IJsseldelta Zuid, bypass Kampen

36
IJsseldelta Zuid, bypass Kampen Constructieve Ontwerpberekening Object 1A3, Recreatieschutsluis Provincie Overijssel 17 augustus 2012 Definitief rapport 9V4747.C2

Transcript of IJsseldelta Zuid, bypass Kampen

Page 1: IJsseldelta Zuid, bypass Kampen

IJsseldelta Zuid, bypass Kampen Constructieve Ontwerpberekening

Object 1A3, Recreatieschutsluis

Provincie Overijssel

17 augustus 2012

Definitief rapport

9V4747.C2

Page 2: IJsseldelta Zuid, bypass Kampen

Documenttitel Deelproduct A2 technisch ontwerp

Ontwerprapportage object 1A3

Recreatieschutsluis

Verkorte documenttitel Ontwerprapportage object 1A3

Status Definitief rapport

Datum 17 augustus 2012

Projectnaam IJsseldelta Zuid, Kampen

Projectnummer 9V4747.C2

Opdrachtgever Provincie Overijssel

Referentie 9V4747.C2/R0018/MMI/VVDM/Nijm

Barbarossastraat 35

Postbus 151

6500 AD Nijmegen

(024) 328 42 84 Telefoon

(024) 360 54 83 Fax

[email protected] E-mail

www.royalhaskoning.com Internet

Arnhem 09122561 KvK

HASKONING NEDERLAND B.V.

RIVERS, DELTAS & COASTS

Auteur(s) M. Mies

Collegiale toets B. van Lammeren

Datum/paraaf 17 augustus 2012

Vrijgegeven door P.W. van de Kreeke

Datum/paraaf 17 augustus 2012

Page 3: IJsseldelta Zuid, bypass Kampen

Ontwerprapportage object 1A3 9V4747.C2/R0018/MMI/VVDM/Nijm

Definitief rapportDefinitief rapport 17 augustus 2012

SAMENVATTING

Voor het project IJsseldelta Zuid is een nieuwe recreatieschutsluis (objectcode 1A3) aan

de zijde van de IJssel gepland. Met behulp van deze sluis kan het gewenste

waterstandsverschil tussen de IJssel en de bypass worden overbrugd. De sluis zal

worden ontworpen voor recreatievaart klasse AII. Het ontwerp wordt uitgewerkt tot op

een voorlopig ontwerp niveau ten behoeve van de SNIP3-procedure IJsseldelta zuid /

Bypass Kampen.

Met deze rapportage wordt het voorlopig ontwerp van de recreatieschutsluis

beschreven. Het ontwerp dient als input voor de SNIP3 procedure IJsseldelta zuid.

Met behulp van het gepresenteerde ontwerp dienen ook de stichtingskosten van het

kunstwerk tot op circa 30% nauwkeurig geraamd te kunnen worden. Ook geeft het

ontwerp de diverse raakvlakken en eisen tussen het kunstwerk en zijn omgeving weer.

Het definitieve ontwerp van de sluis zal volgens het bouwbesluit 2012, NEN-EN normen,

ROK 1.0 (RWS) en het functionele programma van eisen worden uitgewerkt.

De ontwerpwerkzaamheden zijn er op gericht om tot een innovatief, economisch en

functioneel aantrekkelijke oplossing voor de taakstelling te komen binnen de grenzen

van de eisen ten aanzien van beeldkwaliteit.

Daarnaast is rekening gehouden met specifieke wensen van beheerders en gebruikers

van het kunstwerk.

De wanden en de vloer van de recreatiesluis worden, i.v.m. de benodigde robuustheid

en duurzaamheid, daarom uitgevoerd in gewapend beton en is de fundering opgebouwd

uit prefab-voorgespannen funderingspalen (trek- en drukfunctie). Verder is in het

ontwerp van de hoofddraagconstructie rekening gehouden met een toename van de

belastingen in de verschillende project fasen.

De recreatiesluis is te verdelen in; een benedenhoofd, de sluiskolk, en het bovenhoofd,

waarbij het bovenhoofd langer zal moeten zijn omdat de Kamperstraatweg hier middels

een vaste brug de sluis kruist. Dwars op de sluisklok zijn op diverse plaatsen

kwelschermen opgenomen.

In een en ander is nader uitgewerkt op ondergenoemde tekeningen:

1321-101, Object 1A3, Recreatiesluis, situatie;

1321-103, Object 1A3, Recreatiesluis, bovenhoofd aanzicht en doorsneden;

1321-105, Object 1A3, Recreatiesluis, sluisdeuren bovenhoofd;

1321-106, Object 1A3, Recreatiesluis, sluisdeuren benedenhoofd.

Page 4: IJsseldelta Zuid, bypass Kampen

Ontwerprapportage object 1A3 9V4747.C2/R0018/MMI/VVDM/Nijm

Definitief rapportDefinitief rapport - i - 17 augustus 2012

INHOUDSOPGAVE

Blz.

1 INLEIDING 1 1.1 Doel van het ontwerp 1 1.2 Leeswijzer 1 1.3 Bijbehorende tekeningen 1

2 RANDVOORWAARDEN EN UITGANGSPUNTEN 2 2.1 Basisuitgangspunten 2 2.2 Normen, bepalingen en richtlijnen 2 2.3 Uitgangspunten voor materiaalspecificaties en grondgegevens 2 2.1 Terrein- en bodemopbouw 3 2.2 Grondwaterstanden 4 2.3 Grondmechanische eigenschappen 4 2.4 Veiligheidsklasse en referentieperiode 5

3 BELASTINGEN, BELASTINGFACTOREN 6 3.1 Permanente belastingen 6 3.2 Veranderlijke belastingen 6 3.3 Spanningen door krimp- en temperatuurbelasting 9 3.4 Belastingsfactoren 10

4 GEOMETRIE EN ONTWERP VAN DE SCHUTSLUIS 11 4.1 Sluiskolk, sluishoofden en verkeersdek 11 4.2 Voorzieningen tegen kwel- en onderloopsheid 13 4.3 Keermiddelen en nivelleermiddelen 13 4.4 Afweging bewegingswerken 16 4.5 Opstel- en wachtplaatsen 17

5 BOUWFASERING SCHUTSLUIS 18 5.1 Fasering 18

6 VOORLOPIG ONTWERP RECREATIESCHUTSLUIS 20 6.1 Algemeen 20 6.2 Funderingswijze 20 6.3 Beschouwing bouwkuip 20 6.4 Schets doorsnede bovenhoofd 21 6.5 Schets doorsnede bovenhoofd met verkeersbrug 22 6.6 Snede beschouwing sluiskolk 22

7 ALTERNATIEVEN 23 7.1 Inleiding 23 7.2 Bouwkuip zonder onderwaterbeton 23 7.3 Kolkwanden van damwanden of diepwanden met een open

blokkenvloer 23 7.4 Groene kolk 23 7.5 Roldeuren 23

Page 5: IJsseldelta Zuid, bypass Kampen

Ontwerprapportage object 1A3 9V4747.C2/R0018/MMI/VVDM/Nijm

Definitief rapportDefinitief rapport - ii - 17 augustus 2012

BIJLAGEN

1. GHG LHG van de huidige- en toekomstige situatie

Page 6: IJsseldelta Zuid, bypass Kampen

Ontwerprapportage object 1A3 9V4747.C2/R0018/MMI/VVDM/Nijm

Definitief rapport - 1 - 17 augustus 2012

1 INLEIDING

Voor het project IJsseldelta Zuid is een nieuwe recreatieschutsluis. Met behulp van deze

sluis kan het waterstandsverschil tussen de IJssel en de bypass worden overbrugd. De

sluis zal worden ontworpen voor recreatievaart. Het ontwerp wordt uitgewerkt tot op

voorlopigontwerp niveau ten behoeve van de SNIP3-procedure IJsseldelta zuid / Bypass

Kampen.

