeds elementen geëlimineerd worden. Het effekt daarvan is erg groot. Bij een kaart van de vorm nxn betekent het verwijderen van één komponent reeds een vermindering van '"C"-I) oplossingen. -Indien er niet geëlimineerd kan-worden, kan er in sommige gevallen een rangorde cijfer aan de komponenten van een rlJ worden toegekend De voorkeur wordt bepaald op basis van kriteria. Voorbeeld. pIl p2I p3I p4I
2
pI2
1
pI3
2
pI4 3
1
p22 3
p23 2
p24 4
1
p32 1
p33 2
p34 3
1
p42 2
p43 3
p44 3
1 hoogst geklasseerd 4 = laagst geklasseerd
p12
pll/pl3
p14
p21
p22
p23
p31/p32
p33
p34
p41
p42
p43/p44
p24
J
partigle ordening totale ordening p12
30 p21 p31
p32
J
p41
p12, p21 en p41 zitten in ieder geval in de beste oplossing. Er moet nog gekozen worden uit p31 en p32. Het gereduceerde veld bevat nog slechts twee oplossingen.
Het groeperen van parameters. De parameters kunnen worden gegroepeerd in kategorieën van primair, sekundair, etc. belang. Als eerste stap wordt de belangrijkste stap geëvolueerd. Nadat er voor één of enkele stappen is gekozen, wordt de volgende kategorie in de evaluatie betrokken. Daarbij wordt alleen die kategorie beschouwd, welke de gedeeltelijke oplossing uit de eerste stap bevatten. Deze procedure garandeert geen optimale oplossing; wel is de kans groot dat een aanvaardbare oplossing binnen een redelijke tijd gevonden wordt. Voorbeeld. Stel morfologische kaart van 4x4 elementen samen. Theoretisch bevat deze 256 oplossingen. pll
p12
p13
p14
p44 De parameters worden in twee kategorieën ondergebracht. De bovenste bevat de belangrijkste. Kategorie A bevat 16 deeloplossingen.
- ~ -~-------=--=---
De parameters worden in twee kategoriegn ondergebracht. De bovenste is de belangrijkste kategorie. Kategorie A bevat 16 deeloplossingen.
I I I I I I I I pIl
pl2
p44
p21
p22
p34
I
A
I
B
Stel dat van kategorie A de oplossingen (pIl, p41) en (pI2, p44) ~t de meest belovende deeloplossingen zijn. (p l l , p41)
(pI2, p44)
p21
p22
p23
p24
p31
p32
p33
p34
De kategorie B wordt nu in de evaluatie betrokken. Met de twee deeloplossingen kunnen 2x4x4 = 32 oplossingen worden gevormd. Het totale aantal evaluaties is teruggebracht van 256 tot (16 + 32) = 48. Aard van parameters en parametersteps. Wat is het verschil tussen de parameters en komponenten en hoe vinden we deze elementen in een gegeven probleemsituatie? De problemen, die deze vragen oproepen, zijn aanzienlijk gekompliceerder dan het evaluatieprobleem. Op de vraag naar het kennen _ van de parameters is .zel.f s nauwlijks een. bevredigend _antwoord te geven: het inzicht in denkprocessen is op dit moment nog uiterst onvolledig. Het verschil belicht vanuit een aantal analoge tegenstellingen. Generalisatie versus specifikatie. In de morfologische benaderingswijze zlJn twee principes herkenbaar die genoemd worden (Bertels en Haurs): a het klassifikatie- of kodifikatieprincipe: representatie van de konkrete wereld en taal; beweging van werkelijkheid naar de taal. b het specifikatie- of realisatieprincipe van de verwijzing: toepassing of realisatie van de taal in de waarneembare wereld; beweging van taal naar werkelijkheid. Beschrijving van principes (zie hier boven) Klassifikatie is een voorwaarde voor elke beschrijving; door specifikatie wordt de beschrijving in de praktijk bruikbaar gemaakt.
Uit de dagelijkse ervaring is op te maken dat bepaalde konfiguraties steeds terugkeren en dat zij alle iets gemeen hebben, dat signifikant is voor het praktisch omgaan met de wereld. Zo wordt het geleerd om bepaalde patronen te herkennen en te benoemen. Een dergelijke naam is een globale klassifikatie waarmee potentieel oneindig veel voorwerpen onder één noemer gebracht kunnen worden. Klassifikatie is een beweging van konkreet naar abstrakt. Het is een generalisatieproces, waarbij van de enorme geschakeerde konkreetheid van de dingen geabstraheerd wordt. Zo is bij het begrip "tafel" niet het materiaal of de grootte, noch enige andere specifieke eigenschap relevant, maar enkel het pragmatische patroon (de tafel-gestalt) dat het ding tot een specifiek gebruiksvoorwerp maakt. De konkrete tafel wordt dus niet beschouwd, maar 32 een inperking, een model ervan. Het woord "tafel" heeft hierdoor betrekking op alle waarneembare en denkbare voorwerpen die een "tafel-patroon" hebben. Het woord "tafel" heeft een grote omvang juist doordat de informatie-inhoud zo klein is. Zo'n woord in de omgangstaal is een intuitief of impliciet model: de inperking is niet bewust en geschiedt niet volgens een weloverwogen doel. In de wetenschap worden dergelijke impliciete modellen expliciet gemaakt, omdat er de wil bestaat, bewust, via de begripsvorming iets te bereiken. Abstraktie en patroon worden expliciet gemaakt door grafieken ,netwerken , formules enz. (of in een morfologische kaart). Indien het model, het patroon van een objekt of proces eenmaal in handen is, dan volgt de vraag hoe het gebruikt gaat worden. Dit is een proces van specificeren: de uniforme abstraktebegrippen van het model worden gekoppeld aan de bonte wereld van de konkrete ervaring. Duizenden tafels zijn mogelijk, die verschillen in mater~aal, aantal poten, konstruktieprincipes etc. In de morfologische benaderingswijze korresponderen parameters en parameter-steps met generalisatie/abstraktie enerzijds_en _ _specifikatie/konkretisatie anderzijds. Het zoeken naar en formuleren van de parameters van een probleem is de beweging van konkreet naar abstrakt. model (de morfologie) specifikati~ (komponent~ alternatieve oplossingen
~
~
voorkennis ervaring
generalisatie ~parameters) gewenst systeem (objekt, proces ea.)
Bovenstaande figuur visualiseert enkele konklusies. 1 Parameters en komponenten zijn gelijktijdig in ontwikkeling. De morfologie kan alleen bepaald worden vanuit een zekere ~.
2
voorkennis van één of enkele alternatieve oplossingen. Morfologie i~een divergerende techniek. Gegeven één of enkele oplossingen kan een groot aantal alternatieven gegenereerd worden, die wel allen gelijke strukturele karakteristieken ver;onen, maw. behoren tot een zelfde klasse van systemen.
Uitvinding versus ontwerp. De tweede tegenstelling, die de aard van de parameters en parametersteps verduidelijkt, is het ontdekken van een "essentieel principe", ontwerpen is het toepassen van dat principe. De analogie met de morfologische benaderingswijze is zichtbaar. Parameters beschrijven een "principe", dat ten grondslag ligt aan een klasse "werktuigen". Elke kombinatie van parameter-steps verwijst naar één bepaalde toepassing of materiële uitwerking van dat principe.
3ó
afsluitmiddel vormvast ,,
een deurpaneel
twee deurpanelen
niet-vormvast meerdere deurpanelen
figuur 3. Type afsluitmiddel.
verplaatsing translatie
-
translatie-rotatie
I
. -------"', omhoog
omlaag
....--._l-,
naar één zijde
-,..-'---
bewegingsinrichting boven
---', lengte-as sluis
. I .1 horlzontaa
vertikaal
rotatie
naar twee zijden
I bewegingsinrichting onder
- - -~-;_-r--':" - - ---~~. r--horizontale as vertikale as as in langsrichting , 1 . I I van s U1S r:------r' hooggelegen laaggelegen ,_.-. ~ _ ...L , één as meerdere assen
•
r- - - - -'-
in sluismidden
- - --,
aan zijkant
figuur 4. Analyse van de verplaatsing van het afsluitmiddel.
