M i n i s t e r i e v a n V e r k e e r en W a t e r s t a a t
Rijkswaterstaat Bouwdienst R i j k s w a t e r s t a a t
V E R G E L I J K I N G TROPISCH HARDHOUT MET I N AANMERKING KOMENDE ALTERNATIEVE MATERIALEN, G E Z I E N VANUIT DE CONSTRUCTIE
Hoofdafdeling
Natte Infrastructuur
A f d e l i n g C o n s t r u c t i e v e Waterbouw Utrecht,
23 o k t o b e r 1 9 9 1
BIBLIOTHEEK
BIBLIOTHEEK B o u w d i e n s t Rijkswaterstaat
BOUWDIENST
RUKSWATERSTMT
NR.
Postbus 20.000 3 5 0 2 L A Utrecht
2
.CQb.SA. SOs>.
INHOUDSOPGAVE
pag. 1.
INLEIDING
3
2.
MATERIALEN
3
3.
AFWEGING DAMWANDCONSTRUCTIE
4
4.
AFWEGING MEERSTOELEN
6
5.
AFWEGING REMMINGWERKEN
9
6.
AFWEGING SLUISDEUREN
FIGUREN 1 T/M 5 BELASTINGSCHEMA S 1
11
3
1.
INLEIDING
De m a t e r i a l e n d i e i n de c o n s t r u c t i e v e w a t e r b o u w g e b r u i k t w o r d e n , z i j n b e h o u d e n s gewapend b e t o n e n g r o n d i n h o o f d z a a k s t a a l en t r o p i s c h hardhout. Beide m a t e r i a l e n worden a l s h a l f p r o d u k t a f g e n o m e n v a n de l e v e r a n c i e r d . i . de s t a a l p r o d u c e n t e n de h o u t l e v e r a n c i e r . Na e e n b e w e r k i n g w o r d t h e t e i n d p r o d u k t v e r k r e g e n , g e s c h i k t om voor l a n g e r e t i j d t e voldoen aan g e s t e l d e e i s e n . H e t i s op h e t moment d a t h e t h a l f p r o d u k t g e r e e d i s , d a t de v e r g e l i j k i n g v a n g e b r u i k en k o s t e n d e z e r z i j d s b e g i n t . U i t g a n g s p u n t d a a r b i j i s d a t de l e v e n s d u u r i n de v e r g e l i j k i n g c a . 50 j a a r i s , d.w.z. v a n a l l e t e g e b r u i k e n m a t e r i a l e n z a l w o r d e n a a n g e g e v e n w a t de t o t a l e k o s t e n z u l l e n z i j n a l s de c o n s t r u c t i e g e d u r e n d e 50 j a a r moet s t a n d h o u d e n . V a n z e l f s p r e kend z a l t u s s e n t i j d s e v e r n i e u w i n g , i n d i e n n o d i g , d a a r b i j worden meegenomen. De k o s t e n z u l l e n g l o b a a l w o r d e n a a n g e g e v e n e n s l e c h t s w a a r d e h e b b e n a l s v e r g e l i j k i n g q u a o r d e g r o o t t e met a n d e r e m a t e r i a l e n o n d e r l i n g . De w e e r g e g e v e n k o s t e n z i j n i n c l u s i e f d i r e c t e e n i n d i r e c t e k o s t e n , e c h t e r e x c l u s i e f B.T.W. Het p r i j s p e i l van a l l e t e bepalen kosten i s 1991. U i t h e t z e e r r u i m e a a n t a l m o g e l i j k e c o n s t r u c t i e s z u l l e n i n de v e r g e l i j k i n g worden b e t r o k k e n : a. damwandconstructies; b. een m e e r s t o e l ; c. een v a s t remmingwerk, g e s c h i k t v o o r p l e z i e r v a a r t en k l e i n e beroepsvaart; d. e e n s l u i s d e u r ( p u n t d e u r ) . 2.
MATERIALEN
V e r g e l e k e n z u l l e n w o r d e n de n a v o l g e n d e m a t e r i a l e n : t r o p i s c h h a r d h o u t met a. grenen, behandeld tegen a a n t a s t i n g ; o f b. s t a a l ; o f c. z o m o g e l i j k b e t o n ; o f d. k u n s t s t o f f e n w a a r o n d e r r e c y c l i n g . Ook e v e n t u e l e c o m b i n a t i e s z u l l e n d a a r i n w o r d e n b e t r o k k e n : V o o r de c o n s t r u c t i e v e w a t e r b o u w g e s c h i k t e m a t e r i a l e n , d i e n i e t r u i m i n de b e n o d i g d e a f m e t i n g e n e n n i e t s t e e d s t i j d i g v o o r h a n d e n z i j n (w.o. e i k e n b i j v . ) z i j n n i e t i n de v e r g e l i j k i n g meegenomen. De v o l g e n d e a s p e c t e n s p e l e n e e n r o l : de a f m e t i n g e n met b e t r e k k i n g t o t de t o e l a a t b a r e a, E e n doorbuiging; het oppervlak t e n aanzien van w r i j v i n g , slijtage, v e r o u d e r i n g en c o r r o s i e ; de k o s t e n ; - de p l a a t s v a n h e t m a t e r i a a l i n de c o n s t r u c t i e . I n b e s c h o u w i n g w o r d e n genomen de v o l g e n d e m a t e r i a l e n met h u n karakteristieke eigenschappen:
4
materiaal
toelaatbare buigtrekspanning a [N/mm ] m 1 216 324 434
2) m 1 160 240 321
60 44 17
30500 210000 210000 210000
17000 14000 8000
40 30 13
s t o o t b e l a s t i n g (meerpaalconstruetie) s t a t i s c h e b e l a s t i n g (damwandconstruetie) de waarden v a n r e p l a s t en r e h a r d e r ( r e c y c l i n g ) 3/4 x de waarden v a n de u i t g a n g s m a t e r i a l e n .
