De ingevoerde geometrie en de berekende grondparameters zijn opgenomen in bijlage 3 en 6.

Transcriptie

1 Kenmerk R BXB-irb-V01-NL Verticale beddingsconstante omhoog Verticale beddingsconstante omlaag Horizontale beddingsconstante Wandwrijving bij axiale verplaatsing van de leiding De ingevoerde geometrie en de berekende grondparameters zijn opgenomen in bijlage 3 en Horizontale steundruk In zandgrond bij drukloze leidingen (BC3) en leidingen onder (lage) druk (BC4) is neutrale horizontale steundruk toegepast Materiaalsterkte, materiaalfactoren en belastingfactoren Bij deze sterkteberekening is conform NEN :2012 en NEN :2012 gerekend met de hieronder vermelde partiële factoren. Grond (NEN :2012 tabel B.3) Neutrale grondbelasting γ = 1,10 Passieve grondbelasting γ = 1,50 Reële grondbelasting γ = 1,10 Horizontale actieve steundruk γ = 1,0 Horizontale neutrale steundruk γ = 1,0 Verticaal evenwichtsdraagvermogen γ = 2,0 Horizontaal evenwichtsdraagvermogen γ = 1,6 Verticale beddingsconstante omhoog γ = 1,4 Verticale beddingsconstante omlaag γ = 2,0 Horizontale beddingsconstante γ = 1,7 Wandwrijving bij axiale verplaatsing γ = 1,375 Verplaatsing voor ontwikkeling wrijving γ = 1,6 Uitvoeringszakking γ = 1,5 Zetting γ = 2,0 DO Geotechniek 29\36

2 Kenmerk R BXB-irb-V01-NL Staal (NEN :2012 tabel D2) Staalkwaliteit X52: Re = Re(θ) = 355 N/mm 2 γ m = 1,1 f(re) = 0,85 * (Re + Re(θ)) / 1,1 = 549 N/mm 2 Overig (NEN :2012 tabel 2) Inwendige druk γ = 1,15 Temperatuurverschil γ = 1,10 Verkeersbelasting γ = 1,35 Eigen gewicht (vulling) γ = 1,10 Uitwendige waterdruk γ = 1, Resultaten sterkteberekening persleidingen Ø Spanningen in en deflectie van de leiding De resultaten (maxima) van de UC van de spanningen en van de deflectie zijn weergegeven in tabel 4.5. De kritische BC is vetgedrukt. Tabel 4.5 Resultaten (maxima) van UC spanningen en van deflectie persleiding Ø1420 Belastingcombinatie Berekende Berekende deflectie Toelaatbare U.C. Toelaatbare deflectie U.C. [%] [-] [%] [-] BC 3a 0,29 1,4 1,00 15 BC 3b 0,89 3,1 1,00 15 BC 4a 0,27 1,2 1,00 15 BC 4b 0,80 2,5 1,00 15 De optredende spanningen en deflecties zijn lager dan de toelaatbare spanningen en deflecties. De gekozen wanddikte voldoet. In bijlage 6 zijn volgende grafieken weergegeven: Axiale krachten in de persleiding Dwarskrachten in de persleiding Buigend moment in de persleiding Maximale (Von Mises) spanning in de persleiding Maximale deflectie (%) van de persleiding Axiale verplaatsing van de persleiding Verticale verplaatsing van de persleiding 30\36 DO Geotechniek

3 Kenmerk R BXB-irb-V01-NL 4.4 Resultaten sterkteberekening persleiding Ø Spanningen in en deflectie van de leiding De resultaten (maxima) van de UC van de spanningen en van de deflectie zijn weergegeven in tabel 4.6. De kritische BC is vetgedrukt. Tabel 4.6 Resultaten (maxima) van UC spanningen en van deflectie persleiding Ø711 Belastingcombinatie Berekende Berekende deflectie Toelaatbare U.C. Toelaatbare deflectie U.C. [%] [-] [%] [-] BC 3a 0,31 0,7 1,00 15 BC 3b 0,64 (1) 1,8 1,00 15 BC 4a 0,30 0,7 1,00 15 BC 4b 0,62 1,7 1,00 15 NB (1) De berekende UC is vrij ruim, echter bij een veel kleinere wanddikte wordt niet meer voldaan aan de minimale wanddikte-eis en dient de schadefactor van 0,75 in rekening te worden gebracht. De optredende spanningen en deflecties zijn lager dan de toelaatbare spanningen en deflecties. De gekozen wanddikte voldoet. In bijlage 6 zijn volgende grafieken weergegeven: Axiale krachten in de persleiding Dwarskrachten in de persleiding Buigend moment in de persleiding Maximale (Von Mises) spanning in de persleiding Maximale deflectie (%) van de persleiding Axiale verplaatsing van de persleiding Verticale verplaatsing van de persleiding 4.5 Toets opdrijven leiding Ø1420 De toets voor opdrijven is gedaan voor de situatie met een geringe gronddekking en een leiding zonder watervulling. Verder zijn onderstaande uitgangspunten gehanteerd: De leiding heeft geen cementbekleding aan de binnenzijde De minimale gronddekking bedraagt 1,0 m De grond op de leiding heeft een nat volumegewicht van 17 kn/m 3 (bovenste meter taludmateriaal bestaat uit klei) De berekening is gedaan voor een leiding met een uitwendige wanddiameter van 1,42 m en een wanddikte van 17,5 mm. DO Geotechniek 31\36

