Havendammen Europoort, stortsystemen blokkentransportvaartuigen: Verslag modelonderzoek

9.D — 7 > <&z*S

HAVENDAMMEN EUROPOORT

STORTSYSTEMEN

BLOKKENTRANSPORTVAARTUIGEN

VERSLAG MODELONDERZOEK

B I B L I O T H E E K Hfenst Weg- en Waterbow Postbus 5044, 2600 GA D t

T«L015-69911J

W A T E R L O O P K U N D I G L A B O R A T O R I U M

D E L F T M 8 5 6

h'«"la

L,wé

W6Q.OJZ

i.O-SjS

5

"

WATERLOOPKUNDIG LABORATORIUM Havendammen Europoort stortsystemen "blokkentransportvaartuiffen verslag modelonderzoek B I B L I O T H E E K Wenst Weg- en Waterbouwk»:' Postbus 5044, 2600 GA DELr

TeL 015-699111

M 856 ft % q r p \w$\

INHOUD

"blz.

1. Inleiding 1

2. Inrichting van het model 2

3. Stortpatronen voor de kern 2 3.1 Kern van 1 - 6 tons stortsteen 2

3.2 Kern gedeeltelijk opgebouwd met "betonblokken 4

4» Stortpatronen voor de afdekhlokken 7

5» Invloed van afwijkingen t.o.v. het stortpatroon 10

6. Aantal "blokken per lengte eenheid 11

FOTO'S

1. Overzicht van het model.

2, 3» Kern van 1-6 tons stortsteen, gebouwd m.b.v. kantelbakken. 4 "t/m 7» Damgedeelte met 3 lagen afdekblokken op de kruin.

8 t/m 10. Damgedeelte waarvan de kern boven N.A.P. - 6 m bestaat uit blokken van 1,25 x 1,25 x 1,25 m.

11. Kern boven N.A.P. - 6 m opgebouwd met blokken van

1,25 x 1,25 x 1,25 m respektievelijk 1,25 x 1,25 x 0,85 m.

12 t/m l5- Damgedeelte waarvan de kern boven N.A.P. - 6 m bestaat uit blokken van 1,25 x 1,25 x 0,85 m.

16. Kern boven N.A.P. - 6 m opgebouwd met blokken van

1,25 x 1,25 x 1,25 m respektievelijk 2,55 x 2,55 x 0,85 m.

17. Kern boven N.A.P. - 6 m opgebouwd met blokken van 1,25 x 1,25 x 0,85 m. 18, 19« Kern boven N.A.P. - 6 m opgebouwd met blokken van 1,25 x 1»25 x 0,85m

(gestort met variaties behorend bij Hs = 1,20 m, onder 45 inkomend). 20. Afdeklaag gestort in raaien loodrecht op de as van de dam.

21 t/m 23» Onderlaag, indien de steenbermen achteraf worden aangebracht. 24» Onder en bovenlaag, indien de steenbermen achteraf worden

aange-bracht.

25» Damgedeelte gebouwd met variaties van 1,0 m rond het opgegeven stortpunt.

26. Damgedeelte gebouwd met variaties van 1,5 m rond het opgegeven stortpunt.

27, 28. Damgedeelte gebouwd met variaties behorend bij Hs = 1,20 m, onder 45 inkomend.

FIGUREN

1. Blokkenvaartuig. 2. Dwarsprofiel havendam.

3. Stortsysteem 1-6 tons steen voor kern. 3

4. Schets blokkenstapeling, blokken van 2.55 m in kern. 5. Schets blokkenstapeling, blokken van 2,55 ra in kern. 6. Onregelmatige onderlaag door afrollen kernblokken. 7. Stortsysteem grote kubussen.

8. Dwarsprofiel havendam. 9. Dwarsprofiel havendam. 10. Dwarsprofiel havendam.

11. Stortsysteem grote kubussen. 12. Stortsysteem grote kubussen. 13. Stortsysteem grote kubussen.

BIJLAGEN

I Hoogtelijnenkaart, dwarsprofiel fig. 2. II Hoogtelijnenkaart, dwarsprofiel fig. 9« III Hoogtelijnenkaart, dwarsprofiel fig. 8.

gestort met variaties van 1,0 m.

IV Hoogtelijnenkaart, dwarsprofiel fig. 8 gestort met variaties van 1,5 m.

V Hoogtelijnenkaart, dwarsprofiel fig. 8

Havendammen Europoort

Stortsystemen Blokkentransportvaartuig.

1. Inleiding

In een schrijven van Rijkswaterstaat d.d. 4 mei 1964» (nr. 2662), is aan het Waterloopkundig Laboratorium te Delft de opdracht verstrekt modelonderzoek uit te voeren ten behoeve van het ontwerp van de haven-dammen van Europoort. In het kader van deze opdracht is het Laborato-rium tevens verzocht een onderzoek op .relatief grote schaal te verrich-ten naar diverse uitvoeringsmogelijkheden voor de bouw van de kern en de afdeklagen. De beoordelingen zijn gebaseerd op de verkregen blokken-stapelingen. Dwarsprofielen voor diverse plaatsen in het tracé dienden hierbij in beschouwing te worden genomen.

Meer in het bijzonder is het onderzoek gericht geweest op de vol-gende punten:

- Het ontwikkelen van stortpatronen voor die gedeelten van de dammen iie met behulp van de blokkenvaartuigen worden gebouwd. Tijdens de uitvoering zal dit stortsysteem eventueel kunnen worden aangepast aan de opgedane praktische ervaringen. Als gevolg van de gekozen uitvoe-ringsmethode zullen tijdens het storten grotere of kleinere afwij-kingen ten opzichte van het vooraf vastgestelde patroon onvermijdelijk optreden. Derhalve is tevens een onderzoek naar de gevolgen van der-gelijke afwijkingen uitgevoerd.