Bijlage 3. Bij paragraaf 4.2.
ad a - afsluiten. Het afsluiten heeft betrekking op het afsluiten van de sluiskolk. Dit wordt gerealiseerd mbv. een afsluitmiddel. Hierom kan "ad m - afsluitmiddel" onder "ad - afsluiten" worden ondergebracht. Aan het afsluitmiddel alleen kan een hele ontwerpgang worden besteed. Dit is echter niet de bedoeling, omdat het in dit stadium gaat om een tweede afsluiting bij het binnenhoofd, waarbij de detaillering van het afsluitmiddel nog buiten beschouwing blijft. 34 Wel wordt er een onderscheid aangebracht in afsluitmiddelen (zie fig.), nl. - één paneel - twee panelen - meerdere panelen. In de laatste wordt de mogelijkheid van een kontinue (oneindig panelen) materiaal meegenomen, bv. kunststof doek. ad b - scheiden van waternivo's. Het scheiden van waternivo's geschiedt door het binnenhoofd met al z'n onder- en achterloopsheid voorzieningen in samenwerking met een kolk-afsluiting ofwel afsluitmiddel/deur. ad c - keren van water. Zie ad b. ad d - water(af)dicht(end)
zijn.
Het waterafdichtend zijn geldt voor de gehele konstruktie, waarbij er hoofdzakelijk gekeken wordt naar de aansluitingen. De aansluiting afsluitmiddel-konstruktie moet ongeveer dezelfde afdichting geven al-sbij de huidig-e konstruktie. Dit kan worden gerealiseerd dmv. bv. houten aanslagen + waterdruk, rubberstrips + id., opblaasbare kunststof konstrukties, etc. In dit stadium gaat een dergelijke detaillering echter te ver. ad e - openen. Zie f. ad f - verplaatsen./ Het verplaatsen heeft betrekking op het verplaatsen van het afsluitmiddel, dat enerzijds de kolk moet ~fsluiten (sluis-dicht voor scheepvaartverkeer tijdens het nivelleren) en anderzijds uit de kolk moet zijn verwijderd (sluis-open voor scheepvaartverkeer) . Om tot.een zinvolle opsplitsing van de verplaatsingen te komen is in de figuur de beweging geanalyseerd. Uit alle beschikbare/mogelijke verplaatsingen worden de volgende verplaatsingen meegenomen in de morfologische kaart:
vrij doorvaart profiel
----
Figuur
-----
----
Dwarsdoorsnede over binnenhoofd.
1 2 3
huidige deurkas. naast kolk op/boven konstruktie (zuidzijde). naast kolk op/boven konstruktie/deurkas (noordzijde).
1 Translatie vertikaal omhoog. 2 Translatie horizontaal, loodrecht op sluisas. 3 Translatie vertikaal omhoog + Translatie horizontaal naar zijkant(en). 4 Translatie vertikaal omhoog + Rotatie om vertikale as. 5 Translatie horizontaal, uit sluiskolk + Translatie of Rotatie naar zijkant(en). 6 Rotatie om vertikale as aan sluiszijkant. 7 Rotatie om hooggelegen horizontale as evenwijdig aan sluisas. 8 Rotatie om laaggelegen horizontale as (loodrecht op sluisas). ad g - doorlaten van schepen. Aangezien de schepen op eigen kracht of mbv. sleepboten de sluis kunnen invaren/verlaten, is het vrije doorvaartprofiel (sluisopen) de enige eis, die er gesteld wordt. ad h -nivelleren van waternivo's. Het waterpeil in de sluiskolk wordt in de huidige situatie gereguleerd mbv. het riolensysteem bij het binnen- en buitenhoofd. In de aangepaste situatie bij het binnenhoofd worden de volgende mogelijkheden van sluiskolkvulling en -lediging meegenomen: lomloopriolen. 2 door de deur(en). 3 deur(en) openzetten. 4 kanalensysteem met wand en/of bodemvulling. ad i - bevestigen (bevestiging). Het begrip "bevestiging" heeft betrekking op het afsluitmiddel. Het afsluitmiddel kan: 1 hangen. 2 rollen. 3 schuiven.· 4 drijven. 5 scharnieren. 6 kombinatie van bovenstaande. Deze parameter wordt niet in de morfologische-kaart meegenomen, omdat de bevestiging van het afsluitmiddel reeds te detaillistisch is indit stadium. Tevens kunnen er onmogelijkheden ontstaan bij sommige kombinaties van "a - afsluiten" en "i - bevestiging", hetgeen bij toepassing van de morfologische methode vermeden dient te worden. ad j ~ berging van afsluitmiddel (indien de sluis is geopend voor scheepvaartverkeer). De plaats, waar het afsluitmiddel is geplaatst, indien de sluis geopend is voor scheepvaartverkeer, is afhankelijk van de gekozen verplaatsing ("a"). Het nader beschouwen van-dit punt verschaft wel enig inzicht in de situatie (zie figuur). De parameter wordt niet in de morfologische kaart opgenomen, omdat "j" en "a - afsluiten" geen onafhankelijke parameters zijn.
~d k - aandrijven (energiebron). Er zijn diverse mogelijkheden, waarop de bewegingswerken van het afsluitmiddel kunnen worden aangedreven. Bv.: hydraulisch, pneumatisch, diesel, etc. ad 1 - oeververbinding (wegverkeersverbinding). Er is een oeververbinding nodig voor het wegverkeer, dat zich in noord/zuid-richting en vvo over de sluis verplaatst. Als de buitendeur gesloten is, kan het wegverkeer over deze deur plaatsvinden (zie fig.). Indien de buitendeur geopend is (voor scheepvaartverkeer), moet er een alternatief zijn. Hiervoor zijn de mogelijkheden: lover het afsluitmiddel bij binnenhoofd -los2 over het afsluitmiddel bij binnenhoofd -vast36 3 mbv. brug bij Noordersluis 4 mbv. pont 5 elders. ad m - afsluitmiddel. Zie a.
Bijlage-5. Bij paragraaf 5.1.
a afsluiten. De komponenten van de parameter "afsluiten zijn: 1 één deurpaneel 2 twee deurpanelen 3 meerdere deurpanelen. Nav. de punten bI, b3, c3, c4, c6 en e3 (zie hoofdstuk 3) wordt et overgegaan tot de ordening: léén paneell-Imeerdere panelenl------------Itwee
r
3
panelenl
De h,yidige binnenhoofdkonstruktie is erop gericht alle deurreaktiekrachten op te nemen dmv. de vertikale aanslagen, die zijn opgenomen in de kolkmuur. Dit houdt in dat er nauwelijks krachten in de richting van de sluisas op de drempel werken (verende platen, zie verslag 2). b sluiskolknivellering. De komponenten zijn: 1 omloopriolen*. 2 door deur(en). 3 deur(en) openzetten. 4 wand en/of bodemvulling. * Bij een oplossing, waarbij de huidige omloopriolen geblokkeerd worden,moet worden nagegaan of de riolen-kapaciteit niet te klein wordt. Indien de huidige riolen niet voldoen, wordt met deze komponent een nieuw buizenstelsel bedoeld. _ Komponent 4 is niet relevant voor de Noordersluis , omdat de .aan Leg van het kanalensysteem grote gevolgen voor de huidige konstruktie betekenen (veel sloopwerk, onaanvaardbaar lange stremming tbv. de bouw, onbetaalbaar). Komponent 1 wordt gehandhaafd, omdat indien de afsluiting van de sluiskolk op dezelfde plaats wordt gerealiseerd als in de huidige situatie met de roldeur, de volgende voordelen + de omloopriolen aanwezig zijn + de riolen in de huidige situatie voldoen en indien er geen grote veranderingen plaats vinden ze in de aa~gepaste situatie ook zullen voldoen + geen bouwkosten + geen bouwstremming. Komponent 2 (door de deur) en komponent 3 (deur openzetten) zijn beiden niet waarschijnlijk, omdat de nivelleertijd teveel toe zal nemen. Het äoorstroomoppervlak zal veel kleiner zijn dan bij de huidige riolen (2x26 = 52 m2) en de stroomsnelheid/ debiet moet beperkt blijven, omdat de waterstroom de schepen in de kolk ongunstig belast. Tav. 3, dekrachten op de deur zijn groot, zodat de deur niet of nauwelijks geopend zal kunnen worden.
