Algemene projectomschrijving
In 2013 werden 800 huishoudens in Boston (U.K.) overspoeld. Door de ligging aan rivier The Haven met een directe open verbinding met de Noordzee kent de Britse stad een lange geschiedenis van overstromingen en watersnood. De vloedgolf in 2013 was een keerpunt. Om Boston en achterland Lincolnshire in de toekomst te beschermen tegen dergelijke overstromingen, heeft de overheid maatregelen genomen. Het resultaat is de aanleg van een getijdestormvloedkering: het Boston Barrier Flood Defence Scheme. Het project van £100 miljoen heeft een grote maatschappelijke omvang waarbij ruim 14.000 huishoudens worden beschermd tegen het water. De opdracht voor de aanleg hiervan is verstrekt aan bouwcombinatie BAM Nuttall-Mott MacDonald.
Het Boston Barrier Flood Defence Scheme bestaat in hoofdzaak uit twee verschillende keringen: De Radial Sector Gate, een verticaal bewegende segmentdeur die de primaire stormvloedkering vormt in rivier ‘The Haven’. En de zogeheten ‘Wet Dock Gates’, twee horizontaal bewegende segmentdeuren (Vertical Sector Gates) die de ingang van de haven van Boston afsluiten. Deze deuren beschermen enerzijds de haven tegen hoogwater en dienen anderzijds om de waterstand in de haven op peil te houden, zodat schepen niet droogvallen bij laagtij. Het getijdeverschil in rivier The Haven kan namelijk oplopen tot wel 5,8 meter. De werking van de Vertical Segment Gates is vergelijkbaar met de bekende stormvloedkering “Maeslantkering” bij Hoek van Holland, waarbij ook twee stalen segmentdeuren vanuit hun insparing in de kade de watergang indraaien.
Hollandia Infra kreeg van de aannemerscombinatie opdracht voor het ontwerp, de bouw en montage van deze waterkerende staalconstructies, inclusief het stalen bewegingsmechanisme. Voorwaarde bij het ontwerpen van de keringen was een ongehinderde doorgang van de scheepvaart in een normale situatie. Hoewel beide keringen onderdeel uitmaken van het Boston Flood Defence Scheme, zijn het twee aparte projecten. De Vertical Sector Gates zijn in juni 2021 uit de fabriek van Hollandia Infra gekomen en zullen medio 2023 gemonteerd gaan worden. De Radial Sector Gate is in 2020 al in gebruik genomen. Deze innovatieve segmentdeur is het onderwerp van aanmelding voor de Nationale Staalprijs 2022.
Beschrijving staalconstructie en/of gebruik van staal
De Radial Sector Gate vormt het centrale deel van het stormvloedprogramma en is de primaire noodkering. De verticaal bewegende segmentdeur is één enkel keermiddel en bestaat uit een stalen vizierschuif van 30 meter lang met een gewicht van 350 ton. De segmentdeur is een gesloten constructie met een bolle kant richting het hoge water. Door middel van twee armen draait de deur tussen twee draaipunten in de kadewanden omhoog en naar beneden. Ballastkamers met leidingwater helpen om de deur onder water te draaien, zelfs in het geval wanneer de hydrauliekunit zou falen.
De segmentdeur ligt doorgaans op de rivierbodem. In geval van storm en dreigend hoogwater kan de schuif binnen 20 minuten omhoog worden gedraaid om de rivier af te sluiten en zo het achterland bescherming bieden tegen springvloed vanuit de Noordzee.
Bijzondere aspecten bouwkundig concept / ontwerp
De uitdaging van het ontwerp lag in de bereikbaarheid en de levensduur van de constructie. Deze ligt immers altijd onder water. Een belangrijk aandachtspunt zijn de hydraulische cilinders. Die zorgen voor beweging van de kering en zijn relatief kwetsbaar door het materiaal. Een opstelling in zout zeewater is daarom minder gewenst. In overleg is afgeweken van de gebruikelijke toepassing waarbij verticaal opgestelde cilinders deels in het water steken. Het ontwerp van Hollandia Infra bestaat uit horizontaal opgestelde cilinders, die zich volledig boven water bevinden. Door middel van hefboomarmen wordt de schuif bewogen.
