Kanaal Charleroi-Brussel. Sluis I F. Segmentschuiven der benedendeur.

Transcriptie

1 Waterbouwkundig Laboratoriuxn Borgerhout - Antwerpen. Mod. 123* ^ Kanaal Charleroi-Brussel. Sluis I F. Segmentschuiven der benedendeur. Bijlagen: 7 plans - 1 figuur.

2 MODEL I 23ter. Waterbouwkundig Laboratorium Borgerhout B i B U O T H E E K 1332/9 K A N M L CHARLEROI-BRUSSEL. SLUIS I F. SEGMENTSCHÜIVEN DER BENEDENDEUR. Dit rapport behelst 7 plans, genummerd van 1 tot en met 2 j eii één krachtendiagram (fig. 1). De nummers der door het W.L. (= Waterbouwkundig Laboratorium) opgemaakte plans worden steeds onderlijnd, ten einde ze te onderscheiden van documenten afkomstig uit andere bronnen. 1. ONDERWERP DER PROEVEN. De proeven waarover dit verslag he-ndelt werden uitgevoerd voor de Dienst der Kolenafvoerkanalen (brief nr, /5696 van 26/5/1953). De proeven hadden tot doel druk- en debietmetingen uit te voeren op de segmentschuiven voorzien in de afwaartse deur der sluis I F van het kanaal Charleroi-Brussel. 2. ALGEMENE BESCHOUWINGEN BETREFFENDE HET MODEL. 3 F Het model werd gebouwd volgens de plans nr *5 F en nr. K van hogergenoemde Dienst, Bij gebrek aan detailplans van de schuif in de afwaartse deur werd plan nr, K-"^ gebruikt voor de constructie der schuif, De afmetingen, in het bijzonder de straal, van de segmentschuif werden echter vergroot om rekening te houden met de grotere dikte van de afwaartse deur, 1 1 Het model werd gebouwd op schaal ^ f k l e i n e r schaal zou de constructie der maket hebben bemoeilijkt. Door de modelregel van Froude vindt men ; debietschaal 1-1 _ 1 5x5xfT ' ^

3 2 - krachtenschaal - momentenschaal n3 = 53 = n4 = 54 = 625 In het model werd een der laagst gelegen segmentschuiven bestudeerd, t.t.z. deze waarvan de drempel op 1,10 m. boven de sluisvloer (+ 96,10) ligt. De doorstroomopening in de natuur heeft als afmetingen : 1,068 m. breed en 0,390 m. hoog. De segmentschuif werd gebouwd in een bestaanirechthoekig kanaal. Daar iedere schuif in de natuur een repel van m. der sluisbreedte bestrijkt, werd het kanaal naar de schuif toe vernauwd tot 0,30 m. (d.i. 1,50/5 = m.). Het afwaarts peil werd constant gehouden op cota ( m.) met behulp van een verstelbare klep. De debieten werden gemeten met behulp van een rechthoekige overlaat, gebouwd aan het einde van het model. Ze werden berekend uit de bekende formule van Hégly : 2 2 o = ~0,405 - o,o3o (BËb)+ 0 ~ 0 ~ 27 _7~1 + o,55 ~ 2 ~ 2 _7 bh \(2ih. Hierin is h de overstorthoogte, H de waterdiepte vóór de overlaat, b de breedte van de overlaat, B de breedte van het kanaal v66r de overlaat.

4 - 3 - De drukken werden gemeten in de punten aangeduid op plan 2, Al deze punten werden met behulp van plastiobuisjes aan een manometerbord verbonden waarop tevens het op- en het afwaarts peil afgelezen werden* 3. UITVOERING DER PROEVER. Er werden vier standen van de schuif onderzocht,; - gans geopend (0,390 x 1,068 m.). - driekwart geopend (0,2925 x 1,068 m.). - half geopend (0,195 x 1,068 m.). - éénkwart geopend (0,0975 x 1,068 m*). Voor iedere stand werden verschillende (willekeurige) vervallen ingesteld (maximum verval 7>40 m*) en telkens werden het debiet en de stijghoogten in de verschillende drukpunten gemeten. 4. RESULTATEN DER PROEVER. De resultaten.der proeven zijn weergegeven op de plajis 3 tot en met 2.. Plans 3 en 4 geven de drukhoogten in de verschillende punten in functie van het verval. Druk en verval zijn uitgedrukt in natuurgrootheden : de druk in meter waterkolom en het verval in meter. Uit de metingen blijkt duidelijk het rechtlijnig verloop van de druk in een punt in functie van het verval. Alleen in punt (1), bij éénkwart opening der schuif, is het drukverloop minder regelmatig,, De drukvariatie is echter klein (+ 0,20 m* waterkolom). Plans 2 6 geven het drukverloop voor verschillende vervallen op de onderkant en de bolle kant van de schuif.