De komponenten worden als volgt geordend: lomloopriolen 2 3
door de deur(en) deur(en) openzetten
4
kanalensysteem met wand- en/of bodemvulling.
c verplaatsen. Voor de ordening van de parameter "afsluiten" is het zinvol na te gaan waar het afsluitmiddel geplaatst kan worden, indien de sluis is geopend voor scheepvaartverkeer. kl - elimineren ivm. eis tav. vrij doorvaartprofiel. ~8 k2 deur in deurkas, meenemen. k3 - deur op zijde, meenemen. k4 - deur op zijde, meenemen. k5 elimineren, omdat het in- en uitvareri van~een deur (50 m. lang) onaanvaardbaar veel tijd in beslag neemt (indikatie: in- of uitdrijven van huidige deur duurt ca. 2 uur). k6 - elimineren ivm. eis tav. vrij doorvaartprofiel. k7 - elimineren, omdat de konstruktieve komplikaties van een rotatieas/bevestiging van een hooggelegen as te groot zijn {de bevestiging kan niet steunen op de huidige konstruktie, vanwege het beperkte draagvermogen van de palen). k8 - elimineren ivm. eis tav. vrij doorvaartprofiel. De overblijvende komponenten worden gerangschikt navo de eenvoud van de beweging. 1 Translatie horizontaal, loodrecht op de sluisas. 2 Translatie vertikaal omhoog + Translatie horizontaal naar zijkant(en). 3 Translatie vertikaal omhoog + Rotatie om vertikale as naar zijkant(en). rr-wegverkeersverbinding. De komponenten van parameter "d" worden veranderd in: 1 bij binnenhoofd 2 elders. De eerder gemaakte indeling had teveel detail konsekwenties voor het afsluitmiddel.
Bijlage 6. Bij paragraaf 5.2.
De morfologische kaart 3 - kategorie 1 (tabel 4) bevat zes kombinaties, nl. 2x3 = 6. (1,1) - één deurpaneel T horizontaal, loodrecht op sluisas.
deurkas DSN A-A
A
~Th
A
1~~d:F====:::J~Il_ 1.1
Figuur
bovenaanzicht
Binnenhoofd. Kombinatie (1,1).
Het nieuwe afsluitmiddel wordt in sluis-open toestand in de huidige deurkas opgeslagen. Aangezien in de deurkas ook de huidige roldeur is opgeslagen, is het noodzakelijk dat een keuze wordt gemaakt uit: a roldeur verdwijnt en het nieuwe afsluitmiddel of afsluitmiddelen komen hiervoor in de plaats. b deurkas verlengen. c deurkas verbreden. Mogelijkheid a wordt geëlimineerd, omdat deze niet voldoet aan het oplossingsidee, dat ten grondslag ligt aan het ontwerp. (2,1) - meerdere deurpanelen T horizontaal, loodrecht op sluisas. Hiervoor geldt hetzelfde als voor kombinatie (1,1).
"(1,2) - één deur paneel T vertikaal omhoog + T horizontaal naar zijkant.
/2/
/3/ ~
I I
L B
Il!!5====:::!='1
/1/
-
I
-
A
1_ I
~ I
I
I
I
B
I
----,_1
I
Figuur
-
Binnenhoofd. Kombinatie (1,2).
/1/ - plattegrond
/2/ - DSN A-A /3/ - DSN B-B
(2,2) - meerdere panelen T vertikaal omhoog + T horizontaal naar zijkant(en). Zie kombinatie (1,2). Echter met een andere deur-detaillering.
(1,3) - één deurpaneel T vertikaal omhoog + R om vertikale as.
I
It><JM
i
, I
r;--_. -.----,r--
I
I
~ i /3/
/1/
..A
A
1_
__l
Figuur
Binnenhoofd. Kombinatie (1,3).
/1/ - plattegrond
/2/ - DSN A-A /3/ - DSN B-B
(2,3) - meerdere deurpanelen T vertikaal omhoog + R om vertikale as. Zie kombinatie (1,1). Echter met een ande~e deur-detaillreing.
41
'Bij zowel de kombinaties (1,2), (2,2) als (1,3), (2,3) wordt bij' het openen van de sluiskolk voor het scheepvaartverkeer de deur geheven en vervolgens horizontaal getransleerd of geroteer~ Het transleren van het afsluitmiddel kan worden gerealiseerd met een kraan volgens het bokkraan-principe (zie fig.).
Dwarsdoorsnede over kolk
DSN A-A
kolk
Figuur
Hefkraan volgens bokkraan-principe.
Nadat de deur naast de kolk geplaatst is, wordt het dubbele kokerprofiel uit het vrije doorvaartprofiel gebracht door dit weg te rollen of op te klappen (niet aangegeven in figuur). Het roteren van het afsluitmiddel kan dmv. een kraan op een draaikrans worden gedaan. (zie fig.)
i:
I \
I \ I \ ( \ ( \
/1/
\
'
50 m.
Figuur
Kraan volgens draaikraan-principe. /1/ bovenaanzicht. /2/ zijaanzicht.
Om het aantal mogelijke kombinaties te verminderen, wordt één van deze "kraan"-oplossingen geëlimineerd en wel de oplossingmet de kraan op de draaikrans (Rotatie), omdat* de krachtverdeling bij de bokkraan veel gunstiger is. * er een zeer zware draaikraan nodig is (vlucht 50 m. en zware last). * de draaikrans of lagerring zwaar belast wordt.
4:3
*
bron: -
Werktuigbouwkunde (Transporttechniek) Gusto Engineering b.v. - Schiedam
Bijlage 7. Bij paragraaf 5.3.
In morfologische kaart (4) ZlJn (2+3+2=) 7 elementen opgeno~en, waarmee (2x3x2=) 12 kombinaties gemaakt kunnen worden. Hiervan worden niet alle twaalf kombinaties uitgewerkt. Van de kombinaties, die gevormd worden met '~ horizontaal, loodrecht op sluisas", wordt alleen de kombinatie (1,1,1) belicht, omdat tav. parameter "kolknivellering" het gebruik van omloopriolen het meest relevant is, omdat ze aanwezig zijn en gebruikt kunnen worden. Van de kombinaties, die gevormd worden met "T vertikaal omhoog + 44 T horizontaal naar zijde'~ wordt alleen kombinatie (2,1,2) belicht, omdat tav. parameter "kolknivellering" het gebruik van omloopriolen tenminste bekeken wordt. De andere kombinaties spitsen zich merendeels toe op detailleringen.
Al: (1,1,1) - T horizontaal, loodrecht op sluisas omloopriolen wegverbinding bij binnenhoofd.
/3/
/2/
l~IG><J1 B
/1/ A
A
_ _t__
_...i._ omloopriool
B
Figuur
Binnenhoofd. Kombinatie (1,1,1)
/1/ - plattegrond
/2/ - DSN A-A /3/ - DSN B-B
~
Hoogovens
~ - ~ ---- -- ----:-- --- --:7·1
--- -----
_.
~--
I
I
I
I - ---
I
---
------'
]
4-5""
Ijmuiden
Figuur
Plattegrond binnenhoofd Noordersluis. Wegverkeersverbinding bij Noordersluis (over afsluitmiddel).
De verkeersverbinding bij het binnenhoofd kan ook worden gerealiseerd door een beweegbare brug, die ten oosten van de afsluiting wordt geplaatst, zodat de nuttige kolklengte niet afneemt. De brug kan worden uitgevoerd als draaibrug, klapbrug, en uit één of twee delen bestaan. Dit blijft verder buiten beschouwing.
B2: (2,1,2) - T vertikaal omhoo~ + T horizontaal naar zijde. omloopriolen. wegverkeersverbinding elders.
4b
A
--j_
Figuur
Binnenhoofd. Kombinatie (2,1,2).
/1/ - plattegrond
/2/ - DSN A-A
Bij uitwerking van de kombinaties dient aandacht geschonken te worden aan de kolknivellering mbv. de riolen in de noordelijke zijde van het binnenhoofd, omdat deze riolen door het nieuwe of huidige afsluitmiddel kan-worden geblokkerd. Bij deze riolen wordt namelijk gebruik gemaakt van de binnendeurkas. Mocht het blijken dat de kapaciteit van het vulen ledigsysteem bij het binnenhoofd te klein worden, zodat de nivelleertijd onaanvaardbaar lang wordt, dan moet er voor een oplossing gekozen worden, die is gebaseerd op een andere kombinatie of riolen in samen werking met een andere oplossing.
