Introductie

Het 81 km lange Panamakanaal verbindt de Caribische Zee met de Stille Oceaan. Jaarlijks maken meer dan 14.000 schepen gebruik van het kanaal, wat neerkomt op een gemiddelde van 35 tot 40 schepen per dag. Om een nieuwe generatie containerschepen door het Panamakanaal te kunnen laten varen, moesten er aanpassingen worden gedaan.

Probleemdefinitie

Sinds de inwijding van het kanaal in 1914 is de wereldwijde goederenstroom gegroeid en is de gemiddelde grootte van containerschepen toegenomen. Voor een nieuwe generatie containerschepen (die tot 12.000 TEU containers kunnen vervoeren) bleken de sluizen en het Panamakanaal te klein te zijn. Daarom hebben de Panama-autoriteiten besloten het kanaal te verbreden. Dit resulteerde in de start van het Panamakanaal-uitbreidingsproject in 2009. Onderdeel van het project was de bouw van twee nieuwe sluizencomplexen, één aan de Caribische kant en één aan de Stille Oceaan kant. De nieuwe sluiskolken zijn 427 meter (1400 voet) lang, 55 meter (180 voet) breed en 18,3 meter (60 voet) diep.

Impressie van een slot

Benadering

Beide sluizencomplexen bestaan uit drie sluiskolken die de schepen van zeeniveau naar het hoger gelegen Gatun brengen en vice versa. Tussen elke sluiskolk bevindt zich een dubbele deur. In totaal zijn 16 deuren geplaatst, 8 deuren per complex. De afmetingen van de stalen deuren en het enorme gewicht (drieduizend ton per deur) zijn uniek in zijn soort.

De krachten die van invloed zijn op de vermoeiing van de poorten en de eisen die aan het ontwerp van de deuren worden gesteld, maakten dat de berekening niet alleen op een statische belasting was gebaseerd. Het toeval wil dat de sluiscomplexen boven de St. Andreas-breuk liggen en het gevaar voor een aardbeving dus altijd aanwezig is. De sluisdeuren moeten bestand zijn tegen een aardbeving, maar ook tegen de gevolgen van botsingen van schepen tegen de sluisdeuren en tegen de krachten van het water zelf. Om er zeker van te zijn dat de sluizen aan deze eisen konden voldoen, werden ze geanalyseerd met behulp van eindige-elementenanalyse.

Doorsnede van het simulatiemodel voor aardbevingen

Conclusie

De algemene beoordeling werd geleid door de IV-Groep. Femto engineering was in een vroeg stadium betrokken bij de simulatie van de aardbevingsrespons met de analyse van de interactie tussen vloeistof en structuur, en in een later stadium bij de detailanalyse van een deel van de deur, de zogenoemde drijfkamer of driftkamer. Op basis van de berekeningen adviseerde Femto om de bekleding van de deuren op verschillende plaatsen te versterken. Daarnaast heeft Femto input geleverd voor de lasrapporten. Deze werden gebruikt als leidraad bij de algehele constructie van de sluizen.

Het Panama Expansion project is in de zomer van 2016 opgeleverd. Geïnteresseerd in wat Femto Engineering voor u zou kunnen betekenen? Neem contact met ons op!

Neem contact met ons op!