Wat
-
3.
2
1)
- 0 222 500 897
188 - 625 1000
212 138 36
z i j n ca.
l e v e n s d u u r v a n h e t m a t e r i a a l b e t r e f t i s aangehouden: A z o b e v o o r d a m w a n d g e b r u i k max. A z o b e v o o r g e l e i d e w e r k e n max.
-
[kN/m ]
2
300 - 1000 10000
25 100
2
[N/mm ]
2
beton, B45 1) s t a a l , Fe360 Fe510 X-70 kunststof: 3) - thermoplast - thermoharder (GVK-glasvezelversterker kunststof) azobe basralocus naaldhout
a /E
E-modulus
Grenen (verduurzaamd) Staal geconserveerd Gewapend b e t o n
max.
Kunststof
max.
max.
25 j a a r 30--50 j a a r , a f h a n k e l i j k v a n het watermilieu 25 j a a r 50 j a a r 50 j a a r met o v e r w a a r d e dekking 50 j a a r
AFWEGING DAMWANDEN ( z i e f i g u u r 1) De k e r e n d e h o o g t e v a n e e n damwand b e p a a l t g r o t e n d e e l s w e l k e m a t e r i a l e n i n a a n m e r k i n g komen. Zo z a l b i j k l e i n e k e r e n d e hoogten v e e l a l h o u t g e b r u i k t kunnen worden, t e r w i j l b i j g r o t e r e kerende hoogten s t a a l de v o o r k e u r v e r d i e n t . De v e r g e l i j k i n g v a n t r o p i s c h h a r d h o u t met e e n a l t e r n a t i e f m a t e r i a a l , k a n d u s s l e c h t s e e n damwand met v r i j k l e i n e kerende hoogte b e t r e f f e n . Als -
u i t g a n g s p u n t d i e n e e e n damwand d i e : e e n k e r e n d e h o o g t e h e e f t v a n 1,50 m'; opgebouwd i s u i t A z o b e - d a m p l a n k e n d i k 4 cm; v e r a n k e r d h . o . h . 10 m a a n a n k e r g o r d i n g e n 20 x 20 cm; t o e l a a t b a r e spanningen a l s gegeven; l e n g t e d a m p l a n k e n 3,10 m.
a. Geimpregneerd grenen ( z i e f i g u u r ) G e z i e n h e t g r o t e v e r s c h i l i n de t o e l a a t b a r e b u i g t r e k s p a n n i n g e n v a n g r e n e n t e n o p z i c h t e v a n a z o b e (13 N/mm t . o . v . 40 N/mm ) z a l h e t w e e r s t a n d s m o m e n t g r o t e r m o e t e n worden. H e t g e v o l g i s d a t e r v r i j g r o v e c o n s t r u c t i e s worden v e r k r e g e n : 2
2
5 p l a n k e n d = 4 cm m o e t e n w o r d e n J
40
) * 4 = 7 cm d i k 13 - b a l k e n v a n 20 * 20 cm m o e t e n w o r d e n 20 * 35 cm I n b e i d e g e v a l l e n kan h e t z e l f d e anker worden g e b r u i k t . Nadeel van het g e b r u i k van geimpregneerd grenen i s : - h e t v e e l z a c h t e r e hout t.o.v. azobe v e r o o r z a a k t s n e l l e r b e s c h a d i g i n g w a a r d o o r ook w e e r s n e l l e r r o t t i n g ontstaat: kortere levensduur; g r o t e p a r t i j e n hout van g r o t e afmetingen z i j n s l e c h t s z e e r w e i n i g v o o r h a n d e n , z o d a t aan s a m e n g e s t e l d e c o n s t r u c t i e s n i e t z a l kunnen worden ontkomen, h e t g e e n duur i s ; - h e t i n de t i j d u i t l o g e n v a n de g e i m p r e g n e e r d e v l o e i s t o f z a l h e t h o u t meer en meer a a n r o t t i n g o n d e r h e v i g maken: k o r t e r e l e v e n s d u u r . Benodigd:
Azobe-planken Azobe-gording
(
p e r m' per m
wand
0,12 0,04
m* m
G r e n e n p l a n k e n p e r m' G r e n e n g o r d i n g p e r m'
wand
0,22 0,07
m* m
1
A l t e r n a t i e f v o o r de g r e n e n g o r d i n g S t a l e n p r o f i e l 2 x UNP 180 45
m: kg. 1
