Waterbouwkundige kunstwerken, Waterbouwkundige constructies: Bijzondere onderwerpen I

Waterbouwku ndige

kunstwerken

Waterbouwku ndige

constructies b.o. I

T H Delft

Technische Hogeschool Delft

Afdeling der Civiele Techniek Val<groep Waterbouwl<unde

Waterbouwkundige c o n s t r u c t i e s b . o . I - c o l l e g e f 9 A Waterbouwkundige k u n s t w e r k e n - c o l l e g e f 9 N S a m e n g e s t e l d door: i n g . K . G . B e z u i j e n i r . G . P . B o u r g u i g n o n p r o f . i r . A . G l e r u m d r . i r . P . A . K o l k m a n C.H.A,van P u t t e n i r . d . S c h i p p e r s onder r e d a c t i e v a n p r o f . i r . A . G l e r u m november 1984 T e c h n i s c h e Hogeschool D e l f t A f d e l i n g d e r C i v i e l e T e c h n i e k f 9 A + f 9 N

Voorwoord

D i t v o o r l o p i g d i c t a a t wordt u i t g e g e v e n t e n behoeve v a n de c o l l e g e s f 9 A ( i n h e t 4e j a a r v a n de 5 - j a r i g e o p l e i d i n g )

en f 9 N ( i n h e t 3e j a a r v a n de 4 - j a r i g e e e r s t e - f a s e o p l e i d i n g , o n d e r d e e l uitmakend v a n h e t W 1 - p a k k e t ) .

Het g e h e l e d i c t a a t behoudens h e t a c h t e r i n h e t d i c t a a t opgenomen h o o f d s t u k 5: "Bouwputten".

Het g e h e l e d i c t a a t behoudens h o o f d s t u k 5 "Gemalen". T i j d e n s de c o l l e g e s z a l h e t onderwerp "Bouwputten" worden b e h a n d e l d b i n n e n ruimer k a d e r v a n "de u i t v o e r i n g s a s p e c t e n v a n waterbouwkundige k u n s t w e r k e n " .

Door de k o r t e t i j d v a n v o o r b e r e i d i n g d r a a g t d i t d i c t a a t een v o o r -l o p i g k a r a k t e r h e t g e e n onder meer t o t u i t i n g komt i n :

- h e t f e i t , d a t de b i j d r a g e n v a n de h e r e n C.H.A.van P u t t e n en d r . i r . P . A . K o l k m a n ( a l t h a n s v o o r wat b e t r e f t de i n v l o e d van de t r a a g h e i d op de a f m e e r k r a c h t e n ) a l s l o s s e d e l e n z i j n t o e g e -voegd v o o r h o o f d s t u k 5 "Bouwputten" en n i e t z i j n geïntegreerd i n de t e k s t v a n h o o f d s t u k 2.

- h e t f e i t , d a t zowel de onderwerpen "Gemalen" a l s "Bouwputten" hoofdstuknummering 5 hebben g e k r e g e n .

- h e t f e i t , d a t b e p a a l d e onderwerpen u i t v o e r i g e r z i j n u i t g e w e r k t dan n o o d z a k e l i j k , t e r w i j l a n d e r e t e k o r t z i j n b e h a n d e l d .

Op c o l l e g e f 9 A h e e f t b e t r e k k i n g : i a ê^'f^"^

INHOUD - c o l l e g e s f9A en f9N H o o f d s t u k 1 INLEIDING 1.1. O n t w i k k e l i n g e n i n de s c h e e p v a a r t 1.2. O n t w e r p f i l o s o f i e 1.3. S c h a a l v e r g r o t i n g , s c h a a l v e r k l e i n i n g 1.4. S c h a a l w e t t e n 1.5. E e n h e d e n s t e l s e l

H o o f d s t u k 2 AANLEG- EN GELEIDECONSTRUCTIES VOOR SCHEPEN 2.1. O m s c h r i j v i n g g e b r u i k e l i j k e benamingen

2.2. O v e r d r a c h t k i n e t i s c h e e n e r g i e s c h i p aan m e e r s y s t e e m

2.2.1. Het a a n l o p e n v a n de h a v e n en de methoden v a n meren van een s c h i p 2.2.2..Algemene beschouwing 2.2.3. S c h e m a t i s e r i n g v a n h e t probleem 2.2.4. M a s s a v e e r s y s t e m e n 2.2.5. Wind-, stroom- en g o l f b e l a s t i n g e n en t r o s k r a c h t e n 2.3. Meersystemen 2.3.1. Algemene beschouwing 2.3.2. B e r e k e n i n g v a n meer- en b o l d e r s t o e l e n 2.3.3. B e r e k e n i n g m e e r b a l k 2.4. Open c o n s t r u c t i e s ( s t e i g e r s ) 2.5. G e s l o t e n c o n s t r u c t i e s (kademuren) H o o f d s t u k 3 STUWEN 3-1. I n l e i d i n g 3.2. B e v a a r b a a r maken v a n e e n s t u k r i v i e r 3.3. Stuwmiddelen H o o f d s t u k 4 SCHUIVEN 4.1. H y d r a u l i s c h e a s p e c t e n , algemeen 4.2. K r a c h t e n s p e l 4.3. C a v i t a t i e 4.4. T r i l l i n g e n door s t r o m i n g 4.5. I J s v o r m i n g 4.6. S c h o t b a l k e n H o o f d s t u k 5 GEMALEN ( t . b . v . c o l l e g e f9A) 5.1. I n l e i d i n g 5.2. Het o p v o e r w e r k t u i g 5.3. De s t a t i s c h e en m a n o m e t r i s c h e opvoerhoogte 5.4. A a n d r i j v i n g en o v e r b r e n g i n g ; appendages 5.5. Pompgebouw en l e i d i n g e n 5.6. T o e p a s s i n g e n Los toegevoegd:

- "Het meren v a n VLCC's i n E u r o p o o r t " , door C.H.A.van P u t t e n

- " N o t i t i e t e n behoeve v a n c o l l e g e f9A o v e r de i n v l o e d v a n de t r a a g h e i d " C o l l e g e n o t i t i e 1, f e b r . 1981, door d r . i r . P . A . K o l k m a n - V o o r b e e l d e n u i t g e v o e r d e s t e i g e r s H o o f d s t u k 5 BOUWPUTTEN ( t . b . v . c o l l e g e f9N) 5.1. De k l a s s i e k e bouwput 5.2. De s t a b i l i t e i t v a n de b o u w p u t t a l u d s 5.3. De b e m a l i n g 5.4. E v e n t u e l e problemen v o o r de omgeving 5.5. A l t e r n a t i e v e b o u w w i j z e n 5.6. L i t e r a t u u r 5.7. F i g u r e n