- Het verschaffen van gegevens voor een schatting van de benodigde hoeveel-heden blokken voor de verschillende profielen.

In de loop van het onderzoek zijn enkele malen veranderingen aange-bracht in de wijze van uitvoering en in de verschillende dwarsdoorsneden, als gevolg waarvan enkele delen van het gerapporteerde onderzoek hun direkte praktische betekenis hebben verloren.

De resultaten van de verschillende stortmethoden zijn deels visueel beoordeeld en deels vastgelegd op foto's en hoogtelijnenkaarten, verkre-gen door middel van stereofoto's. De verwerking van de stereofoto's tot hoogtelijnenkaarten is verzorgd door de Meetkundige Dienst van Rijks-waterstaat te Delft. Op verzoek van de opdrachtgever is het afbreken van het model uitgesteld opdat eventueel tijdens de uitvoering optredende moeilijkheden kunnen worden bestudeerd.

Het onderzoek is uitgevoerd onder leiding van ir. J.H. v. Oorschot, door wie ook dit rapport is samengesteld.

Inrichting van het model

De dammen zijn gebouwd in een gemetselde hak van 7?65 x 2,80 x 0.70m die kon worden gevuld met water, tot een niveau overeenkomend met een waterstand van N.A.P..

De bovenbouw van de prototype dam zal worden aangebracht met be-hulp van twee stortvaartuigen en twee blokkenvaartuigen. De werkwijze van de blokkenvaartuigen is gesimuleerd in het model, terwijl het door de stortvaartuigen aangebrachte deel van de constructie vooraf in het model met "de hand" is geprofileerd.

Voor de nabootsing van het blokkenvaartuig is gebruik gemaakt van een stortinrichting boven de bak waarmee materiaal vanaf het gewenste ni-veau en op vast te stellen coördinaten kon worden gestort.

Fig. 1 toont het blokkenvaartuig, terwijl foto 1 een beeld geeft van de modelopstelling in het laboratorium.

Aanvankelijk is de stortinrichting uitgerust geweest met twee kan-telbakjes, overeenkomstig het eerste ontwerp voor de blokkenschepen. Voor de nabootsing van de nadien gekozen lier- en klemconstructie (fig. l)

is ter vereenvoudiging gebruik gemaakt van een tang, met behulp waarvan de blokken door een rond gat met af te lezen coördinaten werden gestort. In verband met de beschikbare ruimte is de lengteschaal vastgesteld op n = 18, de gewichtenschaal is dienovereenkomstig n„ = 18 .

De betonblokken in het model zijn vervaardigd van beton met een dichtheid van circa 2650 kg/m , terwijl de stortsteen bestond uit ba-saltslag, waarvan de afmetingen op schaal overeenkwamen met de afmetingen van de stortsteen in het prototype. Daar gelijksoortige materialen zijn gebruikt in prototype en model zijn de elasticiteitsmoduli in het model niet op schaal gereproduceerd, waardoor mag worden verwacht dat het wegspringen van de blokken in het model relatief wat te groot is. De bij de gekozen schaal optredende verschillen worden geacht niet van praktische betekenis te zijn.

Stortpatronen voor de kern

3«1 Kern van 1 - 6 tons stortsteen

In het eerste stadium van het onderzoek werd de kern, geheel bestaande

uit 1-6 tons steen, nog verondersteld gestort te worden vanuit con-tainers, die met behulp van de kipconstructie op het blokkenvaartuig zouden worden gestort. De steunbermen zouden het laatst worden aange-bracht door stortvaartuigen. Pig. 2 toont het op deze manier gebouwde dwarsprofiel. De storthoogte van de containers in het model was vast-gesteld op N.A.P. + 4m terwijl de waterstand tijdens het storten N.A.P. was. Als gevolg van de kantelbeweging wordt een horizontale snelheid van het stortmateriaal geïntroduceerd. Dit maakt het noodzakelijk

ver-schillende posities van het blokkenvaartuig t.o.v. de as van de dam te beschouwen. Vóór dit gedeelte van het onderzoek was afgerond werd evenwel besloten het kantelmechanisme te vervangen door een lier- en klem con-structie. Tevens werd het dwarsprofiel aangepast, in die zin dat de kern tot een niveau van N.A.P. - 6 m zal worden gestort met behulp van de stortvaartuigen terwijl het resterende deel met behulp van het blokken-vaartuig zal worden aangebracht. Dit bovenste deel zal niet uit 1-6 tons stortsteen maar uit betonblokken met nog nader vast te stellen afmetingen bestaan. Bovendien werd het niveau van de achterberm van N.A.P. - 5 m op N.A.P. - 6 m gebracht. Na het storten van de kern met de containers, met boven omschreven wijzigingen is het onderzoek voor-tijdig afgebroken. Desondanks konden op dit moment toch al enkele con-clusies worden getrokken.

- Het storten van steen in een lijn evenwijdig aan de as van de dam resulteert in een (natuurlijk) talud dat steiler is dan het gewenste talud van 1 : 1,5» Er dient dus gestort te worden in een patroon dat is uitgespreid over een groter deel van de basis van de kern.