5 - 4 - De segmentschuif is op modelgrootte getekend. De druk in het laagste punt van de onderkant (links van punt 6) werd niet gemeten. punt 6 werd derhalve geschat. Het drukverloop tussen dit punt en druk- Op de plans wordt zulks aangeduid door gestippelde lijnen. Plan 2 geeft de debietkrommen in functie van het verval voor de vier verschillende openingen. Het debiet is gegeven in liter/sec. natuur. Er dient opgemerkt dat de debietraetingen geldig zijn voor al de segmentschuiven in de deur* De drukmetingen echter zijn alleen geldig voor de laagst gelegen schuiven. Op geen enkele plaats van de schuif werden onderdrukken_ gemeten. Trillingsverschijnselen werden evenmin waargenomen in het model. L m O i p S T I J D DER SLUIS. Uitgaande van de debietkromme voor de gans geopende schuif, werd de ledigingstijd van de sluis berekend in de veronderstelling dat de waterbeweging quasi-permanent is en dat de 12 schuiven tegelijkertijd en onmiddellijk geopend worden. Er werd een ledigingstijd van 5min.I8sec, gevonden. De proeven uitgevoerd op model 123 gaven, met dezelfde veronderstellingen, een ledigingstijd van 4min. 20seo. Het verschil tussen deze twee uitkomsten wordt veroorzaakt door het feit dat in laatstgenoemd model de schuiven niet weergegeven waren. Er waren slechts openingen aangebraoht in een wand, 5. KRACHTEHBEREKENING. Uitgaande van de drukdiagrammen van plans ^ en 6 werden de op de segmentschuif werkende krachten berekend voor zover ze door het water verwekt worden (hydrostatische

6 - 5 en hydrodynamische krachten). Een volledige krachtenstudie eist dus nog het in rekening brengen van het eigenge- wicht der schuif, niet verminderd met het gewicht van het verplaatste water. De berekende krachten worden ontbonden in een verticale (V) en een horizontale (H) oomponente op de draaias der schuif en in een moment (M) rond deze as. De inwerkende krachten, te wijten aan het water, zijn volgende : 1. de hydrodynamische druk op de buitenkant van de onderplaat der schuif. 2, de hydrostatische druk op de binnenkant van de onderplaat der schuif. 3. de hydrostatische druk'op de binnenkant van het seg- mentvlak der schuif. 4, de hydrodynamische druk op de buitenkant van het seg- mentvlak der schuif. Deze vier krachten zijn rechtstandig op de vlakele- menten waarop ze werken. draaias der schuif. De krachten 3 en 4 gaan door de Ze geven dus geen moment rond deze as. Op fig. 1 vindt men V, H en M in functie van de ope- ning der segmentschuif, voor een verval van 7»40 m. Het feit dat het W.L. bovengaande en andere proeven betreffende de segmentschuiven uitgevoerd heeft en er het onderhavige verslag over schreef mag geenszins gelden als een stellingname van deze instelling ten annzien der constructieve en andere opvattingen welke bij het ontwerpen van sluis I F in het algemeen hebben voorgezeten. Meer in het bijzonder mag het W.L. er zich van onthouden een oordeel te uiten in zake het voorzien van 12 segmentschuiven in de benedendeur. Het arbeidsveld der waterbouwkundige laboratoria is beperkt tot de hydraulische kant der zaken, met uitsluiting van constructieve en andere gezichtspunten. De tijd.ingenieur Borgerhout-Antwerpen, April De Hoofdingenieur-Direoteur van Bruggen en Wegen. Directeur van het Waterbouwkundig Laboratorium, 7THEUNS. UMOEN,

7