b. Gewapend beton ( z i e f i g u u r ) Overwogen zou kunnen worden i n p l a a t s van t r o p i s c h h a r d h o u t , p l a n k e n v a n gewapend b e t o n t e g e b r u i k e n . G e z i e n de v r i j g e r i n g e opneembare t r e k s p a n n i n g i n b e t o n z a l e e n gewapende p l a n k n o d i g z i j n . Om h e i s p a n n i n g e n op t e nemen moet de p l a n k b o v e n d i e n e e n d u b b e l e w a p e n i n g k r i j g e n . Tezamen met de op de w a p e n i n g b e n o d i g d e d e k k i n g w o r d t de p l a n k v r i j z w a a r . De k o s t e n v a n a a n b r e n g e n i n h e t w e r k w o r d e n g e l i j k g e a c h t aan d i e b i j t r o p i s c h hardhout. c. S t a a l ( z i e f i g u u r ) V o o r k e r i n g e n i s s t a a l een g e s c h i k t m a t e r i a a l d a a r e e n hoge t o e l a a t b a r e b u i g s p a n n i n g i n v e r g e l i j k i n g met t r o p i s c h hardhout m o g e l i j k i s . Voor k l e i n e kerende hoogten i s het l i c h t s t e s t a l e n p r o f i e l v a a k nog t e z w a a r , w a a r d o o r o v e r d i m e n s i o n e r i n g het gevolg i s . S t a l e n d a m w a n d p r o f i e l e n r o e s t e n , w a a r d o o r g e r e k e n d moet w o r d e n met v e r m i n d e r i n g v a n de a a n w e z i g e s t a a l d i k t e n t i j d e n s de l e v e n s d u u r . De c o r r o s i e s n e l h e i d l i g t g e m i d d e l d t u s s e n 0,05 en 0,1 m m / j a a r , m i t s de g e c o r r o d e e r d e l a a g op h e t m a t e r i a a l aanwezig b l i j f t . Een l i c h t p r o f i e l met d i k t e v a n h e t s t a a l v a n 5 mm z o u dus t h e o r e t i s c h 50 j a a r mee k u n n e n a l v o r e n s de p l a n k v o l l e d i g i s a f g e s c h r e v e n ( g a t e n i n de p l a n k ) . Gaan we e c h t e r u i t v a n een d i k t e v a n 6 mm, d a n z o u na 50 j a a r nog n e t v o l d o e n d e m a t e r i a a l o v e r m o e t e n z i j n om de f u n c t i e t e v e r v u l l e n , zonder d a t g e b r u i k i s gemaakt van
6 c o r r o s i e w e r e n d e p r o d u k t e n ( t h e o r e t i s c h geen g a t e n i n de p l a n k ) . B i j g e b r u i k v a n e e n goed c o r r o s i e w e r e n d p r o d u k t kan h e t b e g i n t i j d s t i p v a n a a n t a s t i n g v a n h e t s t a a l c a . 10 j a a r w o r d e n u i t g e s t e l d , w a a r d o o r 5 mm w e e r v o l d o e n d e is. In de p r i j s v e r g e l i j k i n g w o r d t eenmaal c o n s e r v e r e n meegenomen. B o v e n d i e n w o r d t meegenomen d e l a g e r e k o s t e n v a n a a n b r e n g e n v a n d e damwand. P r i i s v e r a e l i i k i n a p e r m' d a m w a n d c o n s t r u c t i e
(excl.
B.T.W.)
Uitgangspunten: - h o e v e e l h e d e n g e b a s e e r d op 50 j a a r c o n s t r u c t i e l e v e n , d.w.z. b i j b i j v o o r b e e l d l e v e n s d u u r m a t e r i a a l 25 j a a r , w o r d t 2 x d e h o e v e e l h e i d opgenomen; de b e n o d i g d e g o r d i n g e n w o r d e n i n d e h o e v e e l h e d e n v e r werkt ; h e t aanbrengen v a n de v e r s c h i l l e n d e p l a n k e n z a l a p a r t v e r m e l d worden; stalen gordingen exclusief conservering, i n c l u s i e f menielaag; - v e r a n k e r i n g wordt per a l t e r n a t i e f g e l i j k g e s t e l d en i s n i e t i n d e k o s t e n v e r g e l i j k i n g meegenomen; - b i j t u s s e n t i j d s e v e r v a n g i n g ( 2 5 j a a r ) v a n d e damwand i s u i t g e g a a n v a n h e r g e b r u i k v a n de v e r a n k e r i n g . Materiaal
Bedrag materiaal per keer
Levensduur Benodigd materiaal per keer
Aanbrengen T o t a a l bedrag/m' per k e e r
Azobe
25
jaar
0,16
m3
360
85 / 40 +)
459
*)
Grenen met g o r d i n g
25
jaar
0,29
m3
351
80 / 40 +)
570
*)
Grenen zonder g o r . Gording s t a a l
25 50
jaar jaar
0.22 m3 45 kg
172 170
80 40
508
*)
Gewapend b e t o n Gording
50 50
jaar jaar
0,37 m3 45 kg
333 170
80
170 kg 45 kg 2 m
265 170 100
44
217 kg 45 kg
341 170
44
50 j a a r S t a l e n damwand 50 j a a r Stalen gording S t a a l c o n s e r v e r i n g l x p/50 j r S t a l e n damwand Stalen gording
50 50
jaar jaar
?