Bijlage 8. Uitwerking van kombinaties
"A".
De opbouw, die is gevolgd in deze bijlage, is als volgt: 1 de beweging van het afsluitmiddel 2 buiten beschouwing (in eerste fase) 3 het schutten 4 vergroting van de deurkas verlenging verbreding 5 onderhoud/reparatie-voorziening 6 resultaat: 3 ontwerpideeën 7 beschouwing van de ontwerpideeën
47 1
De beweging van het afsluitmiddel.
le>:
<JI 2
Buiten beschouwing.
De punten, die in eerste instantie buiten beschouwing blijven, zijn de detaillering van de geleiding, vul- en ledigsysteem en de bewegingswerken. 3
Het schutten.
De sluis wordt voor het scheepvaartverkeer 'geopend dmv. een horizontale translatie van het afsluitmiddel. Het afsluitmiddel wordt in de deurkas ondergebracht. Dit houdt indat de huidige en de nieuwe roldeur in de deurkas geplaatst ~orden. In de huidige situatie is er slechts plaats voor de roldeur. Dit betekent dat óf de huidige roldeur vervangen wordt door:...twee nieuwe afsluitmiddelen, óf de huidige deurkas vergroot wordt. Het vervangen van de huidige roldeur door twee nieuwe afsluitmiddelen is niet konform het oplossingsidee wat aan de kombinaties "A" ten grondslag lag en wordt zodoende niet verder uitgewerkt. 4 De vergroting van de deurkas. De vergroting van de deurkas kan tot stand gebracht worden door verbreding of verlenging van de deurkas. - verlenging deurkas
~~_
·-·--·r
..J.-
- verbreding van deurkas
------.~ ,----~
--:----tJ L
~----~
Ilo
-1 Bij de verlengde deurkas en de verbrede deurkas kan de (reserve) roldeur alleen ingezet worden, indien het nieuwe afsluitmiddel ~~ verwijderd is. Dit heeft konsekwenties voor het aantal en duur van de handelingen bij het in onderhoud nemen van de nieuwe deur en bij aanvaring van het nieuwe afsluitmiddel. Beide konsekwenties zijn te vertalen in stremming (gepland en onverwacht) van de Noordersluis. Omdat er gesteld is dat er tbv. onderhoud aan het nieuwe afsluitmiddel relatief vrijwel geen stremming mag optreden en dat bij aanvaring van het afsluitmiddel tussen de 2 en 6 uur stremming mag optreden om het schutbedrijf te herstellen, betekent dit óf een dokvoorziening in het binnenhoofd tenminste voor het nieuwe afsluitmiddel (en evt. voor de roldeur, hetgeen extra overlast-afname zou betekenen), óf een voorziening, waardoor er geen wisselingen hoeven plaats te vinden om het nieuwe afsluitmiddel onderhoud of reparatie te laten ondergaan en de roldeur het schutbedrijf te laten overnemen. 5
Onderhoud/reparatie-voorziening.
Aangezien reparatie- en onderhoudswerkzaamheden in den droge worden uitgevoerd (aan het afsluitmiddel), moet óf een gedeelte van de uitgebreide deurkas kunnen worden drooggezet, terwijl het schutbedrijf voortgang vindt met de andere deur, en tevens het nieuwe afsluitmiddel en de roldeur elkaar in de deurkas kunnen passeren, óf het nieuwe afsluitmiddel uit de deurkas op de kant gezet kunnen worden. Hetgeen ook de passeermanoeuvre in de deurkas oplost. 6
Drie ontwerpideeën
"A".
Een uitgebreid deurendok, waarin de roldeur en het nieuwe afsluitmiddel naast elkaar staan, terwijl één helft is uitgrust als dokvoorziening is onmogelijk, omdat dit een dok-afsluiting met een lengte van minimaal 55 m., dat een verval kan keren van ca. 16 m., vereist. Indien er een uitbreiding plaats vindt, is verlenging van de huidige deurkas het meest voor de hand liggend. Er dient echter wel een passeermogelijkheid t~ zijn. Dit impliceert een verbreding
van de deurkas.
cr.l.J.....Al ..~ c:::L...\.o,..,._oLok.
Uitgebreid binnenhoofd (bovenaanzicht). 1 verbreding (voor passeermanoeuvre) 2 verlenging (voor droogzetbaar dok) a schutbeweging (voor roldeur en nieuwe afsluitmiddel) b uitwijken voor passeermanoeuvre (alleen voor nieuwe afsluitmiddel Indien het nieuwe afsluitmiddel op de kant (in den droge) in onderhoud gaat en gerepareerd wordt, kan volstaan worden met een verlenging van de deurkas zonder droogzet-voorziening.
-~_.
--
:...::
" ....~"'" -.t~l......:t-~eld..~l Uitgebreid a b
binnenhoofd
(boven: bovenaanzicht onder: doorsnede A-A)
schutbeweging hefbeweging
Indien van verbreding van de deurkas wordt uitgegaan, hef-optie van het nieuwe afsluitmiddel ook mogelijk. echter een voorziening te worden aangebracht, waarmee roldeur van de reserve- in de schutpositie geplaatst
)
is de Er dient de huidige kan worden.
7
Beschouwing van de drie ontwerpideeën.
De vergroting van de huidige deurkas vereist sloopwerk aan de U-vormige bak. 7.1.
Verbreding van de deurkas.
De deurkas van het binnenhoofd is een konstruktie, waarvan de elementen (vloer, wanden, koppelbalken) samenwerken bij het opnemen van de erop aangrijpende belastingen. De maximale krachten en momenten worden beperkt door het samenspel.
b
a
Figuur
c
5D
Dwarsdoorsnede binnendeurkas (a). Belastingen op deurkas (b). Momenten-verloop in de konstruktie (c).
Het konstruktieschema van de deurkas wordt veranderd (verstoord), zodat bij verbreding behalve een wand tevens de rest van de deurkas veranderd zal moeten worden (bv. fundering, vloer). De verbreding van de deurkas is geen relevante mogelijkheid, omdat de bouw van een nagenoeg nieuwe deurkas onaanvaardbaar veel stremming met zich meebrengt. Tevens zijn er problemen tav. de geleiding van de afsluitmiddel(en) en tav. de huidige bebouwing. 7.2.
Verlenging van de deurkas.
Dmv. een verlenging van de deurkas van het binnenhoofd is deze geschikt te maken voor de roldeur en het nieuwe afsluitmiddel.
--_---
nieuw afsluitmiddel
Figuur
Verlengde binnenhoofd-deurkas. Bovenaanzicht.
- passeervoorziening. Om tijdens onderhoudswerkzaamheden aan het nieuwe afsluitmiddel of bij het optreden van een kalamiteit (aanvaring van nieuwe binnendeur) de roldeur in te kunnen zetten zonder dat er een .--langdurige deurwisseling aan vooraf gaat, is een passervoorziening nodig. Bij Al (zie paragraaf 6.1. - figuur 5) wordt dit gerealiseerd door het afsluitmiddel uit de deurkas te hijsen. Dit vereist een grote kraan, omdat de deur een grote last is en de kraan op ca. 15 m. van de last (deur) verwijderd is, zodat de huidige konstruktie niet door de kraan belast wordt. - verlenging deurkas. De uitbreiding van de deurkas kan worden aangelegd alvorens er een aansluiting met het huidige gedeelte tot stand wordt gebracht.
51
De bovenkant van de vloer ligt op NAP. - 15.70 m. De fundering ca. 3.0 m. lager. Bij de aanleg treden er problemen op bij het ontgraven en het verlagen van de waterstand, respektievelijk met de kopse wand, die het steunende effekt van de aanaarding mist, en de fundering, die kan worden overbelast (voordeel: stalen damwand, die tot NAP. - 39 m. steekt). De kopse wand moet gesloopt worden en de aansluiting van de huidige en nieuwe deurkas moet worden gemaakt. De binnenhoofddeurkas is op dat moment drooggezet en daarom onbruikbaar voor schutten. Er treedt gedurende de gehele operatie stremming van de Noordersluis op. Tevens moet de rolbaan voor de roldeur worden verlengd. - geleiding van het nieuwe afsluitmiddel. Voor de geleiding van het nieuwe afsluitmiddel wordt geen gebruik gemaakt van de huidige rails (knelpunt 1 - zie verslag 3). Er is daarom een andere deurgeleiding nodig. Er wordt een railsgeleiding op kokerprofielen aangebracht (zie fig.)
tC::lof' fl"Dt rol °Elessins
.rä
kat + hefwerk kokerprofiel met r a i.Ls
~ :JI.