- B i j het vaststellen van de coördinaten van het stortpunt (positie van de container tijdens het kantelen) dient rekening te worden gehouden met de horizontale weg die het te storten materiaal aflegt ten gevolge van het kantelen. Hierdoor is voor iedere andere positie van het schip ten opzichte van de dam en voor iedere andere storthoogte een correctie op het stortpatroon noodzakelijk. Hoewel dit niet verder is onderzocht, mag worden aangenomen dat hetzelfde geldt voor het storten van de

kubussen in de afdeklaag.

- De asymmetrie van het profiel is er bovendien oorzaak van dat de stortpatronen niet zondermeer kunnen worden gespiegeld voor de over-eenkomstige posities van het blokkenschip aan weerszijden van de as van de dam.

Fig. 3 toont twee stortpatronen voor de kern voor twee posities van het blokkenvaartuig, welke ten opzichte van de as van de dam eikaars

spiegelbeeld zijn. Foto's 2 en 3 geven een beeld van kernen gebouwd met behulp van de kantelinrichting.

3.2 Kern gedeeltelijk opgebouwd met betonblokken

Voor het deel van de kern boven N.A.P. - 6 m, te bouwen met behulp van het blokkenvaartuig, zijn achtereenvolgens als vervanging van de 1-6 tons steen betonblokken met de volgende afmetingen in beschouwing

genomen: a; 2,55 x 2,55 x 2,55 m3 b; 1,25 x 1,25 x 1,25 m3 c; 1,25 x 0,85 x 0,85 m3 d; 1,25 x 1,25 x 0,85 m3 e; 1,25 x 1,25 x 1,00 m3 f; 2,55 x 2,55 x 0,85 m3

Hoewel daarmee in dit verslag reeds vooruitgelopen wordt op de resultaten van het storten van de afdekblokken (hfst. 4)> zijn de ver-schillende kernconstructies mede beoordeeld aan de hand van de verkregen stapeling van de afdekblokken.

In het vervolg zal gebruik worden gemaakt van de begrippen onderlaag, bovenlaag en afdeklaag, waarmee respectievelijk de eerste laag, de tweede laag en de gezamenlijke twee lagen kubussen van 2,55 m worden bedoeld.

Blok a:

Toepassing van dit blok betekent in feite een verlaging van de kern tot N.A.P. - 6 m, waarbij ter compensatie het aantal lagen afdekblokken ter plaatse van de kruin wordt vergroot tot 3, in plaats van 2.

•De verhouding tussen de afmetingen van de afdekblokken en het overige materiaal alsmede de afmetingen van het hele profiel maken echter een geleidelijke overgang van 2 lagen op de taluds naar 3 lagen op de kruin onmogelijk, zoals is gebleken. De kubussen, deel uitmakend van de kern, (fig. 4) worden opgenomen tussen de kubussen van de onderste laag op beide taluds, waarbij een gesloten onderlaag ontstaat. Een gelijksoortige stapeling treedt ook op bij de bovenlaag, zodat aan de kruin het hoogte-verschil ten opzichte van het theoretische profiel nog slechts kan worden gecompenseerd door ter plaatse een extra laag kubussen te storten, welke laag echter vrijwel zonder verband op de twee onderliggende lagen komt te liggen.

Het gevolg is dat juist ter plaatse van de kruin (maximale golfaanval) een onregelmatige blokkenstapeling ontstaat. Alle pogingen om te be-reiken dat twee doorgaande lagen kubussen over de kern werden gestort hebben gefaald. Ben van de beproefde mogelijkheden waarbij een spleet tussen de kubussen van het talud en van de kern werd opengelaten (fig. 5), is mislukt, omdat ofwel het met x gemerkte blok in de spleet zakte en daarmee weer een gesloten onderlaag vormend, ofwel zover uit de onderste laag stak dat de stapeling van de bovenliggende laag sterk werd verstoord. De foto's 4 Vm 7 geven hiervan een beeld. Resumerend moet dan ook worden gesteld dat de wijze van opbouw van de dam waarbij het bovenste gedeelte van de kern uit grote kubussen bestaat moet wor-den afgerawor-den.

Blok b:

Toepassing van een blok met de afmetingen 1,25 x 1,25 x 1,25 m betekent weliswaar een verbetering ten opzichte van blok a, maar het resultaat is niettemin nog niet gelijkwaardig aan een dam met een kern helemaal opgebouwd uit 1-6 tons stenen. De blokken werden gestort in aantallen van 4 of 8 tegelijk met behulp van de klem. De afmetingen zijn groter dan de gemiddelde afmetingen van de 1 - 6 tons stenen. De aansluiting tussen de kleine kubussen en de 1 - 6 tons stenen is daarom slecht, als gevolg waarvan tijdens het storten veelvuldig blokken be-stemd voor het bovenste deel van de kern afrollen op de taluds van de 1-6 tons kern. Dit wordt bovendien nog in de hand gewerkt door de afge-ronde vorm van de 1 - 6 tons kern, welke in de praktijk zal ontstaan. De ten gevolge van dit afrollen plaatselijk aanwezige uitsteeksels van 1,25 m op de kern veroorzaken een onregelmatige (losse) stapeling van de afdekblokken (fig. 6). Poto 8 en de detailopnamen 9 en 10 tonen een damgedeelte waarbij de kern met behulp van de blokken b is opgebouwd. De losse stapeling in de bovenlaag ontstaan door de onregelmatigheden

in de ligging van de onderlaag zijn duidelijk te zien. Links op de foto 11 is tenslotte een gedeelte van een dergelijke kern zelf te zien.