+)
583
579 555
Bedragen i n guldens *) Bedrag g e k a p i t a l i s e e r d naar heden; r e e l e r e n t e v o e t 5% +) S l o o p k o s t e n p e r m'
4.
AFWEGING MEERSTOELEN ( z i e f i g u u r 2)
1.
Hoofdconstructie B e p a l e n d v o o r h e t m a t e r i a a l om g e s c h i k t t e z i j n v o o r e e n m e e r p a a l i s d e m a t e r i a a l f a c t o r a / E . Hoe g r o t e r d e z e f a c t o r , hoe g e s c h i k t e r h e t m a t e r i a a l kan z i j n . D i t i n verband met d e b e n o d i g d e e n e r g i e o p n a m e . G e g e v e n s v o o r d e b e p a l i n g van deze f a c t o r worden o n t l e e n d a a n de s t a a t , d i e onder " M a t e r i a l e n " i s gegeven. 2
7 V e r g e l i j k i n g v a n de v e r s c h i l l e n d e m a t e r i a a l f a c t o r e n t . o . v . de m a t e r i a a l f a c t o r e n v a n b a s r a l o c u s en a z o b e l e e r t : Ongewapend b e t o n v o l d o e t n i e t d o o r d a t de t r e k s t e r k t e v a n b e t o n n i h i l i s . Gewapende o f v o o r g e s p a n n e n b e t o n c o n s t r u c t i e s z i j n b e t e r i n s t a a t om b u i g t r e k s p a n n i n g e n op t e k u n n e n nemen, e c h t e r d o o r de t o e l a a t b a r e d r u k s t e r k t e v a n c a . 36 N/mm w o r d t de m a t e r i a a l f a c t o r b e p e r k t t o t c a . 42 kN/m . Een o p l o s s i n g i s om f e n d e r c o n s t r u c t i e s t o e t e p a s s e n i n c o m b i n a t i e met een b e t o n c o n s t r u c t i e . Een z w a r e b e t o n c o n s t r u c t i e met g r o t e a f m e t i n g e n b l i j f t e c h t e r n o o d z a k e lijk. C o n c l u s i e : B i j afmetingen i n d e z e l f d e orde van g r o t e a l s h a r d h o u t e n c o n s t r u c t i e s i s b e t o n a l s m a t e r i a a l n i e t ges c h i k t v o o r r e m m i n g w e r k e n en d u c d a l v e n (meerstoelen). S t a a l l i j k t een g e s c h i k t a l t e r n a t i e f m a t e r i a a l , s t a a l k w a l i t e i t Fe360 i s o n g e v e e r g e l i j k w a a r d i g met a z o b e . T o e p a s s i n g van hogere s t a a l k w a l i t e i t e n i s z e e r g u n s t i g , om d i e r e d e n i s ook s t a a l k w a l i t e i t X-70 t o e g e v o e g d . U i t g e g a a n i s i n de t a b e l v a n een t o e l a a t b a r e t r e k s p a n n i n g v a n 0.9 * ae. I n de p r a k t i j k w o r d e n v e e l s t a l e n b u i s p a l e n toegepast, d i t omdat h e t m a t e r i a a l g o e d b e n u t w o r d t en z o w e l de s t i j f h e i d a l s de s t e r k t e i n a l l e r i c h t i n g e n h e t z e l f d e i s . B o v e n d i e n i s h e t g o e d m o g e l i j k de s t a a l d o o r s n e d e te verjongen of v e r s c h i l l e n d e s t a a l k w a l i t e i t e n toe te passen. De m a t e r i a a l f a c t o r v o o r k u n s t s t o f ( t h e r m o p l a s t ) i s t o t c a . v i e r m a a l g r o t e r dan d i e v o o r b a s r a l o c u s en o n g e v e e r g e l i j k a a n d i e v a n s t a a l , k w a l i t e i t F e 5 1 0 . D i t z o u de c o n c l u s i e k u n n e n r e c h t v a a r d i g e n d a t een k u n s t s t o f p a a l (thermoplast) voldoet. E c h t e r g e z i e n de k l e i n e E - w a a r d e (« 1/200 * E staal) wordt een d u s d a n i g e g r o t e u i t b u i g i n g v e r w a c h t , d a t d i t v o o r e e n r e m m i n g w e r k o f een m e e r s t o e l n i e t a a n v a a r d b a a r z a l z i j n . Ook z u l l e n de b e n o d i g d e a f m e t i n g e n v a n de c o n s t r u c t i e , g e z i e n de k l e i n e t r e k s t e r k t e v a n h e t m a t e r i a a l , groot z i j n . C o n c l u s i e : t o e p a s s i n g van k u n s t s t o f ( t h e r m o p l a s t a l s p a a l m a t e r i a a l ) i s geen h a a l b a a r a l t e r n a t i e f . G l a s v e z e l v e r s t e r k t e k u n s t s t o f (GVK) o f r e h a r d e r z o u h e t a a n g e w e z e n m a t e