1-1 1. I n l e i d i n g 1 . 1 . O n t v / i k k e l i n g e n i n de s c h e e p v a a r t ( z e e - en b i n n e n v a a r t ) I n de w a t e r b o u w k u n d e i s de s c h a a l v e r g r o t i n g z i c h t b a a r i n v e r s c h i l l e n d e s e c t o r e n v a n h e t v a k g e b i e d . V o o r wat b e t r e f t de s c h e e p v a a r t : a l s g e v o l g v a n de v e r g r o t i n g v a n de t e t r a n s p o r t e r e n h o e v e e l h e d e n e n v a n de t r a n s p o r t a f s t a n d e n i s de g r o o t t e v a n de s c h e p e n s t e r k t o e g e n o -men ( z e e v a a r t — o l i e - e n e r t s t a n k e r s ; b i n n e n v a a r t d u w v a a r t ) . D i t h e e f t g e v o l g e n v o o r de w a t e r b o u w k u n d i g e k u n s t w e r k e n . V o o r wat b e t r e f t de b u i t e n g a a t s e ( o f f s h o r e ) a c t i v i t e i t e n :

bii h e t z o e k e n n a a r e n e r g i e b r o n n e n g a a t men s t e e d s v e r d e r en ook d i e p e r de z e e i n . Z i e h i e r v o o r h e t c o l l e g e f g B . De o n t w i k k e l i n g e n i n de s c h e e p v a a r t h e b b e n t o t g e v o l g : a . g r o t e r e s c h u t s l u i z e n met g e v o l g e n v o o r de f u n d e r i n g , de c o n s t r u c t i e v a n s l u i s l i c h a m e n , a f s l u i t m i d d e l e n , g e l e i d e w e r k e n e n h e t s y s t e e m v a n v u l l e n e n l e d i g e n v a n de s c h u t k o l k , de u i t v o e r i n g v a n h e t w e r k en de e x p l o i t a t i e e n b e d i e n i n g v a n de s l u i s . • b . b r e d e r e en d i e p e r e v a a r g e u l e n en s c h e e p v a a r t k a n a l e n ( d e g e u l n a a r l i l u r o p o o r t en h e t A r a s t e r d a m - R i i n k a n a a l ) . D i t h e e f t g e v o l g e n v o o r h e t o n d e r h o u d s b a g g e r w e r k en rie o e v e r v e r b i n -d i n g e n ( l a n g e r e en h o g e r e b r u g g e n e n b o v e n -d i e n -de t e n -d e n s om meer d a n i n h e t v e r l e d e n t u n n e l s i . p . v . b r u g g e n t e b o u w e n ) . c . g r o t e r e v a a r s n e l h e d e n . D i t r e s u l t e e r t i n g r o t e r e s c h e o p s g o l v e n wat l e i d t t o t e e n v e r g r o t e a a n v a l en d a a r d o o r g r o t e r e a a n t a s t i n g v a n de o e v e r s . d. z w a a r d e r e k a d e m u r e n en s t e i g e r s met g r o t e r e l o s - en l a a d c a p a c i t e i t en z w a a r d e r e m e e r s y s t e m e n . D i t h e e f t t o t g e v o l g : g r o t e r e b o v e n b e l a s t i n g d o o r de l o s - e n l a a d i n s t a l l a t i e s ( b v . v o o r e r t s ) en g r o t e r e h o r i z o n t a l e b e l a s t i n g e n ( r e m k r a c h t e n , w i n d k r a c h t e n e n raeerkrachten). e. l a n g e r e e n i n d w a r s d o o r s n e d e g r o t e r e havendammen omdat z e t o t g r o t e r e d i e p t e i n z e e m o e t e n w o r d e n u i t g e b o u w d . De g r o t e r e d i e p t e l e i d t t o t h o g e r e g o l v e n met a l s g e v o l g g r o t e r e g o l f k r a c h t e n en h i e r d o o r z w a a r d e r e c o n s t r u c t i e s en m o e i l i j k e r u i t v o e r i n g .

1-2 1 . 2 . O n t w e r p f i l o s o f i e Om de m o e i l i j k h e d e n bij h e t o n t w e r p en de u i t v o e r i n g v a n s t e e d s g r o t e r e w a t e r b o u w k u n d i g e ( k u n s t ) w e r k e n h e t h o o f d t e b i e d e n z o u men op de v o l -gende m a n i e r e n t e w e r k k u n n e n g a a n : H e t w e r k e n v a n k l e i n n a a r g r o o t ( o . a . de D e l t a w e r k e n ) om e r v a r i n g op t e d o e n en s c h a a l e f f e c t e n t i j d i g t e k u n n e n o n d e r k e n n e n . Het z o n d e r meer d i r e c t e x t r a p o l e r e n v a n e e n k l e i n n a a r e e n g r o o t w e r k i s n i e t m o g e l i j k . S c h a a l w e t t e n en s c h a a l e f f e c t e n s p e l e n e e n g r o -t e r o l . i e n s c h a a l w e -t g e e f -t op m i n o f meer e x a c -t e wijze a a n hoe e e n b e p a a l d e g r o o t h e i d a f h a n g t v a n de g e o m e t r i s c h g e l i j k v o r m i g e v e r g r o -t i n g . E e n s c h a a l e f f e c t i s e e n i n v l o e d , d i e n i e t i n e e n e x a c t e wet o f r e g e l w o r d t v o o r s p e l d . 2. Het u i t v o e r e n v a n m o d e l p r o e v e n en e x p e r i m e n t e n i n de n a t u u r ( e e n m o d e l p r o e f s c h a a l 1 : l ) . H i e r m e d e i s h e t m o g e l i j k e n i g i n z i c h t t e v e r k r i ^ j g e n i n de i n v l o e d v a n s c h a a l e f f e c t e n . 3 . Het d o e n v a n e e n s c h a a l o n d e r z o e k . Het a n a l y s e r e n v a n a l l e d e e l p r o b l e m e n en l a n g s w e t e n s c h a p p e l i j k e weg t r a c h t e n de i n v l o e d v a n de v e r g r o t i n g h i e r o p na t e g a a n . A f z i e n v a n e x t r a p o l a t i e v a n b e s t a a n d e c o n s t r u c t i e s en e e n g e h e e l n i e u w o n t w e r p maken v o l g e n s e e n f u n d a m e n t e l e , s y s t e m a t i s c h e o n t w e r p -m e t h o d i e k . E e n c o m b i n a t i e v a n b o v e n g e n o e m d e w e r k w i j z e n v e r d i e n t de v o o r k e u r . 1 . 3 . S c h a a l v e r g r o t i n g en - v e r k l e i n i n g S c h a a l v e r g r o t i n g k a n i n v e l e a s p e c t e n t o t u i t i n g komen, bv. i n : de g e o m e t r i e v a n h e t p r o j e c t , b v . de o p p e r v l a k t e v a n e e n l a n d a a n w i n n i n g -o f i r r i g a t i e g e b i e d en de v e r g r -o t i n g v a n e e n c -o n s t r u c t i e . - de b e l a s t i n g e n ( k r a c h t e n , s t o t e n en e n e r g i e ë n , o . a . g o l f k l a p p e n e n s c h e e p s s t o t e n ) . G r o t e r e b e l a s t i n g e n g e v e n a a n l e i d i n g t o t z w a a r d e r e c o n s t r u c t i e s . U e z e op hun b e u r t z i j n w e e r de o o r z a a k v a n g r o t e r e b e l a s t i n g e n , b v . d o o r h e t t o e g e n o m e n e i g e n g e w i c h t v a n de c o n s t r u c t i e . - de s n e l h e i d v a a r s n e l h e i d v a n h e t s c h i p en de s t r o o m s n e l h e i d v a n h e t v / a t e r .