1.1 Doel van het ontwerp

Het doel van het ontwerp een toets op haalbaarheid en om de stichtings- en

beheerskosten van het kunstwerk tot op 30% nauwkeurig te kunnen ramen. Bovendien

geeft het ontwerp de diverse raakvlakken en eisen tussen het kunstwerk en zijn

omgeving weer.

Het resultaat van deze ontwerpfase kan tevens dienen als uitgangspunt voor de verdere

ontwerpfasen (referentie ontwerp t.b.v. aanbesteding).

1.2 Leeswijzer

In het volgende hoofdstuk worden de randvoorwaarden en uitgangspunten voor het

ontwerp beknopt weergegeven. Hoofdstuk 3 gaat in op de dominante belastingen. In

hoofdstuk 4 wordt de geometrie van het kunstwerk omschreven en in hoofdstuk 5 wordt

een mogelijke bouwfasering van het ontwerp beschreven. De beschouwingen van de

diverse hoofdonderdelen worden beschreven in hoofdstuk 6.

1.3 Bijbehorende tekeningen

Bij deze ontwerpberekening horen de ondergenoemde tekening(en):

1321-101, Object 1A3, Recreatiesluis, situatie;

1321-103, Object 1A3, Recreatiesluis, bovenaanzicht en doorsneden;

1321-105, Object 1A3, Recreatiesluis, sluisdeuren bovenhoofd;

1321-106, Object 1A3, Recreatiesluis, sluisdeuren benedenhoofd.

Page 7: IJsseldelta Zuid, bypass Kampen

Ontwerprapportage object 1A3 9V4747.C2/R0018/MMI/VVDM/Nijm

Definitief rapport - 2 - 17 augustus 2012

2 RANDVOORWAARDEN EN UITGANGSPUNTEN

2.1 Basisuitgangspunten

Basisuitgangspunten zijn ontleend aan onderstaande bronnen:

1. Deelproduct 1 Functioneel Programma van Eisen;

2. Systeem analyse IJsseldelta Zuid / Bypass Kampen;

3. Deelproduct 4 Inrichtingsplan;

4. Deelproduct 3 Waterkeringsplan;

5. Deelproduct 9 Hydraulica en veiligheid;

6. Deelproduct 10 Geohydrologie;

7. Grondonderzoek FUGRO.

2.2 Normen, bepalingen en richtlijnen

Voor het voorlopig ontwerp zijn de onderstaande normen en richtlijnen gebruikt.

Opgemerkt wordt dat de vergunningsaanvraag voor de bouw van de sluis na

1 april 2012 zal plaatsvinden. Daarom zal in de vervolgfase het ontwerp nader

uitgewerkt moeten worden volgens de het bouwbesluit 2012 en de geldende NEN-EN

normen. Tevens is de ROK 1.0 van toepassing.

NEN 6700 Algemene basiseisen;

NEN 6702 Belastingen en vervormingen;

NEN 6740 Basiseisen en belastingen;

NEN 6743 Berekeningsmethode voor funderingen op palen – Drukpalen;

NEN 6720 Voorschriften Beton. Constructieve eisen en rekenmethoden;

NEN 6770 Staalconstructies, basiseisen en basisrekenregels;

TAW Leidraad Kunstwerken;

RVW2011 Richtlijn Vaarwegen 2011;

CUR 166 Damwandconstructies;

CUR2001-4 Ontwerpregels voor trekpalen.

2.3 Uitgangspunten voor materiaalspecificaties en grondgegevens

Staal:

constructiestaal S235/S355 (verzinkt of gecoat);

in te storten ankers (draadeinden) Klasse 8.8;

damwanden S270 (corrosie toeslag conform CUR 166).

In het werk gestorte onderdelen:

kwaliteit C28/35 voor;

milieuklasse XC4, XD3 XF4;

betonstaal FeB 500 HWL.

Prefab voorgespannen liggers:

kwaliteit C53/65;

milieuklasse XC4, XD3, XF4 (geldt ook voor de schampranden);

betonstaal Fep1860/ FeB 500 HWL.

Page 8: IJsseldelta Zuid, bypass Kampen

Ontwerprapportage object 1A3 9V4747.C2/R0018/MMI/VVDM/Nijm

Definitief rapport - 3 - 17 augustus 2012

Prefab funderingspalen:

kwaliteit C45/55;

milieuklasse XC2, XA2;

betonstaal Fep/1860 / FeB 500 HWL.

Ongewapende onderwaterbetonvloer (OWB):

kwaliteit C20/25;

milieuklasse X0.

2.1 Terrein- en bodemopbouw

Het maaiveldniveau ter hoogte van de beschouwde onderzoekslocatie varieert tussen

NAP +1,63 m en NAP +0,53 m.

De laag gelegen delen van het projectgebied liggen buitendijks van de waterkering van

de Kamperstraatweg.

Uit de Algemene Hoogtekaart Nederland (www.ahn.nl) volgt dat het wegpeil van de

Kamperstraatweg (N763) ter hoogte van de toekomstige recreatieschutsluis varieert

tussen ca. NAP +4,0 m en NAP +3,8 m.

Uit het beschikbare onderzoek [7] volgen significante verschillen in de bodemopbouw

binnendijks en buitendijks van de Kamperstraatweg.

De grondopbouw is geschematiseerd weergegeven in tabellen 2.1 en 2.2.

Tabel 2.1: Bodemopbouw, buitendijks

Niveau [m t.o.v. NAP] Beschrijving

+0,6 à +0,5 Maaiveld

+0,6 à +0,5 tot +0,3 à -0,8 Toplaag zand, silt, klei

+0,3 à +0,8 tot -8,0 à -10,0 ZAND los tot matig vast gepakt, plaatselijk doorsneden

door siltige lagen en laagjes

-8,0 à -10,0 tot -16,5 à -19,0 ZAND * matig vast tot vast gepakt

-16,5 à -19,0 tot -24,5 ZAND zeer vast tot uiterst vast gepakt

-24,5 Maximaal beschouwde diepte

* bij sondering 7135 tussen NAP -18,0 en NAP -20,5 m VEEN (voorbelast) en KLEI, zandig

.