r i a a l z i j n . De e l a s t i c i t e i t s w a a r d e i s o n g e v e e r 1/20 * E s t a a l , z o d a t g r o t e r e v e r v o r m i n g e n v e r w a c h t w o r d e n . N a d e r o n d e r z o e k moet u i t w i j z e n o f u i t v o e r i n g m o g e l i j k i s . V e r w a c h t w o r d t d a t de k o s t e n v o o r t o e p a s s i n g v a n GVK gewapend p o l y e s t e r h o g e r z u l l e n z i j n ; de k o s t e n v a n r e h a r d e r b e n a d e r t d i e v a n a z o b e . E u r o p e e s o f A m e r i k a a n s n a a l d h o u t i s g e z i e n de m a t e r i a a l f a c t o r n i e t g e s c h i k t v e r g e l e k e n met b a s r a l o c u s e n a z o b e . Een a a n z i e n l i j k a a n t a l g e k o p p e l d e p a l e n z o u een o p l o s s i n g kunnen z i j n . D i t wordt h i e r n i e t v e r d e r u i t g e w e r k t . 2
2
U i t h e t b o v e n s t a a n d e v o l g t de c o n c l u s i e : a l l e e n s t a a l l i j k t (momenteel) g e s c h i k t om de p a l e n v a n t r o p i s c h h a r d h o u t t e vervangen.
8 U i t g a a n d e v a n d e e n e r g i e ( c a . 20 kNm) d i e d e p a a l c o n s t r u c t i e moet opnemen, k a n e e n m e e r s t o e l met 4 b a s r a l o c u s p a l e n v e r g e l e k e n w o r d e n met e e n s t a l e n p a a l
5
Om e e n s c h e e p s v r i e n d e l i j k e r c o n s t r u c t i e t e maken k a n d e s t a l e n b u i s p a a l nog v a n een b e k l e d i n g s c o n s t r u c t i e worden v o o r z i e n . De k o s t e n h i e r v a n w o r d e n a p a r t v e r m e l d ( z i e p u n t 2) . P r i i s v e r g e l i n k i n g meerpaal e x c l . b e k l e d i n g Materiaal
Basralocus palen
Stalen buispaal Staal
(excl.
Aanbrengen Levensduur Benodigd Bedrag m a t e r i a a l m a t e r i a a l per k e e r per keer per keer 50 j a a r
10 m3
11000
30 j a a r
10 m3
11000
50 j a a r
2550 kg
c o n s e r v e r i n g l x p/50 j r
22 m
2
5400 1100
2200 2200/1500+)
B.T.W.) Totaal bedrag 13200 16310 *)
2000
-
8500
Bedragen i n guldens *) Bedrag g e k a p i t a l i s e e r d naar heden; restwaarde hout 30%; r e e l e r e n t e v o e t 5% +) S l o o p k o s t e n
Bekledingsconstructie ( z i e f i g u u r ) I n d i e n a a n de s t a l e n b u i s p a l e n h a a l p e n n e n b e v e s t i g d moeten w o r d e n , was h e t t o t n u t o e g e b r u i k e l i j k d e z e i n e e n h a r d h o u t e n b e k l e d i n g r o n d d e p a a l op t e nemen. In p l a a t s v a n azobe k a n de b e k l e d i n g s c o n s t r u c t i e ook z o d a n i g w o r d e n a a n g e p a s t , d a t e r g e e n h o u t meer g e b r u i k t w o r d t . De h o u t e n b a l k e n w o r d e n v e r v a n g e n d o o r e e n s t a l e n k o k e r o f e e n o r t h o t r o p e p l a a t w a a r o p s t r i p p e n UHMWPE ( U l t r a High M o l e c u l a r Weight P o l y e t h y l e n e ) z i j n b e v e s t i g d . Is een minder s c h e e p s v r i e n d e l i j k e o p l o s s i n g m o g e l i j k , dan k u n n e n d e U H M W P E - s t r i p p e n w o r d e n w e g g e l a t e n . De l e v e n s d u u r van de p l a a t o f de k o k e r s z a l d a n m o g e l i j k d o o r h e t s c h u r e n v a n d e s c h e p e n k o r t e r w o r d e n . De h a a l p e n i s b e r e i k b a a r d o o r e e n u i t s p a r i n g i n de o r t h o t r o p e p l a a t . De s t a a l c o n s t r u c t i e w o r d t e e n m a a l i n d e f a b r i e k g e c o n s e r veerd. Zonodig kan deze h a n d e l i n g , z i j h e t eenvoudiger, i n h e t werk h e r h a a l d worden i n de vorm v a n o n d e r h o u d ; a l l e e n de f a b r i e k s c o n s e r v e r i n g i s i n d e k o s t e n v e r g e l i j k i n g - m e e g e nomen. De s t a l e n r i n g e n rondom d e p a a l , t e r b e v e s t i g i n g v a n d e b e k l e d i n g s c o n s t r u c t i e , z i j n n i e t i n de k o s t e n v e r g e l i j k i n g meegenomen.
