IWATERBOUW IALGEMEENONTWERP ISCHEEPSLIFT TESTREPY-THIEUH. de Muynck, GoesNederland kent zeer veel schutsluizen voor de scheepvaart, maar scheepsliften zoektmen hier tevergeefs. In de Belgische provincie Henegouwen loopt het Canal duCentre tussen Walloni? en het industriegebied in Noord-Frankrijk. De aanwezigegekoppelde scheepsliften overbruggen in vier stappen een hoogteverschil van 70 m.Thans is in aanbouw een scheepslift die dit aanzienlijke hoogteverschil in ??nreuzestap gaat overbruggen.WaterheWngScheepsliftSluizen in serieHellend vlak- ---}-----~------------1---.,...Overwinnen van grote hoogteverschillen in waterwegen1Vervoer over water, de beste wegZowel industri?le ontwikkelingenals detoename van het scheepvaartverkeer ende grootte der schepen, maakten ver-groting van het kanaal noodzakelijk.Het Canal du Centre wordt geschikt ge-maakt voor schepen met een capaciteittot 1350 ton. Daartoe is het kanaal ver-breed en is besloten devier scheepsliftente vervangen door ??n grote.Momenteel nadert in Str?py-Thieu (fig.3) de grootste scheeJ?slift ter wereld zijnvoltooiing (foto 4). Dit gigantischekunstwerk ligt in het Canal de Centre,dat loopt van La Louvi?re tot Mons endat in het begin van deze eeuwis aange-legd voor schepen tot 300 ton. In dezevaarweg moet een hoogteverschil vanbijna 70 m worden overwonnen. Tot nutoe gebeurt ditdoor middel vanvier hy-draulische scheepsliften, in stappen Vancirca 17 m.De oudste van deze liften dateert uit devorige eeuwen functioneert reeds 102jaar,de overigedriezijnin 1919 inbedrijfgesteld.Grote hoogteverschillen in wa-terwegen kunnen op verschil-lende manieren worden over-wonnen (fig. 1}.- gekoppelde sluizen ofsluizen in serie,waarbij het hoogteverschil wordt ver-deeld in een aantal trappen, so~s wel12. De schepen varen hierbij de enesluis uit en direct de andere in;- scheepslift,waarbij hethoogteverschilwordt overwonnen met een verticaalbeweegbare waterbak;- waterhelling, waarbij langs wandenen bodem gesleepte verticale schotteneen volume water meenemen;- hellend vlak, waarover een met watergevulde bak omhoog wordt getrok-ken (foto 2).48 Cement 1992 nr. 22 Het hellend vlak: verplaatsen vaneen schip in een verrijdbare met water gevulde bakfoto: Ton Poortvliet, BredaHet Canal du Centre met huidig en toekomstig alignement@ OBOURG~ )7STREPY@BOUSSOIT @Huidig kanaalNieuw kanaal10. Brugkanaal1. 2. 3. 4. Oude liften9. Nieuwe lift-3tIII_JPrincipe hydraulisch werkendescheepsliftRegelklepIIIL_IIII IL J54 Luchtfoto van de scheepslift in aanbouw, omstreeks tl/zjaar geledenCement 1992 nr. 2 49I_W,_'K_T_ERB__O_UW__~~ IALGEMEENONTWERPPrincipe bestaande scheepsliftenEen hydraulische scheepslift werkt uit-sluitend op waterdruk, doormiddel vantwee gekoppelde cilinders (fig. 5). Hier-bij rusten twee met water gevulde bak-ken op zuigers van 2 mdiameter, diedoor waterdruk in de cilinders op enneer bewogen kunnen worden. Door inde hoogste bak het water 0,30 m hogerop te zetten dan in de laagste baken deregelklep in de verbindingsleiding teopenen, gaat het systeem werken. De'waterschijf' zorgt voor een kracht van7S0 kN, waarmee binnen drie minuteneen hoogteverschil van 17 m wordtoverwonnen.Inclusiefhet in~ en uitvaren en het ope-nen en sluiten van de hefdeuren in deaansluitende kanaalpanden en aan deuiteinden van de bakken, bedraagt deschuttijd IS minuten (foto 6). 