1-3 de i n t e n s i t e i t v a n v e r k e e r en v e r v o e r , h e t tempo v a n u i t v o e r i n g Om e e n l a n g e bouwtijd t e v o o r k o m e n (o.m. t e r b e p e r k i n g v a n de r e n t e ) . de k o s t e n de d i v e r s i t e i t v a n de t e c h n i s c h e p r o b l e m e n . h e t a a n t a l s p e c i a l i s t e n ( d e s k u n d i g e n ) v a n i n s t i t u t e n e n l a b o r a t o r i a . werkv/ijze bij de u i t v o e r i n g b v . de o n t w i k k e l i n g v a n a f s l u i t i n g s t e c h n i e k e n bij de a f s l u i t i n g v a n g e -t i j g e u l e n . wijze v a n a a n b e s t e d i n g v a n w e r k e n ( o . a . r a a m c o n t r a c t e n ) a a n t a l b e t r o k k e n m a a t s c h a p p e l i j k e a s p e c t e n p l a n o l o g i e , weg-, s c h e e p v a a r t - en l u c h t v e r k e e r , r e c r e a t i e , i n d u s t r i e , m i l i e u ( a a n t a s t i n g n a t u u r ) , v o l k s g e z o n d h e i d , l a n d b o u w , v e e t e e l t , v i s s e r i j , v e i l i g h e i d , p o l i t i e k ( o o k b u i t e n l a n d s e p o l i t i e k ) , w a t e r v o o r z i e -n i -n g , a f w a t e r i -n g . Z i e o . a , O o s t e r s c h e l d e p r o b l e m a t i e k . S c h a a l v e r k l e i n i n g t r e e d t op bij h e t d o e n v a n m o d e l p r o e v e n ( d e o n t w o r p e n c o n s t r u c t i e moet w o r d e n v e r k l e i n d om de m o d e l p r o e f t e k u n n e n u i t v o e r e n ) en h e t t e r u g g a a n v a n g r o t e r e n a a r k l e i n e r e e e n h e d e n . I n de a f g e l o p e n d e c e n n i a i s e r v a a k s p r a k e g e w e e s t v a n e e n s c h a a l v e r g r o t i n g bij w a t e r b o u w k u n d i g e w e r k e n ( O o s t e r s c h e l d e , z e e s l u i z e n i n B e l -gië en F r a n k r i j k , o f f s h o r e v o o r z i e n i n g e n , p r o j e c t e n i n h e t l e i d d e n - O o s t e n ) en e e n b i j b e h o r e n d s t u k e x t r a p o l a t i e t . o . v . h e t b e s t a a n d e . O n g e t w i j f e l d z a l d e z e t r e n d z i c h oolc i n de t o e k o m s t d o o r z e t t e n ( n i e u w e v o r m e n v a n e n e r g i e w i n n i n g e t c ) . D a a r n a a s t t e k e n t z i c h e c h t e r i n N e d e r l a n d , e v e n a l s i n a n d e r e d i c h t b e v o l k t e i n d u s t r i e l a n d e n , e e n o n t -w i k k e l i n g a f , d i e v r a a g t om k l e i n e r e e e n h e d e n , d i e m i n d e r i n g r i j p e n i n de o m g e v i n g . E e n vorm h i e r v a n i s de r e n o v a t i e v a n best'^.ande k u n s t w e r k e n (m.a.w. h e t d u s d a n i g a a n p a s s e n , d a t w o r d t v o l d a a n a a n de h u i d i -ge en t o e k o m s t i g e f u n c t i e ) d a a r w a a r i n e e n v o r i g b e l e i d z o n d e r m e e r e e n n i e u w e c o n s t r u c t i e zou v/orden gebouwd. D e z e k l e i n s c h a l i g h e i d , d i e ook i n sommige o n t w i k k e l i n g s l a n d e n i s v e r e i s t , o.m. g e z i e n de f i -n a -n c i ë l e m i d d e l e -n , b e t e k e -n t e -n e r z i i d s e e -n h e r l e v i -n g v a -n h e t oude am-b a c h t ( h o u t e n p u n t d e u r e n k u n n e n a a n t r e k k e l i j k z i j n am-bij k l e i n e r e s l u i z e n ) d o c h a n d e r z i j d s i s h e t z a a k de j u i s t bij de s c h a a l v e r g r o t i n g o p g e d a n e

1 - 4 f u n d a m e n t e l e k e n n i s ook t o e t e p a s s e n bij k l e i n e r e e e n h e d e n , z i e z i c h maar a l t e gauw l e n e n v o o r e e n t r a d i t i o n e l e b e n a d e r i n g . 1 . 4 . S c h a a l w e t t e n V o o r de b e h a n d e l i n g h i e r v a n w o r d t v e r w e z e n n a a r h e t c o l l e g e d i k t a a t b8o. W a t e r l o o p k u n d i g o n d e r z o e k , a u g u s t u s 1 9 7 6 e n n a a r de a r t i k e l e n s e r i e i n De I n g e n i e u r , W e r k t u i g - e n S c h e e p s b o u w , v a n 2 e n l 6 d e c e m b e r I 9 6 6 , 13 e n 27 j a n u a r i e n 10 f e b r u a r i I 9 6 7 , n a a r a a n l e i d i n g v a n de l e e r g a n g " M o d e l l e n e n S c h a a l r e g e l s " TH E i n d h o v e n , g e h o u d e n op I 8 e n 19 j a n u a r i 1 9 6 6 . Nog e e n e n k e l e o p m e r k i n g o v e r h e t s a m e n s p e l t u s s e n de i n h e t w a t e r a a n -w e z i g e -w a t e r b o u -w k u n d i g e c o n s t r u c t i e e n h e t -w a t e r . V e r s c h i l t u s s e n s t a t i s c h e e n d y n a m i s c h e b e l a s t i n g . De s t a t i s c h e b e l a s t i n g e n g e v e n g e e n b i j z o n d e r e m o e i l i j k h e d e n , d o c h de d y n a m i s c h e b e l a s t i n g e n k u n n e n t r i l l i n g e n d o e n o n t s t a a n met k a n s op r e -s o n a n t i e . De r e s o n a n t i e v e r o o r z a a k t i n de c o n s t r u c t i e g r o t e s p a n n i n g e n , d i e a a n -l e i d i n g g e v e n t o t v e r m o e i d h e i d e n u i t e i n d e -l i j k -l e i d e n t o t b r e u k v a n de c o n s t r u c t i e . H e t i s e e n m o e i l i j k p r o b l e e m . I n h e t a l g e m e e n h e e f t e e n c o n s t r u c t i e n i e t één e n k e l e e i g e n t r i l l i n g , maar m e e s t a l m e e r d e r e . De o n d e r d e l e n v a n e e n c o n s t r u c t i e k u n n e n ook a f z o n d e r l i j k g a a n t r i l l e n ( z i e c o l l e g e b 1 5 ) . I n d i e n e e n e x t e r n e d y n a m i s c h e b e l a s t i n g t r i l l i n g e n v e r o o r z a a k t m o e t e n we, b e l i a l v e met de m a s s a e n de e l a s t i c i t e i t v a n de c o n s t r u c t i e , ook r e k e n i n g h o u d e n met e e n m e e t r i l l e n d e w a t e r m a s s a , de z g . h y d r o d y n a m i s c h e m a s s a . E r k a n ook e e n t e r u g k o p p e l i n g o p t r e d e n a l s de t r i l l e n d e c o n s t r u c t i e h e t t u r b u l e n t i e p a t r o o n v a n h e t w a t e r b e ï n v l o e d t . De d e m p i n g v a n de c o n -s t r u c t i e e n de e n e r g i e - a b -s o r p t i e v a n h e t w a t e r z i j n e v e n e e n -s b e l a n g r i j k e f a c t o r e n , d i e i n h e t g e h e e l s p e l e n . I n d i t l a a t s t e g e v a l z a l men z e k e r e e n m o d e l o n d e r z o e k u i t v o e r e n . Soms z i j n m e e r d e r e m o d e l l e n n o d i g , bv, één v o o r de w a t e r b e w e g i n g e n één o f meer v o o r de c o n s t r u c t i e .