4 Kenmerk R BXB-irb-V01-NL In tabel 4.7 zijn de berekeningsresultaten weergegeven. Er is voldoende veiligheid tegen neerwaartse druk opdrijven aanwezig indien: 1, 1 opwaarste druk Tabel 4.7 Invoer opdrijfcontrole leiding Ø1420 Onderdeel Eenheid Waarde Totaal gewicht leiding Ø1420 (605 kg x 9,81 m/s 2 ) Opwaartse druk (¼ x x (1,420 2 ) x 10) kn/m 5,93 kn/m 15,84 Benodigde neerwaartse kracht door grond op de leiding (F grond;benodigd ) bedraagt: F neerwaarts = F opwaarts x 1,1 5,93 + F grond;benodigd = 15,84 x 1,1 F grond;benodigd = 15,84 x 1,1-5,93 = 11,94 kn/m Ter plaatse van de teen van het buitentalud (maatgevende doorsnede ten aanzien van opdrijven, maaiveld NAP +3,35 m) bedraagt de effectieve neerwaartse belasting (F grond;aanwezig ) op de leiding bij MHW (NAP +2,65 m): F grond;aanwezig = (17 x 0,7 + 7 x 0,3) x 1,42 = 19,88 kn/m UC: F grond; benodigd / F grond; aanwezig < 1,0 ; Hieraan wordt voldaan (F grond; benodigd / F grond; aanwezig = 0,6). Op basis van de berekeningsresultaten in tabel 5.6 kan geconcludeerd worden dat bij de minimale dekking van 1,0 m voldoende veiligheid tegen opdrijven aanwezig is. 4.6 Toets opdrijven leiding Ø711 De toets voor opdrijven is gedaan voor de situatie met een geringe gronddekking en een leiding zonder watervulling. Verder zijn onderstaande uitgangspunten gehanteerd: De leiding heeft geen cementbekleding aan de binnenzijde De minimale gronddekking bedraagt 1,0 m De grond op de leiding heeft een nat volumegewicht van 17 kn/m 3 (bovenste meter taludmateriaal bestaat uit klei) De berekening is gedaan voor een leiding met een uitwendige wanddiameter van 0,711 m en een wanddikte van 12,5 mm. 32\36 DO Geotechniek

5 Kenmerk R BXB-irb-V01-NL In tabel 4.8 zijn de berekeningsresultaten weergegeven. Er is voldoende veiligheid tegen neerwaartse druk opdrijven aanwezig indien: 1, 1 opwaarste druk Tabel 4.8 Invoer opdrijfcontrole leiding Ø711 Onderdeel Eenheid Waarde Totaal gewicht leiding Ø711 (215 kg x 9,81 m/s 2 ) Opwaartse druk (¼ x x (1,420 2 ) x 10) kn/m 2,11 kn/m 3,97 Benodigde neerwaartse kracht door grond op de leiding (F grond;benodigd ) bedraagt: F neerwaarts = F opwaarts x 1,1 2,11 + F grond;benodigd = 3,97 x 1,1 F grond;benodigd = 3,97 x 1,1 2,11 = 2,26 kn/m Ter plaatse van de teen van het buitentalud (maatgevende doorsnede ten aanzien van opdrijven, maaiveld NAP +3,35 m) bedraagt de effectieve neerwaartse belasting (F grond;aanwezig ) op de leiding bij MHW (NAP +2,65 m): F grond;aanwezig = (17 x 0,7 + 7 x 0,3) x 0,711 = 9,54 kn/m UC: F grond; benodigd / F grond; aanwezig < 1,0 ; Hieraan wordt voldaan (F grond; benodigd / F grond; aanwezig = 0,23). Op basis van de berekeningsresultaten in tabel 5.6 kan geconcludeerd worden dat bij de minimale dekking van 1,0 m voldoende veiligheid tegen opdrijven aanwezig is. 4.7 Pendelstukken In tabel 4.9a en 4.9b is per scharnierpunt van de pendelstukken de volgende informatie weergegeven: De maximale hoekverdraaiing De verplaatsing in axiale richting De verticale scharnierkrachten DO Geotechniek 33\36

