Herfststormen

Berekening van windbelasting op dijkbekleding met CFD

Op 27 oktober 2002 trok een zware storm over Nederland. Ook in de Averijhaven bij Wijk aan Zee veroorzaakte de storm aanzienlijke schade. Zware, ongeveer 5 cm dikke bitumenmatten die als bekleding op het dijktalud waren aangebracht, raakten los en werden beschadigd. Het herstellen van deze bekleding was kostbaar en tijdrovend. Rijkswaterstaat wilde daarom weten waardoor de matten waren losgekomen en hoe vergelijkbare schade in de toekomst kon worden voorkomen.


De bitumenmatten waren circa 22 meter lang en 4,5 meter breed en lagen overlappend op het talud, vergelijkbaar met dakpannen. Omdat de schade slechts lokaal was opgetreden, lag het voor de hand dat lokale stromingsverschijnselen rond de dijk een belangrijke rol speelden.


FlowMotion onderzocht daarom de stroming rond het haven- en dijkgebied voor verschillende windsnelheden en windrichtingen. Het doel was de drukverdeling over de bitumenmatten te bepalen en daaruit de resulterende windbelasting af te leiden.


Daarbij is niet alleen de gemiddelde druk op een mat van belang. Juist lokale drukverschillen tussen de boven- en onderzijde en tussen overlappende delen van de bekleding kunnen resulteren in krachten die een rand van een mat optillen. Zodra wind onder een opgetilde rand kan komen, kan de belasting sterk toenemen en kan de mat verder loskomen.


Voor de CFD-berekeningen werd een driedimensionaal model van het havengebied opgebouwd, inclusief wateroppervlak, duinen, dijken en omliggend terrein. Ook de 314 afzonderlijke bitumenmatten werden gemodelleerd, zodat de lokale drukverdeling en resulterende krachten per mat konden worden bepaald.


De resultaten lieten zien dat de oriëntatie en overlaprichting van de matten van groot belang waren. Op basis van de berekende stromingsvelden, drukverdelingen en krachten kon Rijkswaterstaat de oorzaak van de schade beter beoordelen en maatregelen nemen om de kans op vergelijkbare schade te verkleinen.

Op 27 oktober 2002 trok een zware storm over Nederland. Ook in de Averijhaven bij Wijk aan Zee veroorzaakte de storm aanzienlijke schade. Zware, ongeveer 5 cm dikke bitumenmatten die als bekleding op het dijktalud waren aangebracht, raakten los en werden beschadigd. Het herstellen van deze bekleding was kostbaar en tijdrovend. Rijkswaterstaat wilde daarom weten waardoor de matten waren losgekomen en hoe vergelijkbare schade in de toekomst kon worden voorkomen.


De bitumenmatten waren circa 22 meter lang en 4,5 meter breed en lagen overlappend op het talud, vergelijkbaar met dakpannen. Omdat de schade slechts lokaal was opgetreden, lag het voor de hand dat lokale stromingsverschijnselen rond de dijk een belangrijke rol speelden.


FlowMotion onderzocht daarom de stroming rond het haven- en dijkgebied voor verschillende windsnelheden en windrichtingen. Het doel was de drukverdeling over de bitumenmatten te bepalen en daaruit de resulterende windbelasting af te leiden.


Daarbij is niet alleen de gemiddelde druk op een mat van belang. Juist lokale drukverschillen tussen de boven- en onderzijde en tussen overlappende delen van de bekleding kunnen resulteren in krachten die een rand van een mat optillen. Zodra wind onder een opgetilde rand kan komen, kan de belasting sterk toenemen en kan de mat verder loskomen.


Voor de CFD-berekeningen werd een driedimensionaal model van het havengebied opgebouwd, inclusief wateroppervlak, duinen, dijken en omliggend terrein. Ook de 314 afzonderlijke bitumenmatten werden gemodelleerd, zodat de lokale drukverdeling en resulterende krachten per mat konden worden bepaald.


De resultaten lieten zien dat de oriëntatie en overlaprichting van de matten van groot belang waren. Op basis van de berekende stromingsvelden, drukverdelingen en krachten kon Rijkswaterstaat de oorzaak van de schade beter beoordelen en maatregelen nemen om de kans op vergelijkbare schade te verkleinen.

Rijkswaterstaat
Rijkswaterstaat
Rijkswaterstaat