9 Priisvergelinking perm
2
schort
( e x c l . B.T.W.)
Aanbrengen T o t a a l Levensduur Benodigd Bedrag bedrag m a t e r i a a l m a t e r i a a l per k e e r per keer per k e e r
Materiaal
50 j a a r
0,25 m3
550
240
790
30 j a a r
0,25 m3
550
240
960 *)
Staalplaat
50 j a a r
200 kg
2000
200
2200
UHMWPE
25 j a a r
240
2300 *)
Azobe
Kokerprofielen Staal
+)
50 j a a r
conservering lx
p/50 j r
30 dm3 192 kg 3,2
m
2
450 1300 160
Bedragen i n guldens *) Bedrag g e k a p i t a l i s e e r d naar heden; restw. hout 30%; r e e l e r e n t e v o e t 5% +) Door o p t i m a l i s a t i e h e t bedrag aan s t a a l nog t e v e r l a g e n . -) S l o o p k o s t e n t e v e r w a a r l o z e n .
5.
AFWEGING REMMINGWERKEN ( z i e f i g u u r 3) V o o r de remmingwerken d i e s l e c h t s g e s c h i k t behoeven t e z i j n voor aanvaringen door k l e i n e r e schepen, i s hardhout z e e r g e s c h i k t . D i t g e l d t ook v o o r g e l e i d i n g s c o n s t r u c t i e s b i j bruggen e.d. W i l men h i e r e e n a n d e r m a t e r i a a l t o e p a s s e n , d a n k u n n e n v o o r de p a l e n , s t a l e n b u i s p a l e n w o r d e n g e k o z e n ( o v e r e e n k o m s t i g h e t o n d e r H o o f d s t u k 4 genoemde) e n v o o r d e h o r i z o n t a l e houten l i g g e r s een a l t e r n a t i e v e b e k l e d i n g s c o n s t r u c t i e . Voor de b e k l e d i n g s c o n s t r u c t i e t u s s e n e n v o o r d e p a l e n g e l d e n d e volgende eisen: G e s c h i k t e o p p e r v l a k t e r u w h e i d t . a . v . c o n t a c t met d e scheepswand. - H e t t o t a l e g e w i c h t v a n de b e k l e d i n g s c o n s t r u c t i e moet beperkt b l i j v e n . Geen o v e r m a t i g e o n d e r h o u d s k o s t e n t . g . v . h e t a a n l e g g e n v a n s c h e p e n (goede d u u r z a a m h e i d ) . Deze e i s e n h e b b e n t o t g e v o l g , d a t : B e t o n a f v a l t vanwege g e w i c h t e n r u w h e i d . S t a a l q u a g e w i c h t g o e d v o l d o e t , maar a f v a l t vanwege d e m i n d e r s c h e e p s v r i e n d e l i j k e k r a c h t s i n t e r a c t i e ( s t a a l op staal). K u n s t s t o f ( R e p l a s t o f R e h a r d e r ) v o l d o e t , maar vanwege d e l a g e t o e l a a t b a r e t r e k s p a n n i n g (a e n E) z a l , u i t g a a n d e v a n e e n c o n s t r u c t i e met o v e r e e n k o m s t i g e e i g e n s c h a p p e n a l s d i e v a n de a z o b e c o n s t r u c t i e , e e n g r o t e r e d o o r s n e d e n o o d z a k e l i j k z i j n met b i j b e h o r e n d e h o g e r e m a t e r i a a l k o s ten. De c o m b i n a t i e s t a a l - k u n s t s t o f i s e e n c o m b i n a t i e d i e a a n a l l e e i s e n v o l d o e t , d i t door h e t toepassen van s t a a l v o o r h e t frame en k u n s t s t o f a l b e k l e d i n g s m a t e r i a a l . De p r o f i e l k e u z e w o r d t b e p a a l d d o o r d e t r a d i t i o n e l e c o n s t r u c t i e v a n azobe t e v e r v a n g e n door een s t a l e n c o n s t r u c t i e met o v e r e e n k o m s t i g e s t e r k t e - e n s t i j f h e i d s e i genschappen.
