Titel: Hydraulische Randvoorwaarden Inlaatwerk IJsseldijk Project ...

Isala DeltaEuropa-allee 68265 VB, Kampen

IJD-IIJ-RAP-1009 Hydraulische Randvoorwaarden Inlaatwerk IJsseldijk Pagina 1 van 25

Titel: Hydraulische RandvoorwaardenInlaatwerk IJsseldijkProject: Ruimte voor de Rivier IJsseldeltaZaaknummer: 31078863

Documentnummer: IJD-IIJ-RAP-1009

Revisienummer: 1.0

Revisiedatum: 25-8-2015

Status: Definitief

Object (SBS): O-00053 – Inlaatwerk IJsseldijk

Werkpakket (WBS): WP-00128 - Voorlopig ontwerp Inlaatwerk IJsseldijk

Naam Handtekening DatumOpgesteld

Dave Kosterink

GecontroleerdGecontroleerd

Ron AgterslootErwin de Jong

VrijgegevenGert-Jan Koppelman

DocuSign Envelope ID: 892D71E2-3E74-4A15-8EAB-958750D0F060

8-31-2015

8-28-2015

8-28-2015

8-31-2015


DOCUMENT HISTORIE

Revisie Omschrijving/belangrijkste wijzigingen Datum1.0 Eerste uitgave 25-08-2015



Inhoudsopgave1. Inleiding ........................................................................................ 4

2. Opsomming hydraulische randvoorwaarden ......................................... 5

3. Uitgangspunten ............................................................................... 6

3.1. Eisen........................................................................................ 6

3.2. Informatie aangeleverd door OG ................................................... 7

3.3. Normen en richtlijnen ................................................................. 8

3.4. Project specifiek documenten ....................................................... 8

4. (Verval)Waterstanden ...................................................................... 9

4.1. Maatgevende Verval waterstanden ...............................................10

4.2. Hoogste waterstand ...................................................................10

4.3. Onderhoudswaterstanden ...........................................................11

5. Golfeigenschappen ......................................................................... 12

5.1. Golfbelasting op de keermiddel Inlaatwerk ....................................12

5.2. Golfbelasting op de brug over het Inlaatwerk .................................12

6. Stroomsnelheden ........................................................................... 13

7. IJsdruk ......................................................................................... 14

8. Belasting factor over de waterstand ................................................... 15

9. Grondwaterstanden ........................................................................ 16

Bijlage 1. Bepaling waterstanden IJssel ................................................... 17

Bijlage 2. Bepaling Golfhoogte en –periode ............................................... 19

Bijlage 3. Bepaling belastingfactor over verschilwaterdrukken ..................... 24



1. InleidingHet doel van dit document is om alle hydraulische randvoorwaarden op een rijtje te zetten voor hetInlaatwerk IJsseldijk (O-00053). Daarnaast worden ook de belastingfactoren bepaald conform deleidraad kunstwerken. Hierbij vormen de contracteisen de basis aangevuld met projectspecifiekeinformatie en de vigerende normen en richtlijnen.

Het Inlaatwerk dient ontworpen te zijn voor een functionele levensduur van 100 jaar. In deze 100jaar zijn drie fases onderscheiden:Fase 1: heden tot 2025 (zie Figuur 1: Schematische weergave Inlaatwerk fase 1 onder)Fase 2: 2025 tot 2065 (zie Figuur 2: Schematische weergave Inlaatwerk fase 2 onder)Fase 3: 2065 tot 2125 (zie Figuur 2: Schematische weergave Inlaatwerk fase 2 onder).In hoofdstuk 4 worden verschillen toegelicht. Voor elk van de fases gelden andere hydraulischerandvoorwaarden, in dit document zijn de maatgevende voorwaarden bepaald op basis waarvan deconstructieve berekeningen worden uitgevoerd. Het grootste verschil tussen de fases is het feit dathet Inlaatwerk in fase 1 onderdeel is van de primaire waterkering, deze functie vervalt vanaf periode2.

In Hoofdstuk 2 is een samenvatting gegeven van de maatgevende hydraulische randvoorwaarden,deze vormen de basis voor alle berekeningen die gemaakt worden voor het Inlaatwerk IJsseldijk. InHoofdstuk 3 worden de uitgangspunten op een rijtje gezet. Waarna in Hoofdstuk 4, 5, 6 en 7 aan dehand van deze uitgangspunten respectievelijk de waterstanden, golven, stroomsnelheden en IJsdrukbepaald worden. In Hoofdstuk 8 worden de belastingfactoren over de waterdrukverschillen bepaalden in Hoofdstuk 9 de heersende grondwaterstanden.

