Vermoeiing in sluisdeuren als gevolg van dynamische golfbelasting

Vermoeiing in sluisdeuren als gevolg van dynamische golfbelasting

Joachim Kleiberg heeft in het kader van zijn opleiding Waterbouwkunde aan de TU Delft onderzoek gedaan naar het voorspellen van de vermoeiingslevensduur in schuiven van sluizen of waterkeringen, die door golfklappen van het water worden belast. Hiervoor heeft hij een op kansberekening gebaseerde ontwerpmethode ontwikkeld.
“Golven zijn van nature erg onvoorspelbaar en door de zeespiegelstijging zal de intensiteit ook gedurende de levensduur van de constructie continu veranderen. Aangezien kustbescherming wereldwijd steeds belangrijker wordt, is het daarom van belang dat er een integrale methode komt voor het bepalen van de vermoeiingslevensduur. Met medewerking van Rijkswaterstaat, Levvel en Witteveen+Bos heb ik deze ontwerpmethode al succesvol weten toe te passen op een casus geïnspireerd door de schuiven in de Afsluitdijk.”

Onderzoek

De numerieke simulaties die momenteel veelal worden gebruikt om de vermoeidheid van schuiven in sluizen in kaart te brengen, zijn vaak te inefficiënt om de grote hoeveelheid aan verschillende belastbare situaties goed te kunnen analyseren. Tot op heden werd daardoor noodgedwongen gebruik gemaakt van conservatieve benaderingen of werd gewerkt met sterk versimpelde modellen.

Door een innovatieve semi-analytische oplossing van de interactie tussen het water en de constructie te combineren met een probabilistisch model van de golfklapbelasting, is het voortaan mogelijk om efficiënt en nauwkeurig de reactie bij een schuif na te bootsen. “De vermoeiing wordt hiermee voor alle mogelijke belastbare situaties bepaald en gecombineerd op basis van een probabilistische kansberekening. Daarmee is het mogelijk om de juiste inschatting te kunnen maken van de verwachte vermoeiingslevensduur van een schuif”, zo geeft Kleiberg aan.

Kleiberg hoopt dat zijn methode in de toekomst vaker ingezet zal worden bij projecten. “Om de methode flexibel te houden, heb ik deze opgebouwd uit op zichzelf staande modules. Hierdoor hoop ik dat de methode naast mijn casus voor de schuiven in de Afsluitdijk breder toegepast en ontwikkeld zal worden.”

Meer informatie: zie film nominatie Waterbouwprijs 2021