.......
.....l
1 ~voor
1
ondersteuningsligger kokerprofielen oplegging ondersteunin g afsluitmiddel
I
, ......
.
./
, I .)
Figuur
Dwarsdoorsnede ovér aangepaste deurkas (Al).
.~
=
vast gedeelte van het kokerprofiel.
~
=
verrolbaar gedeelte van koker.
opleggingen:
j -,
55
rol
rol
vast/rol
vast
I
1 60
50
20
I 20
I
ca. 50
in m.
52
SS'öS$s1
i
1
L
Figuur
I
_ Binnenhoofd aangepast volgens kombinatie Al (1,1,1). Doorsnede over sluiskolk.
Het deurgeleidingssysteem en de mogelijkheid om het nieuwe afsluitmiddel uit de deurkas te hijsen heeft konsekwentie~ voor de huidige situatie, nl. bebouwing bij -deurkas.
.)
_Bijlage 9. Bij paragraaf 6.2.
De inhoud van deze bijlage is als volgt: I de beweging van het afsluitmiddel 2 de aangepakte knelpunten 3 de plaats van het afsluitmiddel, indien de sluis geopend is voor scheepvaartverkeer. 4 onderhoud/reparatie. Saspekten van de ontwerpideeën volgens kombinaties "B". 6 ontwerpideeën BI, B2, B3 en B4. 7 keuze uit de ontwerpideeën BI t/m B4. I De beweging van het afsluitmiddel. Bij het openen van de sluiskolk ondergaat het afsluitmiddel &eReerst een translatie vertikaal omhoog en vervolgens een translatie naar een zijkant. In de figuur zijn drie mogelijkheden aangegeven.
I •
noordelijke zijde
II I
2 •
... 3
~~~======:_-
I
I
._~
~------
~kolk---l Figuur
Drie horizontale translatie mogelijkheden. Doorsnede over kolk.
N
\Figuur
,)
Noordersluis plattegrond.
zuidelijke zijde
2
de aangepakte knelpunten.
De knelpunten 1 en 4 worden aangepakt (zie verslag 3). Knelpunt 1 is de railsvervanging van de roldeur bij het binnenhoofd en knelpunt 4 is aanvar tng van de deur bd.juhet binnenhoofd. De aanpassing van het binnenhoofd bestaat in grote lijn uit een afsluitmiddel (hefdeur) en de benodigde ondersteuningskonstruktie, en de funktieverandering van de huidige roldeur, nl. van deur, die een onderdeel vormt van het aktieve schutbedrijf tot reservedeur. Knelpunt 1 wordt aangepakt, omdat de hefdeur geen gebruik maakt van de rails en de roldeur slechts zelden (onderhoud nieuwe afsluitmiddel/konstruktie of aanvaring van afsluitmiddel) gebruikt wordt en de rails dus evenmin. S4 Er treedt zodoende geen slijtage en geen vervorming van de rails op, zodat de rails ook niet vervangen hoeft te worden. Knelpunt 4 wordt aangepakt, omdat het schutbedrijf na een aanvaring van het afsluitmiddel in 2 à 6 uur (huidige situatie: 26 à 49 uur, zie verslag 2) hervat kan worden mbv. de reserve-deur (roldeur) . 3
de plaats van het afsluitmiddel, scheepvaartverkeer.
indien sluis geopend is voor
Het afsluitmiddel moet uit het vr1Je doorvaartprofiel verwijdert zijn. De mogelijkheden, waar het afsluitmiddel geplaatst wordt, zijn aangegeven inde figuur op de vorige pagina. Het is gunstig het afsluitmiddel zo dicht mogelijk bij de kolk te plaatsen, zo-dat; de verplaatsingstijd van het afslui tmiddel, die onderdeel is van de bedieningstijd, zo kort mogelijk is. 4
onderhoud/reparatie.
Het onderhoud aan en de reparatie van het afsluitmiddel vindt plaats in den droge. De plaatsen, die voor onderhoud en reparatie in aanmerking komen zijn: a zuidelijke zijde. b noordelijke zijde: boven huidige deurkas. c noordelijke zijde: voorbij deurkas. Aan een reparatie/onderhouds ruimte worden oa. de eisen gesteld, dat de ruimte afgesloten kan worden tijdens werkzaamheden (milieueis) en dat de vloer geschikt is voor de plaatsing van de deur en overige utiliteiten (konstruktieve eis). ad a Op de huidige konstruktie kunnen geen grote boven belastingen worden geplaatst ivm. het draagvermogen van de palen(fundering). De onderhoud/reparatie-ruimte wordt daarom op ca. 20 m. van de kolk aangelegd. Voor de OIR-ruimte is een vloer- en funderings-konstruktie nodig. Tevens moet de deurgeleiding tot ca. 80 ID. van de kolk worden aangelgd (opm.: Ook voor het schutten is de deurgeleiding nodig). Ben ge.deelte van de huidige bebouwing (schuivenhuis) moet wordén afgebroken.
ad b De konsekwenties van een OIR-ruimte boven de huidige deurkas zijn: de huidige deurkas moet overkapt worden, zodat er een vloer ontstaat, die aan de konstruktieve eisen voldoet. een hoge konstruktie, omdat de OIR-ruimte boven de huidige bebouwing aangelgd wordt of er moet een gedeelte afgebroken worden. de geleidingskonstruktie moet boven de deurkas worden aangelegd met een aanzienlijke konstruktie hoogte, indien de bebouwing gehandhaafd blijft. de vertikale verplaatsing van het afsluitmiddel wordt oa. bepaald door de konstruktiehoogte van de vloer. Hetgeen eveneens konsekwenties heeft voor de verplaatsingstijd van het afsluitmiddel. ÇS Afhankelijk van de overkappingskonstruktie wordt de toegankelijkheid van de huidige deurkas beperkt. ad c De konsekwenties van de keuze om de OIR-ruimte in het verlengde van de deurkas te plaatsen, zijn: in het verlengde moeten voorzieningen aangebracht worden, zoals fundering, vloer, geleiding voor de deur. De konstruktie wordt ook bepaald door de huidige bebouwing bij het binnenhoofd. 5
aspekten van de ontwerpidee~n
volgens kombinaties "B".
de geleiding van de deur. Er wordt geen gebruik gemaakt van de aanwezige rails. De beweging bestaat uit twee translaties, nl. vertikaal en horizontaal. De vertikale verplaatsing kan worden bewerkstelligd worden mbv. een hef/hijs-konstruktie. (bv. een hefpoortaal) Bij de Noordersluis wordt echter een onbegrensde doorvaarthoogte vereist. De hefkonstruktie dient bij het in- en uitvaren van schepen uit het vrije doorvaartprofiel verwijderd te zijn.
Figuur
Voorbeelden van hefportalen tbv. de vertikale verplaatsing het afsluitmiddel.
van
De horizontale verplaatsing van het afsluitmiddel kan worden - gerealiseerd worden volgens het bokkraan-principe. (zie fig.) Hierbij rijden twee katten over rails, die op een kokerligger gemonteerd zijn. Op de katten zijn hefwerken aangebracht, waarmee de hefdeur kan wOIden verplaatst. (zie fig.)
Sb
Figuur
I
+---Figuur
DSN A-A.
Konstruktie volgens bokkraanprincipe tbv. de horizontale verplaatsing van het afsluitmiddel.
-
Figuur
I
Schaarverbinding.
Figuur
Telescoopverbinding.
De geleidingskonstruktie moet buiten het vI3_Je doorvaartprofiel worden gebracht, indien het scheepvaartverkeer de sluiskolk bij binnenhoofd in- of uitvaart. De kokers kunnen uit de ruimte boven de kolk verwijderd worden door de kokers op te klappen of weg te schuiven/rollen.
r===; I
Koker wegschuiven/ wegklappen.
Figuur
Koker wegklappen.