6 Kenmerk R BXB-irb-V01-NL Tabel 4.9a Relevante berekeningsresultaten pendelstukken (rekenwaarden) leiding Ø1420 Scharnierpunt 1 (pendelstuk bij gemaal, scharnier gemaalzijde) 2 (pendelstuk bij gemaal, scharnier dijkzijde) 3 (pendelstuk rivierzijde, scharnier dijkzijde) 4 (pendelstuk rivierzijde, scharnier rivierzijde) Maximale hoekverdraaiing [ ] Verplaatsing in axiale richting [m] Verticale scharnierkrachten [kn] 1,44 (BC4b) 0,002 (BC3b) 197 (BC3b) -1,44 (BC4b) 0,010 (BC3b) 188 (BC3b) 0,99 (BC3b) 0,050 (BC3b) 85 (BC3b) -0,99 (BC3b) 0,015 (BC3b) 163 (BC3b) Tabel 4.9b Relevante berekeningsresultaten pendelstukken (rekenwaarden) leiding Ø711 Scharnierpunt Maximale Verplaatsing in axiale Verticale hoekverdraaiing [ ] richting [m] scharnierkrachten [kn] 1 (pendelstuk bij gemaal, scharnier gemaalzijde) 2 (pendelstuk bij gemaal, scharnier dijkzijde) 3 (pendelstuk rivierzijde, scharnier dijkzijde) 4 (pendelstuk rivierzijde, scharnier rivierzijde) 1,21 (BC4b) 0,002 (BC3b) 323 (BC3b) -1,21 (BC4b) 0,010 (BC3b) 102 (BC3b) 1,00 (BC3b) 0,075 (BC3b) 110 (BC3b) -1,00 (BC3b) 0,015 (BC3b) 239 (BC3b) 4.8 Krachten op gemaal en uitstroomhoofd In tabel 4.10a en 4.10b zijn de maximale krachten en momenten op het gemaal en het uitstroomhoofd opgesomd. De aansluiting van de persleiding op het gemaal en op het uitstroomhoofd is gemodelleerd als volledig ingeklemd. Tabel 4.10a Maximale krachten en momenten op het gemaal en het uitstroomhoofd leiding Ø1420 Scharnierpunt F axiaal;d [kn] F lateraal;d [kn] M max;buigend;d [knm] Gemaal 1,5 (BC4b) 379 (BC3b) 344 (BC3b) Uitstroomhoofd 33 (BC4b) 445 (BC4b) 875 (BC4b) 34\36 DO Geotechniek

7 Kenmerk R BXB-irb-V01-NL Tabel 4.10 Maximale krachten en momenten op het gemaal en het uitstroomhoofd leiding Ø711 Scharnierpunt F axiaal;d [kn] F lateraal;d [kn] M max;buigend;d [knm] Gemaal 0,7 (BC4b) 513 (BC3b) 468 (BC3b) Uitstroomhoofd 83,2 (BC4b) 605 (BC4b) 913 (BC4b) 4.9 Conclusies persleidingen De maximale spanningen en vervormingen van de stalen leidingen blijven beneden de toelaatbare waarden als wordt uitgegaan van de maximale belastingen in de bedrijfs- en uitvoeringssituatie. Sterkteberekening persleiding Ø1420 mm De wanddikte van de stalen persleiding (X52) is 17,5 mm. De sterkte van de persleiding is berekend conform NEN3650:2012 en NEN3651:2012. Uit de berekeningen volgt dat de gekozen wanddikte en de staalkwaliteit voldoet. Controle opdrijven persleiding Ø1420 mm Op basis van de berekeningsresultaten in tabel 5.6 kan geconcludeerd worden dat bij de minimale dekking van 1,0 m bij MHW voldoende veiligheid tegen opdrijven aanwezig is. Sterkteberekening persleiding Ø711mm De wanddikte van de stalen persleiding (X52) is 12,5 mm. De sterkte van de persleiding is berekend conform NEN3650:2012 en NEN3651:2012. Uit de berekeningen volgt dat de gekozen wanddikte en de staalkwaliteit voldoet. Controle opdrijven persleiding Ø711 mm Op basis van de berekeningsresultaten in tabel 5.6 kan geconcludeerd worden dat bij de minimale dekking van 1,0 m bij MHW voldoende veiligheid tegen opdrijven aanwezig is. DO Geotechniek 35\36

8 Kenmerk R BXB-irb-V01-NL 36\36 DO Geotechniek

9 Bijlage 1 Grondonderzoek

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

42

43

44

45

46

47

48

49

50