Tabel 2.2: Bodemopbouw, binnendijks

Niveau [m t.o.v. NAP] Beschrijving

+1,6 à +1,2 Maaiveld

0,0 tot -1,5 à -2,0 ZAND en KLEI gelaagd, bij sondering 7141 tot

NAP -8,0 m

-1,5 à -2,0 tot -12,0 à -12,3 ZAND los tot matig vast gepakt, plaatselijk doorsneden

door siltige lagen en laagjes

-12,0 à -12,3 tot -13,5 à -14,0 KLEI vast

-13,5 à -14,0 tot -15,0 à -16,0 KLEI zandig (gelaagd), vast

-15,0 à -16,0 tot -24,5 ZAND zeer vast tot uiterst vast gepakt

Maximaal beschouwde diepte

Page 9: IJsseldelta Zuid, bypass Kampen

Ontwerprapportage object 1A3 9V4747.C2/R0018/MMI/VVDM/Nijm

Definitief rapport - 4 - 17 augustus 2012

2.2 Grondwaterstanden

Ter bepaling van de op de projectlocatie optredende huidige en toekomstige

grondwaterstanden zijn de resultaten uit de rapportage geohydrologische effecten

(deelproduct 10 R003 d.d. 28 april 2011) geraadpleegd.

Voor het ontwerp van tijdelijke bouwputvoorzieningen wordt uit gegaan van de huidige

situatie. Een maximale grondwaterstand van NAP +0,5 m (GHG in de huidige situatie

zie deelproduct 10 geohydrologie kaart 2) als voldoende veilig beschouwd. De

grondwaterstand dient tijdens uitvoering met peilbuizen te worden gecontroleerd.

Voor de definitieve situatie dient ook een verandering in stijghoogte door hogere zomer-

en winterpeilen in rekening te worden gebracht.

De geohydrologische effecten zijn primair berekend als gevolg van de aanleg van de

bypass bij handhaving van het huidige winterpeil tot 2025 (een zomerpeilverhoging

10 cm heeft geen invloed op maatgevende effecten in de winter).

Daarnaast is een robuustheidstoets gedaan voor de toekomstige verhoging van het

buitenwaterpeil met 30 cm. Dit betreft alleen een toets voor het jaar 2045 omdat de

prognose van de peilverhoging voor 2100 nog te onzeker is. De effecten van de bypass

inclusief de peilverhoging op de GHG en GLG zijn weergegeven in de kaarten 29 en 30

deelproduct 10.

De desbetreffende kaarten zijn overgenomen uit deelproduct 10 en toegevoegd in

bijlage 1.

2.3 Grondmechanische eigenschappen

De in de berekeningen aangehouden grondparameters zijn afgeleid op basis van het

uitgevoerde grondonderzoek, tabel 1 van NEN 6740:2006 en ervaring.

De representatieve waarden van de belangrijkste grondparameters zijn weergeven in

tabel 2.3.

Tabel 2.3 : Grondparameters (representatieve waarden)

Grondsoort γdroog/γnat

[kN/m3]

Sterkte Stijfheid

c’

[kPa]

φ’

[°]

δ

[kPa]

kH;1

[kN/m3]

kH;2

[kN/m3]

kH;3

[kN/m3]

Dijksmateriaal 18,0 / 18,0 5 22,5 15,0 5000 2500 1250

ZAND, siltig, los 17,0 / 19,0 0 25,0 16,7 10000 5000 2500

KLEI, slap 14,0 / 14,0 0 17,5 11,7 2000 800 500

KLEI, licht zandig,

slap 15,0 / 15,0 1,5 22,5 15,0 2400 960 600

ZAND, matig vast

tot vast 18,0 / 20,0 0 32,0 21,33 20000 10000 5000

KLEI, matig tot stijf 18,0 / 18,0 5 22,5 15,0 5000 2500 1250

ZAND, zeer vast 19,0 / 21,0 0 35,0 23,3 40000 20000 10000

Page 10: IJsseldelta Zuid, bypass Kampen

Ontwerprapportage object 1A3 9V4747.C2/R0018/MMI/VVDM/Nijm

Definitief rapport - 5 - 17 augustus 2012

2.4 Veiligheidsklasse en referentieperiode

De constructies worden ingedeeld in veiligheidsklasse 3 gezien de grote

maatschappelijke waarde (waterkering). De hoofddraagconstructies wordt ontworpen

voor een referentieperiode van 100 jaar.

Aangezien het watersysteem van de bypass drie fasen [2] doorloopt, dienen de niet of

moeilijk aanpasbare delen van de sluis zoals de fundering en hoofddraagconstructie op

de belastingen uit fase drie te worden ontworpen.

De constructie wordt verder toekomst vast of aanpasbaar ontworpen.

Page 11: IJsseldelta Zuid, bypass Kampen

Ontwerprapportage object 1A3 9V4747.C2/R0018/MMI/VVDM/Nijm

Definitief rapport - 6 - 17 augustus 2012

3 BELASTINGEN, BELASTINGFACTOREN

De volgende dominante belastingen zijn voor het voorlopig ontwerp aangehouden:

Permanent:

eigen gewicht;

rustende belastingen;

grond- en grondwaterdruk.

Veranderlijk:

waterdruk verschillen;

scheepsbelastingen zoals bolder of troskrachten;

belastingen uit bewegingswerken;

belastingen (verkeer) op het brugdek;

hoogwater IJssel / Bypass.

Bijzondere belasting:

aanvaring;

calamiteitbelasting.

3.1 Permanente belastingen

Eigen gewicht

Voor het eigen gewicht wordt de volgende volumieke gewichten aangehouden:

Beton: 25 kN/m3;

Staal: 78,5 kN/m3;

Water: 10 kN/m3.

Gronddrukken

Op de sluiswanden werkt een permanente belasting door gronddruk. Het gewicht van de

grond is aangenomen voor droog 18 kN/m3 en voor nat 20 kN/m

3.

Door het wisselende waterpeil in de sluiskolk ontstaat een wisselende tegendruk van de

wanden tegen het grondpakket. Dit kan resulteren in een belastingtoename op de

wanden door “opspannen van de grond” achter de wand. Dit effect wordt bij de

berekening in rekening gebracht door (voorlopig) met een verhoogde gronddruk-

coëfficiënt (Kn = 0,7) te rekenen.

3.2 Veranderlijke belastingen

Waterdruk en waterpeilen

De sluis wordt ingedeeld in veiligheidsklasse 3 gezien de grote maatschappelijke

waarde (waterkering). De hoofddraagconstructies wordt ontworpen voor een

referentieperiode van 100 jaar. Aangezien het watersysteem van de bypass drie fasen

[2] doorloopt, worden de niet of moeilijk aanpasbare delen van de sluis (fundering en

hoofddraagconstructie) op de belastingen uit fase drie ontworpen. De overige

onderdelen van de constructie worden zoveel als mogelijk is toekomst vast of

aanpasbaar ontworpen.

Page 12: IJsseldelta Zuid, bypass Kampen

Ontwerprapportage object 1A3 9V4747.C2/R0018/MMI/VVDM/Nijm

Definitief rapport - 7 - 17 augustus 2012

Voor de bepaling van de waterdrukken (grondwaterdruk ook als variabel belasting

beschouwen conform de TAW) wordt uitgegaan van de volgende situaties. De

gehanteerde waterstanden komen uit deelrapport A9 hydraulica en veiligheid.