Figuur
1 i I
Geleiding aan onderzijde van het afsluitmiddel. Het slingeren van het afsluitmiddel oiv. windbelasting in richting van de sluisas wordt tegengegaan door een betonnen rand, die bekleed is met kunsts-tof platen met een lage wrijvingsco~fficient (zie fig.). -
/2/
/1/ I
I
I
I
kunststof pB$ia~rand /~"'"~
---fZDiA-j Figuur
Betonnen deurgeleiding. /1/ Aanzicht A-A. /2/ Dwarsdoorsnede over deur.
Ter plaatse van de aanslag van de rand wordt op de deur eveneens een aanslaglijst bevestigd. Boven de kolk hangt de deur gedeeltelijk vrij. Om het slingeren van de deur boven de kolk te minimaliseren wordt er een schaarof telescoop-verbinding tussen de kat en de deur aangebracht. Deze verbindingen zijn in staat een moment op te nemen. (zie fig. ) _)
Aan de zijd~-van de kolk, waar de deur vrijhangend aankomt, zal de uitwijking van het afsluitmiddel groter zijn dan de geleidingsranden toelaten. De geleidingsrand wordt daarom trechtervormig aangebracht (zie fig.)
+-
A~
I
~
--t-I
I
-+
deur
I
I
j
I
--I
I
~
A
--t
t--
I
Figuur
Trechtervormige geleidingsranden. III Bove.naanzicht. 121 Aanzicht A-A
belastingafdracht
van het afsluitmiddel.
Het afsluitmiddel wordt in de huidige sponning geplaatst, zodat de deurreaktiekracht tgv. het peilverschil over de deur op dezelfde wijze zal plaats vinden als bij de roldeur het geval is (zie verslag 2). belastingafdracht
van kraankonstruktie.
De kraankonstruktie wordt geheel buiten de plattegrond van de huidige konstruktie gefundeerd. Dmv. palen worden de krachten naar de grond geleid. De funderingen, die binnen een afstand van ca. 10 m. van het huidige binnenhoofd liggen, bestaan uit boorpalen, zodat de huidige palenfundering niet beschadigd wordt en er geen onacceptabele zettingen zullen optreden.* De horizontale belastingen worden mbv. schoorpalen en/of ankers naar de ondergrond geleid.* het vul- en ledigsysteem. Bij alle vier ontwerpideeën bevindt zich in de deurkas een roldeur, die de waterstromming blokkeert. De deurkas maakt namelijk deel uit van het-vul- en ledigsysteem (zie verslag 2). Er zal nader onderzoek gedaan moeten worden om het precieze effekten op de kolkvulling en -lediging te kennen. (hoe reageren de schepen in de kolk op éénzijdige kolkvulling?, wat is de toename van de nivelleertijd en is deze nog acceptabel?) Het nivelleren van de kolk bestaat uit óf vullen óf ledigen van de kolk. Uit onderzoek is gebleken, dat het ledigen va~de kolk geen problemen oplevert (stromingen, die overlast veroorzaken aan de schepen in de sluiskolk) itt. het vullen van de kolk. * bron: TUD-CT: funderingstechniek.
Het vullen bleek kritisch. De bolderkrachten konden te groot worden. Mbv. de resultaten van het onderzoek is het vul- en ledigsysteem ontwropen (vorm van de riolen, afmetingen van de riolen, vulling door de noordelijke en zuidelijk wand - dubbelzijdige vulling). (zie versl~g 2). Bij het binnenhoofd treden er echter tav. vulling van de kolk slechts kleine peilverschillen op (zie fig.)
aOr-~--~~~-4---4--~--~r---~--~~r-~---4---4-4~
,'~I ",
----.
''''
--
TlDAL CURVE IJMUIDEN A VERAGE SPEED
u
6OH-----1-:'70...d--~---+---4---4-----,-----,----t----,.----!--:::f-6O V~-, % 40
I
I <,~ 1-L-,1!-;'--1---+4~---1---1f---1----1---11---l---l--
u
; I--
40
Y7-,:_:-+--~--~--\~~\~"'~~--~---+---+---+--~--~--;~~ro ' \
201
J I o~~~~~~~~~~~~~~--~--~--~~--~--~~ , ' NAP
- LAND
DATUM
'\
I\. 1'\
,,~( --~r--' -+-~t-I·.~~_" __"__' ~tjr~r. o
9 (HSL)
20
~~1"_;1' _ _--+---+-I --+-1 -+--+-1 ~IJ~'~"i~""""""_;_t-'""----boo-· ~-+--'-/ 60
r-
so r-
Ö
.--i----+---+---_J_+--+--I
-1--i---+---+---1----.~~';.
~--I---+---+--_+-II
Figuur
H
40 60
+__ -+I __-.l.I_'_'_,...+-: ......... _,..I----I--""7~, >-,'---I-~ ec I
~,--.-
Getijdebeweging bij Ijmuiden. Gemiddeld peil Noordzeekanaal: NAP - 0.40 m.
Bij het vullen zullen er zodoende geen pro Bij het vullen van de kolk door de riolen van het binnenhoofd zlJn er zodoende geen grote problemen te verwachten. Indien er bij het ledigen problemen op Bij het ledigen van de kolk door de binnenhoofd-riolen zal de nivelleertijd toenemen. Mocht deze onaanvaardbaar toenemen, dan moeten er maatregelen genomen worden (bv. roldeur aanpassen, leiding om de binnendeurkas leggen. Wegverkeersverbinding. Over het nieuwe afsluitmiddel kan geen wegverkeersverbinding worden onderhouden, omdat de rijdek-konstruktie de hef deur te zwaar maken en omdat er geen plaats voor is als gevolg van de hefkabels aan de deur en de geleidingskonstrukties (schaarof telescoopverbinding). Dit betekent dat er een alternatieve verbinding moet komen (brug bij binnenhoofd, pont of brug elders, gebruik maken van de reeds bestaande alternatieven: tunnel, pont).
6
ontwerpideeën
BI, B2, B3 en B4.
De ontwerpideeën worden schematisch weergegeven.
BI - sluis-open: afsluitmiddel boven deurkas. OIR-ruimte: boven deurkas
noord
....deurkas
...
kolk--+-t
B2 - sluis-open: afsluitmiddel boven deurkas. OIR-ruimte: in het verlengde van deurkas.
I ""_'''''''''
.... _, -.r'
B2
I 1:----x.::::1 ~
'.r_ ,_",
-
~ ;,r.
~ISJI ~- --"
B3 - sluis-open: afsluitmiddel in verlengde van deurkas. OIR-ruimte: in verlengde van deurkas.
Nb.: OIR-ruimte = onderhoud/reparatie-ruimte. _) Verklaring van notaties in figuren: zie volgende pagina.
B4 - sluis-open: ten zuiden van sluf.sko.Ik OIR-ruimte: idem. L...
znid
..... deur kas
.,...-ko Lk _..,.
Verklaring van notaties in figuren:
[>1<:1
roldeur in deurkas (reserve).
C>
nieuwafsluitmiddel
sluit kolk (sluis-dicht).
I:, -----::.: I
nieuwafsluitmiddel
buiten doorvaartprofiel
nieuwafsluitmiddel
in tussenpositie
;00..-
I
-
-_-
--_
L--_---__ -'.:..J
I
(sluis-open).
(dicht --- open).
plaats voor onderhoud en reparatie van nieuwafsluitmiddel.
7
keuze uit de ontwerpideeën BI t/m B4.
Bij de keuze uit de ontwerpideeën zijn de konsekwenties van de huidige bebouwing voor de konstrukties van grote invloed. Met name voor de ontwerpideeën BI t/m B3 is de aanwezigheid van de ca. 6 m. hoge bebouwing (NAP + 11 m.), de deurkas en motorhuis en heugelgoten van grote invloed. De onderhoud/reparatie-ruimte boven de deurkas aanbrengen,impl impliceert een dragende vloer over de deurkas. Hetgeen een zware overkappings-konstruktie vergt en tevens de toegankelijkheid van de huidige deurkas beperkt. De bebouwing kan ook gedeeltelijk afgebroken worden, hetgeen in strijd is met de eis om de huidige konstruktie zo veel mogelijk in takt te laten. De hoogte van de bebouwing heeft eveneens gevolgen voor de konstruktie-hoogte van de geleidingskonstruktie van het afsluitmiddel en de verplaatsingstijd van het afsluitmiddel.