Blok c:

De experimenten met de blokken a en b hadden inmiddels aangetoond dat de vervanging van een deel van de stortstenen kern slechts mogelijk is als het vervangende materiaal afmetingen heeft die overeenkomen met de gemiddelde afmetingen van de 1 - 6 tons stortsteen.

Bloktype c (l,25 x 0,85 x 0,85) voldoet o.a. aan deze voorwaarde. Daar bovendien een voldoend groot aantal van deze blokken beschikbaar was, is een damgedeelte gebouwd, gebruik makend van deze blokken. Over-eenkomstig de verwachting was de stapeling van de afdekblokken in alle opzichten gelijkwaardig aan die voor een homogene kern van 1-6 tons stortsteen. Evenwel is om uitvoeringstechnische redenen een blok met afmetingen als van blok c minder aantrekkelijk, zodat vervolgens door Rijkswaterstaat een varian t blok (d) is voorgesteld.

Blok d:

Hoewel de afmetingen (l,25 x 1,25 x 0,85) groter zijn dan van blok c kon na het storten van enkele damgedeelten worden vastgesteld dat dank zij de platte vorm de aansluiting aan de 1 - 6 tons steen nog goed mogelijk is, waarmee dit blok een bruikbaar alternatief vormt voor de 1-6 tons stortsteen. Poto 11 toont een kern welke is gebouwd met be-hulp van deze blokken. De foto's 12, 13 en 14, 15 geven een beeld van de stapeling van de bekledingslaag van respectievelijk 2 dammen gebouwd over dit type kern. Als vergelijking kan worden gewezen op de foto's 8, 9 en 10, betrekking hebbend op een dam met een kern van blokken van 1,25 x 1,25 x 1,25 (blok b).

De blokken zijn in het model gestort met 12 tegelijk boven de as van de dam, op onderlinge afstanden van 1,25 m. Deze afstand bleek juist voldoende voor het bereiken van de vereiste kruinhoogte. Een onderlinge

afstand van 1,10 m zoals aanvankelijk geprobeerd had een te hoge op-bouw tot gevolg. Bij dit alles is reeds rekening gehouden met een over-hoogte van de dam van 0,75 ni.

Uit een onderlinge vergelijking bleek verder dat indien 12 blokken gelijktijdig worden gestort een stapeling in de klem van 2 lagen van 6 blokken de voorkeur verdient boven 3 lagen van 4 blokken. Het eerste levert een gelijkmatiger spreiding van de blokken op. Dit onderscheid valt weg als 2 maal 6 blokken of 3 maal 4 blokken na elkaar op dezelfde plaats worden gestort.

Blok e:

Het verschil in de afmetingen van dit blok 1,25 x 1,25 x 1,00 ten opzichte van die van de blokken d of b is zo klein, dat geen kenmerkende verschillen ten opzichte van een van beide bloktypen konden worden geconstateerd.

Blok f:

Een blok met afmetingen van 2,55 x 2,55 x 0,85 zou het voordeel hebben dat het met de ontworpen klemconstructie (fig. l) op eenvoudige

wijze mogelijk zou zijn eenheden van 2,55 m in de kern te storten (3 blokken gelijktijdig). Als blijkt uit foto 16 is het resultaat echter duidelijk negatief,

4« Stortpatronen voor de afdekblokken

Het vast te stellen stortsysteem moet voldoen aan de voorwaarde dat indien de blokken worden gestort op de door het stortsysteem aan-gegeven horizontale coördinaten de redelijke zekerheid bestaat dat een stabiele opbouw van de dam wordt bereikt. Dit betekent dat met name voor het niet zichtbare deel van de constructie, onder laagwater, een

stabiele blokkenstapeling moet worden verkregen. Hierbij dient een

minimaal aantal blokken buiten het theoretische profiel terecht te komen. Deze blokken hebben geen functie t.a.v. de stabiliteit en zijn derhalve als verlies te beschouwen. Er is steeds van uitgegaan dat eventuele on-regelmatigheden in het bovenwaterdeel van de constructie kunnen worden gecorrigeerd door achteraf de dam af te storten, d.w.z. op de betref-fende plaatsen een of meer blokken bij te storten, onafhankelijk van het stortsysteem.

Het stortsysteem moet verder voldoen aan de voorwaarde dat de uit-voering op ieder gewenst moment moet kunnen worden onderbroken.

Voor het onderzoek naar de stortsystemen van de afdeklaag, is de kern'niet gestort, maar vooraf in het juiste profiel gebracht.

De eerste opzet voor een stortsysteem bestond uit een rechthoekig netwerk, waarin op ieder knooppunt één blok gestort moest worden. De oriëntatie van het netwerk ten opzichte van de as van de dam evenals de onderlinge afstand van de knooppunten dienden nog bepaald te worden. De eerste proeven zijn uitgevoerd voor het damprofiel van fig. 2 (l-6 tons kern) en een oriëntatie van het stortsysteem, zodanig dat de ver-bindingslijnen van de knooppunten respectievelijk loodrecht op en even-wijdig aan de as van de dam liepen. Als gevolg van het feit dat tijdens het storten de blokken vrijwel niet zijdelings wegrolden vormden zich langs de taluds en loodrecht op de as van de dam rijen blokken op vaste afstanden van elkaar, met daartussen van onder naar boven doorlopende gangen waar het kernmateriaal niet werd vastgehouden.

Foto 20 geeft hiervan een beeld. De betreffende dam is aan één zijde op bovenomschreven wijze opgebouwd tot aan de kruin van de kern. De gevormde doorgaande sleuf vanaf de kruin van de kern naar de teen is hier te zien.