6 Hydraulische scheepsUft nr. 3 te BracquegniesNieuwescheepsliftBij de afweging voor de nieuwe con~structie zijn de volgende alternatievenvergeleken: hellend vlak, twee liftenvan36 m, drie gekoppelde sluizen en eenwaterhelling. Op grond van investeringen energiegebruik is gekozen voor eenscheepslift, een zgn. kabellift. Het bo-venpand van het kanaal wordt met eenaquaduct op de scheepslift aangesloten(fig. 7).Het kunstwerk is ontworpen voor devolgende (combinaties van) schepen:- ??nschipvan 13S0ton(80x9,SOx2,SOm 3);- ??n duweenheid van 2000 ton (76 x11,40 m2) met een 23 m lange duw-boot;- twee schepenvanhet type Kempenaar(SO x 6,60 x 2,SO m3) en ernaast tweeschepen van het type Spits (38 x S x2 SO m3)., . . . '- vier schepen van het type Spits.Het verval tussen boven- en beneden-pand kan liggen tussen 72,20 en 73,80m.ConstructieDe op staal gefundeerde scheepslift be-staat uit een waterdichte caissoncon-structie, deinkuiping genoemd met eenhoogte vanaf de bodemplaat van IS m.De bodemplaatzelfheeft een maximaledikte onder het centrale gedeelte van 4m (fig. 8 en 9). Daarop rust een gewa-pend-betonnen toren plus opbouw metafmetingen van 133 m lang, 76 m breeden 96 m hoog. Aan weerszijden van debetonnen toren staan zeS stalen ko-lommenenbovenhet geheel ligtde ma-Ii3 II II II iI iI II II II II II II. I .!~,J,I . l1JI~ii I Ii I IIIIIII17 OOm141504WI .IIi1i: 1i II I Ii I I1 1 ?1 I .1 1 1 I11lrt-f!'~1:b!J :II3 IIIIIIIIII7 Maquette van de liftsluis8 Dwarsdoorsnede over inkuipingen toren1. bodeIl1 en inkuiping2. I11?ddentoren3. stalen kolo1llIl1en4. Il1achinekarner5. bak6. contragewicht50 Cement 1992 nr. 2fajtJ~I::t-H- - - - - - - -chinezaal, uitgevoerd als staalcon-structie. De centrale toren vormt eenbuigings- en torsievast geheel. De vloeren het dak van de machinekamer zijnuitgevoerd met twee langsvoegen omvervormingen te kunnen opnemen. Destalen kolommen zijn uitgevoerd alspendelstijlen.De te verwachten zetting is berekend op20 ? 40 mm, bij een maximale grond-druk van 0,3 N/mm2?De stalen bakken bevinden zich tussende kern en de stalen kolommen en wor-den verplaatst door middel van contra-gewichtenaanweerszijden. Op basisvande genoemde scheepstypen zijn de af-metingen van de bakken 112 x 12 x 8 m3,massa leeg 2200 ton. Gevuld met water,minimum 3,35 m, maximum 4,15 m,bedraagt de totale massa 7200 tot 8400ton. De 16 contragewichten hebben eenmassa van 8 x 790 +8 x 180 = 7760 ton,corresponderend met een waterstandvan 3,82 m. Elke bak hangt aan 144 ka-bels 0 85 mmoAan debovenloop van de scheepsliftligteen kanaalvak van 800 m lengte ruimboven het maaiveld. Dit kanaalvakCement 1992 nr. 2IIII..J _IIsplitst zich op een afstand Van 100 mvoor de scheepssluis in twee stalen wa-terlopen (kanaalbruggen) die aansluitenop de beide liftbakken (f?to 10).Elke bak van de scheepslift staat via dekanaalbrug in verbinding met het bo-venhoofd waar de wachtplaats voor deschepen