header

maandag, 13 mei 2019 12:38

Glasvezelversterkte kunststof in Drentse sluisdeuren

De provincie Drenthe is dit voorjaar van plan haar derde glasvezelversterkte sluisdeurenproject in de markt te zetten. Deze ontwikkelingen geven invulling aan de ambitie om een duurzame onderhoudsarme infrastructuur te realiseren. Een beschrijving van de ervaringen in het aanbestedingsproces, ontwerp en de realisatie.

Het idee ‘sluisdeuren van glasvezelversterkt materiaal’ ontstond eind 2009 toen de provincie Drenthe was gestart met het ontwerpen van twee sluizen ten behoeve van het nieuwe Koning Willem Alexanderkanaal bij Emmen. De provincie was op zoek naar sluisdeuren voor de te bouwen Spaarsluis en Koppelsluis met een lange levensduur en zo goed als geen onderhoud.
Gelijktijdig was FiberCore-Europe bezig net buiten de provinciegrens, in Oosterwolde, een glasvezelcomposieten hefbrug te bouwen. Gvk-expert ir. Jan Peters en Simon de Jong van FiberCore reageerden verrast toen Drenthe vroeg of er ook mogelijkheden waren om sluisdeuren met dit materiaal te leveren. Vrijwel direct zag FiberCore de uitdaging. In een soort bouwteamconstructie zijn de provincie Drenthe, de provincie Groningen (ing. Remco Renting) en FiberCore aan de slag gegaan met het project Spaarsluis (2010-2012).
Hoewel het ontwerpen van de sluisdeuren meer tijd in beslag nam dan verwacht, zijn in 2011 de eerste vier glasvezelversterkte kunststof (gvk)-sluisdeuren geproduceerd en vervolgens in maart 2012 geplaatst. De kleine Spaarsluisdeuren konden nog bestaan uit twee parallel liggende huidplaten met daartussen schuimkernen ingebed in het InfraCore Inside-glasvezelsysteem zonder dat geballast hoefde te worden en met voldoende neerwaartse druk op de taats voor een stabiele deurzetting. Omdat de Spaarsluis nieuw was, konden de draaipunten nog vrij worden gepositioneerd. Testen in de bouwfase en beproevingen na de realisatie van extra bouwdelen leerden dat de deuren enorm sterk zijn. Een levensduur van minimaal honderd jaar ligt dan ook in de verwachting. Daarnaast gaven de in één infusie gemaakte deuren al direct het vertrouwen weinig onderhoud te vergen. Reden genoeg voor de provincie Drenthe om ook voor toekomstige vervangingen van houten deuren door te gaan met gvk-sluisdeuren.

Sluizen Vries en De Punt
Gezien de kwalitatieve achteruitgang van de hardhouten sluisdeuren is in 2015 gekozen voor vervanging door gvk-deuren in plaats van weer grootschalig onderhoud uit te voeren aan sluis Vries en sluis De Punt in het Noord Willemskanaal. Het NW-kanaal is een Klasse II-vaarweg met beperkte beroepsvaart (Kempenaars). Sluisbreedte 7,5 m, peilverschil 3,00 m en sluisdiepte 3,00 m. Gelet op de investering die gemoeid zou zijn met vervanging van acht sluisdeuren was een enkelvoudig onderhandse aanbesteding voor dit project (2016-2018) niet aan de orde.
Het aanbrengen van gvk-sluisdeuren bracht een aantal uitdagingen met zich mee. Ten eerste het nagaan van de technische haalbaarheid van gvk-sluisdeuren binnen de gestelde randvoorwaarden. Een rol speelde onder meer de bestaande en grotere sluisconstructies, de daarmee gepaard gaande opwaartse druk en de belangrijke waterafvoerfunctie via de sluisdeuren; voorts het opstellen van een duidelijk aanbestedingscontract ten behoeve van een meervoudig onderhandse aanbesteding (op basis van de economisch meest voordelige inschrijving – Emvi). Hiervoor is RoyalHaskoningDHV (Ir. Liesbeth Tromp) ingehuurd en werd weer samengewerkt met de provincie Groningen.
Ook was het nodig marktpartijen te vinden die mee wilden doen aan een aanbesteding. Drie partijen waren bereid een inschrijving te doen: FiberCore-Europe/Rusthoven Groningen, Jansen Venneboer (Wijhe)/Pontis Rouveen en Machine Fabriek Emmen/CTC Almelo. De inschrijving van Machine Fabriek Emmen/CTC kwam daarbij als meest gunstig uit de aanbesteding.