Ter voorkoming van de verticale stapeling is het stortpatroon ver-volgens 45 gedraaid. Ter bepaling van de onderlinge afstand van de knooppunten is aanvankelijk alleen de onderlaag van de bekleding ge-stort, terwijl de afstanden in de 2 onderling loodrechte richtingen aan elkaar gelijk zijn gehouden. Drie afstanden zijn hierbij beproefd, 3,75 m, 3,25 m en 3,00 m. Bij een onderlinge afstand van 3,75 m was de stapeling zo los dat de blokken op de taluds sterk in elkaar schoven, waardoor op een aantal, niet van te voren vast te stellen, stortpunten meer dan één blok moest worden gestort om ter plaatse een afdekking van het kernmateriaal te verkrijgen. Op het gestorte damgedeelte moes-ten op circa 22$ van het aantal stortpunmoes-ten extra blokken worden bij-gestort. Bij een hart op hart afstand van 3,25 m bedroeg het extra aan-tal bij te storten blokken nog steeds circa 10$. Een afstand van 3,00 m

tenslotte leverde een bevredigend resultaat op, zowel voor de onder-laag als voor de bovenonder-laag. De foto's 21, 22 en 23 geven een beeld van de onderlaag op de laatste manier gebouwd. Poto 24 toont de afgebouwde dam. Als gevolg van het feit dat eerst de kubussen worden aangebracht en pas daarna de steunbermen, ontstaat aan beide zijden van de dam een vrij gladde hol aflopende onderlaag (zie de foto's 21, 22 en 23). Deze onder-laag biedt aan de teen nauwelijks steun aan de kubussen van de bovenonder-laag. Om het afrollen van de kubussen van de bovenlaag over de onderlaag tij-dens het storten te voorkomen, bleek het zelfs noodzakelijk aan beide zij-den van de dam in de onderlaag één rij blokken meer aan te brengen dan overeenkomt met het theoretische profiel. Als gevolg van deze bredere basis echter is het aantal benodigde kubussen groter dan kan worden ver-wacht aan de hand van het theoretische profiel.

Het hiervoor omschreven stortsysteem is weergegeven op fig. 7« Na het gereedkomen van het hiervoor omschreven deel van het onderzoek waren inmiddels enkele details van de uitvoering gewijzigd. Dit hield onder andere in dat vooraf de steunbermen zouden worden aangebracht en de achterberm tot op N.A.P. - 6 m zou worden opgestort in plaats van tot N.A.P. - 5 m. In aansluiting op deze wijziging zijn, gebruik makend van de ervaring opgedaan bij de hiervoor omschreven stortproeven,

voor drie verschillende dwarsdoorsneden (fig. 8, 9 en 10) stortsystemen ontwikkeld welke respectievelijk zijn weergegeven in de fig. 11, 12 en 13. De basis voor deze stortsystemen wordt weer gevormd door een vier-kantennet van 3,0 m x 3,0 m. De twee buitenste rijen van de onderlaag van ieder talud zijn ten opzichte van de overige punten in de

defini-tieve vorm 75 cm naar "buiten geschoven om ervan verzekerd te zijn dat de "buitenste rijen B en I (event. H en G) voldoende hoog op het talud van de berm komen te liggen in verband met de gewenste steun voor de bovenlaag.

Over de stortprocedure zelf kan nog het volgende worden opgemerkt: - Zoals in de figuren 11, 12 en 13 reeds is aangegeven dienen zowel voor de onderlaag als voor de bovenlaag eerst voor- en achtertalud te wor-den aangebracht tot aan de kruin, waarna de blokken van de kruin in de overgebleven ruimte kunnen worden gestort.

- Om te voorkomen dat blokken bestemd voor de bovenlaag in de onderlaag komen en daarmee het systeem verstoren moet de onderlaag minstens over een afstand van 2 blokken (8,5 m) in de richting van de as vooruit worden gebouwd op de bovenlaag. Een dergelijke marge moet bij voorkeur ook worden aangehouden tussen de kern en de onderste laag kubussen. - Het verdient sterke aanbeveling te storten in opvolgende horizontale

rijen van enige lengte boven elkaar, bijvoorbeeld volgens de volgorde I t/m IX op fig. 7« Het aantal te storten blokken per rij zal mede af-hangen van de wijze van uitvoering. Dit aantal kan voor de onderlaag kleiner zijn dan voor de bovenlaag en bij gunstige werkomstandigheden hier zelfs tot een minimum van 1 blok worden teruggebracht.

Van de dammen overeenkomstig de profielen van fig. 8 en 9 zijn stereo-foto's gemaakt. De hieruit geconstrueerde hoogtelijnenkaarten zijn weergegeven op de bijlagen I en II.

De oriëntatie van het blok wordt behalve door de positie van het zwaartepunt, opgegeven in het stortsysteem, bepaald door de hoek die de zijvlakken maken met de as van de dam. Omdat draaien van het blok t.o.v. het schip wordt verhinderd door de klemconstructie is deze hoek dezelfde als die van het blokkenvaartuig ten opzichte van de dam. De overgang

van de ene extreme toestand (0 ) naar de andere (45 ) hleek in het model echter geen enkele moeilijkheid op te leveren, terwijl bovendien geen

kenmerkende verschillen in de blokkenstape1ing waren op te merken tussen de twee verschillende delen van de constructie.

