Padbreedte van schepen in bochten

Transcriptie

1 Padbreedte van schepen in bochten Bepalen bochtentoeslag voor het dimensioneren van vaarwegen Datum 13 januari 2012 Status Rapport

2 Colofon Uitgegeven door Dienst Verkeer en Scheepvaart Informatie ir. J.W. Vreugdenhil Telefoon Uitgevoerd door Afdeling ontwerp en inrichting Datum Status Rapport Versienummer 4.0 Definitief

3 Inhoud 1 Dimensioneren van vaarwegbochten 4 2 Bochtentoeslag formule Aanbevelingen uit de literatuur 5 3 Overzicht C-toeslagen 6 4 Conclusie 8 Bijlage A Literatuur 9 Bijlage B Overzicht absolute waarden en C-toeslagen 10 B B B B.4 RVW, 1996, 2005 en B.5 MARIN,

4 1 Dimensioneren van vaarwegbochten In het kader van een onderzoek naar de richtlijnen van klasse VI vaarwegen door MARIN in opdracht van DVS en voor het opstellen van de RVW 2011 zijn de voorschriften voor het dimensioneren van de vaarwegbochten heroverwogen. Dit rapport gaat alleen in op de padbreedte en toeslagen als direct gevolg van bochten in de vaarweg. Een literuur onderzoek uit 1981 geeft aan dat de waarde van C 1 en C 2 samen 0,5 of 1,0 is in de Formule b=(c 1+ C 2 ).L 2 /R. Met b=padbreedte maatgevende schip, C 1 en C 2 =constanten, L=lengte van het maatgevende schip en R=bochtstraal. Dit biedt dus, over welke waarde moet worden genomen geen uitsluitsel. Immers de waarden die in huidge versies van Richtlijnen Vaarwegen voorliggen voor C 1 en C 2 samen liggen tussen de 0,5 en 0,75. In dit rapport zijn de onderzoeken vanaf 1975 meegenomen in het bepalen van de waarde voor C 1 en C 2. Hierbij zijn ook de waarden meegenomen die zijn gehanteerd door MARIN. Op basis van deze rapporten is de waarde voor C 1 en C 2 bepaald. Om de formule b=(c 1+ C 2 ).L 2 /R te controleren wordt in hoofdstuk 2 een onderbouwing gegeven van de formule. In hoofdstuk 3 is een overzicht gegeven van de gehanteerde c-waarden in de Richtlijnen Vaarwegen en de c-waarde gehanteerd door MARIN. Hier is tevens een analyse van gegeven. In hoofdstuk 4 wordt de conclusie gegeven en in de bijlage B zijn de toeslagen van de verschillende rapporten opgenomen.

5 2 Bochtentoeslag formule 2.1 Aanbevelingen uit de literatuur Dit literatuuroverzicht geeft 5 bronnen waarin de formule b=(c 1+ C 2 ).L 2 /R wordt aanbevolen en slechts 1 bron geeft een andere formule. Ook de gebruikte formule door MARIN is te herleiden tot b=c. L 2 /R. De maatgevende verschillen in T/h verhouding kan worden aangeven door twee C-waarden, namelijk C 1 en C 2. Dit biedt voldoende validatie voor de gehanteerde formule. Figuur 1, Literatuuroverzicht Tabel 1 (CVB, 1986)

