Naviduct Krabbersgat vraag.

[Pmud]

Hoi allen.
 
Toen ik laatst onder dit naviduct (125m x12,5m x 4,5m) door reed en de pijlers zag waarop hij staat vroeg ik mij het volgende af.
Stel:
Er ligt een roeibootje (150kg) in met een minimale diepgang, OF er ligt een boot van staal in van 100m x 10m MET een diepgang van 4m. En een opbouw waar je U tegen zegt (theroretisch dan).
Een kuub staal weegt ongeveer 7800kg en is dus veel zwaarder dan een kuub water. In dit laatste geval is water toch gewoon opvulling die verdwijnt door een veel zwaardere massa. Als dit zo is mag ik dan aannemen dat er langs de vaarweg een bord staat net als bij bruggen. Verboden voor boten zwaarder dan???? Anders bezwijken de pijlers toch?
 
Sorry. Mogelijk een rare vraag maar dit kwam zo maar bij me op. Iemand een uitleg?
Groeten, Pmud.
 
 
 
 

[Xilvo]

Welk naviduct?
 
Maar om op je vraag in te gaan: Als je een bak/sloot/kanaal hebt dan is de druk op de bodem ρ.g.h, met h de waterhoogte.
Zolang iets daarin drijft (de bodem niet raakt) blijft dat waar.
 
De boot wordt in principe door de totale bodem (en wanden) van het kanaal gedragen.
 
Er hoeft dus geen bordje geplaatst te worden. 

[klazon]

Dit naviduct: https://nl.wikipedia.org/wiki/Naviduct_Krabbersgat
Ik had er ook nog niet eerder van gehoord, maar het is een aquaduct waarin een schutsluis is opgenomen.
Verder niks toe te voegen aan het antwoord van Xilvo.

[Xilvo]

Ah, er is blijkbaar (tot nu, in Nederland) maar één naviduct.

[Pmud]

Goede morgen.
Dank voor jullie antwoorden/reacties. Echter.
Mijn kennis op dit gebied laat te wensen over. Er wordt gesproken over p.g.h wat mij niets zegt.
Daarnaast wordt er gesproken over de bodem. Ik kan me voorstellen dat als een kanaal gegraven wordt in de "volle" grond er een net zo groot gewicht kan varen zolang er maar water onder de boot zit. Hij wordt dan rondom gedragen. Maar deze bodem bestaat uit pijlers. Je zou dan toch een soort van "puntbelasting" gaan krijgen? Los van het feit dat de wanden ook nog is "los" staan.
Kan dit nog iets eenvoudiger uitgelegd worden? Sorry.
 
Groeten, Pmud.

[klazon]

Je zegt dat een kuub staal veel zwaarder is dan een kuub water. Dat is wel zo, maar een boot is geen massief blok staal. Het grootste deel van de inhoud is lucht en daardoor blijft hij drijven. Volgens de wet van Archimedes is een boot net zo zwaar als de hoeveelheid water die hij verdringt. Dus of de boot er nu wel of niet is, bij gelijke waterhoogte is het totale gewicht op de ondergrond gelijk. 

[Xilvo]

Stel, je hebt een 'bak' water, bijvoorbeeld een zwembad. Het water staat 2 meter hoog. Dat is de 'h' in de formule, h=2 m.
 
Wat is de kracht op een vierkante meter bodem? Dat is wat het water boven die vierkante meter weegt.
De massa van dat water is het volume maal de dichtheid. Volume is h x 1 x 1 (hoogte maal een vierkante meter), maal de dichtheid van het water, ca 1000 kg/m³. Die dichtheid is de 'ρ' in de formule , Griekse letter rho.
 
Het gewicht van die massa is die massa maal hoe sterk de aarde de massa aantrekt, 'g', de versnelling van de zwaartekracht. g=9,81 m/s². 
 
De druk op de bodem (druk 'p': kracht per vierkante meter, eenheid Pa, pascal) is dan de dichtheid van het water, maal de versnelling van de zwaartekracht g, maal de hoogte h.
p = ρ.g.h = 1000.9,81.2= 19620 N/m². 'N' staat voor newton, de eenheid van kracht.
 
Nu drijft er een boot in dat zwembad. De waterhoogte houd ik gelijk, 2 m (misschien moest ik wat water laten weglopen, of stond het water lager voordat ik de boot er in zette, doet er nu even niet toe).
 