10 Een v o o r d e h a n d l i g g e n d e p r o f i e l k e u z e i s d i e v a n e e n k o k e r m e t a f m e t i n g e n 2 5 0 x 1 5 0 x 1 0 mm e n s t a a l k w a l i t e i t F e 3 6 0 . D i t p r o f i e l komt o v e r e e n met d e a l g e m e n e t o e g e p a s t e a z o b e b a l k met a f m e t i n g e n 2 0 0 x 3 0 0 mm. D i t w i l n i e t zeggen d a t e r c o n s t r u c t i e f en economisch geen o p t i m a l e r e c o n s t r u c t i e t e b e d e n k e n v a l t . Ook h i e r i s n a d e r o n d e r zoek n o o d z a k e l i j k . H e t g e w i c h t v a n d e k o k e r b e d r a a g t 57 kg/m', h e t v e r g e l i j k b a r e a z o b e p r o f i e l h e e f t e e n g e w i c h t v a n 78 kg/m'. Op h e t s t a a l p r o f i e l w o r d t e e n k u n s t s t o f s t r i p , UHMWPE met a f m e t i n g e n v a n 240x50 mm, b e v e s t i g d . Deze s t r i p f u n g e e r t a l s b e k l e d i n g s m a t e r i a a l en h e e f t een w r i j v i n g s c o e f f i c i e n t 5 0 % l a g e r dan azobe, de s l i j t v a s t h e i d i s e c h t e r honderden malen g r o t e r . V a n z e l f s p r e k e n d k a n h e t k u n s t s t o f ook vervangen worden door e e n s t r i p v a n azobe. Ten o p z i c h t e v a n een massieve b a l k l e v e r t d i t n o g e e n b e s p a r i n g op v a n c a 7 5 % G l a s v e z e l v e r s t e r k t k u n s t s t o f w o r d t om e e r d e r genoemde redenen h i e r n i e t nader u i t g e w e r k t . Nader onderzoek i s noodzakelijk. V e r v a n g i n g v a n azobe door Europees o f Amerikaans n a a l d hout i s m o g e l i j k , e c h t e r a l l e e n a l s k l e e d h o u t op e e n s t a l e n f r a m e omdat t . g . v . d e l a g e t o e l a a t b a r e b u i g t r e k spanning grote massieve l i g g e r s b i j toepassing v a n naaldhout a l l e e n nodig z u l l e n z i j n . Een e e r s t e n a d e e l v a n h e t g e b r u i k v a n n a a l d h o u t i s h e t v r i j zachte k a r a k t e r v a n h e t hout. Aanvaring door schepen z a l v r i j w e l a l t i j d schade t o t g e v o l g hebben, hetgeen v e e l onderhoud v r a a g t . Een t w e e d e n a d e e l i s d e g e r i n g e d u u r z a a m h e i d . D e e l s k a n d i t worden opgevangen door impregneren, h e t g e e n e c h t e r kostenverhogend werkt. Conclusie i s dat naaldhout n i e t e r ggeschikt i s voor d i t d o e l . ( U i t z o n d e r i n g k a n L a r i x - h o u t vormen, h e t g e e n echter bijna niet verkrijgbaar i s . ) V o o r de p a a l k a n a l s a l t e r n a t i e f worden g e k o z e n de s t a l e n p a a l 0323/10 s t a a l k w a l i t e i t X70; v o o r de b e k l e d i n g z i e f i g u u r 3. G e r e k e n d met e n e r g i e n i v e a u v a n 10 kNm. Priisveraeliiking perm Materiaal
Azobe l i g g e r s
1
remmino e n p e r p a a l Bedrag materiaal per keer
Levensduur Benodigd materiaal per keer 0,12 m3
270
60
30 j a a r
0,12 m3
270
60/40
30 j a a r
2,40 m3
Stalen
50 j a a r
114 kg
25 j a a r
Hakorit Conserveren Stalen
buispaal
Conservering
lx
p/50 j r
50 j a a r lx
p/50 j r
2
1300 kg 12 m
330 +)
408
*)
800/560 +)
4296
*)
450
60
1492
*)
80
40
2810
2000
2640 772
30 dm3 1,6 m
B.T.W.)
Aanbrengen T o t a a l bedrag per keer
50 j a a r
Basralocuspaal kokerprof.
(excl.
2
600
+)
5410
Bedragen i n guldens *) Bedrag g e k a p i t a l i s e e r d naar heden; restwaarde hout 30%; r e e l e r e n t e v o e t 5% +) S l o o p k o s t e n
11 6.
AFWEGING SLUISDEUREN ( z i e f i g u r e n 4 e n 5) Algemeen w o r d t g e s t e l d d a t houten en s t a l e n s l u i s d e u r e n ( p u n t d e u r e n ) u i t s t e k e n d g e s c h i k t z i j n v.w.b. de f u n c t i o n e l e e i s e n . Andere typen s l u i s d e u r e n (hefdeuren en roldeuren) worden a l l e e n i n s t a a l u i t g e v o e r d . Afweging hardhouten puntdeuren versus s t a l e n puntdeuren vindt hier plaats. Vanwege d u u r z a a m h e i d e n s t e r k t e - e i g e n s c h a p p e n w o r d e n a l l e e n de h o u t s o o r t e n ( a z o b e , d e m e r a r a g r o e n h a r t , e n z . ) , d u u r z a a m heidsklasse I , toegepast. NB:
D a a r w a a r s l u i s d e u r e n i n bewegend c o n t a c t komen met de o m g e v i n g ( d a a r w a a r w r i j v i n g e n s l i j t a g e o p t r e den) , k a n b e k l e d i n g met h o u t w o r d e n v e r v a n g e n d o o r UHMWPE, e n / o f d o o r R e p l a s t e n R e h a r d e r .