6 3 Overzicht C-toeslagen In de onderstaande tabellen staan de verschillende gekozen waarden voor de C- toeslagen in de verschillende versies van de Richtlijnen Vaarwegen en in de Rapportage over de Uitbreiding van de RVW met klasse VI. CEMT-klasse C1, geladen schip C2, leeg schip I tot en met V 0,25 0,50 Tabel 1, Waarden RVW 2005 CEMT-klasse C1, geladen schip C2 leeg schip I tot en met III (t/m 0,25 0,50 IV) IV en Va (Va) 0,25 (0,25) 0,50 (0,30) Vb 0,20 (0,10) 0,40 (0,35) Tabel 2, Waarden RVW 2011 (1996) CEMT-klasse C1, geladen schip C2, leeg schip I tot en met Va 0,25 0,50 Vb Vla, Vlb en Vlc Tabel 3, Voorgestelde waarden MARIN In 1994 (Boogaard, 1994) is, mogelijk vanwege realiseerbaarheid, gekozen voor een reductie voor klasse VI t/m V. Deze reductie is terechtgekomen in de RVW Na controle van deze toeslagen is gebleken dat de gevonden waarden te laag bleken. Deze conclusie kan worden getrokken uit de onderzoeken (DVK, 1991 en WL, 1978). Volgens deze rapporten moeten de C-toeslagen uit de formule (C 1 +C 2 ).L 2 /R, minimaal C 1 =0,2 en C 2 =0,4 zijn. In 2005 (AVV, 2005) is dit naar de veilige kant hersteld. Voor kanalen van de klasse IV en V werden de C-waarden op C 1 =0,25 en C 2 =0,5 vastgesteld. Onder andere (DVK,1986) geeft voor deze waarden onderbouwing. Vanuit de Regionale Diensten van Rijkswaterstaat is hier veel commentaar op gekomen. De RD s zagen dat de toeslag te ruim was en dat de realiseerbaarheid van de gekozen toeslagen voor problemen zorgden. Uit rapport van de Dienst verkeerskunde (DVK, 1986) blijkt dat de gemiddelde padbreedte ca. 70% van de gehanteerde waarde (C 1 =0,25 en C 2 =0,5) is. Dit zijn lagere waarden en kan mogelijk verklaard worden door oeverzuiging en ervaring van de schipper. Verder blijkt dat de aanleg lastig realiseerbaar is bij hoge klasse en dus grote toeslagen. Om deze twee redenen is een reductie van de C-waarden wenselijk. Een reductie van 20% is mogelijk en hiermee komen de waarden van C 1 op 0,20 en C 2 op 0,4.

7 De toeslagen (C 1 =,25 en C 2 =0,5) voor klasse l t/m lll zijn gebaseerd op extrapolatie van de resultaten uit het onderzoek naar klasse VI (DVK, 1986) en de fundamentele onderzoeken naar duwbakken, klasse Vb en VI (WL, 1978, Ruiter, 1981), zie tabel 4. Voor Va en lagere klasse is de reductie daarom niet wenselijk omdat de absolute toeslagen beperkt zijn en daarnaast geen fundamenteel onderzoek is gedaan naar deze toeslagen. Daarnaast heeft ontwikkeling van de boegschroeven en boegroeren bij grote schepen (Vb en groter) geleidt tot betere manoeuvreerbaarheid en een beperkte reductie van de toeslag is daarmee verantwoord. (R=1250) L(m) geladen Padbreedte (m) ongeladen Padbreedte (m) 190 Vb 21 Vb Vla 25 Vla Vlb 32 Vlb Vlc 38 Vlc 54 Met koproeren 195 Vlb x Vlb Vlc x Vlc 43 C-waarden geladen c1 C-waarden ongeladen c2 190 Vb 0,33 Vb 0, Vla 0,13 Vla 0, Vlb 0,30 Vlb 0, Vlc 0,26 Vlc 0,50 Met koproeren c1 c2 195 Vlb x Vlb 0, Vlc x Vlc 0,35 Tabel 4, Resultaten onderzoek duwbakken 1978 Het onderzoek momenteel uitgevoerd door MARIN (Hove, 2011) bevestigen deze C- waarden. De bandbreedte van de verschillende gevonden waarden van de C 2- toeslag is tussen 0,4 en 0,5. Vanuit vlot en veiligheid is een toeslag van 0,5 wenselijk, maar 0,4 voldoet ook. De reductie van de toeslag is dus verantwoord mits een voldoende aantal (>50%) van de betreffende maatgevende schepen is voorzien van boegroeren of boegschroeven. Bij een voldoende aantal schepen met actieve boegbesturing is de kans op een ontmoeting met twee schepen zonder actieve boegbesturing klein genoeg om een vlotte en veilige vaart te realiseren in een bocht dat voldoet aan de gereduceerde C-waarden.