Tabel 3.1: Waterstanden Recreatiesluis [5]

Locatie Situatie FASE 1

[m NAP]

FASE 2

[m NAP]

FASE 3

[m NAP]

Bypass-zijde Zomer max +0.85 +1.08 +1.15

Zomer min -0.45 -0.45 -0.45

Winter max +.45 +.57 +1.85

Winter min -0.90 -0.90 -0.90

Storm +4.23 +4.41

IJssel-zijde Zomer max 1.28 1.48 +1.55

Zomer min -0.30 -0.30 0.00

Winter max 2.30 2.41 +2.65

Winter min -0.95 -0.95 -0.95

Storm +4.19 +4.38

Belastingsituatie 0 (bouwfase)

In de bouwfase wordt gerekend met een grondwaterstand van ca. NAP+0.50 m (= mv –

1.0 m). Dit is gelijk aan het huidige gemiddelde hoog grondwaterniveau (GHG). Het

huidige gemiddelde laag grondwaterniveau (GLG) = ca. NAP+0.10 m (= mv - 1.20 m)

(zie de overgenomen kaarten uit deelproduct 10 in bijlage 1). Deze situatie (bouwfase)

is maatgevend voor de maximale trekbelasting op de fundering, de beschouwing van de

onderwaterbetonvloer en de damwanden.

Page 13: IJsseldelta Zuid, bypass Kampen

Ontwerprapportage object 1A3 9V4747.C2/R0018/MMI/VVDM/Nijm

Definitief rapport - 8 - 17 augustus 2012

Belastingsituatie 1 (gebruiksfase)

Situatie max. winterpeil (NAP+2.65m) in het bovenhoofd en min. winterpeil in de sluis

(NAP+1.85m). Voor de grondwaterstand is het gemiddelde laag grondwaterniveau

(GLG) = NAP+0.60 m (= mv-1.40 m) aangehouden Toekomstige waterstanden zijn

ontleend aan deelproduct 10, geohydrologie, zie de kaarten in bijlage 1).

Belastinggeval 1 is onder andere bepalend voor de maximale druk belasting op de

funderingspalen

Belastingsituatie 2 (gebruiksfase)

Situatie min. winterpeil (NAP-0.95m) in het bovenhoofd en min. winterpeil in de sluis

(NAP-0.90m). Voor de grondwaterstand wordt aangehouden het gemiddelde hoog

grondwaterniveau (GHG) = NAP+1.0 m (= mv - 0.50 m).

Hoog water

Situatie MHW NAP+4,41 m aanhouden

Onderhoudsfase

Situatie sluis droog en een grondwaterstand van gemiddelde hoog grondwaterniveau

(GHG) = NAP+1.0 m. Hierin is een toekomstige stijging met ca. 50 cm opgenomen.

Page 14: IJsseldelta Zuid, bypass Kampen

Ontwerprapportage object 1A3 9V4747.C2/R0018/MMI/VVDM/Nijm

Definitief rapport - 9 - 17 augustus 2012

Verkeersbelastingen op het brugdek Kamperstraatweg

Omdat de Kamperstraatweg de sluis kruist is een vast brugdek over de sluis voorzien.

De brug is ontworpen en gedimensioneerd op de verkeersbelasting conform de

NEN6706.

Bolders en haalpennen

Bolders (niet noodzakelijk t.b.v. onderhoud wel opgenomen) en haalpennen

dimensioneren op 40 kN. Een en ander conform richtlijnen Vaarwegen, hoofdstuk 4.5.

Bijzondere belastingen

In het ontwerp van de constructie wordt in deze fase nog geen rekening gehouden met

aanvaringen door schepen. In ieder geval zullen naast de aanwezige afsluitmiddelen

reserve keermiddelen of noodkeringen aanwezig moeten zijn die in geval van een

aanvaring ingezet kunnen worden. Daarnaast worden in de recreatievaart lichter

vaartuigen gebruikt zodat de kans op grote schades beperkt is.

3.3 Spanningen door krimp- en temperatuurbelasting

Belastingen t.g.v. krimpspanningen door bijvoorbeeld de invloed van gestorte verticale

wanden op de reeds gestorte vloeren zijn in deze berekening niet beschouwd.

Dergelijke spanningen worden nog beïnvloed door de wijze van uitvoeren (fasering).

Een analyse van de effecten van de fasering en de te nemen maatregelen wordt

uitgevoerd in de uitvoeringsfase .

Voor een eerste inschatting van de belasting ten gevolge van temperatuur (-verschillen)

kan worden uitgegaan van de onderstaande schets. De watertemperatuur heeft een

minder sterke variatie dan de luchttemperatuur en heeft een gunstig effect op de

spanningsontwikkeling. Daarom is voor de eerste inschatting uitgegaan van een lege

kolk. De temperatuursverschillen zijn als een belasting ingevoerd in Scia Engineer en

worden alleen in de BGT beschouwd. De invloed van de temperatuursbelasting in

langsrichting zijn niet beschouwd.

Figuur 3.1: Temperatuursbelastingen

Page 15: IJsseldelta Zuid, bypass Kampen

Ontwerprapportage object 1A3 9V4747.C2/R0018/MMI/VVDM/Nijm

Definitief rapport - 10 - 17 augustus 2012

3.4 Belastingsfactoren

Voor de belastingsfactoren is de NEN6700 toegepast, aangevuld met het gestelde uit de

TAW. De in de Leidraad Kunstwerken gestelde belastingfactoren zijn gebaseerd op

NEN 6700, het geen resulteert in een betrouwbaarheid van β=3,6.

Belastingfactoren voor de schutssluis (excl. brug)

Uiterste grenstoestand

In de uiterste grenstoestand wordt een belastingfactor 1,2 voor alle ongunstig werkende

permanente belastingen toegepast. Voor gunstig werkende permanente belasting geldt

een belastingfactor 0,9.

De belasting door MHW worden met een belastingfactor van 1,25 (conform TAW)

verhoogd en de veranderlijke belastingen worden met een belastingfactor van 1,5

verhoogd.

Bruikbaarheidsgrenstoestand

Zowel de permanente als de veranderlijke belastingen worden met een belastingfactor

1,0 ingevoerd.

Bijzondere belastingen en temperatuurspanningen worden getoetst in de

bruikbaarheidsgrenstoestand.

Bijzondere belastingen zijn onder andere aanvaarbelastingen en stromingsbelastingen

t.g.v. mogelijk niet sluiten.

Belastingfactoren voor de brug

Uiterste grenstoestand

In de uiterste grenstoestand wordt een belastingfactor 1,35 voor alle ongunstig

werkende permanente belastingen toegepast. Voor gunstig werkende permanente

belasting geldt een belastingfactor 0,9.

De verkeersbelastingen op de brug worden met een belastingfactor van 1,35 verhoogd

en de overige veranderlijke belastingen met een factor van 1.50 verhoogd.

Bruikbaarheidsgrenstoestand

Zowel de permanente als de veranderlijke belastingen worden met een belastingfactor

1,0 ingevoerd.

Bijzondere belastingen en temperatuurspanningen worden getoetst in de

bruikbaarheidsgrenstoestand. Hiervoor wordt verwezen naar NEN 6706.

Page 16: IJsseldelta Zuid, bypass Kampen

Ontwerprapportage object 1A3 9V4747.C2/R0018/MMI/VVDM/Nijm

Definitief rapport - 11 - 17 augustus 2012

4 GEOMETRIE EN ONTWERP VAN DE SCHUTSLUIS

4.1 Sluiskolk, sluishoofden en verkeersdek

De schutsluis is ontworpen voor recreatievaart. De kolkafmetingen zijn afgestemd voor

recreatievaart klasse AM. De kolkafmetingen worden 60 m lang en

10,2 m breed, gebaseerd op 10.000 tot 25.000 vaartuigen per jaar. Daarnaast kruist de

sluis de Kamperstraatweg. Direct voor het bovenhoofd is daarom een vast brugdek

voorzien.