5. Invloed van afwijkingen t.o.v. het stortpatroon

Bij het storten van de blokicen in het model is er tot nu toe steeds van uitgegaan dat het blok verticaal boven de opgegeven coördinaten wordt gestort. In de praktijk heeft men evenwel te maken met enerzijds een systematische fout in de plaatsbepaling, waar niet verder op zal worden ingegaan en anderzijds met een willekeurige fout als gevolg van de bewegingen van het blokkenschip. De invloed van de laatstgenoemde

afwijkingen, welke nauw verband houden met de werkbaarheid, is onderzocht. Hiertoe is enkele malen het profiel van fig. 8 gebouwd, waarbij ieder blok is gestort op een bepaalde afstand van de opgegeven coördinaten van het stortpatroon. Aanvankelijk waren nog geen gegevens beschikbaar over de te verwachten bewegingen van het schip en het blok'bij diverse golfomstandigheden. Om toch reeds een indruk te krijgen van de maximale toegestane variatie, is aangenomen dat het blok steeds wordt gestort op een vaste afstand R van het opgegeven punt. Alle blokken vallen derhalve op een cirkel met straal R rond het stortpunt. De plaats op de cirkel is willekeurig gevarieerd. Voor de straal R zijn drie waarden aangenomen, 1,00 m, 1,25 m en 1,50 m. Het resultaat voor R = 1,00 m was niet kenmer-kend slechter dan gevonden bij de hiervoor genoemde dammen met R = 0. R = 1,50 m bleek duidelijk te groot. R = 1,25 m leverde een matig

resul-taat op en moet bij de op deze wijze nagebootste variaties als maximum worden beschouwd. Het resultaat voor R = 1,00 en 1,50 m is weergegeven op de foto's 25 en 26, terwijl van deze beide dammen eveneens stereo-opnamen zijn gemaakt en uitgewerkt tot hoogtelijnenkaarten (Bijlagen III en IV). Bij het beoordelen van de foto's en de hoogtelijnenkaarten moet er rekening mee worden gehouden dat het boven laag water uitstekende deel van de constructie nog niet is afgestort.

Proeven uitgevoerd in het Nederlands Scheepsbouwkundig Proefstation te Wageningen hadden inmiddels gegevens verschaft over de bewegingen van het blok bij diverse golfomstandigheden. Daartoe is een model van het blokkenvaartuig in een golfbassin geplaatst, waarin onregelmatige golven werden opgewekt en waarbij op willekeurige momenten een blok werd afge-vierd.

Vervolgens zijn de afwijkingen ten opzichte van een vast punt op het moment van loslaten bepaald voor series van 200 blokken bij verschil-lende golfbewegingen. Gebruik makend van deze gegevens is vervolgens in het stortmodel ieder blok gestort met een afwijking-t.o.v. het stortpunt overeenkomend met de gemeten verplaatsing bij golven met een golfhoogte Hs = 1,20 m die achter inkomen, onder 45 niet de as van het schip. Het eerste blok werd gestort met de afwijking van het eerste afgevierde blok uit de serie van 200, enz.

In afwijking van de.voorgaande proeven is het deel van de kern boven N.A.P. - 6 m, bestaande uit blokken van 1,25 x 1,25 x 0,85 m, niet vooraf in profiel gebracht, maar eveneens gestort, waarbij dezelfde slingering is gesimuleerd als voor het aanbrengen van de afdeklaag. Overeenkomstig de resultaten van hfst. 3.2 zijn de variaties aangebracht op het patroon van 2 x 6 blokken op afstanden van 1,25 m. Het resultaat (foto's 18 en 19) bleek zelfs beter dan wanneer zonder afwijkingen werd gestort (foto 17), waarschijnlijk als gevolg van hst strooiend storten van 6 blokken tegelijk.

Het resultaat van de dam als geheel met afgestorte kruin is weerge-geven op de foto's 27 en 28 en de hoogtelijnenkaart, bijlage V.

Hoewel plaatselijk losser dan bij de dam zonder afwijkingen gestort, is de verkregen blokkenstapeling acceptabel, waaruit mag worden geconclu-deerd dat storten tijdens de omschreven golfomstandigheden nog kan door-gaan. De gevolgen van het storten bij nog grotere slingerbewegingen zijn niet onderzocht, omdat dan om andere redenen het doorwerken al onmogelijk is.

6. Aantal blokken per lengte eenheid

Tijdens het bepalen van de stortsystemen voor de diverse profielen zijn ook de aantallen blokken vastgesteld die per lengteeenheid nodig zijn. Daar de bekledingslagen van de verschillende dwarsdoorsneden niet dezelfde ontwikkelde oppervlakten hebben, is het aantal uitgedrukt in de coëfficiënt C uit de formule:

N = —~r , of voor kubussen N = —rr

Uits A. Paape and A.W. Walther, Akmon armour unit for cover layers of rubble mound breakwaters, Proc. of the 8th Conf. on Coastal Engineering, Mexico, 1962.

Waarin:

W = aantal blokken.

C = coëffic ient, afhankelijk van profiel, blokvorm e.d.

A = ontwikkelde oppervlakte van de bekledingslaag gemeten langs de middenparallel.

V = volume van het blok. R = ribbe van de kubus.

In onderstaande tabel zijn de C - waarden en de corresponderende aantallen blokken voor de verschillende profielen verzameld.

profiel fig. 2 G = 1,4 7,5 Wokken / m' " " 8 C = 1,27 6,65 " " " " 9 C = 1,32 6,15 " " 11 " 1 0 C = 1,25 5,30 " "

De bovengenoemde aantallen zijn inclusief de blokken nodig voor het afstorten van het boven water uitstekende deel van de constructie en

inclusief de overhoogte van 0,75 m.