Figuur 1: Schematische weergave Inlaatwerk fase 1

Figuur 2: Schematische weergave Inlaatwerk fase 2



2. Samenvatting hydraulische randvoorwaardenIn deze samenvatting worden de maatgevende hydraulische randvoorwaarden weergegeven voorhet Inlaatwerk IJsseldijk. Er is onderscheid gemaakt tussen het diepe en ondiepe deel enverschillende fases.

Tabel 1: Maatgevende hydraulische belastingen incl. belastingfactorWaterdrukken Grondwater

Verval Golven factorConstructiedeel type belasting hbijpass hijssel ∆h Hs Tp γ hgws 3) γ 2)

Deel Fase b.k. vloer (m NAP) (m) (m) (s) (-) (m NAP) (-)Diep 1 -2.00m+NAP Max pos. verval (MHW) -0.20 3.93 4.13 0.53 2.47 1.3 1) 0.50 1.3Diep 2/3 -2.00m+NAP Verval op onderh. schotten -2.005) 1.50 3.50 - - 1.5 0.50 1.3Diep 1 -2.00m+NAP Verval op noodschotten -0.20 3.93 4.13 - - 1.5 0.50 1.3Diep 1/2/3 -2.00m+NAP IJsbelasting schuiven 1.504) 1.50 - - - 1.5 0.50 1.3Diep 1/2/3 -2.00m+NAP IJsbelasting noodschotten 1.504) 1.50 - - - 1.5 0.50 1.3Diep 1 -2.00m+NAP Max neg. verval (MHW) 2.92 -0,30 -3,22 0.66 2.89 1.5 0.50 1.3Diep 3 -2.00m+NAP Maatgevend Hoog Water 4.55 4.47 - - - 1.5 0.50 1.3Ondiep 1 0.50m+NAP Max pos. verval (MHW) -0.20 3.93 4.13 0.72 2.95 1.3 1) 0.50 1.3Ondiep 2/3 0.50m+NAP Verval op schotten 0.50 1.50 1.00 - - 1.5 0.50 1.3Ondiep 1/2/3 0.50m+NAP IJsbelasting schotten 1.504) 1.50 - - - 1.5 0.50 1.3Ondiep 1 0.50m+NAP Max neg. verval (MHW) 2.92 -0,30 -3,22 0.73 3.21 1.5 0.50 1.3Ondiep 3 0.50m+NAP Maatgevend Hoog Water 4.55 4.47 - - - 1.5 0.50 1.31) De belastingfactor over de maximale verschilwaterdrukken in fase 1 is bepaald in hoofdstuk 82) Belastingfactor over de verticale verschilwaterdruk (GWS-WS) is 1.3, conform tabel A2.4C NEN-EN-1990/NB3) De grondwaterstand dient nog definitief vastgesteld te worden4) In fase 1 staat het water in de bypass nog niet zo hoog (streefpeil -0.20m+NAP)5) Tijdens onderhoud staat de inlaat in het diepe deel droog



3. Uitgangspunten3.1. Eisen

Er zijn door de opdrachtgever (OG) een aantal eisen gesteld aan de hydraulische randvoorwaardenvan het Inlaatwerk:

SES-01330 IJDZ Gesloten Inlaatwerk IJsseldijkhydraulische belastingen:

In gesloten toestand dient het Inlaatwerk IJsseldijk de maatgevendehydraulische belastingen (waterstand, overtopping, golven, etc.) te keren.Voor de te keren waterstanden wordt verwezen naar tabel 5.1 van het SNIP 3IJDZ Technisch Ontwerp.

SES-1347 IJDZ Inlaatwerk IJsseldijk: fase 1aanvullende afvoer eis:

In fase 1 dient het mogelijk te zijn om tijdens maatgevende omstandigheden(zie randvoorwaarden in Bijlage E bij deze VSE) 450 m3/s af te voeren doorhet Inlaatwerk IJsseldijk met de twee diepe segmenten met beweegbareschuiven.

SES-01404 IJDZ Inlaatwerk IJsseldijk: kruiend ijs: Het Inlaatwerk IJsseldijk (inclusief keermiddelen) dient ijsgang op de IJssel,alsmede de effecten van langdurige vorst in combinatie met maatgevendewaterstanden te kunnen weerstaan op een zodanige wijze, dat functionerenvan het Inlaatwerk IJsseldijk mogelijk blijft.

SES-01405 IJDZ Inlaatwerk IJsseldijk: schotbalkendroogzetten MHW:

De onderhoudsschotbalken voor het droog zetten van de diepe segmentenvan het Inlaatwerk IJsseldijk dienen de waterkerende functie van hetbetreffende segment van het Inlaatwerk IJsseldijk over te kunnen nemen endus maatgevend hoogwater veilig te kunnen keren.