Het plaatsen-van de onderhoud/reparatie-ruimte (OIR-ruimte) in het verlengde van de deurkas houdt in, dat de vloerkonstruktie eenvoudiger uitgevoerd kan worden dan bij ontwerpidee BI. De geleidingskonstruktie voor het afsluitmiddel moet dan echter door worden getrokken tot ca. 120 m. vanaf de slu~kolk. Ontwerpidee B2 is gunstiger dan B3, omdat het geen zin heeft om het afsluitmiddel naar de OIR-ruimte te verplaatsen bij het openen van de kolk voor het scheepvaartverkeer. Het heeft slechts een vergroting van de verplaatsingsduur van het afsluitmiddel tot gevolg. Ontwerpidee B4 houdt in dat het afsluitmiddel naar de zijdelijke zijde van het binnenhoofd wordt verplaatst. Het afsluitmiddel hoeft dan slechts enkele centimeters boven dekzerkhoogte te worden geheven. Hierbij dient te worden opgemerkt, dat er dan een gedeelteb~ van het schuivenhuis moet worden afgebroken om de deur te kunnen laten passeren. Bij nader onderzoek is gebleken, dat het geen essentieel gedeelte van het schuivenhuis is en dat het schuivenhuis kan blijven funktioneren. Opm.: dekzerkhoogte = NAP + 5.0 m. De vloer van de OIR-ruimte wordt buiten de plattegrond van het huidige binnenhoofd aangelegd. Hier is geen bebouwing. Gezien het voorafgaande wordt ontwerpidee B4 gekozen .
.)
Bijlage 10. Bij paragraaf 7.3.3.
Kontrole van onderlinge gewicht van de kriteria a t/m e. De verhouding van het onderlinge gewicht van twee kriteria wordt bepaald en naar aanleiding daarvan wordt de gehele reeks bijgesteld. Dit wordt enige malen herhaald met telkens andere kriteriumparen. In eerste instantie wordt uitgegaan van de waarderingscijfer-reeks in paragraaf 7.3.2. Tabel
~u...l~
Tabel Bijstelling van waa Bijstelling van verhouding van waarderingsgewichten van de kriteria a t/m e.
a.:b=~r.·j
o:&~~:~
c.:-='~L h:cL::1: 1..~
""0. CI&.,...
~ 1,.5
8.3
6.
b
I.G
1.5'
I
c.
1.0
/.0
0-
s.«
2.~
e.
4.6"
t.otoo.1
lC;'O
c:J,.
..
Co .... _-
6.0 ~.r
0
..
.
;".1
I' ,
d ..,.
1.6
I.D
I~"
I.~
1.3
/. 'I
o.i
O.lt
O.It,
0.+
IJ.S
1",-°
IIJ • .SI
10.
~<-:!i ~«..
~ b:tf.;::
S.
/.6
D.~
o.~
/ • .lt
J.1-
. .,. 2-
1'.
/.
I
lt·
0
10-
S'
10.8
o.~
o~
,
1-.
I~
.2.~C!)
.2~O
~: I
.
0
40'
,
I,e
I.
,
~,. i, J
.
0
s,~
o.~ o.~ ,
2.s: 2..J .t.J
0."" 0."
~.tJ
" .s:l. ~7-
s: 0
I
1lX
e,
..
s.!:"
.2.,.19
...: c..:~.
o.~ o. ~
6.'"
8 .9.
11.
0
/0.
,
~.~
4~
'S"
C
jo.
~.e
0.'1
I
JO.
0 J<J,'
_.
Bijlage 11. Bij paragraaf 3 en 7.4.
Om relevante eisen te stellen aan de aanpassingskonstruktie
wordt
nageggaan, wat de verbetringen betreffende stremmingstijd en -overlast zijn. De aanpassingskonstruktie pakt de knelpunten 1 en 4 aan (zie verslag 3). Er wordt gegeven wat de stremmingscijfers zijn in de huidige situatie en wat ze zullen zijn in de aangepaste situatie. 6'4 Knelpunt 1: stremming tbv. railsvervanging van het binnenhoofd. Huidige situatie: 22 uur/j~ar. Ix in 12 jaar ---- 264 uur (gepland) 341 op./jaar. in 12 jaar ---- 4096 op.* Aangepaste situatie: o uur/jaar. Ox in 12 jaar o op./jaar. Knelpunt 4: aanvaring van binnendeur. Lx in 20 jaar --32 uur (onverw.) 19 uur (gepland) in 20 jaar ---- 1088 op. Aangepaste situatie: Lx in 20 jaar .4 uur (onverw.) in 20 jaar -64 op.
1.6 uur/jaar. 1.0 uur/jaar. 54 op./jaar. 0.2 uur/jaar. 3.4 op./jaar.
Het verschil tussen de huidige en de aangepaste situatie tgv. de aanpak de knelpunten 1 en 4 bedraagt per jaar (gemiddeld): stremmingstijd: 23.4 uur (onverwacht) + 1 uur (gepland) overlast : 391.6 op. In de huidige situatie zijn de stremmingscijfers (alle stremmingssoorten gesommeerd): 110 uur/ j. stremmingstijd: 1322 uur in 12 j. 1022 op./j. overlast 12262 op. in 12 j. Indien alleen de stremmingssoorten, die op het binnenhoofd van de Noordersluis betrekking hebben, in beschouwing genomen worden, luiden de stremmingscijfers als volgt: stremmingstijd : 573 uur in 12 j. ---48 uur /j . overlast : 5739 op. in 12 j. ---- 478op./j. De relatieve verbetering tav. de knelpunten 1 en 4 ten eerste tov. de stremmingstijd en -overlast van de gehele sluis en ten tweede tov. de tijd en overlast bij het binnenhoofd bedraagt: Tabel Relatieve verbetering van binnenhoofd en gehele Noordersluis. stremmingstijd stremmingstijd stremmingsoverlast
* overlastpunten
gehele sluis (23.4/48=)
21.3 %
(391.6/1022=) 38.3 %
(zie verslag 3)
binnenhoofd
(23.4/48=)
48.8 %
(391.6/478=) 81.9 %
Theoretisch heeft de aanpassingskonstruktie éen "rendement" van 100 %, indien er een relatieve verbetering tav. stremmingstijd en -overlast gerealiseerd wordt van respektievelijk 48.8 % en 81.9 %. Hierbij wordt uitgegaan van het feit, dat alleen de stremmingssoorten, die te maken hebben met het binnenhoofd, worden beschouwd. De reden om alleen deze stremmingssoorten te beschouwen is, dat de knelpunten en dus ook de aanpassingen hoofdzakelijk op verbetering van het binnenhoofd gericht zijn. De aanpassingskonstruktie zal behalve de stremmingsoverlast tgv. de knelpunten 1 en 4 ook nog andere effekten hebben. Positieve effekt en zijn verdere verlagingen van stremmingsoverlast, die optreden, omdat behalve de knelpunten 1 en 4 ook andere bronnen van stremming worden aangepakt (bv. zout/zoetstrommingen, die bij de roldeur storingen (=stremming) kunnen veroorzaken, kunnen bij aanpassing van de situatie dmv. een hefdeur eventueel geen problemen meer veroorzaken). Negatieve effekten zijn stremmingen, die geintroduceert worden door de aanpassingskonstruktie (bv. stremmingen tbv. onderhoud aan de aanpassingskonstruktie). Er kan aangenomen worden, dat er zowel positieve als negatieve effekt en zullen optreden.