Het ontwerp van de schutsluis wordt beschouwd op ontwerppeilen tot en met fase 2. De

niet aanpasbare of moeilijk aanpasbare delen van de schutsluis (fundering en

hoofddraagconstructie) worden op belastingen als gevolg van de ontwerppeilen t/m

2115 ontworpen.

Overige belangrijke uitgangspunten voor de schutssluis:

De sluis wordt ontworpen met een drempeldiepte van NAP- 2.6 m;

Bovenkant bovenhoofd aanhouden op NAP + 4.85(= hoogte waterkering IJsseldijk;

Bovenkant benedenhoofd aanhouden op NAP + 2.0 m;

Onderkant brugdek aanhouden op NAP + 4,95 m.

Bovenstaande gegevens zijn gebaseerd op de tekeningen genoemd in hoofdstuk 1.4.

Toelichting drempel niveau:

Het drempel niveau is vastgesteld aan de hand van RVW 2011 uitgaande van:.

Min Bypasspeil - 0,45 m NAP (maatgevend);

Min IJsselpeil -0,3 m NAP;

Doorvaartdiepte 1,5 +0,4 m kielspeling;

Peilfluctuaties 0,3 m (aanname);

Drempel-0,45 -1,5 - 0,4 -0,3 = -2,65 m.

Om sedimentatie tegen te gaan wordt een drempel niveau van - 2,60 m NAP

aangehouden.

Page 17: IJsseldelta Zuid, bypass Kampen

Ontwerprapportage object 1A3 9V4747.C2/R0018/MMI/VVDM/Nijm

Definitief rapport - 12 - 17 augustus 2012

Toelichting opbouw brugdek Kamperstraatweg:

Voor het brugdek uitgaan van prefab voorgespannen volstortliggers met een hoogte van

450 mm en een druklaag van 100 mm (loverspan = 10.2 m + 0,8 m = 11.0 m). Voor de

liggerkeuze is een draaggrafiek van een fabrikant gebruikt.

Figuur 4.1: Draaggrafiek prefab voorgespannen volstortliggers (Bron: Spanbeton)

Page 18: IJsseldelta Zuid, bypass Kampen

Ontwerprapportage object 1A3 9V4747.C2/R0018/MMI/VVDM/Nijm

Definitief rapport - 13 - 17 augustus 2012

4.2 Voorzieningen tegen kwel- en onderloopsheid

Er zijn in het ontwerp op een drietal plaatsen damwanden voorzien welke bedoeld zijn

om kwel- en onderloopsheid tegen te kunnen gaan. Enkele van deze schermen hebben

ook in de bouwfase een water- en/of grondkerende functie om de damwanden zo

efficiënt mogelijk in te zetten. De positie van de schermen is gebaseerd op ontwerp

literatuur en afgestemd op de bouwfasering.

De lengte van de schermen tegen onder- en achterloopsheid is bepaald met een

analyse volgens de methode Lane uitgaande van een maximaal verval over de

waterkering van ΔH = 4,5 m.

Om te voldoen aan de ontwerpeis ΔH ≤ aan ΔHkritiek dient de damwand 15 m lang te zijn

tegen mogelijke onderloopsheid. Indien de bodemopbouw ter hoogte van de waterkering

overeenkomst met sondering 7140/7141 zou eventueel kunnen volstaan met een

installatieniveau van NAP -14,0 m.

Voor de achterloopsheid rekening houden met een lengte van 18 m. Om te voldoen aan

ΔH ≤ aan ΔHkritiek dient het achterloopsheidscherm volgens de huidige geotechnische

informatie en uitgangspunten 30 m lang te zijn. Met nader grondonderzoek kan deze

lengte in de bouwfase mogelijk nog geoptimaliseerd worden.

4.3 Keermiddelen en nivelleermiddelen

Startpunt voor de afweging is paragraaf 7.3 uit het boek Ontwerp Schutsluizen.

Voor de keuze van de keermiddelen is een afweging gemaakt uit diverse gangbare

typen zoals puntdeuren in staal of hout, een draaideur, waaierdeuren (zoals ook

toegepast in de Roggebotsluis) en roldeuren.

Hefdeuren zijn niet in de beschouwing meegenomen. Hefdeuren zijn meer geschikt voor

grotere sluizen voor de beroepsvaart. Daarnaast hebben de deuren de eigenschap dat

water van de deuren blijft druipen in geopende toestand. Dit is voor de gebruikers

(recreatie vaart) niet comfortabel en ongewenst.

Daarnaast hebben de deuren in het bovenhoofd een forse kerende hoogte van

ca. 7,5 m (hoogwater kering). Dit resulteert samen met de vrije doorvaarthoogte in

relatief hoge heftorens tot ca. 12 m + NAP.

Uitgangspunt voor de afweging van de deuren is dat bij normaal schut bedrijf enkelzijdig

gekeerd wordt. Een hoog peil (storm) op de bypass hoeft niet gekeerd te worden.

Page 19: IJsseldelta Zuid, bypass Kampen

Ontwerprapportage object 1A3 9V4747.C2/R0018/MMI/VVDM/Nijm

Definitief rapport - 14 - 17 augustus 2012

Door het toekennen van scores voor de belangrijkste eigenschappen van de deurtypen,

worden de meest geschikte deuren onderscheiden.

A : Houten puntdeuren beoordeling

B :Stalen puntdeuren 0 onvoldoende

C : Draaideuren 1 matig

D : Waaierdeuren 2 voldoende

3 goed

WF A B C D ID

Bouwkosten 2 2 4 2 4 3 6 1 2 3 6

Onderhoud 2 1 2 2 4 2 4 1 2 3 6

Bedrijfszekerheid 3 2 6 2 6 2 6 2 6 3 9

Duurzaamheid 2 0 0 3 6 3 6 3 6 3 6

Snelheid (openen- en sluiten) 3 3 9 3 9 2 6 3 9 3 9

Milieu 1 1 1 1 1 1 1 1 1 3 3

Gebruiksgemak 2 3 6 3 6 2 4 2 4 3 6

Waterdichtheid 2 3 6 3 6 2 4 2 4 3 6

34 42 37 34 51

score t.o.v. ideaal 0,67 0,82 0,73 0,67 1,00 Tabel 4.1: Afweging keermiddelen bovenhoofd

Uit de afweging volgt een gunstig resultaat voor de draaideur en de puntdeuren.

Roldeuren en waaierdeuren vallen af als voorkeurs oplossing hefdeuren. Ze zouden wel

toegepast kunnen worden maar worden niet als meest geschikte oplossing gezien.

Als nadelen van deze deuren worden genoemd:

Ruimtebeslag van de deurkas voor roldeuren naast het sluishoofd en voor

waaierdeuren in het sluishoofd;

Vervuiling (aanslibben) en onderhoud van de deurkas voor de roldeur en de

waaierdeur;

Bij waaierdeuren zijn riolen nodig in het sluishoofd voor de aandrijving van de

deuren;

Bij beide deurtypen ligt de kostprijs hoger terwijl de extra functionaliteit van de

deuren niet noodzakelijk is (dubbelkeren, onder negatief verval sluiten).