Bijzondere constructieve slimmigheden / detailleringen
Naast het onderhoud aan de cilinders zal er ook met enige regelmaat inspectie en onderhoud aan de kering zelf moeten plaatsvinden, alsmede aan de rubberen afdichtingen. Om dit mogelijk te maken was de wens van de klant om de kering op een eenvoudige manier volledig boven water te kunnen draaien. Dit is de zogenaamde paraplu-stand, oftewel ondersteboven. Op die manier kan in de toekomst eenvoudig onderhoud aan de constructie worden gepleegd. De in-house engineeringsafdeling van Hollandia Infra heeft hiervoor een ingenieus "overpakmechanisme" bedacht: door de slaglengte van de cilinders twee keer te gebruiken zijn de hoofdcilinders van de deur ook in staat de constructie door te kantelen naar de onderhoudspositie. Deze 180° rotatie is bereikt door tussen de cilinder en de kering een extra koppelstang aan te brengen.
Bijzondere aspecten uitvoering
In het ontwerp is uitgebreid rekening gehouden met de maakbaarheid van de segmentdeur om de productie veilig en efficiënt te realiseren. Er zijn diverse ontwerpkeuzes gemaakt om ervoor te zorgen dat het laswerk binnen een reeds afgesloten kering te minimaliseren. Deze besloten gecompartimenteerde ruimte is zo’n 400 m3 groot.
De kering weegt in totaal 350 ton en overstijgt daarmee de capaciteit van reguliere hijsmiddelen. Om risicovolle handelingen en rotatie te voorkomen is het gebolde keerlichaam voorzien van losse rotatiearmen, gemonteerd met een boutverbinding. Hierdoor is de gehele productie in één opstelling voltooid. Ook tijdens de montage is zwaar hijswerk voorkomen. De rotatiearmen van elk 25 ton zijn eerst gemonteerd op de hoofddraaipunten in de bouwkuip. Hierna is het gebolde keerlichaam van 300 ton rechtstreeks vanaf het ponton de bouwkuip ingereden.
Bijzondere functionele aspecten van het bouwwerk
Voor de Radial Sector Gate is gekozen voor een innovatieve segmentdeur en dat is niet zonder reden. Er wordt veelal gebruik gemaakt van puntdeuren. Deze deuren vielen voor dit project af omdat ze alleen sterk zijn wanneer ze gesloten tegen elkaar aan staan en dat is juist bij sterke stroming moeilijk te realiseren. Voordeel van deze segmentdeur is dat deze bij een calamiteit ook tegen de stroming in is te sluiten. Een essentieel aspect van een stormvloedkering, die bijdraagt aan de waterveiligheid van 14.000 huishoudens.
Om onderhoud en inspectie aan de kering mogelijk te maken, waaronder aan de rubberen afdichtingen, was de wens van de klant om de kering op een eenvoudige manier volledig boven water te kunnen draaien in de zogenaamde ‘paraplu’ stand. Dat wil zeggen, ondersteboven. Op die manier kan in de toekomst eenvoudig onderhoud aan de constructie worden gepleegd. Er is hiertoe een ingenieus ‘overpakmechanisme’ bedacht: door de slaglengte van de cilinders twee keer te gebruiken zijn de hoofdcilinders van de deur ook in staat de constructie door te kantelen naar de onderhoudspositie. Dit is bereikt door tussen de cilinder en de kering een extra koppelstang aan te brengen. Deze koppelstang wordt aan de cilinderzijde losgemaakt en opgeklapt tegen de kering. Op de cilinder blijft een constructiedeel aanwezig dat voor de geleiding en maatvoering zorgt tijdens het bewegen van de cilinder. De cilinder wordt nu zonder koppelstang aan de kering bevestigd en de kering kan zo in de onderhoudsstand worden gebracht.