In het antwoord op vraag S17.07 uit de validatiesessies wordt toegelicht voor welke fase welkewaterstand gebruikt dient te worden. Er wordt verwezen naar tabel 5.1 voor fase 1 en dewaterstanden uit paragraaf 11.3 voor fase 2 en 3 uit document “SNIP 3 IJDZ Technisch Ontwerp” (zieonder). In hoofdstuk 5 staan nog een aantal tabellen die gebruikt worden voor de hydraulischerandvoorwaarden van het Inlaatwerk. Deze tabellen zijn opgenomen in hoofdstuk 3.2.

- Ontwerpbelastingen uit 11.3 van het Technisch Ontwerp.



3.2. Informatie aangeleverd door OGVanuit de eisen wordt verwezen naar de SNIP 3 IJDZ. De documenten van de SNIP zijn informatieftenzij er vanuit de eisen naar verwezen wordt. Om de hydraulische randvoorwaarden te bepalen zijnde volgende SNIP 3 IJDZ documenten gebruikt

Deelproduct 1 Systeemanalyse, Planstudie IJsseldelta Zuid 17-8-2012Deelproduct 2 Technisch ontwerp, Planstudie IJsseldelta Zuid 17-8-2012Deelproduct 3 Waterkeringsplan, Planstudie IJsseldelta Zuid 17-8-2012Deelproduct 9 Planstudie IJsseldelta Zuid Hydraulica en Veiligheid 17-8-2012Deelproduct 10 Geohydrologische effecten, Planstudie IJsseldelta Zuid 17-8-2012

Op basis van de verschillende waterstanden genoemd in bovenstaande deelproducten is in devolgende hoofdstukken een overzicht gegeven van maatgevende waterstanden per scenario (opbasis van 7 genoemde scenario’s in deelproduct 1). Uit de waterstanden per scenario zijn vervolgensde maatgevende waterstanden voor het Inlaatwerk gefilterd voor de verschillende onderdelen.



Tabel 3.1 uit Deelproduct A2 Technisch Ontwerp, Ontwerprapportage 1A1 Inlaatwerk wordt nietgebruikt voor het bepalen van de hydraulische randvoorwaarden. Zowel voor de hoogste waterstandals het grootste verval is deze tabel niet maatgevend.

3.3. Normen en richtlijnenIn aanvulling op de door de OG geleverde documenten zijn de volgende normen en richtlijnengebruikt om tot de juiste hydraulische randvoorwaarden te komen

TAW Leidraad Kunstwerken Mei 2003TAW Leidraad voor ontwerp van Rivierdijk Sept 1989RWS Richtlijnen Ontwerpen Kunstwerken (ROK 1.2) 1-1-2013Deltares Afstemming Leidraad Kunstwerken en Eurocode, Activiteit 1:

Belastingfactoren bij maatgevende waterstandenMei 2012

3.4. Projectspecifiek documentenEr is een generieke ontwerpbasis gemaakt voor dit project, waarbij elke discipline een eigendeelontwerpbasis levert. De gebruikte delen van de ontwerpbasis zijn hieronder benoemd:

IJD-ALG-RAP-0002 Generieke OntwerpbasisIJD-ALG-RAP-0004 Deelontwerpbasis Civiel



4. (Verval)WaterstandenDe waterstanden voor de IJssel en de bypass zijn ontleend aan de verschillende opgegevenwaterstanden in de SNIP 3 documenten. Voor het project zijn 3 fases gedefinieerd: fase 1 tot 2025,fase 2 tot 2065 en fase 3 tot 2115. Tussen fase 2 en 3 zitten geen grote verschillen behalve dan datde maatgevende waterstanden voor fase 3 iets hoger zijn als voor fase 2. Tussen fase 1 en 2 is hetgrote verschil dat in fase 1 het Inlaatwerk volledig (tot 4.40m+NAP) gesloten is, in fase 2 (en 3) is hetvaste (ondiepe) deel gesloten tot 1.50m+NAP voor de meeste scenario’s. Het diepe deel is open voormigratie en debietregulering in de eerste 3 scenario’s en volledig open bij de overige scenario’s. Descenario’s zijn hieronder toegelicht.

In deelproduct 1 ‘de systeemanalyse’ is een fase in 7 scenario’s verdeeld.