Hierna worden de draaideur en puntdeuren meer in detail vergeleken.

Bouwkosten

De bouwkosten van puntdeuren worden hoger ingeschat dan die van een draaideur.

Puntdeuren zijn technisch eenvoudiger maar vereisen wel dubbel draaipunten en een

dubbel bewegingswerk. Voor een enkelzijdige draaideur is slechts een draaipunt en

bewegingswerk nodig maar deze dienen zwaarder te worden uitgevoerd vanwege de

grotere waterverplaatsing van de deur.

Page 20: IJsseldelta Zuid, bypass Kampen

Ontwerprapportage object 1A3 9V4747.C2/R0018/MMI/VVDM/Nijm

Definitief rapport - 15 - 17 augustus 2012

Onderhoud

Door het eenvoudiger concept zijn puntdeuren eenvoudiger te onderhouden maar veel

onderhoud behoevende onderdelen zijn dubbel aanwezig.

Bedrijfszekerheid

De bedrijfszekerheid wordt vooral beïnvloed door de bediening en besturing. Op deze

punten zijn de deurtypen gelijkwaardig.

Duurzaamheid

De duurzaamheid van de deuren zelf is gelijkwaardig. Een draaideur stelt hogere eisen

aan de toleranties en heeft bijvoorbeeld gelagerde draaipunten en rubberen

afdichtingen. Dit zijn slijtende onderdelen de duurzaamheid van het systeem

verminderen.

Snelheid (schutcapaciteit)

De draaideur scoort laag op het criterium snelheid sluiten. De deur wordt enkelzijdig

uitgevoerd en overspant de gehele doorvaartbreedte. Hierdoor heeft het bewegingswerk

veel tijd (en kracht) nodig om de deur te bewegen. Bij puntdeuren is de verplaatsing per

deur minder dan de helft.

Milieu

Op dit punt worden de deuren gelijkwaardig geacht.

Gebruiksgemak

Puntdeuren sluiten waterdicht onder invloed van de waterdruk. Een draaideur dient

vergrendeld te worden aan de voorzijde voor een goede afdichting. Dit is een extra

handeling waardoor de draaideur lager scoort op gebruiksgemak.

Waterdichtheid

Puntdeuren zijn voorzien van aanslagen op de voor- en achterhar. Hoe groter de

waterdruk, hoe beter de aansluiting (drukkracht) en hoe beter de waterdichtheid.

Bij een draaideur zijn hier afdichtstrips in combinatie met een initiële oplegdruk nodig.

De waterdruk zorgt daarna voor extra contactdruk zodat de waterdichtheid toeneemt.

Om voldoende waterdicht te zijn bij de achterhar, heeft de draaideur een spelingsarm

draaipunt nodig omdat geen oplegdruk tegen de wand door waterdruk ontstaat.

Daarnaast dient altijd een vergrendeling te worden altijd toegepast.

Op waterdichtheid scoort de draaideur (mede door slijtage van de afdichtingen) minder.

Door de deurenstellen in het bovenhoofd identiek uit te voeren, kan het tweede deurstel

dienen als reserve stel.

Reserve deuren

Voor het bovenhoofd worden altijd reserve deuren beschikbaar gehouden omdat het

een waterkering betreft. Dus zowel bij toepassing van puntdeuren als een draaideur is

een reserve deur noodzakelijk.

Page 21: IJsseldelta Zuid, bypass Kampen

Ontwerprapportage object 1A3 9V4747.C2/R0018/MMI/VVDM/Nijm

Definitief rapport - 16 - 17 augustus 2012

In het benedenhoofd kan eventueel worden volstaan met een enkel stel deuren omdat

hier geen sprake is van een hoogwater kering. Het aanschaffen van reserve deuren in

het benedenhoofd is een afweging tussen de kosten van de reserve deuren en de

gewenste beschikbaarheid van de recreatieschutsluis.

Door het grote verschil in hoogte zijn de deuren van het boven- en benedenhoofd niet

uitwisselbaar.

Tweede keermiddel

Als tweede keermiddel (noodkering en onderhoud) worden in beide hoofden

schotbalken toegepast.

Ten aanzien van de nivelleermiddelen geldt dat voor sluizen met vervallen tot circa

6 meter een vul- en ledigingsysteem met deuropeningen (schuiven) aanbevolen. Het

systeem met deuropeningen is bij lagere vervallen het goedkoopst en heeft gunstige

onderhoudsaspecten.

Om te nivelleren wordt daarom aangehouden dat er schuiven in de deuren worden

toegepast.

De voorlopige dimensionering is vastgesteld aan de hand van literatuur.

In de uitvoeringsfase dienen de afmetingen en de snelheid van openen van de schuiven

nauwkeurig te worden bepaald met behulp van een analyse met het programma Lockfill.

4.4 Afweging bewegingswerken

Voor schutsluizen met puntdeuren bestaan drie gangbare methoden om de deuren te

openen en te sluiten. Er zijn twee hoofdgroepen namelijk electromechanisch

(aandrijving met een electromotor) of hydraulisch (hydraulische cilinder).

Bij electromechanische bediening kan nog gekozen worden tussen een Panamawiel

(klassiek, de vorm van het wiel regelt de kracht en snelheid van bewegen) en de

tandheugel ( de kracht en snelheid worden geregeld door aansturing van de motor).

Door het toekennen van scores aan de diverse eigenschappen van de

bewegingswerken is per type een rapportcijfer bepaald.

Page 22: IJsseldelta Zuid, bypass Kampen

Ontwerprapportage object 1A3 9V4747.C2/R0018/MMI/VVDM/Nijm

Definitief rapport - 17 - 17 augustus 2012

A : Panamawiel beoordeling

B :Tandheugels 0 onvoldoende

C : Hydraulische cilinders 1 matig

2 voldoende

3 goed

WF A B C ID

Werken onder water 1 2 2 2 2 3 3 3 3

Benodigde kracht 2 1 2 1 2 3 6 3 6

Benodigde ruimte 1 1 1 2 2 3 3 3 3

Vorst problemen 2 2 4 2 4 3 6 3 6

Duurzaamheid 2 3 6 3 6 1 2 3 6

Aanvaar risico 1 1 1 1 1 1 1 3 3

Bedieningstijd 1 1 1 1 1 1 1 3 3

Bedrijfszekerheid 3 3 9 3 9 1 3 3 9

Onderhoudbaarheid 3 2 6 2 6 3 9 3 9

Kosten aspect 3 3 9 3 9 1 3 3 9

41 42 37 57

score t.o.v. ideaal 0,72 0,74 0,65 1,00 Tabel 4.2: Afweging bewegingswerken

De electromechanische bediening scoort het best, gevolgd door het panamawiel. Een

hydraulische installatie biedt ook voordelen ten opzichte van de electromechanische

installaties. Vooral het kunnen werken onder water de bestendigheid tegen vorst

problemen zijn een pre. Deze kwaliteiten kunnen echter niet volledig worden benut

omdat de sluis is bestemd voor recreatievaart. Schutten vindt bijvoorbeeld niet onder

dergelijke ongunstige omstandigheden plaats. Bij hoog water is de sluis bijvoorbeeld

gesloten (waterkering). En vorst treed alleen op buiten het recreatieseizoen.

