“De stormvloedkering in de Oosterschelde is gesloten. De Deltawerken zijn voltooid.” Dit zei koningin Beatrix bij de oplevering van de Oosterschelde-kering. Maar dit klopt niet. Toen moest de Nieuwe Waterweg nog gebouwd worden, het laatste onderdeel van de Deltawerken.

 

De nieuwe Waterweg was, net zoals de rest van de Deltawerken, een experiment. Het was een grote uitdaging omdat er van twee kanten gevaar dreigde. Enerzijds de dreiging uit zee  en anderzijds de dreiging van de afvoer van de Rijn. Deze factoren zijn beide bepalend voor de waterstand.

Rijkswaterstaat vond dat de kering aan verschillende eisen moesten voldoen. Namelijk:

·         Een verlaging van de waterstand realiseren van tenminste 1,60 meter in Rotterdam en 0,60 meter  in Dordrecht.

·         Een sluitingsfrequentie van één tot twee maal per tien jaar.

·         Een levensduur van 100 jaar

·         Goed en makkelijk te onderhouden.

·         Een vrije doorgang voor de scheepvaart. De doorvaarthoogte en -breedte 360 meter en doorvaartdiepte van 17 meter.

·         Een optimale prijs/kwaliteitverhouding.

 

Er werden verschillende ontwerpen ingestuurd maar het winnende ontwerp sprong er door de volgende punten uit:

·         Onderhoud is relatief makkelijk want het de armen liggen hoog en droog op de kant.

·         En deze kering vindt geen nadeel van slibafzetting.

·         De deuren drijven op water, met name dit laatste eigenschap is een goede eigenschap. Immers water is altijd beschikbaar.

 

De werking van het winnende ontwerp

 

De deuren staan in rustsituatie opgesteld in een betonnen parkeerdok. Om de deur te kunnen droogzetten en te beschermen tegen aanvaringen van schepen, wordt het dok afgesloten met een roldeur. Doordat de gehele kering zich in rustsituatie hoog en droog op het land bevindt zijn, de onderhoudswerkzaamheden eenvoudig uit te voeren. Wanneer voor Rotterdam een waterstand voorspelt wordt van 3,20 NAP of hoger, gaat men over tot sluiting over. Het Haven Coördinatiecentrum legt het scheepvaartverkeer op de Nieuwe Waterweg stil. Vier uur vóór  de sluiting gaat er een waarschuwing uit naar de schepen. Twee uur daarna wordt de scheepvaart gestremd. Schepen die in de omgeving onderweg zijn hebben dus nog twee uur de tijd om de kering te passeren. Intussen heeft men de dokken vol met water laten lopen, zodat de deuren zijn gaan drijven. Hierna worden de dokdeuren geopend. Om de deur te sluiten zijn hierna twee bewegingen nodig: een horizontale en een verticale beweging. De horizontale beweging betreft  het ‘in en uitdraaien’ van de deuren. Als de deuren elkaar in het midden hebben ontmoet volgt het afzinken. De deuren laten zichzelf vol water lopen door luiken te open. Maar ze blijven een klein stukje van de drempel stilliggen. Er ontstaat dan een sterke stroming onder de deuren door. Deze stroming spoelt het slib van de drempel weg. En dan zakt hij vervolgens helemaal. Het stijgen kan door middel van water uit de luiken te pompen in gang worden  gezet.

 

 

 

Figuur 1

De nieuwe waterweg en zijn onderdelen

 

Hoofdbrekers

 

Maar ondanks dat het winnende ontwerp zo mooi leek waren er toch nog een aantal hoofdbrekers. Belangrijk om te weten is dat voor het hele proces, van ontwerp tot uitvoering, geldt: de zwakste schakel bepaalt de uiteindelijke kwaliteit. Dit is een probleem dat steeds weer terug komt. Het grootste probleem was niet de techniek maar de schaalvergroting; hoe zullen de omvangrijke onderdelen zich afzonderlijk en samen gedragen?

Om de rekenmodellen te bevestigen,  werden in Waterloopkundig Laboratorium in Marknesse schaalmodellen gemaakt. Als de kering gesloten wordt, ligt hij nog maar aan 2 punten bevestigd.

Bij een bepaalde stroming-, golven- en hoogteverschillen werd de kering oncontroleerbaar. Door de vormgeving van de onderkant van het drijflichaam te veranderen werd hij weer stabiel. Eerst was het drijflichaam recht en hoekig. Nu is het drijflichaam schuin en er werden stabiliserende strippen aangebracht. Voor de rest zijn er geen noemenswaardige problemen voorgevallen.

 

  

Figuur 2

Opengewerkt ontwerp van de bolscharnier

          

 

Het bolscharnier

 

De deuren moeten elk 35000 ton moeten kunnen dragen. Om dit te bereiken voor iedere deur 15000 ton staal gebruikt.  De booglengte van elke deur is 210 meter en de hoogte 22 meter. De vakarmen waren ieders 236 meter lang. Even een vergelijking maken met de beroemde Eiffeltoren. Eén arm kan is net zo groot als de Eiffeltoren. En voor één arm hebben ze twee keer zoveel staal gebruikt als voor de Eiffeltoren.

Deze armen worden met het land verbonden door een scharnier. Dit scharnier was een groot probleem omdat het drie kanten op moest kunnen bewegen.

Het moest omhoog kunnen, naar beneden en op de golven kunnen schommelen. De maximale hoekverdraaiing is:

·         in horizontale richting 53,23º (in- en uitdraaien)

·         in verticale richting 2,85º (afzinken)

over de lengte-as van de vakwerkarm 0,3º (schommelen)

Van zo’n bolscharnier was geen voorbeeld.

Het scharnier van de deuren (ook wel sectordeuren genoemd) bestaat uit een stalen bol met een diameter van 10 meter. De bol draait in een taatskom die is opgenomen in een driehoekig betonblok: de scharnierfundatie. Dit betonblok heeft een lengte van 67,50 meter (over de bissectrice), een breedte van 72 meter en een hoogte van 10 meter boven NAP. De massa van dit  reusachtige ‘bouwwerk’ is maar liefst 52000 ton.

De scharnierfundatie  bestaat uit twee gedeelten:

·         Het taatsgedeelte

·         Caissongedeelte

 

In het taatsgedeelte bevindt zich de bol, terwijl het caissongedeelte bestaat uit een aantal loodrecht op elkaar staande, betonnen dwars- en langswanden die elkaar kruisen. Deze wanden staan op een betonnen vloer, zodat twintig grote caissons ontstaan. Deze caissons zijn later  gevuld met grond. Het taatsgedeelte bestaat uit een enorm betonnen blok waarin de  holle scharnierruimte is uitgespaard. Dit blok is in één keer gestort. Het is jammer dat het blok gegoten is, want nu kun je het staaltje vakmanwerk niet meer zien.

 

De stalen bol draait in tien gietstalen stoelen:

·         een grote achterstoel

·         een kleine voorstoel

·         acht kleine stoelen

 

   

Figuur 3

De stoelen van de bolscharnieren