Scenario 1 Dagelijkse omstandighedenScenario 2 Spuien van Drontermeer naar verlengde VossemeerScenario 3 Doorspoelen van de bypassScenario 4 Extreme storm uit NoordwestenScenario 5 Extreme storm uit ZuidwestenScenario 6 Extreme rivierafvoer < 15.500 m3/s op de Rijn bij LobithScenario 7 Extreme rivierafvoer > 15.500 m3/s op de Rijn bij Lobith

In de eisen (SES-01330) wordt verwezen naar tabel 5.1 uit het Technisch Ontwerpdocument van SNIP3 voor de te keren hoogtes (zie antwoord vraag S17.07 uit de validatiesessies). De hoogtes in dezetabel gelden voor fase 2 en 3. Aangezien de inlaat in deze fases (gedeeltelijk) open staat en in fase 1volledig gesloten is, is fase 1 maatgevend voor de constructie.

In Tabel 2: Vervalwaterstanden over het Inlaatwerk (in m NAP) zijn de (verval) waterstanden gegevenvoor het Inlaatwerk conform de hieronder gegeven kleurcodering. De in deze tabellen genoemdewaterstanden zijn afgeleid uit documenten die ter informatie aan Isala Delta zijn verstrekt. De eisenzijn niet toereikend om een volledige set hydraulische randvoorwaarden op te zetten.

1 Deelproduct 1, Systeemanalyse, Planstudie IJsseldelta Zuid2 Deelproduct 9, Hydraulica en Veiligheid, Planstudie IJsseldelta Zuid3 Deelproduct A2 Technisch Ontwerp, Ontwerprapportage 1A1 Inlaatwerk4 Beredeneerd op basis van de randvoorwaarden



4.1. Maatgevende Verval waterstandenIn onderstaande tabel worden de maatgevende negatieve en positieve vervalwaterstandenweergegeven.

Tabel 2: Vervalwaterstanden over het Inlaatwerk (in m NAP)

Fase ScenarioVast deel

InlaatwerkRegelbaar deel

Inlaatwerk Verval BYPASS (m NAP) VERVAL (m) IJSSEL (m NAP)Document en

bladzijde

1 4Dicht tot

NAP+4.40m Dicht Positief -0.20 4.13 3.93 [1] 32 [2] 45

2/3 6 Dicht totNAP+1.50m Open Positief 0.00 2.80* 2.80 [1] 56

2/3 7Open met vloerop NAP+0.50m Open Positief 0.00 3.50* 3.50 [1] 57

1 5 Dicht totNAP+4.40m

Dicht Negatief 2.92 -3.22 -0.30 [1] 33 [2] 44

2/3 4Dicht tot

NAP+1.50m Open Negatief 1.50** -1.60*** -0.10 [1] 53 [4] -

3 - Dicht totNAP+1.50m Open Pos Neg 4.55**** 1.50**** 4.47**** [3] 97

1 -Dicht tot

NAP+4.40m Dicht Positief - 4.15***** - [2] 49

1 - Dicht totNAP+4.40m Dicht Negatief - -0.8***** - [2] 49

*In fase 2 en 3 zit het vaste deel dicht tot NAP+1.50m met de vloer op NAP+0.50m, dat geeft een verval van 1.00m (t.o.v. bovenkantvloer), daarna stroomt het water over de schotten. In het regelbare deel van de inlaat zit de vloer op NAP-2.00m, maar staat de schuifopen, in principe treedt hier geen verval op.

**In fase 2 en 3 zit het vaste deel dicht tot NAP+1.50m met de vloer op NAP+0.50m, de storm zal het water verder opstuwen alsNAP+1.50m, maar aangezien er niet hoger gekeerd wordt zal dit geen groter verval opleveren. In het regelbare deel van de inlaat zit devloer op NAP-2.00m, maar staat de schuif open, in principe treedt hier geen verval op.

***In fase 2 en 3 zit het vaste deel dicht tot NAP+1.50m met de vloer op NAP+0.50m, dat geeft een verval van -1.00m, daarna stroomt hetwater over de schotten. In het regelbare deel van de inlaat zit de vloer op NAP-2.00m, maar staat de schuif open, in principe treedt hiergeen verval op.

****In fase 3 (en 2) staat het Inlaatwerk open, het oplopen van de waterstand geeft dus alleen een verval wanneer de waterstand1.50m+NAP of lager is, aangezien de schotten in het vaste deel van de inlaat een kerende hoogte hebben tot 1.50m+NAP. In principegeldt dit voor zowel een hogere waterstand aan de IJsselzijde als aan de Bypasszijde.

***** In het Technisch Ontwerprapport worden vervalwaarden genoemd voor de inlaat zonder bijbehorende waardes. Voor het positiefverval is de waarde tot op 2cm te herleiden. Het negatief verval is ruim onderschat en wordt daarom niet aangehouden.

