Beneden-Zeeschelde – Prosperpolder: kracht op buispalen van het toekomstige meetplatform
Verelst, K.; Chu, K.; De Mulder, T.; Vanlede, J. (2022). Beneden-Zeeschelde – Prosperpolder: kracht op buispalen van het toekomstige meetplatform. Versie 4.0. WL Rapporten, 20_037_1. Waterbouwkundig Laboratorium: Antwerpen. VII, 42 + 2 bijl. pp. https://dx.doi.org/10.48607/86 Part of: WL Rapporten. Waterbouwkundig Laboratorium: Antwerpen. , more | |
| Available in | Authors | | Document type: Project report
|
| Keywords | Currents (water)
Drag forces
Foundations > Piles
Hydraulic structures > Bridge piles
Hydraulics and sediment > Hydrodynamics > Current velocities and patterns
Literature and desktop study
Numerical modelling
| | Author keywords | |
| Project | Top | Authors | - Kracht t.g.v. stroming op meetpaal Prosperpolder, more
|
Contact detailsProposer: Vlaamse overheid; Beleidsdomein Mobiliteit en Openbare Werken; Vlaams Ministerie van Mobiliteit en Openbare Werken; Departement Mobiliteit en Openbare Werken; Afdeling Maritieme Toegang , more
| Abstract | De huidige meetpaal ter hoogte van Prosperpolder wordt in de toekomst vervangen door een nieuw meetplatform, dat zich meer in de richting van de vaargeul situeert. Het structureel ontwerp van dit meetplatform wordt uitgevoerd in opdracht van afdeling Maritieme Toegang. Het meetplatform wordt hierbij ondersteund door 3 buispalen. De 3 buispalen worden aan elkaar verbonden met behulp van een frame. Voor het ontwerp van deze buispalen en het meetplatform zijn ook gegevens nodig met betrekking tot de krachten op de buispalen ten gevolge van de stroming. Daartoe is een literatuurstudie uitgevoerd.
Voor de bepaling van de kracht op de buispalen van het meetplatform zijn twee oriëntaties beschouwd. Enerzijds is de oriëntatie beschouwd waarbij de tophoek van de gelijkzijdige driehoek tegen de vloedstroming in gericht is, anderzijds is de oriëntatie beschouwd waarbij de basis van de gelijkzijdige driehoek tegen de vloedstroming in gericht is. Bij deze configuraties worden eerder beperkte verschillen in sleepcoëfficiënten op de buispalen geraamd. Bij de configuratie met de basis van de driehoek tegen de vloedstroming in gericht is er enige onzekerheid betreffende de richting van de liftkrachten op de buispalen ter plaatse van de basis van de driehoek. Omwille van deze onzekerheid gaat de voorkeur uit naar de configuratie waarbij de tophoek van de driehoek tegen de vloedstroming in gericht is.
Voor het bepalen van de kracht op de buispalen van het meetplatform zijn de stroomsnelheden, waterdieptes, de sleepcoëfficiënt en de liftcoëfficiënt voor een cilindervormige paal in een stroming bepaald. Hierbij zijn een aantal onzekerheden vastgesteld. De waarden voor de sleep- en de liftcoëfficiënt voor een groep van 3 palen in de vorm van een gelijkzijdige driehoek in de stroming, die in de literatuur zijn teruggevonden, zijn voornamelijk afgeleid op basis van windtunnelproeven met cilinders in een uniforme stroming. Deze proeven zijn meestal uitgevoerd voor lagere Reynoldsgetallen van de stroming, lagere turbulentie-intensiteiten van de stroming en gladde palen in plaats van palen met een zekere ruwheid.
Om rekening te houden met deze onzekerheden bij het structureel ontwerp is voor de bepaling van de sleepkracht van één enkele buispaal in de stroming een waarde van de sleepcoëfficiënt voorgesteld in de range 0.6 à 1.2 en wordt dezelfde range als pragmatische oplossing voorgesteld voor één buispaal uit de palengroep. Hierbij wordt opgemerkt dat, indien men voor elk van de 3 palen een identieke sleepcoëfficiënt van 1.2 hanteert, de totale kracht op de palengroep wordt overschat, maar dat een identieke coëfficiënt van 0.9 wel een meer realistische bovengrens is.
Voor de berekening van de liftkrachten op één geïsoleerde paal wordt voorgesteld om de liftkracht op een individuele paal niet mee te nemen. Voor de bepaling van de liftkracht op de afzonderlijke buispalen van het meetplatform wordt een onderscheid gemaakt tussen de stroming bij vloed en de stroming bij eb. Voor de buispaal ter plaatse van de tophoek van de driehoek wordt zowel bij vloed als bij eb een waarde 0.10 voor de liftcoëfficiënt beschouwd. Het teken van de liftkracht op deze buispaal kan zowel negatief als positief van teken zijn. Voor de buispalen ter plaatse van de basis wordt bij vloed voor de liftcoëfficiënt een waarde beschouwd die varieert van 0.10 tot 0.30 en die exceptioneel 0.60 kan bedragen. De liftkrachten op deze beide buispalen staan naar elkaar toe gericht. Bij eb wordt voor de buispalen ter plaatse van de basis voor de liftcoëfficiënt een waarde beschouwd die varieert tussen 0.10 en 0.30. Het teken van de liftkracht kan hierbij zowel positief als negatief zijn.
Aan de hand van de waarden van de sleepcoëfficiënt en de liftcoëfficiënt is de sleepkracht en de liftkracht op de buispalen van het meetplatform begroot. |
|
