nieuws

Megameerpalen: een kwestie van goed rekenen

bouwbreed Premium

Overslag ‘op de palen’ is in de Rotterdamse haven met succes nieuw leven ingeblazen. Een meerpaal die een mammoettanker bij storm op zijn plaats moet houden is heel groot. En constructie ervan vereist rekenwerk. Van onze medewerker Edo Beerda

Geka Bouw vaart dezer dagen naar de verschillende locaties in het havengebied uit met palen van de buitencategorie. Voor locaties als de offshoreput Calandkanaal of de feederwachtplaats in de Mississippihaven gebruikt de maritiem aannemer buispalen met een doorsnede van 2,20 tot 3 meter en een lengte tot 55 meter. Zij zijn op maat gemaakt van plaatgewalst staal en worden langsnaad gelast. “Wat wil je, de krachten kunnen bij trospalen oplopen tot 4000kN en nog hoger bij afmeerpalen waar het schip tegenaan komt te liggen”, zegt ingenieur Jan Pieter Klootwijk van Geka Bouw. Eén paal kost, inclusief plaatsing, makkelijk een ton.

Havenbedrijf Rotterdam laat weer een flink aantal meerpalen slaan, onder meer op de Tweede Maasvlakte. Voor deze openbare ligplaatsen is in de scheepvaartbranche grote belangstelling. Zeeschepen hoeven niet naar een terminal, maar kunnen aan de palen direct overladen op kleinere schepen. Vrijwel ongehinderd door de weersomstandigheden, anders dan op open zee.

Het havenbedrijf heeft vier ligplaatsen laten ontwikkelen, variërend van palen met nummer 78 (voor schepen van 70 tot 140 meter) en palen 80 (mammoettankers tot 380 meter) tot palen 84 (offshoreschepen met een diepgang tot 23,65 meter). Vooral de palen 80 zorgden voor een enorme groei van de boord-boord-overslag: van 10 miljoen ton in 2007 tot 18 miljoen ton in 2012. In het Calandkanaal zijn dagelijks lange rijen tankers aan de palen te zien.

Gewoonlijk worden voor schepen van deze categorie vier meerpalen en zes trospalen geslagen. Daarmee zijn trossen onder een ideale hoek ten opzichte van het schip aan te brengen. Twee evenwijdig aan de scheepshuid houden het schip stabiel ten opzichte van de laadarm.

Bij het slaan van een setje palen voor deze categorie schepen moeten de constructeurs rekening houden met complexe krachtwerking. Bijvoorbeeld met de wind op het wandoppervlak als een tanker grotendeels is leeggepompt. De calculaties hebben ook betrekking op golven, stroming en gewicht van het schip. “Dat is uiteraard anders dan berekenen van funderingspalen voor gebouwen: het aandeel van de horizontale belasting is hier veel groter dan de verticale krachten”, zegt Klootwijk.

Krachtenberekening

Voor krachtenberekening is vanouds in Nederland de ‘methode Blum’ in gebruik. Die toont hoe een evenwicht ontstaat door optellen van alle weerstanden die grondlagen aan de paal geven. Tros- en afmeerkrachten zijn te bepalen op basis van mooring analysis (afmeeranalyse). Hierin worden factoren meegenomen zoals langsvarende schepen, wind en stroming. Met rekensoftware als D-pile van Deltares of Plaxis 3D eindigelementenpakket wordt de krachtsoverdracht van de paal op de bodem bepaald. De rekensoftware brengt ook verwachte zettingen in kaart en berekent het krachtenverloop bij een paal in een talud.

Omdat de grootste spanningen in een paal optreden in de eerste meters onder bodemniveau, is de wanddikte daar het grootst: soms meer dan 5 centimeter. Naar boven en naar onderen neemt de dikte af tot pakweg 2 centimeter, om materiaal te besparen. Een grote meerpaal is gewoonlijk uit acht tot tien op elkaar gelaste segmenten opgebouwd. “Geen standaardproduct dus. De levertijd is al gauw een maand of vijf”, zegt directeur Hans Schutte (Geka). Voor het heien gebruikt Geka niet alleen een kraanponton, maar ook een drijvende bok om de paal op zijn plaats te zetten. Voorheien gebeurt met een zwaar trilblok, naheien met een hydroblok.

Gaat het ondanks alle berekeningen nou nooit mis? “Soms bezwijkt een meerpaal of ontstaat scheefstand door een stuurfout of te hoge afmeersnelheid”, zegt Schutte. “Maar verder is het een kwestie van goed rekenen en toepassen van de juiste randvoorwaarden.”

Reageer op dit artikel