Ergens op de bodem, niet onder de boot, is die kracht nog steeds 196200 N/m².
Maar ónder die boot óók!
 
Want als dat niet zo zou zijn (stel de druk onder de boot zou groter zijn), dan zou water onder die boot zijwaarts wegstromen naar waar de druk lager is.
Dat gebeurt niet. Dus overal is de druk op de bodem (ik neem aan dat die bodem vlak, horizontaal, is) even groot.
 
Wordt het gewicht van de boot dan niet door de bodem gedragen? Natuurlijk wel.
Ik schreef dat we het waterniveau gelijk hielden. Als het niveau eerst h=2 m is, en ik plaats een boot in het zwembad en ik laat geen water weglopen, dan stijgt het waterpeil. De druk op de bodem wordt groter, overeenkomend met het gewicht van de boot.
 
Hoe groter de bodem is, hoe minder moet het waterpeil stijgen om het extra gewicht van een boot te dragen.
 
Als ik een boot in een oceaan te water laat, dan zal het gewicht van die boot door de hele oceaanbodem gedragen worden. Maar omdat die bodem enorm groot is, zal de toename van de kracht per vierkante meter bodem minimaal zijn. En zal de stijging van het waterniveau eveneens minimaal zijn.
 
Ik hoop dat het zo wat duidelijker is.

[Benm]

Het zit hem inderdaad in het waterpeil, en dat is bij zo'n sluis feitelijk maximaal gelijk aan het waterpeil aan de hoogste kant. Als je een schip de sluis in vaart, verplaats je het displacement van dat schip aan water de sluis uit. 
 
Ik neem aan dat dat naviduct zo is ontworpen dat het bij de hoogste waterstand de massa van het water kan dragen, of wellicht zelfs zodanig dat het nog blijft staan als het water overstroomt. 

[Xilvo]

Ik neem aan dat hier voor een forse veiligheidsmarge is gekozen. 

[Pmud]

Hartelijk dank Xilvo en anderen.
 
Een perfecte uitleg die alles duidelijk maakt. Top.
Bedankt. Groeten, Pmud.

[boertje125]

zolang die boot drijft is er geen probleem
als die boot een massa van 1.000.000kg heeft verplaats hij 1.000.000 liter water (g voor het gemak even op 10 gehouden)

De marge van die constructie zal zo groot zijn dat het grootste/zwaarste schip dat er in pas er kan zinken zonder dat hij bezwijkt.
(bij een gezonken schip krijg de pijler water + schip voor zijn kiezen)
waarbij de waterdruk niet toeneemt maar de totale massa die de constructie omhoog moet houden wel.

[Pmud]

Nou. Toch nog maar een keer dan.
Stel dat een schip van 10 miljoen kilo er wel in kan en blijft drijven dan is er niets aan de hand. Maar ik neem dan wel aan dat als ik kuubs blokken staal af laat zinken tot b.v. 1 miljoen kilo dat het aviduct dan wel door zijn hoeven zakt. Mits dat de max is die hij kan hebben.
Groeten, Pmud.

[Xilvo]

Ik schat, gezien de afmetingen van de sluis, dat een schip van 5 miljoen kilo wel het uiterste is dat er in past.

Mocht dat schip zinken dan verdubbelt het de kracht op de bodem. Als dat gewicht gelijkmatig is verdeeld zal alles wel heel blijven; een veiligheidsmarge van 2 lijkt me zeker niet te klein.

Als alle gewicht van het schip alleen op het stukje bij de overspanning komt te rusten (omdat de bodem daar wat hoger zou liggen - geen enkele reden om zoiets aan te nemen, overigens) dan zou het mogelijk wel teveel worden voor de constructie.

[Benm]

Als de sluisdeuren dicht zijn maakt het niet eens uit of het schip zinkt of niet (zolang de belasting gelijkmatig verdeeld blijft): aan de massa van water + schip veranderd niets. Het enige scenario waarbij er meer massa in komt is als het schip zinkt terwijl de sluisdeur nog open staat. Dat lijkt me vrij onwaarschijnlijk, en als het moet kun je dan de lagere sluisdeur alsnog openen om van de massa van het water af te komen (hoe je dat schip er vervolgens uit krijgt is punt 2, maar je hebt tijd om de weg eronder af te zetten).

[Xilvo]

Aan dichte sluisdeuren had ik nog niet eens gedacht. Je hebt gelijk.