Onderzoekmethoden met
betrekking tot krachten en
trillingen bij de schuiven van
de stormvloedkering
De stormvloedkering in de Oosterschelde
heeft als doel de veiligheid van het achter
liggende gebied te verzekeren. De beweeg
bare schuiven van de constructie moeten bij
opkomend buitenwater gesloten kunnen
worden en ze moeten dan in staat zijn de
maximaal te verwachten waterstand met
bijbehorende golfbelasting te keren. Bij de
technische en economische evaluatie van
de schuiftypen die voor de kering in aanmer
king komen bleken behalve de klassieke
hefdeur nog twee typen schuif aantrekkelijk
te zijn. Deze laatste typen, de roosterschuif
en de tolklepkering, zijn nog niet eerder of
nog niet in deze afmetingen toegepast. In dit
artikel worden nu de onderzoekmethoden
besproken die ter beschikking staan om
nieuwe schuiftypen vooraf te toetsen op
belasting en mogelijijke trillingen, twee ver
schijnselen die maatgevend zijn voor de
vormgeving en de sterkteberekening.
Hoewel op het gebied van waterkerende
schuiven een zeer grote ervaring is opge
bouwd, zowel in ons land als in vele andere
landen, is het dynamisch gedrag van schuiven
nog steeds niet voorspelbaar; dit geeft aan
leiding tot een voortdurende stroom van
publicaties omtrent theorie en onderzoek
resultaten. Inderdaad zijn de verschijnselen
die samenhangen met trillingen en dynami
sche belasting vrij complex. Daar komt bij
dat de oorzaken van trillingen veelsoortig
kunnen zijn. We geven enkele voorbeelden.
Wordt een schuif onder- en overstroomd dan
ontstaan in het zog alternerende wervels in
een regelmatig patroon, die in vakkringen
bekend staan als de Van Karmanwervelstraat.
Dit zog geeft een dynamische belasting op
de schuif. Ligt de resonantietrilling van de
schuif in de buurt van de wervelfrequentie,
dan kan het wervelpatroon bijgestuurd wor
den, waardoor de aanstoting puur periodiek
wordt en synchroon plaatsvindt over de
gehele constructie. Niet alleen de schuif
maar ook de onderdelen kunnen zo in trilling
geraken.
Het kan ook voorkomen dat bij een over-
stortende schuif luchtinsluiting optreedt. De
straal kan dan sterk gaan klapperen (fig. 1) en
de combinatie verend luchtkussen/straal kan
gaan rondzingen, net als bij een microfoon/
versterker/luidsprekercombinatie het geval is.
Men spreekt dan van zelf-exciterende of
teruggekoppelde trillingen. Is de schuif ook
enigszins elastisch, dan wordt dit verschijnse
versterkt; in sommige gevallen kan het veren
de medium lucht zelfs afwezig zijn. Hoewel
bij zelfexcitatie de groei van de amplituden
altijd wel aan een grens is gebonden kunnen
toch grote krachten optreden, genoeg om
als vuistregel te stellen dat zelf-exciterende
trillingen altijd vermeden moeten worden.
Zelf-excitatie kan ook voorkomen bij lekstro-
ming door kleine spleten (foto 1). Dit ver
schijnsel is al lang bekend. Toch is pas zeer
onlangs een enigszins volledige verklaring
van het mechanisme gevonden. Op het ogen
blik loopt er in het Waterloopkundig Labora
torium een onderzoek naar deze zaken als
onderdeel van het pakket Toegepast Weten
schappelijk Onderzoek van de Rijkswaterstaat
Soms ziet men stootbelastingen optreden als
het wateroppervlak steil tegen de constructie
slaat, zodat het water zeer plotseling afge
remd moet worden. Dit verschijnsel kan
ontstaan bij golven, maar ook wanneer een
watersprong tegen een schuif aanloopt, of
als bij momentaan zeer lage waterdrukken
188