1- 5 1 . 5. E e n h e d e n s t e l s e l I n d i t d i c t a a t z a l h e t S l - e e n h e d e n s t e l s e l c o n s e q u e n t w o r d e n ge¬ h a n t e e r d . V o o r o n s v a n b e l a n g z i j n de v o l g e n d e b a e i s g r o o t h e d e n ( m e t grond-e grond-e n h grond-e d grond-e n ) : b a s i s g r o o t h e i d g r o n d e e n h e i d naam s y m b o o l naam s y m b o o l l e n g t e 1 m e t e r m m a s s a m k i l o g r a m k g t;jd t s e c o n d e s A f g e l e i d e g r o o t h e d e n o . a . g r o o t h e i d S l - e e n h e i d naam s y m b o o l naam s y m b o o l o p p e r v l a k t e , o p p e r v l a k v o l u m e , i n h o u d v o l u r a i e k e m a s s a ( m a s s a ) d i c h t h e i d f r e q u e n t i e , p e r i o d e n p e r s e c o n d e c i r k e l f r e q u e n t i e k r a c h t , g e w i c h t d r u k , s p a n n i n g moment v a n k r a c h t a r b e i d , energie» h o e -v e e l h e i d w a r m t e v e r m o g e n , e n e r g i e -s t r o o m A V

P

-2 - 1 2 . A a n l e R - e n g e l e i d e c o n s t r u c t i e s v o o r s c h e p e n 2 . 1 . Omschrin'vinj^ g e b r u i k e l i j k e b e n a m i n g e n Om v e r w a r r i n g t e v o o r k o m e n z a l e e r s t e e n a a n t a l b e g r i p p e n wat n a d e r w o r d e n o m s c h r e v e n . T e v e n s z a l w o r d e n g e t r a c h t h e t g e h e e l zo s y s t e m a -t i s c h m o g e l i j k -t e b e n a d e r e n om zo v e r a n -t w o o r d m o g e l i j k -t e komen -t o -t e e n i b e p a l i n g v a n de v e r s c h i l l e n d e o n t w e r p c r i t e r i a . I n h o u d s m a t e n v a n s c h e g e n O n d e r de B r u t o t o n n e n m a a t ( B r u t o R e g i s t e r T o n = BRT) o f g r o s s t o n n a g e v e r s t a a t men de i n h o u d v a n a l l e g e s l o t e n r u i m t e n v a n h e t s c h i p , u i t -g e d r u k t i n 100 C U . f t ( = 2 , 8 3 m^) ( e e n i n h o u d s m a a t ) . D e z e i s v e e l a l de a a n d u i d i n g v o o r p a s s a g i e r s s c h e p e n . De N e t t o t o n n e n m a a t ( N e t t o R e g i s t e r T o n = NRT) i s a l l e e n de i n h o u d v a n de l a a d r u i m e n e n w o r d t v e r k r e g e n d o o r de BRT t e v e r m i n d e r e n met de i n -houd d e r d i e n s t r u i m t e n ( m a c h i n e k a m e r s , b u n k e r s e n z . ) . De v e r h o u d i n g NRT : BRT ^ 0 , 6 : 1 . Het d r a a g v e r m o g e n o f d e a d w e i g h t i s h e t v e r s c h i l i n w a t e r v e r p l a a t s i n g v a n h e t g e l a d e n e n h e t l e g e s c h i p . H e t i s g e l i j k a a n h e t g e w i c h t v a n de max. t e v e r v o e r e n l a d i n g i n c l u s i e f b r a n d s t o f e n v e r b r u i k s s t o f f e n . Het d r a a g v e r m o g e n ( T o n Dead V^eight = TDW o f DWT) i s e e n g e w i c h t s m a a t ,

u i t g e d r u k t i n L o n g T o n s ( = I O I 6 k g f = 9 9 6 ? N 10 k N ) . D i t b e g r i p w o r d t m e e s t a l v o o r v r a c h t s c h e p e n g e h a n t e e r d . O n d e r wat e r v e r p l a a t s i n g ( d e p l a c e m e n t = y V ) v a n e e n s c h i p v e r s t a a t men h e t g e w i c h t v a n de d o o r h e t g e l a d e n s c h i p v e r p l a a t s t e w a t e r m a s s a » H i e r m e d e i s de m a s s a v a n h e t s c h i p t e b e p a l e n . V o o r t a n k e r s e n e r t s s c h e p e n k a n g l o b a a l de v o l g e n d e v e r h o u d i n g w o r d e n a a n g e h o u d e n : BRT : TDV/ : max. w a t e r v e r p l a a t s i n g c:^ 1 : 1 , 5 : 2 .

2-2 S c h e e g s b e w e g i n g e n De b e w e g i n g v a n e e n s c h i p w o r d t g e k e n m e r k t d o o r z e s v r i j h e i d s g r a d e n , d i e i n de s c h e e p s b o u w de v o l g e n d e b e n a m i n g e n h e b b e n : ( s c h r i k k e n ( s u r g e ) - x ^ l a n g s r i c h t i n g ( h o r i z o n t a a l ) t r a n s l a t i e s ( v e r z e t t e n ( s w a y ) = y , d w a r s r i c h t i n g ( h o r i z o n t a a l ) (dompen ( h e a v e ) - z , v e r t i c a a l ( s l i n g e r e n ( r o l l ) = *p ( p h i ) , om l e n g t e a s r o t a t i e s ( s t a m p e n ( p i t c h ) = © ( t h ê t a ) , om d w a r s s c h e e p s e a s ( g i e r e n ( y a w ) = y ( p z i ) , om v e r t i c a l e a s K e e r c o n s t r u c t i e s V o o r de v e r s c h i l l e n d e m e e r c o n s t r u c t i e s w o r d t h e t v o l g e n d e w o o r d g e b r u i k g e h a n t e e r d : de c o n s t r u c t i e s , d i e de s c h e e p s s t o t e n t i j d e n s h e t m e r e n m o e t e n opnemen, w o r d e n m e e r s t o e l e n genoemd; de c o n s t r u c t i e s , w a a r a a n de t r o s s e n v a n h e t g e m e e r d e s c h i p zijn b e v e s -t i g d , w o r d e n b o l d e r s o f b o l d e r s -t o e l e n genoemd. S c h e m a b o l d e r ( s t o e l ) m e e r s t o e l e n b o l d e r ( s t o e l ) V o o r h e t m e r e n z i j n v a a k nog e x t r a m e e r s t o e l e n n o d i g . E v e n e e n s e x t r a b o l d e r s o f b o l d e r s t o e l e n v o o r h e t g e m e e r d e s c h i p .

2-3

dan e e n d o o r g a a n d e h o r i z o n t a l e l i g g e r ( b a l k ) o n d e r s t e u n d d o o r eer. a.nt a l p a l e n ) . D e z e h e e f a.nt h e a.nt g r o a.nt e v o o r d e e l , d a a.nt de e x c e n a.nt r i c i a.nt e i a.nt a.nt i j -d e n s h e t m e r e n a l t i j -d m a x i m a a l i s ( o f w e l -de e x c e n t r i c i t e i t coëf f i c i e n t i s m i n i m a a l , d u s e e n m a x i m a l e r e d u c t i e v a n de op t e nemen b e w e -g i n -g s e n e r -g i e v a n h e t s c l i i p , z i e o n d e r 2 . 2 , 3 . )<• F e n d e r : de l e t t e r l i j k e v e r t a l i n g i e b e s c h e r m i n g ; e e n t u s s e n t w e e s c h e p e n o f t u s s e n s c h i p e n k a d e ( s t e i g e r , m e e r s t o e l , p l a t f o r m ) a a n g e b r a c h t b e s c h e r m i n g s m i d d e l om h e t s c h i p e n de k a d e ( s t e i g e r , m e e r s t o e l , p l a t f o r m ) t e v r i j w a r e n t e g e n b e s c h a d i g i n g . K a n b e s t a a n e n k e l u i t w r i j f h o u -t e n ( w r i j f s -t i j l e n ) a a n e e n k a d e m u u r o f u i -t e e n i n g e w i k k e l d s a m e n s -t e l v a n bv, h o l l e r u b b e r c i l i n d e r s met e e n h o u t e n w r i j f s c h o t a a n e e n g r o t e :.Teer-s t o e l . S t e i g e r c o n s t r u c t i e s ( o p e n c o n s t r u c t i e s ) E e n s t e i g e r i s i n h e t a l g e m e e n e e n c o n s t r u c t i e , d i e h e t t a l u d o v e r s p a n t e n e e n v e r b i n d i n g v o r m t t u s s e n h e t s c h i p e n de w a l . E e n s t e i g e r i s n i e t g r o n d k e r e n d . E e n s t e i g e r c o n s t r u c t i e b e s t a a t u i t e e n d e k , d a t op p^len i s g e f u n -d e e r -d . I n e e n s t e i g e r z i j n -d i k w i j l s zg„ s t r o n g p o i n t s aanwezig» D i t z i j n v e r z w a a r d e g e d e e l t e n v a n de s t e i g e r , v/aar de h o r i z o n t a l e k r a c h t e n w o r -den opgenomen en a f g e v o e r d n a a r de o n d e r g r o n d o S t e i g e r s l o o d r e c h t op de o e v e r b i e d e n , i n d i e n l a n g g e n o e g , a a n b e i d e z i j d e n g e l e g e n h e i d t o t m e r e n . E e n s t e i g e r i s i n h e t a l g e m e e n s l e c h t b e s t a n d t e g e n h o r i z o n t a l e k r a c h t e n e n w o r d t d o o r v r i j s t a a n d e m e e r s t o e l e n t e g e n de s c h e e p s s t o t e n b e -s c h e r m d .