Uit Tabel 2: Vervalwaterstanden over het Inlaatwerk (in m NAP) volgt dat het positief verval tijdensfase 1 maatgevend is, 3,93 m+NAP aan de IJsselzijde en -0,20 m+NAP aan de bypasszijde. Hetnegatief verval is 3.22m bij een waterstand van 2.92m+NAP aan de bypasszijde en -0.30m+NAP aande IJsselzijde.

4.2. Hoogste waterstandIn Tabel 3 zijn de maximale waterstanden rondom het Inlaatwerk gegeven. Hierin zijn dewaterstanden in fase 2 en 3 uit tabel 6.6 van DP 9 gegeven, in fase 1 zijn deze waterstanden gelijkaan de hoogste vervalwaterstanden uit Tabel 2: Vervalwaterstanden over het Inlaatwerk (in m NAP).

Tabel 3: Maximale waterstanden(MHW) rondom het Inlaatwerk

Stand inlaatTabel DP 9 BYPASS (m NAP) IJSSEL (m NAP)

Fase 1 Fase 2 Fase 3 Fase 1 Fase 2 Fase 3

Open inlaat 6.6 2,92* 4,31 4,50 3,93* 4,33 4,52

Gesloteninlaat 6.6 2,92* 4,36 4,55 3,93* 4,28 4,47

* Deze waarden komen niet uit tabel 6.6 maar van blz 44 en 45 van DP9.



Deze ontwerppeilen zijn van belang voor het bepalen van de golfbelasting en de overslagdebieten.Aangezien deze maximale waterstanden aan de binnen en buiten zijde maar enkele centimetersverschillen, volgen er geen maatgevende verval belastingen uit deze waterstanden. Wel moeten dezewaterstanden aan de IJssel zijde gecombineerd worden met de maatgevende golven.

4.3. Laagste waterstandIn Tabel 4 zijn de minimale waterstanden rondom het Inlaatwerk sluis gegeven. Deze zijn ontleendaan tabel 3.1 van Deelproduct A2 Technisch Ontwerp, Ontwerprapportage 1A1 Inlaatwerk.

Tabel 4: Minimale waterstanden rondom het InlaatwerkTabel DP 2 BYPASS (m NAP) IJSSEL (m NAP)

Fase 1 Fase 2 Fase 3 Fase 1 Fase 2 Fase 3

3.1 -0.95 -0.95 -0.95 -0,90 -0,90 -0,90

4.4. OnderhoudswaterstandenVoor het onderhoud wordt uitgegaan van een waterstand NAP +1,5 m op de IJssel Dit is eenwaterstand die met een overschrijdingsfrequentie van 1 keer per 7 jaar meerdaags optreedt (deelproduct 9 tabel 3.1). Wanneer de waterstand boven de NAP 1,5 m dreigt te komen moeten deonderhoudsschotten weer worden verwijderd.

4.5. Streefpeil ReevediepIn Tabel 4 zijn de minimale waterstanden rondom het Inlaatwerk gegeven. Deze zijn ontleend aantabel 3.1 van Deelproduct A2 Technisch Ontwerp, Ontwerprapportage 1A1 Inlaatwerk.

Tabel 5: Streefpeil ReevediepTabel DP 1 BYPASS (m NAP)

Fase 1 Fase 2 Fase 3

Zomer -0.05 -0.10 0.00

Winter -0,30 -0,40 -0,20



5. GolfeigenschappenDe maximale (verval)waterstand, conform de norm (1/4000 jaar), dient gecombineerd te wordenmet de golf die eens in de 1/50 jaar optreedt. Dit volgt uit de ROK 1.2. Hierbij is de combinatie van deverval waterstand in fase 1 met de bijbehorende golven maatgevend. De combinatie van demaximale golf en de bijbehorende waterstand (1/50 jaar) is niet maatgevend.

In Bijlage 1 zijn de waterstanden op de IJssel bepaald met een terugkeer frequentie van 1/50 jaar,deze zijn gecombineerd met de maximale golven.

In Bijlage 2 zijn de 1/50 jaar golfhoogtes op de IJssel bepaald, waarbij conform de ROK 1.2 degolfhoogtes zijn bepaald aan de hand van de in de NEN-EN 1991-1-4 genoemde Windbelasting. Opde recreatiesluis is gebied III van toepassing, waarbij de windsnelheid, met een terugkeer periodevan 1/50 jaar, 24,5 m/s is ongeacht de richting. De strijklengte en de bodemhoogtes zijn bepaald aande hand van de in deelproduct 9 verstrekte windsnelheden, waterdieptes en maximale golfhoogtesen -periodes.