65
De verbetering van de knelpunten 1 en 4 wordt gezien als "norm"verbetering. Er wordt arbitrair gesteld, dat de verbetering van de situatie een "rendement" van 75 % moet hebben. Er wordt van 100% afgeweken, omdat er op die wijze rekening gehouden wordt enerzijds met negatieve effekten en anderzijds met het feit, dat de aanpassing geimplementeerd wordt in een systeem met rolwagen- en deurwisselingsschema's, die, zij het aangepast, doorgang moeten vinden. De minimale verbetering dient er als volgt uit te zien: 75 %x 23.4 = 17.6 uur/jo ---- in 12 jaar: 211 uur 75 %x391.6 = 293.7 op./j. ---- in 12 jaar: 3524 op. Hieruit volgt dat in de aangepaste situatie maximaal (1322-211 =) 1111 uur stremming en (12262-3524 =) 8738 op. in 12 jaar zijn toegestaan. De stremmingscijfers zijn nu bekend. Het is nu mogelijk een uitspraak te doen over de stremmingen tbv. onderhoud en tgv. klimaat en kalamiteiten. Stremmingen tbv. onderhoud. Het is van belang de stremmingen tbv. onderhoud aan de aanpassingskonstruktie beperkt te houden, omdat deze stremmingen struktureel zijn en veelvuldig terugkeren. Door bij het ontwerpen van de konstruktie rekening te houden met het minimaliseren van de onderhoudswerkzaamheden, die stremming veroorzaken, kan een hoop stremming vermeden worden. Dit wordt weerspiegeld in de kriteria. De stremmingseisen zijn als volgt: de maximale stremming, die mag optreden, duurt 16 uur en mag hoogstens Ix in de 4 jaar optreden.* tevens mag optreden een stremming van 4 uur, die hoogstens Ix in 2 jaar voorkomt.* _)
* (ism. Gemeentelijk Havenbedrijf
Amsterdam)
Stremming_~g~. klimaat. In deze stremmingsgroep (zie verslag 3) gaat het met name om de stremmingssoort "weersomstandigheden", die stremming tgv. oa. wind en mist behelst. Het staken van het schutbedrijf tgv. wind dient nader gepreciseerd te worden. Gezien de marge in stremmingsuren en -overlast, die in het voorafgaande is vastgesteld, en de in Ijmuiden optredende wind, is het mogelijk de eis te formuleren bij welke windkracht het schutbedrijf nog moet funktioneren. Windgegevens
Tabel
windkracht
Ijmuiden.
8
9
11
10
12
aantal keer
jaar 1978
?
9
2
0
0
1979
13
13
4
1
0
gemiddeld
(13)
11
3
1
0
wk.*
(28)
15
4
1
0
wk. in 12 j.
(336)
180
48
12
0
-
1
1
*
wk. = groter of gelijk dan de windkracht~ die in de kolom 1 vermeld is.
Tav. deze cijfers dient te worden opgemerkt, dat de stremmingstijd en overlast gereduceerd dient te worden, omdat sommige stremmingsuren dubbel geregistreerd worden, nl. in de stremmingssoorten "situatie Ijmuiden" en "waterpeil" zijn reeds stremmingen opgenomen, die bij verlaging van de wind-eis (=schutbedrijf wordt bij lagere windsnelheden reeds stilgelegd) reeds in de stremmingstabellen zijn opgenomen (zie verslag 3). Met de huidige konstruktie wordt het schutbedrijf onderhouden tot en met windkracht 9. Bij windkracht 10 wordt het vaar-technisch niet meer mogelijk geacht met een aanvaardbaar risiko de Noordersluis te passeren.' De stremmingen tgv. windkracht 10 hebben te maken met de schepen en de gehele Noordersluis. Stremmingen tgv. windkracht 9 en minder hebben te maken met de aanpassingskonstruktie. De stremmingen tgv. klimaat zijn ongepland en hebben zodoende een hoge overlast tot gevolg. Gezien de marge in de stremmingstijd en -overlast (70 uur en 1175 op.) kan in het ontwerp rekening gehouden worden met de mogelijkheid, dat het schutbedrijf bij windkracht 9 of in ieder
'.)
geval gedurende een gedeelte van tijd, dat windkra~ht 9 optreedt, onderbroken mag worden. Om een exakte uitspraak te kunnen doen is een nauwkeuriger statistisch onderzoek naar het windgedrag in Ijmuiden noodzakelijk, zodat van de 180 keer in 12 jaar, dat windkracht 9 optreedt, bekend-Ys: hoe lang deze wind aanhoudt. In de kriteria wordt opgenomen, dat het schutbedrijf moet kunnen onderhouden moet kunnen worden tot windkracht 9. Stremmingen tgv. kalamiteiten. In deze stremmingsgroep vallen de aanvaringen. Aanvaringen zijn een statistisch gegeven (bv. de binnendeur wordt gemiddeld één keer in de twintig jaar aangevaren). 61 Storingen kunnen vanwege hun "onverwachte" karalter en eventueel de aard van de oorzaak in deze stremmingsgroep worden ingedeeld. In de huidige situatie blijkt de storingsgevoeligheid/betrouwbaarhe betrouwbaarheid van de Noordersluis laag/hoog. Alleen de binnendeur motoriek heeft enige jaren problemen gegeven en daar is toen overgegaan op een semi-permanent bewegingwerk voor de roldeur. De aanpassingskonstruktie pakt deze mogelijke storingsbron direkt aan.
Bijlage 12. Bij 7.5.
Motivering van voldoeningcijfers. a.l Overeenkomst Al, B4: Het onderhoud aan de aangepaste Noordersluis is nagenoeg hetzelfde bij beide ontwerpideeën, omdat de aanpassingen overeenkomst vertonen. De aanpassingen introduceren vrijwel geen stremmingsonderhoud. Verschil: ,,8 Bij de wisseling van de (reserve-)roldeur is het noodzakelijk bij ontwerpidee Al het nieuwe afsluitmiddel uit de deurkas te hijsen om de roldeur te laten passeren. Voldoeningscijfers: Al 8 B4 ----- 9 a.2 Verschil Al, B4: Bij Al kan er geschut worden t/m windkracht 9 en bij B4 t/m windkrach.t 8. De aankomst van schepen bij de Noordersluis is bij de DGSM. lang van te voren bekend (zie verslag 2), zodat er in een urgente situatie het schutbedrijf bij windkracht 9 bij ontwerpidee B4 kan worden overgenomen door de (reserve-)roldeur. Voldoeningscijfers: Al ----- 9 B4 ----- 6 a.3 Bij aanvaring van de binnendeur wordt de kokerkonstruktie bij Al met zekerheid ook aangevaren. Al naar gelang de ernst van de aanvaring heeft dit verstrekkende gevolgen (langdurige stremming, omdat de deur en/of kokerkonstruktie niet zonder ingrijpen uit de kolk is/zijn te verwijderen. Bij B4 strekt de koker zich eveneens over de kolk uit. Dit gebeurt echter op NAP + 27.50 m., zodat de mogelijkheid van een aanvaring gering is. De verwrongen deur moet wel geheven kunnen worden. Voldoeningcijfers: Al 2 B4 ----- 7 b. Er is tbv. de aanleg van de konstruktie volgens ontwerpidee B4 meer stremming nodig dan volgens Al, omdat het plaatsen van de koker meer tijd in beslag neemt. Voldoeningcijfers: Al 7 B4 ----- 6 c. Het verschil in bedieningstijd wordt veroorzaakt door de verplaatsingen van de hefdeur en de nivellertijd van de kolk. De verplaatsingen zijn bij Al kleiner en de nivellering van de kolk verloopt bij Al sneller, omdat de beide omloopriolen beschikbaar zijn itt. bij B4. )
Voldoeningcijfers:
Al B4
7 3
d.l Bij B4 moet het schuivenhuis op de zuidzijde van het binnenhoofd gedeeltelijk verdwijnen. Bij Al zijn een groot aantal ingrepen in de konstruktie en in de bebouwing nodig, nl., de "kopse" zijde van de deurkas van het binnenhoofd moet worden afgebroken, de bebouwing bij de deurkas moet verdwijnen en het schuivenhuis op de noordelijke zijde meot worden aangepast. Voldoeningcijfers: Al 2 B4 ----- 7 d.2 Bij Al moet een verbinding tussen de huidige en de verlenging van de deurkas worden gemaakt (konstruktieve aansluiting). Voor de verplaatsing van het afsluitmiddel in de onderhoud/ reparatie-ruimte is een zware "kraan nodig, die relatief zeer sporadisch gebruikt wordt (logistieke aansluiting). Voldoeningcijfers: Al 3 B4 ----- 8 e. Overeenkomst Al, B4: Bij beide ontwerpideeën is een wegverkeersverbinding niet mogelijk. B4 is ten koste van een dure konstruktie nog aan te passen, zodat een wegverbinding mogelijk wordt. Voldoeningcijfers: Al 0 B4 ----- I
_)