De C waarde voor het profiel van fig. 2 is relatief groot t.g.v. het reeds genoemde zijdelings wegrollen van de blokken. Voor alle overige profielen met vooraf gesporte steunbermen kan een gemiddelde coëfficiënt van 1,25 a 1,3 worden aangenomen.

7« Samenvatting

1. Indien bij de uitvoering gebruik wordt gemaakt van kantelbakken (fig. l), wordt het stortsysteem voor de 1 - 6 tons steen van de kern en naar alle waarschijnlijkheid ook voor de afdekblokken, vrij gecom-pliceerd. Voor iedere positie van het blokkenvaartuig ten opzichte van de dam is het systeem verschillend als gevolg van de horizontale af-stand die het materiaal aflegt tijdens het storten en de asymmetrie van de dam.

2. Als het gedeelte van de kern tot N.A.P. - 6 m met behulp van dteen-storters wordt gebouwd en het daarboven liggende deel in verband met de diepgang van de steenstorters met behulp van de blokkenvaartuigen, is uitvoeringstechnisch het aanbrengen van 1-6 tons steen in dit bovenste gedeelte moeilijk. Betonblokken met afmetingen van 1,25 x 1,25 x 0,85 m blijken in dat geval het beste alternatief.

3. Vervanging van de 1 - 6 tons steen boven N.A.Pt - 6 m door grotere blokken dan de gemiddelde afmetingen van de 1 - 6 tons stenen gaat gepaard met een losse, onregelmatige en daardoor instabiele blokkensta-peling. Deze constructie moet derhalve ook worden afgeraden.

4. Het stortsysteem voor de dubbele laag afdekblokken bestaat in grote lijnen uit een vierkantennet waarvan de lijnen hoeken van 45 m e^ de as van de dam meten en met mazen van 3,0 x 3,0 m (fig. 7) •

5. Het vooraf aanbrengen van de steunberm (vergelijk fig. 8 met fig. 2) verdient uit constructief oogpunt aanbeveling. Indien de bermen later worden aangebracht (fig. 2) is de steun aan de kubussen aan de teen, met name van de bovenlaag, uiterst gering. Het gevolg is een geringere sta-biliteit van de teenconstructie en zijdelings wegrollen van de blokken, waardoor meer materiaal nodig is dan overeenkomt met het theoretische profiel.

6. De stortsystemen welke voldoen voor de dwarsprofielen van fig. 8, 9 en 10 zijn weergegeven op respectievelijk fig. 11, 12 en 13.

7. Variaties in de hoek die het blokkenvaartuig maakt met de as van de dam hebben geen invloed op de blokkenstapeling.

8. Afwijkingen van de opgegeven stortpunten ten gevolge van bewegingen van het blokkenschip bij golven met een kenmerkende golfhoogte van 1,20 m, die onder 45 ^s-n achter inkomen, zijn toelaatbaar, zowel bij de bouw van de afdeklaag als bij de bouw van het bovenste gedeelte van de kern.

Bij grotere bewegingen van het schip wordt om andere redenen de uitvoering naar alle waarschijnlijkheid onderbroken. De variaties bij de genoemde golfbeweging zijn overeenkomstig de resultaten van proeven uitgevoerd in het Nederlands Scheepsbouwkundig Proefstation te Wageningen.

9. Bij de dam gebouwd met behulp van het opgegeven stortsysteem moet het boven water uitstekende deel van de constructie te zijner tijd nog worden afgestort. De plaats waar deze extra blokken moeten worden gestort moet visueel worden vastgesteld.

10. Voor de dwarsprofielen van de fig. 2, 8, 9 en 10 zijn respectieve-lijk 7,5 j 6,65 ; 6,15 ; en 5,30 blokken per m' nodig inclusief de blok-ken nodig voor het afstorten en de overhoogte van 0,75 m; dit laatste

in verband met te verwachten zettingen. Voor het deel van de kern boven N.A,P, - 6 m zijn 9,6 blokken van 1,25 x 1,25 x 0,85 m per m' nodig.

4 rtl.

** •

. V."Ï3t ï l

% -»n*

s * 1 •% * -*

J.-<-4iAmm

• jtf&

u: - 't*. \£

4

% _l-H' • • 1 " • • - . • ' : '**;.•

'r' -m&

•-rvütt ''••.' * - - .J ,. v . ' h ' • * : A^é .r-.iJSMft'j . ; :ft:J-.t

^ - - , ;

'£Wt**ni

H> K " ' ï ^J!" i

i M ^ - . - £ , 5.ÜV -^J7?

a

io

r

r .' * '•

i

' L. J ^ 'tf'^''1'**'"*'1''» „• ... i*».%si,*

<*&><& >Vy.--,-- , ^-qr \a-.. v . % "n

, . . < . •" .- ;'.;,• •!,,•ƒ , r* IJ "' •• .•"''"• t . * * 1 .. . • \ . ' V • * . . . . . j i j , * / * i;,4sliLK : # ^ : ^ ?«

JNT

. ( - • *

11

1 I f * ft l i k , , H . . • • . " - • , l. f f i * > * !" fr" \ L . , * * ^ | & U . . » • ! •

V

k ' .

* * ?

* . J • * . . >JJ»V J ' , } » . - ! • . " * «B

w

L-fl.

'•4 'WÊ^k*': •• ?'%&H

• - 3 Ï W . - • ! , : - ' - •

4

i i * *

-9$*

15

• I

Lil!

&* <'

f

-_W.*%

1" .ÜV'"* .^^

'ÜV . - j ï ' • ' • i 'I * • ...a3» --. - *'Ï3 'j ""*(,. iRifc' d u i f •. -S-V--. i » H f I iy'

V';, ^fr*/»**!