Veel denkwerk
Het op een goede wijze vertalen van het krachtenspel op een sluisdeur (ten gevolge van wisselende waterdruk en de voorgeschreven op te vangen aanvaarbelasting) naar een constructie opgebouwd uit glasvezeldoek, schuimdelen en hars gaf ook Machine Fabriek Emmen/CTC veel denk- en engineeringswerk. Daarnaast speelde nog het goed opvangen van de bewegingswerkkrachten en het goed inbedden van de taatsconstructie en de halspenconstructie en de doorstroomopeningen in de gvk-opbouw een duidelijke rol.
Het faillissement van CTC Almelo bracht het project niet alleen flink in de vertraging, het leidde er ook toe dat CTC de uitvoering niet meer kon opstarten. Het lukte CTC gelukkig nog wel de engineering goed af te ronden. Machine Fabriek Emmen heeft daarna via een verbintenis met Fiby products en met Henk Tebbertman van Composiet Service in Assen de productie op een adequate wijze gerealiseerd.
Het productieproces bestond uit het opbouwen van de deur en het infuseren (het met hars vullen van de glasvezellagen) in twee fasen. Eén van de eisen in het bestek was dat de sluisdeuren weer twee schut/spuiopeningen moesten hebben die per deur een waterafvoer van 10 m3/sec mogelijk maken. Dit ten behoeve van piekafvoeren vanuit de Drentsche Aa (via het Noord-Willemskanaal richting Delfzijl) in natte jaargetijden.

Verdund middenvlak
Bij sluis Vries en sluis De Punt was sprake van vervanging met in stand blijven van de bestaande deurdraaipunten en aanslaglijsten in de bestaande deurnissen. Om te voorkomen dat de gvk-deur een te grote inhoud kreeg (lees: een groot opdrijvend vermogen), is tussen de dikkere voorbalk en achterbalk (350 mm hoog) een verdund middenvlak aangebracht (dikte 200 mm). Dit verminderde de opwaartse kracht aanzienlijk. Dit beperken van de inhoud was ook nodig omdat de provincie eisen had gesteld aan het maximale gewicht van de deur en een gewenste druk op de taats (om geen ‘dobbereffect’ te krijgen). De gvk-constructie, de roestvaststalen constructiedelen (aanslagen, schuifconstructies, etc.) en de loopbrug tezamen geven nu in totaal een deurgewicht van 9,6 ton. De taatsdruk van de bovendeuren resulteert nu in ongeveer 2 ton.

Het Drentse vervolg
Gezien de leeftijd van rond de vijftig jaar van meerdere van de Drentse kanalen gaat de vervanging van houten sluisdeuren de komende jaren door. Het volgende project waarvan de aanbesteding in het voorjaar van 2019 gepland staat, is het project Vervanging Sluisdeuren sluis Peelo en Nieuwebrugsluis. De provincie Drenthe gaat door op de ingeslagen weg: de vervanging van de houten sluisdeuren door deuren van gvk.
Deze komende sluisdeuren keren een nog hoger waterpeil dan de deuren van sluis Vries en De Punt. Namelijk 4,80 m (sluis Peelo) en 5,30 m (Nieuwebrugsluis). De gewenste deurafmetingen bedragen voor sluis Peelo 4,6 m breed x 8,70 m hoog en voor Nieuwebrugsluis 4,70 m breed x 10,30 m hoog.
Op basis van de ervaringen met voorgaande projecten heeft de provincie Drenthe in samenwerking met de provincie Groningen en RoyalHaskoningDHV een ontwerpnota en een referentieontwerp opgesteld, met als doelstelling om te komen tot een ontwerp dat goed maakbaar en calculeerbaar is, met een optimaal gebruik van glasvezel, van hars en van kernmateriaal, en dat een zeer lange levensduur heeft, zeer onderhoudsarm is en eenvoudig repareerbaar is in geval van bijvoorbeeld een aanvaring.
De aannemer mag het referentieontwerp gebruiken, maar is dit niet verplicht. Indien de aannemer een alternatieve oplossing wil aandragen, moet de oplossing voldoen aan de opgestelde ontwerpnota en eisen zoals beschreven in het bestek.

Biocomposiet
De provincie Drenthe heeft ook nagedacht over het gebruik van biocomposiet voor sluisdeuren, maar dat ziet zij nog als een te risicovolle stap. Met name omdat het gedrag op lange termijn van de natuurlijke vezels in deze constructies nog onvoldoende duidelijk is. Daarbij komt dat een sluisdeurconstructie altijd in een wateromgeving functioneert en dus extra kwetsbaar is. Ook is een 100 procent inspecteerbaarheid van een kwetsbare constructie zeer moeilijk en kostbaar onder water.

Willem Paas was projectleider bij de provincie Provincie Drenthe. Thans is hij gepensioneerd.

Laat een reactie achter

Zorg ervoor dat u de verplichte (*) velden invult waar dit is aangegeven. HTML code is niet toegestaan.

Zoeken

Direct met ons in contact?

Adverteren in ons blad of op de website? 
Neem contact op met Frank van Gils
tel.: 06-53 88 82 66
e-mail: f.gils@bdu.nl

Een artikelidee voor de redactie?
Neem contact op met Teus Molenaar
tel.: 06-51578447
e-mail: tmlandenwater@gmail.com 

Advertenties