K a d e c o D s t r u c t i e s ( g r o n d k e r e n d e c o n s t r u c t i e s ) üit z i j n d i c h t e c o n s t r u c t i e s ( g r o n d k e r e n d ) , d i e i n h e t a l g e n e e n v o o r g r o t e c o n s t r u c t i e s d u u r d e r z i j n , met name i n o n t w i k k e l i n g s l a n d e n w a - r de t o e p a s s i n g v a n b e t o n en s t a a l t o t hoge k o s t e n k a n l e i d e n . K e n k a n d a n b e t e r e e n s t e i g e r c o n s t r u c t i e i n h o u t u i t v o e r e n , d a a r d i t m a t e r i -a -a l m e e s t -a l w e l -a -a n w e z i g i s . Op e e n r o t s a c h t i g e bodem ( b v . Is'oorwegen en C a n a d a ) w a a r h e t h e i e n v a n p a l e n o n m o g e l i j k i s , w o r d e n v a a k c a i s s o n s t o e g e p a s t .

W i l men t o c h e e n c o n s t r u c t i e op p a l e n maken, dan k a n men g a t e n b o r e n i n de r o t s b o d e m . De p a l e n w o r d e n nu i n h e t g e b o o r d e g a t g e p l a a t s t en m.b.v. g r o u t i n de r o t s b o d e m v a s t g e z e t . V o o r - e n n a d e l e n v a n d i c h t e e n o p e n c o n s t r u c t i e s De g o l f a a n v a l i s bij e e n g e s l o t e n c o n s t r u c t i e v e e l g r o t e r d a n bij e e n o p e n c o n s t r u c t i e ( s t a a n d e g o l v e n e n g o l f k l a p p e n ) . Bij e e n o p e n c o n s t r u c t i e g a a n de g o l v e n , m i t s h e t dek hoog g e n o e g b o v e n de g o l f t o p p e n l i g t , t u s -s e n de p a l e n d o o r . E e n g r o o t v o o r d e e l v a n e e n d i c h t e wand i s de o p s t u w i n g , d i e t u s s e n e e n l a n g s z i j komend s c h i p e n de wand k a n o n t s t a a n , de o p s t u w i n g g a a t d a n a l s b u f f e r w e r k e n . De w a t e r o p s t u w i n g i s u i t e r a a r d s t e r k a f h a n k e l i j k v a n de " k e e l - c l e a r a n c e " ( o f b o d e m v r i j h e i d = h o o g t e t u s s e n de k i e l v a n h e t s c h i p en de h a v e n b o d e m ) e n de vorm e n g r o o t t e v a n h e t s c h i p .

5S?l„i§iSSii„£2il}^_!l22£i2i2

2 - 5

S TEI&£"RS, n/el cjroivikêt-end.

O C

*io€.Len J */ie ü>& i^a» al& steii^t

2-é

G

R O N D K E R E N D E k o M ^ i R U K T i E s

r

baéott —C l e { ^ u k i % h ) e ' b f a a f i n g . ea.n cleai l/an h<ti uoot h^i ë-^/e-nwicki bempd/fJa (jeu^cLé, \/^ordé yelairera/ o/oa^ da. <fro/jd Ji'e. op dt. Ad^dhd/4./3laefé /xA&é.

ÜE

-

KONSTRU/iT/ES.

-2-7

2-8

2 - 9 2 . 2 . O v e r d r a c h t k i n e t i s c h e e n e r g i e s c h i p a a n m e e r s y s t e e m

2 . 2 . 1 . Het a a n l o p e n v a n de h a v e n en m e t h o d e n v a n m e r e n v a n h e t s c h i p

V o o r e e n b e s c h o u w i n g v a n u i t de p r a k t i j k w o r d t v e r w e z e n n a a r : "Het m e r e n v a n V L C C ' s i n E u r o p o o r t " d o o r de l o o d s C.H.A. v a n P u t t e n .

I n v e r b a n d met h e t a a n l o p e n v a n de havenmond, h e t p a s s e r e n v a n de mond met de d a a r o p v o l g e n d e u i t l o o p e n s t o p m a n o e u v r e e n h e t n a v i g e r e n i n de ; h a v e n d o o r de z e e r g r o t e s c h e p e n , k u n n e n e n k e l e a l g e m e n e e i s e n a a n h e t z e e g e b i e d v o o r de havenmond e n de h a v e n z e l f w o r d e n g e f o r m u l e e r d . S e e g e b i ed a . de c o n f i g u r a t i e en s a m e n s t e l l i n g v a n de zeebodem moet e e n v o l d o e n d e b e s c h i k b a r e d i e p t e w a a r b o r g e n o f z o d a n i g z i i n d a t met e e n minimum, a a n i n i t i e e l en o n d e r h o u d s b a g g e r w e r k k a n w o r d e n v o l s t a a n t . b . v . e e n s c h e e p v a a r t r o u t e n a a r de h a v e n ; b . de o v e r h e e r s e n d e s t r o o m r i c h t i n g e n s t e r k t e t . o . v . de s c h e e p v a a r t -r o u t e n a a -r de h a v e n moet z o d a n i g z i j n d a t h i e -r v a n zo min m o g e l i j k h i n d e r w o r d t o n d e r v o n d e n . D i t g e l d t e v e n e e n s v o o r h e t genoemde on-d e r c . e n on-d. ; c . de d o m i n e r e n d e g o l f b e w e g i n g ( z e e g a n g e n d e i n i n g ) v o o r a l v o o r wat de r i c h t i n g b e t r e f t ; d. de o v e r h e e r s e n d e w i n d r i c h t i n g . H a v e n 1 . d e z e moet o n d e r v r i j w e l a l l e w e e r s o m s t a n d i g h e d e n e n o n d e r a l l e g e t i j -v e r s c h i j n s e l e n t o e g a n k e l i j k z i j n . H i e r a a n i s n i e t a l t i j d t e -v o l d o e n . V o o r h a v e n s met e e n g r o o t v e r t i k a a l g e t i j v e r s c h i l k u n n e n g r o t e t a n -k e r s soms a l l e e n o v e r de t o p v a n de v l o e d de h a v e n b i n n e n -k o m e n . 2 . de v a a r r o u t e s , z o w e l v a n u i t z e e a l s i n de mond e n de h a v e n z e l f , m o e t e n zo g e s t r e k t o f zo v l o e i e n d m o g e l i j k v e r l o p e n . De v a a r r o u t e i n z e e v o o r de havenmond bij v o o r k e u r g e s t r e k t o v e r e e n a f s t a n d v a n 10 a 15 km;

3 . de havenmond l i e f s t zo wijd m o g e l i j k , d o c h met e e n zo g r o o t m o g e l i j k e b e