8 4 Conclusie De waarden uit 1978 en latere rapporten zijn de basis voor het vinden van de C- toeslagen. Deze rapporten zijn het eens over de gehanteerde formule en verschillen over de te hanteren toeslagen. Geconcludeerd is dat de waarden van C 1 op 0,25 en C 2 op 0,5 mag worden gezet voor de klasse l t/m Va. Voor klasse Vb en hoger geldt echter de conclusie dat de waarde op C 1 op 0,2 en C 2 op 0,4 mag worden vastgesteld. Deze reductie is alleen verantwoord mits een voldoende aantal maatgevende schepen (>50%) is voorzien van boegroeren of boegschroeven.

9 Bijlage A Literatuur AVV (2005), Richtlijnen Vaarwegen 2005, Richtlijn, Adviesdienst Verkeer en Vervoer, Rotterdam Boogaard, A. (1994), Klasse V vaarwegen Dwarsprofielen, Richtlijnen voor afmetingen en vormgeving Deel VI eindrapport, Waterloopkundig Laboratorium, Delft Brolsma, J.U. en Roelse, K. (2011, niet gepubliceerd), Richtlijnen Vaarwegen 2011, Richtlijn, Dienst Verkeer en Scheepvaart, Delft Dijkstra, R.J. et al. (1996), Richtlijnen Vaarwegen, Richtlijn, Commissie Vaarweg Beheerders, Rotterdam DVK (1986), Dimensionering van bochten en nevenaspekten, Deelrapport IV van de werkgroep Vaarwegvakken, Dordrecht DVK (1991), Simulatieonderzoek klasse 5 schepen en tweebaksduwstellen, rapport, Dordrecht Hove, D. ten (2011, niet gepubliceerd), Fase I Uitbreiding Richtlijnen Vaarwegen, Concept rapport, MARIN, Wageningen Ruiter W. de, (1981), Cursus binnenscheepvaartverkeer en vaarwegen, Rapport, Rotterdam WL (1978), Padbreedte van schepen in rivierbochten 2 e vervolgonderzoek, verslag modelonderzoek M 1240 deel llla, Waterloopkundig Laboratorium, Delft

10 Bijlage B Overzicht absolute waarden en C-toeslagen B Tabel 5, Waarden op basis van padbreedte van schepen in rivierbochten (WL, 1978) B De absolute waarde is teruggerekend naar de breedtetoeslag door 1,3 maal de scheepsbreedte van absolute padbreedte af te halen. Tabel 6, Waarden op basis van cursus binnenscheepvaartverkeer en vaarwegen (Ruiter, 1981) Deze waarden betekenen dat C 1 =0,24 tot 0,32 en C 2 = 0,48, terwijl een persoonlijke noot wordt toegevoegd van W. de Ruiter waarin hij zegt dat C 1 + C 2 ook een 0,5 mag zijn. In 1986 wordt de opmerking gemaakt dat voor vierbaksduwstellen gemiddeld 70% van deze waarden ook voldoende zijn, mogelijk vanwege oeverzuiging. De C- waarden worden verder bevestigd.

11 B Tabel 7, Waarden op basis van Simulatieonderzoek klasse 5 schepen en tweebaksduwstellen (DVK, 1991) Toch wordt op basis van dit rapport de lage C waarden, zoals opgenomen in de RVW 1996, voorgesteld. De rapportage biedt hier echter geen goede onderbouwing van. Eerder zullen op basis hiervan juist de waarden van C1 = 0,25 en C2 =0,45 worden verwacht. *De waarden in tabel 4.1 zijn in een percentage van B uitgedrukt en voor het overzicht vertaald naar de absolute breedte toeslag. **In het simulatieonderzoek (dat aan het rapport: klasse V vaarwegen dwarsprofielen ten grondslag ligt) worden de benodigde padbreedtes gegeven, dus (standaard padbreedte + bochttoeslag) B.4 RVW, 1996, 2005 en 2011 Tabel 8, Waarden op basis van Richtlijnen Vaarwegen (CVB, 1996, AVV, 2005 en DVS,2011)

12 B.5 MARIN, 2011 Tabel 9 Waarden op basis van Fase l Uitbreiding Richtlijnen Vaarwegen (Hove, 2011)