De bedrijfszekerheid en de eenvoud (handbediening mogelijk) van een

electromechanische installatie zijn hier doorslaggevend. Voorlopig wordt uitgegaan van

een elektromotor met tandheugel. Deze oplossing is namelijk ook door de toekomstige

beheerder als voorkeur uitgesproken.

4.5 Opstel- en wachtplaatsen

De opstel- en wachtplaatsen zijn in eerste instantie ontworpen volgens de RVW 2011.

De opstel- en wachtplaatsen worden drijvend uitgevoerd.

De wachtplaatsen worden ontsloten over land via paden en trappen naar de

Kamperstraatweg (IJsseldijk). Zie ook tekening 1321-101.

Page 23: IJsseldelta Zuid, bypass Kampen

Ontwerprapportage object 1A3 9V4747.C2/R0018/MMI/VVDM/Nijm

Definitief rapport - 18 - 17 augustus 2012

5 BOUWFASERING SCHUTSLUIS

5.1 Fasering

De recreatieschutsluis wordt gebouwd achter de bestaande waterkering (IJsseldijk) in

een gesloten bouwkuip. Op deze wijze ontstaat geen hinder voor het verkeer op de

Kamperstraatweg en zijn slechts beperkte maatregelen noodzakelijk voor de veiligheid

van de waterkering tijdens de bouw.

Wanneer de sluis gereed is, zal de waterkering worden aangesloten op de sluis en

wordt de Kamperstraatweg over het bovenhoofd geleid met een vaste brug.

Na de bouw maakt de sluis onderdeel uit van de bestaande waterkering.

Figuur 5.1: Eindsituatie recreatieschutsluis

1. Bovenhoofd;

2. Vaste brug in Kamperstraatweg;

3. Benedenhoofd;

4. Sluiskolk;

5. Grondkeringen.

In de sluiskolk zijn om de circa 16 meter dilataties opgenomen. Verder zijn dilataties

opgenomen ter plaatse van de overgang sluiskolk naar het beneden- en bovenhoofd.

Het bovenhoofd is verder gedilateerd ter plaatse van de overgang naar het brugdeel en

het deel in de waterkering. De dilatatievoegen worden voorzien van rubber/metaal-

voegstroken, bijvoorbeeld W9U profielen, om de voegen grond – en waterdicht te

maken.

Ter plaatse van het bovenhoofd is een kwelscherm voorzien. Dit scherm wordt in de

kruin van de waterkering geplaatst juist buiten het fietspad.

Page 24: IJsseldelta Zuid, bypass Kampen

Ontwerprapportage object 1A3 9V4747.C2/R0018/MMI/VVDM/Nijm

Definitief rapport - 19 - 17 augustus 2012

Voor de breedte van het scherm is een praktische breedte aangehouden van 10 m

(ongeveer gelijk aan de lengte van de damwand onder de onderzijde van de vloer van

het bovenhoofd).

Page 25: IJsseldelta Zuid, bypass Kampen

Ontwerprapportage object 1A3 9V4747.C2/R0018/MMI/VVDM/Nijm

Definitief rapport - 20 - 17 augustus 2012

6 VOORLOPIG ONTWERP RECREATIESCHUTSLUIS

6.1 Algemeen

Voor het voorlopig ontwerp worden een aantal doorsnedes van de sluis voorgesteld. Op

basis van ervaring met dergelijke constructies en de geotechnische omstandigheden,

worden de voorgestelde snedes als haalbaar beschouwd. Per doorsnede worden de

dimensie genoemd welke als startpunt kan dienen voor de engineering. Verder wordt op

basis van de geotechnische omstandigheden een voorstel gedaan voor het toe te

passen damwandprofiel voor de bouwkuip en de toe te passen paalfundering.

6.2 Funderingswijze

Omdat uitgegaan wordt van een gesloten bouwkuip in de bouwfase zullen, door de

grondwaterdruk, in de bouwfase trekbelastingen op de fundering optreden. Verder zal in

de gebruiksfase, door het schutten van de sluis, wisselende belastingen op de fundering

optreden. Vooralsnog is daarom gekozen voor een fundering van voorgespannen prefab

betonpalen.

Waarschijnlijk zullen de trekbelastingen op de funderingspalen maatgevend zijn. Voor

de grondwaterstand in de bouwfase kan een peil van NAP + 0.50 m worden

aangehouden. Om de palen op diepte te krijgen voor voldoende trek capaciteit in de

bouwfase, is mogelijk zwaar heiwerk noodzakelijk vanwege zeer vast gepakte

zandlagen (vanaf circa NAP-15.0 m).

De fundering is een constructie onderdeel dat later niet of nauwelijks is aan te passen.

Als uitgangspunt voor het ontwerp dient de fundering te worden ontworpen voor de

belastingen tot en met 2115.

6.3 Beschouwing bouwkuip

Gezien het aanleg niveau van de sluis en de ligging nabij de IJsseldijk wordt tijdens de

bouw gebruik gemaakt van een bouwkuip.

De bouwkuip kan worden opgebouwd uit gestempelde stalen damwanden. Omdat geen

afsluitende lagen beschikbaar zijn als onder afdichting, wordt gebruik gemaakt van een

ongewapende onderwater betonvloer met trekpalen. Deze vloer dient tevens als

stempel in de bouwfase.

Het ontwerp van de ongewapende onderwaterbetonvloer kan worden uitgedaan de

methode met de starre steunpunten (PSO). Dit is een beproefde ontwerpmethode uit de

tunnelbouw voor het ontwerpen van bouwkuipen met starre trek elementen (prefab

betonpalen). Een startpunt voor het ontwerp is een theoretische vloerdikte van 0,9 á

1,0 m in combinatie met betonnen trekpalen in een paalstramien van ca. 2 x 2 m. Een

groter stramien is mogelijk met een dikkere onderwater betonvloer maar veroorzaakt

ook grotere trekkrachten en dus zwaarder heiwerk. Bovendien heeft het paalstramien

een relatie met de bovenbouw (fundering voor de eindfase).

Page 26: IJsseldelta Zuid, bypass Kampen

Ontwerprapportage object 1A3 9V4747.C2/R0018/MMI/VVDM/Nijm

Definitief rapport - 21 - 17 augustus 2012

Uitgangspunten voor de bouwkuip:

Grondwaterstand NAP+0,50 (GHG huidige situatie vlgs kaart 2 deelproduct 10

Geohydrologie);

Sterkteklasse onderwater beton C20/25;

Prefab voorgespannen funderingspalen (trek- en drukfunctie ook in gebruiksfase).

Snede Prefab-fund

Palen

P.P.N. Hoh dwars Hoh langs Damwand OWB

Dikte*

Sluiskolk 400 x 400 mm2 NAP-18.0 2.20 m 2.20 m AZ24-700 (S240) 0.9 m

Bovenhoofd / 400 x 400 mm2 NAP-19.0 2.02 m 2.10 m AZ24-700 (S240) 1.0 m

Brug 400 x 400 mm2 NAP-18.0 2.20 m 2.10 m AZ24-700 (S240) 0.9 m

* =

de theoretische gemiddelde dikte van de onderwaterbetonvloer.