-p e r k i n g , i n e n b i n n e n de mond, v a n de g o l f b e w e g i n g ( z e e g a n g e n d e i n i n g ) e n h e t s e i c h e s e f f e c t . De b o d e m b r e e d t e t u s s e n de havendammen moet o n g e -v e e r 2 0 0 - 4 - 0 0 m b e d r a g e n met e e n d i e p t e b e n e d e n LLWS v a n 2 0 - 2 5 m, a f h a n -k e l i j -k v a n h e t g r o o t s t e s c h e e p s t y p e . De a a n l o o p s n e l h e i d v a r i e e r t v a n c a . 5 - 7 k n o p e n ( 9 - 1 2 , 5 k m / u u r ) . A l g e m e e n k a n w o r d e n g e s t e l d , d a t de s l e e p -b o t e n , i n d i e n m o g e l i j k , v a s t m a k e n -b u i t e n de havendammen. I n E u r o p o o r t w o r d t d o o r de s l e e p b o t e n p a s v a s t g e m a a k t a l s h e t s c h i p o n g e v e e r 1 km i n de havenmond i s d o o r g e d r o n g e n . D i t i s w e l a f h a n k e l i j k v a n de w e e r s -o m s t a n d i g h e d e n ( h i j v e e l g -o l f b e w e g i n g w -o r d t n i e t v a s t g e m a a k t ) .

2 - 1 0 I n E u r o p o o r t d i e n e n de s l e e p b o t e n b i j t i j d s a a n w e z i g t e z i j n ( z e k u n n e n d i r e k t n o d i g z i j n , b v . bij n i a c h i n e s c h a d e ) e n op de a f g e s p r o k e n p l a a t s . 4 , de u i t l o o p l e n g t e v a n a f de mond moet v o l d o e n d e z i j n om de g r o o t s t e s c h e p e n t i j d i g t e k u n n e n s t o p p e n . Ora de g e d a c h t e n t e b e p a l e n : v o o r e e n t a n k e r v a n 4 2 5 . 0 0 0 DWT, d i e de havenmond met e e n s n e l h e i d v a n 3 - 6 k n o p e n p a s s e e r t , b e d r a a g t de t o t a l e s t o p w e g o n g e v e e r 5 - 7 km, z i e f i g u u r op b l z . 2 - 1 1 . I s de s n e l h e i d v a n h e t s c h i p t e r u g g e l o p e n t o t 3 k n o p e n ( 5 , 5 k m / u u r ) d a n b e g i n t de e i g e n l i j k e s t o p m a n o e u v r e , d.w.z, de m a c h i n e w o r d t op v o l l e k r a c h t a c h t e r u i t g e z e t . T i j d e n s d e z e m a n o e u v r e i s h e t s c h i p v o o r w a t de b e s t u r i n g b e t r e f t g e h e e l a f h a n k e l i j k v a n de a s s i s t e n t i e v a n de s l e e p b o t e n . T u s s e n de havendammen w o r d t n o o i t a c h t e r u i t g e s l a g e n 5 . h e t s a m e n v l o e i e n , k r u i s e n e n s p l i t s e n v a n de v e r s c h i l l e n d e v e r k e e r s -b a n e n moet v e i l i g e n o v e r z i c h t e l i j k k u n n e n p l a a t s v i n d e n ,

6 . de m a n o e u v r e e r r u i m t e , ook bij s l e e p b o o t a s s i s t e n t i e , moet v o l d o e n d e

z i j n . 7 . i n de h a v e n moet v o l d o e n d e r u i m t e om t e z w a a i e n a a n w e z i g z i j n om h e t m e r e n m.b.v, de s l e e p b o t e n o n d e r " a l l e " w e e r s o m s t a n d i g h e d e n t e v e r -z e k e r e n . De t a n k s c h e p e n w o r d e n n l . i n d e -z e " r u i m t e " g e d r a a i d e n met de "kop n a a r z e e " g e m e e r d . D i t h e e f t h e t v o o r d e e l d a t i n g e v a l v a n b r a n d e . d , de t a n k e r , i n d i e n n o d i g op e i g e n k r a c h t , de h a v e n z o s n e l m o g e l i j k k a n v e r l a t e n . De d i a m e t e r v a n de " z w a a i k o m " b e d r a a g t o n g e v e e r 2 a 3 m a a l de l e n g t e v a n h e t g r o o t s t e t e v e r w a c h t e n s c h i p . De m a m m o e t t a n k e r s w o r d e n i n E u r o p o o r t n o r m a a l met b e h u l p v a n 4 s l e e p b o t e n g e m e e r d . De t r a n s l a t i e s n e l h e i d t i j d e n s de s l e e p m a n o e u v r e i n de h a v e n b e -d r a a g t 1 - 1 k n o o p ( 1 - 2 k m / u u r ) , de s n e l h e i d t i j d e n s h e t m e r e n o n g e v e e r 10 a 2 0 cm/s. I n K o t t e r d a m - E u r o p o o r t h e b b e n de s l e e p b o t e n e e n v e r m o g e n v a n 8 8 o , 1 3 2 0 e n 2 2 0 0 kW ( 1 2 0 0 , 1 8 0 0 e n 3 0 0 0 p k ) met e e n t r e k k r a c h t v a n ruwweg 1 2 0 , 180 e n 3 0 0 kN ( 1 2 , 18 e n 3 0 t f ) . De s l e e p k a b e l s h e b b e n e e n o m t r e k v a n 89 mm { i n c h ) met e e n t r e k -s t e r k t e v a n 3 4 3 kN ( 3 5 t f ) . K e n m e r k e n d v o o r de s c h e e p v a a r t i s de t r a g e r e a c t i e s n e l h e i d e n d u s de g r o t e r e a c t i e t i j d v a n h e t s c h i p i n h e t w a t e r .

STOPPING DISTANCE IN KM. FOR TANKERS AT SHALLOW WATER

A D V A M C E S P E E D 5 , 6 , 8 A N D 10 K N O T S

0 1 2 3 A 5 6 7 8 9 10 11 12 13 S T O P P I N G D I S T A N C E IN KM F O R 5 , 5 , 6 . A K D 10 K N O T S ADV'^MCE S P E E D

2- 1 ? De o o r z a k e n z ^ n de v o l g e n d e : - de g r o t e m a s s a v a n h e t s c h i p , - de r e l a t i e f k l e i n e i n v l o e d v a n r o e r e n s c h r o e f o v e r k o r t e p e r i o d e n ( b e ï n v l o e d i n g s m e c h a n i s m e n ) , - a a n g e z i e n bij h e t o n t w e r p v a n e e n s c h i p de e c o n o m i e e e n g r o t e r o l s p e e l t z i j n , n a a s t e e n k l e i n e b e m a n n i n g , nog b e l a n g r i j k e e i s e n : . w e e r s t a n d zo k l e i n mogelijk ( d u s e e n g e r i n g e w r i j v i n g t u s s e n s c h i p e n w a t e r ) , . e e n r e l a t i e f k l e i n v o o r t s t u w i n g s v e r m o g e n . M e t h o d e n v a n m e r e n v a n h e t s c h i p

Het n a d e r e n v a n de l i g p l a a t s g e s c h i e d t o n d e r e e n k l e i n e hoek met de v e r b i n d i n g s l i j n d o o r de m e e r s t o e l e n o f met de b e r t h i n g beam om z o d o e n d e d i c h t bij de l i g p l a a t s t e komen. D a a r w o r d t h e t s c h i p s t i l g e l e g d om h e t de l a a t s t e m e t e r s n a a r de m e e r s t o e l e n t e duwen ( g e l i j k t i j d i g d w a r s s c h e e p s en l a n g s s c h e e p s ) , Bij h e t d w a r s w e g duwen g a r a n d e e r t de hoge w e e r s t a n d i n h e t w a t e r e e n l a g e n a d e r i n g s s n e l h e i d . 1 . m.b.v. s l e e p b o t e n l a . De 4 s l e e p b o t e n , d i e a l l e t r e k k e n , h e l p e n h e t s c h i p bij h e t m e r e n . M.b.v. t r o s -s e n , w o r d t g e t r a c h t h e t -s c h i p v o l l e d i g t e b e h e e r s e n . D i t s y s t e e m i s a l l e e n mogelijk i n d i e n de s l e e p b o t e n o v e r v o l d o e n d e m a n o e u v r e e r r u i m t e b e s c h i k k e n , z o a l s bij e e n T - s t e i g e r h e t g e v a l i s . De k r a c h t e n d o o r de s l e e p -b o t e n e n u i t g e o e f e n d z y n i e t s g r o t e r d a n d i e d o o r 2 ' S e n t r e k k e n _{S e n S ^ .}