-;-•

A

^

f6

a»8'-, J-T" -«^

i«fec

. r . -. "• **. :4i v . * * u ' •

- - . M i : '.,'

* • . * - J | . . i '• t l " . . . * . , . ... / H « , * • . . . t '. _lil'

*•***" " " /

4 1 '. >i'

-,-NT' i f.t;A ». j o

= ^ * f

• 5 . 1 ' ^ J . . . M . " * , . & , ''&'* .'S?!»

. i a

K

*"

•«•

-fAt-r

"-^"

to n O Breukstee n 1 -8. 0 . N.A.P . v + 2. 0 8. 0 \

K.

A

i i i L I I-' < c

\ J&Cj' ' * ^

_{\ i yr>>\ l . ' ' • «"o} * < q i ( •

A

? V V

MTV • • • °

m-y'

r

• ton • • i

*-4'

1

JA 1 • / \ l t Zr j \ ^ •• S /

Lk^^P\^/c^" Y. /

1 \ ' v**"^ \ J*

w

:

H^V^P^Sl^oY- '• '.'

Kubusse n 2.5 5 l 8. 0 '

/W^v^9'

:

•''•'

j \ i V 1»

\

> - 7. 5 * - " l '

1,..:

• • * v" 1 . ' - ' / 1- ,

y •

TOJ ••'/•'

//»v^i-* *•'

to n o i Breukstee n

_ol

N

6 * . " , •

DWARSPROFIEL HAVENDAM

\ Filterlaa q Gren s va n mode l 5f c bi j ker n gedeeltelij k bestaand e ui t betonblokke n -6. 0 resp-8. 5

-SCHAA

MATEN

L 1:300

IN M ' WW¥*fKMHfeVm

STORTSYSTEEM 1-6 TONS STEEN

VOOR KERN

WATERLOOPKUNDIG LABORATORIUM

SCHAAL 1:300

M. 856

FIG. 3

c' 0 • O c

i

4 -3 £ eoi -6. 0

j

1/

"S I.

39

1-8

V 01 • o n 8-21 S T

.ff

o o r> o / /

\ °.

_{\ +} \ \t \ i T l i

\

x

f fTF

5

^

^v Tk jr - i S ^

\ iL- A UI!*

«o o! c 0) V I W» 3 - O 3

JU

^ ^ T / ^ N

vik^^^ ^fc*^^ . . * • - ^ * C. 2 .1-6

F

£ 1 > » l •s Br e SCHETS BLOKKENSTA BLOKKEN VAN 2.55% IN 1 l O oó i

i

^rJLJ\ -x. / Al 15 1 "0 4 -C ^ 1 V 1 1 -Q 1 i-1 i-1 C 1 1 * > 11 1 "1

5S\ 1

zPM *

8^ ] /

P^-i/

PcoK

[1 J / * / J *

n

« . ^ ^ \ 1

1

/ W y

S r i o; d r -'\ \

PELING

KERN -O i

31

z

+ • o c 1 c 0) IA 3 01 ffi -SCHAAL V 3 0 0

SCHETS BLOKKENSTAPELING

BLOKKEN VAN 2.55m IN KERN

_{SCHAAL 1^300}

N

ONREGELMATIGE ONDERLAAG

•

/ \ W /

E I •

vsnr/

Y I •

\K/

2L"

ïïl • • ONDERLAAG ; STORTVOLGORDE A ' 4 Q O BOVENLAAG, STORTVOLGORDE 1 Xn 15

• ' , • • • * to n 1-6 c <v • J> -ft J£ ' 3 41 fc. . co O) O o 41 +X u.

DWARSPROFIEL HAVENDAM

SCHAAL 1:300

MATEN IN M

« f ' . • c 0 • c 0) 0) E . "• o 0 0 h -Ite u.

DWARSPROFIEL HAVENDAM

SCHAAL 1:300

MATEN IN M

-c • <u -* - - o . -fl c O U CQ to n -0 • " _* 3 <u oa o o • 4 -sR I

DWARSPROFIEL HAVENDAM

SCHAAL 1:300

MATEN I N M

o>-o .

-o

STORTSYSTEEM GROTE KUBUSSEN

• o • o

-ff

WATERLOOPKUNDIG LABORATORIUM

SCHAAL 1:2CO

M. 856

FIG. 11

• ONDERLAAG STORTVOLGORDE A Mn O O BOVENLAAG STORTVOLGORDE l V m l 3

f X 1 W N d 3 Q D V 8 Z 8 ó 01 II £1 £ 17 £ Z

z

LU

cn

UBU

S

*: LU H

o

er

O

s

LU LU 1-CO

cc

o

Z

3

OÉ

RAT

O

0

ca

< -i

O

O

z

D

* CL

0

0

LU

to

STORTSYSTEEM GROTE KUBUSSEN

WATERLOOPKUNDIG LABORATORIUM

SCHAAL Y200

M.856

FIG.13

• ONDERLAAG STORTVOLGORDE A x/m M O BOVENLAAG STORTVOLGORDE 1 Vm 11

HOOGTELIJNEN-KAART DWARSPROFIEL FIG.2

Bijlage I Schaal 1=180

HOOGTELIJNEN- KAART DWARSPROFIEL FIG.9

Bijlage JE Schaal 1 = 180

HOOGTELUNEN-KAART DWARSPROFIEL FIG.8 GESTORT MET VARIATIES VAN 1,51

Bijlage EZ Schaal 1 = 180