6.4 Schets doorsnede bovenhoofd

Figuur 6.1: Bovenhoofd

Page 27: IJsseldelta Zuid, bypass Kampen

Ontwerprapportage object 1A3 9V4747.C2/R0018/MMI/VVDM/Nijm

Definitief rapport - 22 - 17 augustus 2012

6.5 Schets doorsnede bovenhoofd met verkeersbrug

Figuur 6.2: Bovenhoofd met onderbouw brug

De verkeersbrug bestaat uit prefab betonnen liggers met een in het werk gestorte

betonnen druklaag. Vooralsnog is gekozen voor een prefab voorgespannen

volstortligger met een liggerhoogte van 450 mm en een druklaag van

100 mm. Aan weerszijden van de brug zijn overgangsconstructies voorzien.

6.6 Snede beschouwing sluiskolk

Zie schets hieronder van de beschouwde snede

Figuur 6.7: Sluiskolk

Page 28: IJsseldelta Zuid, bypass Kampen

Ontwerprapportage object 1A3 9V4747.C2/R0018/MMI/VVDM/Nijm

Definitief rapport - 23 - 17 augustus 2012

7 ALTERNATIEVEN

7.1 Inleiding

In deze verkennende berekening is haalbaarheid aangetoond van een gesloten

bouwkuip, volgens het principe van een ongewapende onderwaterbetonvloer met trek-

drukpalen in combinatie met stalen damwanden, en horizontale stempeling.

In de droge bouwkuip kunnen vervolgens de wanden en de vloer van de sluis met ter

plaatse gestorte gewapend beton monoliet met elkaar verbonden worden. Na de bouw

van de sluis kunnen de stalen damwanden weer teruggewonnen worden. Hieronder zijn

een aantal alternatieven opgesomd die mogelijk als alternatief kunnen dienen maar niet

rekenkundig zijn getoetst op haalbaarheid.

7.2 Bouwkuip zonder onderwaterbeton

Een alternatief voor de bouwkuip met onderwaterbeton is gebruik te maken van een

eventuele aanwezige waterafsluitbare laag (bijvoorbeeld een voldoende dikke kleilaag)

in combinatie met tijdelijke stalen damwanden en een stempelraam. Om deze

mogelijkheid nader te beschouwen, is extra grondonderzoek vereist om de

aanwezigheid van de benodigde afdichtende laag vast te stellen.

7.3 Kolkwanden van damwanden of diepwanden met een open blokkenvloer

Deze kolk kan in den natte uitgevoerd worden. Onderhoud is bij dit alternatief lastiger

omdat de sluiskolk moeizaam drooggezet kan worden. De damwanden vereisen meer

onderhoud dan een betonnen diepwand. Daarnaast is de ervaring dat de damwanden of

diepwanden van een dergelijke kolk voorzien moeten worden van een verankering. De

verankering is een kosten verhogend element en kan problemen geven bij groot

onderhoud of latere uitbreidingen.

7.4 Groene kolk

Dit is een sluis waarbij alleen de sluishoofden van beton zijn. De kolk zelf bestaat uit een

natuurlijke oever. De bouwmethode van de sluishoofden is hierbij gelijk aan de methode

die beschreven is in dit rapport. De kolk zelf wordt hierbij in den natte ontgraven en ook

het aanbrengen van de bekleding op de sluisbodem zal in den natte moeten worden

uitgevoerd. De palen benodigd voor het geleidewerk in de kolk kunnen vanaf het water

worden ingebracht.

De groene kolk heeft een vriendelijk karakter maar heeft als nadeel het extra

waterverlies met mogelijk een water kwaliteits probleem en het grotere ruimtebeslag

door het grotere oppervlak van de sluiskolk.

7.5 Roldeuren

In deze ontwerpberekening is uitgegaan van puntdeuren. Roldeuren worden vooral

toegepast voor een tweezijdige kering door toepassing van dubbele beplating en dan

voornamelijk voor de grotere (lees brede) sluizen. De constructie is door de

noodzakelijke dubbele beplating vrij kostbaar.

Page 29: IJsseldelta Zuid, bypass Kampen

Ontwerprapportage object 1A3 9V4747.C2/R0018/MMI/VVDM/Nijm

Definitief rapport - 24 - 17 augustus 2012

De deurkassen zijn gevoelig voor vervuiling door vuil en ijs. Hiervoor moet veelal een

permanente voorziening worden getroffen.

Er bevinden zich relatief veel bewegende en draaiende delen onder water wat tot hoge

onderhoudskosten leid en stremming van de sluis. Inspectie van de bewegende delen is

vrijwel niet mogelijk

Page 30: IJsseldelta Zuid, bypass Kampen

Ontwerprapportage object 1A3 9V4747.C2/R0018/MMI/VVDM/Nijm

Definitief rapport 17 augustus 2012

BIJLAGE 1

GHG LHG VAN DE HUIDIGE SITUATIE

Page 31: IJsseldelta Zuid, bypass Kampen

Zone Bypass

GHG huidige situatie

cm -mv< 0

0 - 20

20 - 40

40 - 60

60 - 80

80 - 100

100 - 120

120 - 140

140 - 200

> 200

´0 0.4 0.8 Km

1:32500

VMP 03/11/2010 12:16 4707994_10127D

GHG huidige situatie 2

Page 32: IJsseldelta Zuid, bypass Kampen

Zone Bypass

GLG huidige situatie

cm -mv< 0

0 - 20

20 - 40

40 - 60

60 - 80

80 - 100

100 - 120

120 - 140

140 - 200

>200

´0 0.5 1 Km

1:32500

VMP 03/11/2010 13:30 4707994_10130D

GLG huidige situatie 3

Page 33: IJsseldelta Zuid, bypass Kampen

Zone Bypass

Verandering in GHG

cm< -100 droger

-100- -75

-75- -50

-50 - -20

-20- -10

-10 - -5

-5 - 5

5 - 10

10 - 20

20 - 50

50 - 75

75 - 100

> 100 natter

´0 0.5 1 Km

1:32500

VMP 03/11/2010 13:31 4707994_10128D

Verandering GHG door definitief inrichtingsplan 7

Page 34: IJsseldelta Zuid, bypass Kampen

Zone Bypass

Verandering in GLGcm

< -100 droger

-100 - -75

-75 - -50

-50 - -20

-20 - -10

-10 - -5

-5 - 5

5 - 10

10 - 20

20 - 50

50 - 75

75 - 100

> 100 natter

´0 0.4 0.8 Km

1:32500

LEY 27-9-2010 11:35 4707994_10129D

Verandering GLG door definitief inrichtingsplan 8

Page 35: IJsseldelta Zuid, bypass Kampen

Zone BypassVerandering in GLGcm

< -100 droger-100- -75-75- -50

-50 - -20-20- -10-10 - -5-5 - 55 - 1010 - 20

20 - 5050 - 7575 - 100> 100 natter

0 0.5 1 Km

1:32500JLY 13/01/2011 10:43 4707994_10151D

Verandering GLG door inrichtingsplan; toekomstig buitenwaterpeil + 30 cm 30

Page 36: IJsseldelta Zuid, bypass Kampen

Verandering grondwaterstandm

< 0.050.05 - 0.10.1 - 0.2

0.2 - 0.50.5 - 0.750.75 - 1> 1.00

Zone Bypass

0 0.5 1 Km

1:32500JLY 12/01/2011 10:48 4707994_10165D

Maximale verandering grondwaterstand tijdens hoogwaterafvoer bypass (T=2000) 31