2- 1 3 De s l e e p b o t e n e n g e v e n met behoud v a n t r o s s p a n n i n g l a n g z a a m mee. De raeerproced u r e w o r raeerproced t op raeerproced e z e wi,ize g e h e e l b e h e e r s t e n d e m e e r -s n e l h e i d v k a n k l e i n w o r d e n g e h o u d e n . 1 b . Door g e b r e k a a n r u i m t e i s h e t bovengenoemde s y s t e e m n i e t a l t i j d m o g e l i j k . I s d i t h e t g e v a l d a n g a a n één o f t w e e s l e e p b o t e n duwen, t e r w i j l de a n d e r e d r i e o f t w e e t r e k k e n . D e z e methode w o r d t t o e g e -p a s t bij v i n g e r -p i e r e n e n i n s t e e k h a v e n e . e n duwen, e n Sj^ t r e k k e n 2. m.b.v. l i e r e n e n s l e e p b o t e n S,^ duwt, r e s t t r e k t G r o t e s c h e p e n ( V L C C ' s e . d . ) k u n n e n n i e t m.b.v. l i e r e n w o r d e n g e m e e r d . I n h e t a l g e n e e n k a n w o r d e n g e s t e l d d a t e e n s c h i p a a n w i s s e l e n d e k r a c h -t e n i s b l o o -t g e s -t e l d . D i -t h e e f -t -t o -t g e v o l g d a -t de b e w e g i n g e n de k r a c h t s u i t o e f e n i n g v a n h e t s c h i p t a m e l i j k v e e l k u n n e n v a r i ë r e n . A a n g e z i e n i n de k i n e t i s c h e e n e r g i e v a n h e t b e w e g e n d e s c h i p (^ m v ) de s n e l h e i d v i n h e t k w a d r a a t v o o r k o m t , i s h e t z a a k d e z e s n e l h e i d zo k l e i n mogel\ik t e h o u d e n . Bij h e t m e r e n met s t r o o m mee z a l de s t o o t e n e r g i e

2.-14 Ook i s e r v e r s c h i l t u s s e n m e r e n a a n s t u u r b o o r d e n a a n b a k b o o r d , b o e g b a k b o o r d s t u u r b o o r d a c h t e r s c h i p By e e n v o o r u i t v a r e n d s c h i p d r a a i t de s c h r o e f r e c h t s o m , i n d i e n men t e g e n h e t a c h t e r s c h i p a a n k i j k t . Wordt e r a c h t e r u i t g e s l a g e n ( b i j e e n v o o r u i t v a r e n d s c h i p ) d a n v e r a n d e r t de k o e r s n a a r s t u u r b o o r d . De o n d e r k a n t v a n de s c h r o e f " p a k t " b e t e r d a n de b o v e n k a n t . Bij e e n d u b b e l s c h r o e f s c h i p : de e n e s c h r o e f d r a a i t n a a r l i n k s e n de a n d e r e n a a r r e c h t s .

2- 1 5 2 . 2 . 2 . A l g e m e n e b e s c h o u w i n g v a n de f a c t o r e n , d i e h e t m e r e n b e ï n v l o e d e n Het m e r e n v a n e e n s c h i p t e g e n e e n " o b s t a k e l " w o r d t d o o r e e n z e e r g r o o t a a n t a l f a c t o r e n b e ï n v l o e d . Om e e n i d e e t e g e v e n v a n de g e c o m p l i c e e r d h e i d v a n h e t p r o b l e e m z a l w o r d e n g e t r a c h t de b e l a n g r i . i k s t e p a r a m e t e r s , d i e h e t m e r e n b e ï n v l o e -* den, e n i g s z i n s o v e r z i c h t e l i j k t e r a n g s c h i k k e n . A l s v o l g t : 1. de k a r a k t e r i s t i e k e e i g e n s c h a p p e n v a n h e t s c h i p . 2. de k a r a k t e r i s t i e k e e i g e n s c h a p p e n v a n h e t m e e r s y s t e e m . 3. de d o o r de l o k a t i e ( w a a r h e t s c h i p w o r d t g e m e e r d ) b e p a a l d e e i g e n -s c h a p p e n . k, de f a c t o r e n b e p a a l d d o o r : - m e n s e l i j k h a n d e l e n - s l e e p b o t e n e n l i e r e n - t r o s s e n - w r i j v i n g t u s s e n s c h e e p s h u i d e n m e e r s y s t e e m - w e r k i n g v a n s c h r o e f e n r o e r 2 . 2 . 2 . 1 . o c h e e p s e i g e n s c h a p p e n D e z e k u n n e n a l s v o l g t w o r d e n o n d e r s c h e i d e n : a . v o r m g e v i n g s c h i p : l e n g t e , b r e e d t e , d i e p g a n g en s t r o o m l i j n ( z i e ook 2 . 2. 5 . ) . üe v o r m g e v i n g v a n h e t s c h i p i s v a n i n v l o e d op de s t r o m i n g r o n d n e t s c h i p . b . w a t e r v e r p l a a t s i n g o f m a s s a v a n h e t s c h i p en de h y d r o d y n a m i s c n e mas-s a ( d e met h e t m e r e n d e mas-s c h i p meebewegende h o e v e e l h e i d w a t e r ) ( z i e o o k 2 . 2 . 3 . ) . c . v e e r k a r a k t e r i s t i e k v a n de s c h e e p s h u i d en m o g e l i j k v a n h e t s c h i p a l s g e h e e l . H i e r o v e r i s w e i n i g b e k e n d ( " e e n VLCC k r o n k e l t a l s e e n s l a n g o v e r de o c e a a n " ) . d. p l a a t s v a n h e t z w a a r t e p u n t v a n h e t s c h i p , z o w e l i n h o r i z o n t a l e a l s i n v e r t i k a l e z i n . 3 i j V L C C ' s l i g t h e t z w a a r t e p u n t i n b e l a d e n t o e s t a n d m e e s t a l e n k e l e m e t e r s v o o r h e t m i d d e n v a n h e t s c h i p . V e r d e r z a l de l i g g i n g v a n h e t z w a a r t e p u n t a f h a n g e n v a n de b e l a d i n g s t o e s t a n d v a n h e t s c h i p . I n v e r t i k a l e z i n k a n de p l a a t s v a n de s t o o t t i j d e n s h e t