In Tabel 6 en Tabel 7 zijn de significante golfhoogtes en -periodes uitgewerkt aan de hand van tabel7.5 uit deelproduct 9.

5.1. Golfbelasting op het keermiddel InlaatwerkIn bijlage 2 is op basis van de gegevens uit de tabel 7.5 van Deelproduct 9 een waarde bepaald voorde maximale golfhoogte bij een norm van 1/50 jaar welke gecombineerd is met de maatgevendewaterstandhoogtes. Omdat de inlaat in fase 2 en 3 grotendeels open is en in fase 1 gesloten zijn degolfbelastingen voor de kering maatgevend in fase 1.

Tabel 6: Golfhoogte en golfperiode rondom het inlaatwerkIJSSEL (bij positief verval) Fase 1 Noord Fase 1 Zuid

Tabel DP 9Hs Tp hijs hby Hs Tp hijs hby

(m) (s) (m NAP) (m) (s) (m NAP)

Maxgolf 7.5 0,53 2,47 3,93 -0,25 0,72 2,95 3,93 -0,25

Bypass (bij negatief verval) Fase 1 Noord Fase 1 Zuid

Tabel DP 9Hs Tp hby hijs Hs Tp hby hijs

(m) (s) (m NAP) (m) (s) (m NAP)Maxgolf

7.5 0,66 2,89 2,92 -0,30 0,73 3,21 2,92 -0,30

5.2. Golfbelasting op de brug over het InlaatwerkIn Tabel 7 zijn de golfhoogtes (1/50 jaar) ter plaatsen van de brug van het Inlaatwerk bepaald, ditgeeft gecombineerd met de hoogste waterstand een belasting op het brugdek. Er wordt verwezennaar tabel 5.1 voor fase 1 en de waterstanden uit paragraaf 11.3 voor fase 2 en 3 uit document “SNIP3 IJDZ Technisch Ontwerp” (zie uitgangspunten).

Tabel 7: Golfhoogte en -periode bij hoogste waterstand op de IJssel tpv het inlaatwerk (brugdek)Fase 1 Fase 2 Fase 3

Hs Tp hijs Hs Tp hijs Hs Tp hijs

(m) (s) (m NAP) (m) (s) (m NAP) (m) (s) (mNAP)

0,77 3,19 3,93 0,81 3,23 4,33 0,83 3,26 4,52

Fase 3 is maatgevend voor deze belasting en geeft daarmee de grootste belasting op het brugdek.



6. StroomsnelhedenTer plaatse van het Inlaatwerk zal in fase 1 geen stroming optreden vanwege het feit dat hetInlaatwerk volledig gesloten is m.u.v. scenario 7 (hoogwaterafvoer, dit scenario is maatgevend voorhet bepalen van de bodembescherming). In fase 2 en 3 zal een continue stroming optreden t.p.v. demigratiegeul. De stroomsnelheid is afhankelijk van de waterstanden. Voor het bepalen van debenodigde bodembescherming dient deze stroomsnelheid bepaald te worden. In de desbetreffenderapporten zullen deze bepaald worden. T.p.v. het ondiepe deel van het Inlaatwerk zal in fase 2 en 3bij hoog water (Inlaat fungeert als overstort vanaf NAP+1.5m) ook water gaan stromen. Destroomsnelheden die hierbij ontstaan zijn maatgevend voor het bepalen van de benodigdebodembescherming.

Voor de constructie van het Inlaatwerk leveren deze maximale stroomsnelheden geen maatgevendebelastingen op.



7. IJsdrukDe ijsdruk grijpt aan op de gehele Inlaat. In de deelontwerpbasis Civiel (IJD-ALG-RAP-0004) wordtvoor de ijsdruk een waarde van 165 kN/m aangehouden. Deze waarde geldt voor de locaties waarzich een ijsdruk kan opbouwen tussen twee starre constructies. Bij de inlaat geldt dit voor de ruimtestussen de wanden. In langsrichting van de Inlaat wordt een ijsdruk van 165 kN/m op de pijlerwandenaangehouden. Vanwege de geringe kans van optreden wordt deze belasting als een bijzonderebelasting beschouwd (zie ook IJD-001.498 ‘Memo kans samenvallen ijsbelasting en hoogwater’). Indwarsrichting zit de ijsvloer niet ‘opgesloten’ en zal de opspanning dus niet plaats vinden bij eentemperatuurstijging van de ijsvloer. In de concept ROK 1.3 H5.10 ‘Specifieke belastingen op nattekunstwerken’ wordt hiervoor een handvat voor de aan te houden belastingen gegeven.

Op de schotten wordt in zowel fase 1 als 2 en 3, een ijsdruk aangehouden van 50 kN/m en eenverticale belasting van 10 kN/m.