is. De nuttige dwarsdoorsnedevande kanaalbruggen is identiekaandievan de bak. Betonnen pijlers van varia-bele hoogte dragen de stalen kanaal-bruggen.Eenmaal in werking zijn er dubbeledeuren voor de afsluiting van kanaal-pand en liftbak. De cyclusduur van eenschutting (vanafhet moment van inva-ren t.m. het uitvaren) is afgestemd op desluizen 7 en 8 (fig. 3). Bij de sluis van Ha-vr? bedraagt de cyclusduur 60 minutenen omdat de liftsluis over twee bakkenbeschikt kon een iets langere duur wor-den gekozen, te weten 80 minuten.Wegens het massale karakter van hetcomplex is veel aandacht besteed aan devormgeving en afwerking. Drie ele-menten waren doorslaggevend: deschaal van het project, de technischeprestatie - een unicum in de wereld - ende verschillende functies.---III9 Langsdoorsnede10 De toren gezien vanafhetbovenpand; ook de pijlers voorde hooggelegen aanvoerkanalen zijn inuitvoeringfoto: Ton PoortvlietIn het algemeen concept is ernaar ge-streefd de functionele gedeelten van hetkunstwerk (machinezaal, controle-ruimten en toegangen voor hetpubliek)te scheiden van het dragend gedeelte.Visuele elementen werden aangebrachtom het massale en monolitische karak-ter van het complex te verlichten. Ge~broken hoeken verzachten de massali-teit van een gesloten blGk (f?to 11).Onderzoek en uitvoeringDeplannenvoorverbredingvanhetCa-nal du Centre en het aanpassen van deliftsluis Str?py-Thieu, dateren reeds uithet eind van de jaren '50. In 1978 werddoor hetMinisterie van OpenbareWer-ken een studieopdracht verleend aan deaannemerscombinatie ASCACENTREom de uitwerking van het project en deuitvoering ervan nader te bestuderen.Begonnen is met een uitgebreid grond-onderzoek, niet alleen om de draag-kracht van de bodem en de stabiliteitvan de belopen te bepalen, doch ook tenbehoeve van het hergebruik van de uit-komende grond.Met de uitvoering van de werken is in1982 gestart (f?to 12). De liftsluis is aan-gelegd in een grote ontgraving.511~W.~'A~T~E~RB~O~_uw~? I~AL_GE~MEE__~N_O~NTWE~~._._RP_~~~......L ~__~Toren met erbovenop de vloer voor de machinekamer; rechts de pijlers voor deaanvoerkanalenfoto: ANWB52Op grond van een vergelijkende studieis hetzelfde type kunstwerk gekozen alste L?neburg in Duitsland: een scheeps~lift van het kabeltype. Ook dat complexomvat ??n kunstwerk met enkele vloeren ??n machinezaal maar met twee on-afhankelijk opererende bakken, elk meteigen bedieningsmechanismen.In de traditioneel gemaakte gewapend-betonneninkuipingende torenis onge-veer 100.000 m3beton verwerkt en14.000 ton betonstaal.Ten slotteDoor temporisering van de financi?n isde destijds voorziene ingebruiknemingvan 1988 doorgeschoven naar 1992 of1993.In het lichtvan een goed alternatiefvoorhetwegvervoer, is hetverbeterenvanhetCanal du Centrale een uitstekend plan.De nieuwe liftsluis zal een wezenlijkebijdrage gaan leveren om intensieverscheepvaartverkeer of grotere typenschepen mogelijk te maken.Te lang heeft het accent op het wegver-voer gelegen. Ook voor ons land geldtdat aanpassingvanvaarwegen eendaad-werkelijke ontlasting kan betekenenvan het overweldigende vrachtverkeerop de weg.Cement 1992 nr. 2