2 - 1 6 m e r e n t . o . v . h e t z w a a r t e p u n t v a n b e l a n g z i j n ( e v e n t u e e l s l i n g e r e n v a n h e t s c h i p g e l d t h o o g u i t v o o r z e e r k l e i n e s c h e p e n ) . E r i s g e e n f e n d e r , m e e r s t o e l o f k a d e d i e bij h e t m e r e n v a n e e n VLCC d a t s c h i p a a n h e t s l i n g e r e n k r i j g t . Bij e e n c a l a m i t e i t ( b v , e e n f o u t e m a n o e u v r e ) d r i j f t e e n VLCC o n g e s t o o r d d w a r s d o o r de m e e r s t o e l c o n s t r u c t i e e n s t e i g e r h e e n . E n a l s j e de meer-^ s t o e l e n de s t e i g e r n i e t i n h e t w a t e r h e b t z i e n v e r d w i j n e n , denk j e d a t z e e r n o o i t z i j n g e w e e s t . e, b e w e g i n g e n v a n h e t s c h i p : . ( h o e k - ) s n e l h e d e n . ( h o e k - ) v e r s n e l l i n g e n ( z i e ook 2. 1 e n 2.2,i!-„) 2 , 2 . 2 . 2 . De e i g e n s c h a p p e n v a n h e t m e e r s y s t e e m E e n o n d e r v e r d e l i n g zou e r a l s v o l g t k u n n e n u i t z i e n : A. de a a r d v a n h e t s y s t e e m ( d e c o n s t r u c t i e ) o n d e r de w a t e r l i - n ; A l . o n e n c o n s t r u c t i e o . a . e e n s t e i g e r . ) . ^ ( z i e ook 2 , 1 . A2, g e s l o t e n c o n s t r u c t i e o . a . e e n k a d e m u u r , j A3, e e n t u s s e n v o r m t u s s e n A l en A 2 . 3 . de d y n a m i s c h e e i g e n s c h a p p e n v a n h e t m e e r s y s t e e m : 3 1 . v e e r K a r a k t e r i s t i e k v a n de d r a a g c o n s t r u c t i e . V o o r een s t a r r e c o n s t r u c t i e ( k a d e m u u r , c a i s s o n ) k a n de v e e r s t i j f h e i d a l s o n e i n -d i g g r o o t t . o . v , -de a n -d e r e v e e r s t i - ; f h e -d e n ( f e n -d e r s , s c h e e p s h u i -d ) w o r d e n b e s c h o u w d . 3 2 . v e e r k a r a k t e r i s t i e k Van de f e n d e r ( z i e 2 . 3 . 1 . ) 3 3 . a a n t a l m e e r s t o e l e n o f a a n t a l f e n d e r s o f een b e r t h i n g beam ( z i e 2 . 3 . 3 J 3 4 . a f s t a n d t u s s e n m e e r s t o e l e n o f f e n d e r s ( z i e b l z . 2 - 3 2 ) B 5 , de m a s s a v a n h e t m e e r s y s t e e m . H e e s t a l k a n de m a s s a v a n n e t m e e r s y s t e e m t . o . v . de m a s s a v a n h e t s c h i p w o r d e n v e r w a a r l o o s d ( z e k e r i n d i e n h e t e e n VLCC b e t r e f t ) . B6 . de e i g e n s c h a p p e n v a n de o n d e r g r o n d ( o . a . d e m p i n g ) ( z i e 2 , 3 . 2 , j T i j d e n s de s t o o t w o r d t de k i n e t i s c h e e n e r g i e v a n h e t s c h i p o m g e z e t i n p o t e n t i ë l e e n e r g i e v a n een e l a s t i s c h s y s t e e m o f de k i n e t i s c h e e n e r g i e w o r d t o m g e z e t i n w a r m t e . De p o t e n t i ë l e e n e r g i e k a n w o r d e n g e l e v e r d d o o r : a , v e r v o r m i n g s e n e r g i e a l . b u i g i n g a 2 . i n d r u k k i n g o f u i t r e k k i n g a 3 . w r i n g i n g a 4 , a f s c h u i v i n g

2-17

2 - 1 8 R e e d s t ^ d e n s h e t m e r e n w o r d t b e g o n n e n s c h e e p s t r o s s e n n a a r de w a l u i t t e z e t t e n . By V L C C ' s o e f e n e n de t r o s s e n by h e t m e r e n n a u w e i y k s i n v l o e d u i t op h e t m e e r p r o c e s . De w r y v i n p t u s s e n de s c h e e p s h u i d en h e t m e e r s y s t e e m i s a f h a n k e l i ' k v a n h e t f e i t o f h e t s c h i p e e n t a n g e n t i ë l e s n e l h e i d s c o m p o n e n t b e z i t ( i n de l e n g t e r i c h t i n g v a n h e t s c h i p ) . De dan o p t r e d e n d e w r y v i n g s k r a c h t z a l e e n f u n c t i e zijn v a n de s t o o t k r a c h t en v a n de wrijvingscoëfficiënt t u s -s e n -s c h e e p -s h u i d en m e e r -s y -s t e e m . Deze wrijving-scoëfficiënt i -s m o e i l i j k t e b e p a l e n ( e r i s w e i n i g o v e r b e k e n d ) en i s s t e r k a f h a n k e l i j k v a n : - de g e b r u i k t e m a t e r i a l e n ( i n s c h i p en m e e r s y s t e e m ) - de mate v a n v o c h t i g h e i d v a n h e t w r i j v i n g s o p p e r v l a k - de o l i e v e r o n t r e i n i g i n g v a n h e t w r i i v i n g s o p p e r v l a k - de ( m a r i e n e ) " b e g r o e i i n g " v a n h e t w r i j v i n g s o p p e r v l a k - de d r u k ( d u w e n d e s l e e p b o t e n , w i n d , v o l g s t r o o r a ) De w a a r d e v a n de w r y v i n g s c o ë f f i c i ë n t l i g t i n h e t i n t e r v a l t u s s e n c a . 0,2 en O,6. De g e c o m b i n e e r d e w e r k i n g v a n s c h r o e f en r o e r i s i a g e w i k k e l d . Op blz» 2-=l4 i s e r i e t s meer o v e r g e z e g d . U i t h e t g e e n i n h e t v o o r g a a n d e i s v e r m e l d , b l i j k t d a t h e t g e h e l e m e e r -p r o c e s ( h e t s c h i -p v a n e e n t o e s t a n d v a n b e w e g e n n a a r e e n r u s t t o e s t a n d b r e n g e n ) e e n i n g e w i k k e l d v e r l o p e n d p r o c e s i s . De a a n g e d r a g e n p a r a m e t e r s z i j n a f z o n d e r l i j k b e h a n d e l d , d o c h i n w e r k e l r k -h e i d b e ï n v l o e d e n z i j e l k a a r . I n de f i g u u r op b l z . 2 - 1 9 ( u i t h e t a f s t u d e e r r a p p o r t v a n P. M i d d e n d o r p ) i s g e t r a c h t de o n d e r l i n g e s a m e n h a n g t u s s e n de v e r s c h i l l e n d e p a r a m e t e r s a a n t e g e v e n . De dunne p y l e n g e v e n de o n d e r l i n g e r e l a t i e s a a n . De i n -v l o e d e n -v a n de -v e r s c h i l l e n d e p a r a m e t e r s z u l l e n a l s k r a c h t e n ( m e t d i k k e p y i e n a a n g e g e v e n ) op h e t s c h i p a a n g r e p e n , wat w e e r e e n r e s p o n s i e v a n h e t s c h i p o p l e v e r t . D e z e b e ï n v l o e d t op h a a r b e u r t w e e r de v e r s c h i l l e n d e p a -r a m e t e -r s . D e z e k -r a c h t e n z u l l e n h e t s c h i p v o l g e n s de t w e e d e wet v a n N e w t o n v e r s n e l l i n g e n d o e n o n d e r g a a n . De t w e e d e wet v a n Newton h o u d t i n d a t de t r a a g h e i d s k r a c h t ( h e t moment) g e i y k i s a a n de som v a n de u i t -w e n d i g e k r a c h t e n ( m o m e n t e n ) . I n d i e n d e z e k r a c h t e n b e k e n d z o u d e n z y n d a n z o u d e n de v o o r de m a n o e u v r e v a n b e l a n g z y n d e b e w e g i n g s v e r g e i y k i n g e n k u n n e n w o r d e n o p g e s t e l d .

U i t h e t a f s t u d e e r o n t w e r p v a n P. M i d d e n d o r p o p wout»:,-r

4

4

E Z

I

2-20

2.2.3.

i