Op de beweegbare schuiven wordt in fase 1 een ijsdruk aangehouden van 50 kN/m en een verticalebelasting van 10 kN/m. Voor fase 2 en 3 wordt hier van afgeweken, omdat in deze fases de schuivenwater doorlaten zal er stroming ontstaan. Er wordt conservatief vanuit gegaan dat zich door destroming een ijsdruk zal ontwikkelen (meevoeren van ijsschotsen) van 165 kN/m conform dedeelontwerpbasis Civiel.

Het aangrijppunt voor de ijsbelasting wordt voor alle gevallen aangehouden op NAP+1.50m of lager.(zie memo IJD-001.498 ‘Memo kans samenvallen ijsbelasting en hoogwater’).



8. Belasting factor over de waterstandDe belastingfactor over de vervalbelasting en de golfbelasting zijn statistisch te bepalen (ys;tot). De overigebelastingfactoren volgen uit de Generieke Ontwerpbasis Civiel.De belastingfactor γs,tot kan conform de ROK 1.2 worden bepaald met de in de Ontwerpbasis gegevenformule. Deze formule volgt uit de Leidraad kunstwerken en de Afstemming Leidraad Kunstwerken enEurocode (Activiteit 1: Belastingfactoren bij maatgevende waterstanden ).

β N = vereiste betrouwbaarheidsindex voor de equivalente referentieperiode, welke minimaal gelijk isaan de volgens de NEN-EN 1990 vereiste waarde van RC3 [-]

Φ(..) = verdelingsfunctie voor de standaard normale verdeling (te vinden in ieder statistiek handboek, ofte bepalen met bijvoorbeeld de excelfunctie ‘STAND.NORM.VERD’)

f N = levensduurfactor [jaar] (50 jaar conform eurocode en 10 jaar conform de waterwet)h b = de binnenwaterstand, indien die hoger is dan de door water belaste onderkant van de

beschouwde constructie (of het beschouwde constructieonderdeel). Indien die lager is dan wordth b gelijk genomen aan die onderkant [m + NAP];

u = de ‘liggingparameter’ van de Gumbelverdeling van de buitenwaterstand, dit is de waterstand diemet een kans van 0,63 per jaar wordt overschreden [m + NAP]. Deze parameter kan berekendworden met: u=MHW+B log(norm);

u’= het verschil u-h b [m];B = decimeringswaarde van het waterstandsverschil, ofwel de toename van het waterstandsverschil

bij een factor 10 kleinere overschrijdingskans in het lage frequentiegebied (f <0,1 per jaar)α S = invloedsfactor voor onzekerheid van de belasting = -0,7 [-]α R = invloedsfactor voor onzekerheid van de sterkte = 0,8 [-]V R = variatiecoëfficiënt van de sterkte (0,2 voor beton) [-]

Uit deze berekening volgt dat er gerekend moet worden met de factor ys;tot =1,30 over de golf belastingenen de vervalbelasting (Bijlage 3)



9. GrondwaterstandenIn het VO dient te worden uitgegaan van het polderpeil conform Figuur 3: Deel van figuur uit BijlageV 'Polderpeilen' uit het Waterkeringsplan. T.p.v de Inlaat is de grondwaterstand -0,3 m NAP in debouwfase.

In het DO moeten de grondwaterstanden in de gebruiksfase gehanteerd worden die worden bepaalddoor de streefpeilen van het Reevediep, om exacte berekeningen van het inlaatwerk te kunnenmaken.

In de berekening voor het VO is uitgegaan van een grondwaterstand van +0,5 m NAP voor denormale gebruiksfase. In het DO zal worden uitgegaan van het streefpeil van het Reevediep. Dit peilheeft voornamelijk invloed bij de landhoofden.

Figuur 3: Deel van figuur uit Bijlage V 'Polderpeilen' uit het Waterkeringsplan



Bijlage 1. Bepaling waterstanden IJssel



Bijlage 2. Bepaling Golfhoogte en –periode



Golf hoogtes en periodes op de IJsselLeidraad voor het ontwerp van Rivierdijken Deel 2 -Beneden rivierengebied (Bijlage 10)

Bepaling strijklengte en bodemhoogteinvoer:Waterpeil 3,32 m NAP Volgt uit tabel 7.5 DP 9Bodemhoogte 1,50 m NAP (bepaald door iteratie)waterdiepte 1,82 mstrijklengte 800 m (bepaald door iteratie)windsnelheid op 10m hoogte 30,26 m/s Volgt uit tabel 7.5 DP 9 (300 graden)zwaartekrachtversnelling g 9,81 m/s2