De v o l g e n d e a s p e c t e n w o r d e n a f g e w o g e n : 1. a a n s c h a f k o s t e n ; 2. l e v e n s d u u r e n b e n o d i g d o n d e r h o u d ; 3. aanvaarschade; 4. t o t a l e g e k a p i t a l i s e e r d e k o s t e n . 1.
Aanschafkosten De v o l g e n d e ( a l g e m e n e ) e e n h e i d s p r i j z e n mogen w o r d e n t o e g e p a s t ( u i t e r a a r d a f h a n k e l i j k v a n b e l a s t i n g en overspanning): Staal: f Azobe: f
3940/m 2625/m
2. L e v e n s d u u r
2 2
(materiaal, (materiaal,
f a b r i c a g e en c o n s e r v e r i n g ) ; f a b r i c a g e en b e s l a g ) .
en onderhoud
A l l e e n g r o o t o n d e r h o u d i s i n b e s c h o u w i n g genomen, onderhoud aan bewegingswerken en d r a a i p u n t e n i s n i e t meegenomen. Staal: U i t g a n g s p u n t : l e v e n s d u u r 50 j a a r Ouderhoud : * elke 7 a 8 jaar gedeeltelijk stralen en c o n s e r v e r e n (25%) ; * na 25 j a a r g e h e e l o p p e r v l a k s t r a l e n en c o n s e r v e r e n . Azobe: - U i t g a n g s p u n t : l e v e n s d u u r 50 j a a r Onderhoud : * n a 25 j a a r s t a a l w e r k -
U i t g a n g s p u n t : l e v e n s d u u r 30 j a a r Onderhoud : geen g r o o t onderhoud.
vervangen
12 3.
Aanvaarschade -
A f h a n k e l i j k v a n d e mate v a n b o t s i n g k l e i n s c h a l i g e d a n wel g r o o t s c h a l i g e n o o d z a k e l i j k e r e p a r a t i e , zowel voor s t a a l a l s hardhout. G r o o t s c h a l i g e r e p a r a t i e i s i n p r i n c i p e een verzekeringszaak.
4. T o t a l e g e k a p i t a l i s e e r d e k o s t e n Uitgangspunten: p u n t d e u r 30 m k o s t e n c o n s e r v e r e n s t a a l f 50,-/m - k o s t e n a a n - / a f v o e r bok f 25.000,i n s e r i e onderhoud aan meerdere deuren u i t v o e r e n r e e l e r e n t e v o e t 5% - v e r v a n g e n b e s l a g ( n a 25 j a a r ) h o u t e n d e u r f 20.000,= afschrijving lineair. 2
2
Priisvergelinking per m
2
puntdeur
(excl.
B.T.W.)
Vervangen T o t a a l Aanschaf Groot Materiaal + restbedrag *) onderen prijs houd *) waarde *) levensduur S t a a l , L-50 j a a r
3940
435
4375/m
Hout,
L=50 j a a r
2625
160
2785/m
2
Hout,
L-30 j a a r
2625
3204/m
2
579
2
*) Bedrag g e k a p i t a l i s e e r d naar heden; restwaarde hout 30% r e e l e r e n t e v o e t 5%
GORDING
PEIL =
0.00
0.60"
BODEM
1.50"
P
P
d = 40
mm
( AZOBE )
70
mm
( GEIHPREGNEERD
120
mm
( DUBBELZUDIG
STALEN 3.10"
DAMWAND
P
.
Z.K - Z O N D E R M.K = M E T
.
GRENEN)
GEWAPEND
PROFIEL .
BETON
WENDEL
.
Z145
d =6
(Z.K. )
,.
d = 5
[M.K
KONSER VERING
A L G E M E N E DOORSNEDE
AZOBE
GORDING
200x200
GORDING EN
2 GORDING
BIJ
STALEN x CNP
GEW
BETON
DAMWAND 180
GEIM. G R E N E N
SAMENGESTELDE
LIGGER
200 x 350
DETAILS GORDINGEN
FIG.
1
)
SPCRTtX • X LQ ISO
SWC H I
_
PlATSTAAl 2H» l i
HE
I ° v^ ^
DOORSNEDE AZOBE
DUCDALF
MET
BEKIEPINQ
vomit • » u i v »
Kg
AANZICHT
DUCDALF
STAAL DOORSNEDE
DUCDALF
V E R S T I J F DE
DPORSNEDF AANZICHT
DUCDALF
mpmiHG 2 BOUTIN M?t
AZOBE
DUCDALF
KOKERPROFIELEN BEKLEDING
MET
PLAAT
EN
MET HAKORIT
FIG .
2
FIG
3
HARDHOUTEN SLUISDEUR FIG.
4
STALEN
SLUISDEUR
FIG
BELASTINGSCHEMA
GRONDKERENDE KONSTRUKTIE
P=0.00
W S.
= 5.00" P
BODEM
10.00" P
F stoot
4.50"P
B E L A S T I N G S C H E M A MEERSTOEL