--> dimensieloze waterdiepte 0,019--> dimensieloze strijklengte 8,571

daaruit volgt voor dimensieloze golfhoogte: 0,006 --> significante golfhoogte: 0,59 m

dimensieloze golfperiode: 0,857 --> significante golfperiode: 2,64 s

Bepalen golfhoogtes in de verschillende fases vanaf de Ijssel

Fase 1 verval:invoer:Waterpeil 3,92 m NAP Fase 1 verval waterstand (1/4000)Bodemhoogte 1,5 m NAP Bepaling bodemhoogte en strijklengtewaterdiepte 2,42 mstrijklengte 800 m Bepaling bodemhoogte en strijklengtewindsnelheid op 10m hoogte 24,5 m/s Windsnelheid terugkeer periode 1/50 jaar (300 graden)zwaartekrachtversnelling g 9,81 m/s2




IJsselzijde Noord












IJsselzijde Zuid












Bypasszijde Noord












Bypasszijde Zuid



Bijlage 3. Bepaling belastingfactor over verschilwaterdrukken



Bepaling belastingfactor over verschilwaterdrukken tpv. recreatieschutsluisFase 1 is maatgevend, omdat de (verval) waterstanden in fase 2 en 3 aanzienlijk lager zijn.

Hiervoor zijn de volgende parameters benodigd:norm de overschrijdingskans per jaar 1 / 4000 = 2,5E-04 jaarξc = Faalruimte factor 0,01 (-)

fN, LK = levensduurfactor [jaar] Waterwet 10 (jaar)

fN,ec = levensduurfactor [jaar] eurocode 50 (jaar)

Pf,toel =ξc*norm*fN,LK = 2,5E-05 jaarΦ(..) =

ξl = Lengte factor voor LK (1,0 constructie < 100 m; 1,1 constructie > 100 m) 1,1 (-)ξl*βn, LK = ξl*-Φ-1(Pf,toel) = (conform Leidraad kunstwerken) = 4,46 (-)

βec= = 4,3 (-)

hbu =

hbi =

Pf(h>hbu)=

Ijssel Bypasshbu hbi ln(-ln(1-pf) = -2,3(hbu-hbu 0,63)/Bbu)

(m NAP) (m NAP)

3,93 -0,25 => -8,294 = -8,2941,56 -0,25 => -0,367 = -0,367

B = = 0,69 (-)

u = hbu 0,63 = = 1,45 (-)

u’= het verschil u-hbi [m] = 1,70 (-)

B/u' = 0,40

α S = invloedsfactor voor onzekerheid van de belasting = -0,7 (-)

α R = invloedsfactor voor onzekerheid van de sterkte = 0,8 (-)

V R = variatiecoëfficiënt van de sterkte (0,2 voor beton) = 0,2 (-)

γs = 1,07 (-) γs = 1,16 (-)

γr,corr = 1,15 (-) γr,corr = 1,12 (-)

γs,tot = 1,23 (-) γs,tot = 1,30 (-)

de ‘liggingparameter’ van de Gumbelverdeling van debuitenwaterstand, dit is de waterstand die met een kans van 0,63per jaar wordt overschreden (m NAP)

verhouding tussen B/u'

Leidraad kunstwerken (Waterwet) Eurocode

decimeringswaarde van het waterstandsverschil, ofwel detoename van het waterstandsverschil bij een factor 10 kleinereoverschrijdingskans in het lage frequentiegebied (f <0,1 per jaar)

De belasting factor γs,tot kan conform de ROK 1.2 worden bepaald met de onderstaande formule. Dezeformule volgt uit de Leidraad kunstwerken en de Afstemming Leidraad Kunstwerken en Eurocode (Activiteit 1: Belastingfactoren bij maatgevende waterstanden ).

verdelingsfunctie voor de standaard normale verdeling (te vinden in ieder statistiekhandboek, of te bepalen met bijvoorbeeld de excelfunctie ‘STAND.NORM.VERD’)

vereiste betrouwbaarheidindex conform de eurocode NEN-EN1990 bij RC3 (Lengte effect hoeft niet meegenomen te worden)De buitenwaterstand (m NAP)

de binnenwaterstand, indien die hoger is dan de door water belaste onderkant van debeschouwde constructie (of het beschouwde constructieonderdeel). Indien die lager isdan wordt hbi gelijk genomen aan die onderkant (m NAP)

kans dat hbu in 1 jaar optreed

Pf(h>hbu)

0,000250,5000


Titel: Hydraulische Randvoorwaarden Inlaatwerk IJsseldijk Project ...

Documents

Transcript of Titel: Hydraulische Randvoorwaarden Inlaatwerk IJsseldijk Project ...