Gebogen segmentdeuren voor Södertälje-sluis in Zweden

Om het groeiende maritieme verkeer in Zweden te blijven verwerken, was vernieuwing van de verouderde Södertälje-sluis noodzakelijk. In opdracht van de Zweedse Maritieme Dienst (Sjöfartsverket) ontwikkelden Züblin Scandinavia AB, MH Poly en Iv een ontwerp voor de renovatie en uitbreiding van de grootste sluis van Scandinavië. Iv en MH Poly werkten samen aan het ontwerp van onder andere de nieuwe sluishoofden – inclusief gebogen segmentdeuren en werktuigbouwkundige onderdelen – en de geleideconstructies in het sluishoofd ter bescherming van de sluisdeurarmen.

Bij het ontwerp van staalconstructies voor sluizen zijn vermoeiing en afdichting belangrijke aspecten, vooral voor de detaillering van de drijfkamers, de armen en de hoofdassen. Drijfkisten worden bij elke bewegingscyclus vanaf de waterlijn tot onder de sluisbodem bewogen, hetgeen een grote belastingwisseling geeft op de constructie en de plaatverstijvers van drijfkamers. Daarom is er gekozen voor toepassing van interne ringverstijvers in lijn met de langsverstijvers op de huidplaat. Per zijde zijn zes gescheiden compartimenten toegepast, elk met een toegangsdeur voor inspectie en onderhoud.

Afdichtingen vormen een ander belangrijk onderdeel binnen het functioneren van de sluisdeur. De lekkage moet minimaal zijn en bovendien moet een bepaalde levensduur gegarandeerd worden. Het ontwerp van de onderafdichting bleek een uitdagende opgave vanwege optredende vervormingen, bouwtoleranties en stijfheidseisen. Als ontwerpuitgangspunt is daarom gehanteerd dat de deur altijd tegen zijn eindstops aan moet liggen door het sluitende moment. Hiermee is de veerstijfheid van de onderafdichting gemaximaliseerd. Daarnaast is aan beide zijden van de nieuwe deuren een dubbele lipafdichting in een cirkelvorm toegepast. Om slijtage door de deurbewegingen te reduceren is het centerpunt van de afdichting zo gekozen dat bij het bewegen van de deur naast de tangentiële beweging ook een geringe radiale beweging optreedt, waardoor de contactlengte tussen afdichting en de ingestorte stalen plaat wordt verminderd.

Omdat het water in het Södertäljekanaal licht brak is en het zoutgehalte door zeespiegelstijging naar verwachting verder toeneemt, zijn de segmentdeuren uitgevoerd in duplex staal. Dit corrosiebestendige materiaal vereist geen conservering en beperkt de onderhoudskosten gedurende de levensduur tot een minimum.

Tijdens de uitvoeringsfase moest het scheepvaartverkeer zo veel mogelijk doorgaan. Daarom ontwierp het consortium een unieke, innovatieve methode om de nieuwe sluisdeuren drijvend te installeren. Hierbij werden de complete sluishoofden, inclusief segmentdeuren, in bouwputten naast de bestaande sluis werden gebouwd en werden de constructies na uitvoerige tests naar hun definitieve positie gevaren en afgezonken.

De vernieuwde sluis maakt de doorgang mogelijk voor schepen tot 165 meter lang en ondersteunt daarmee de duurzame groei van de maritieme sector in Zweden. Dankzij het slimme ontwerp én de innovatieve installatiemethode bleef de impact op zowel de vaarbewegingen als de omgeving tijdens de werkzaamheden beperkt. Ook op de lange termijn biedt het ontwerp grote voordelen. De segmentdeuren worden op beide de sluishoofden tegengesteld uitgevoerd. Mocht er bij het binnenvaren van de sluiskolk een aanvaring plaatsvinden, dan gebeurt dit altijd aan de holle zijde van de deur met trekkracht op de armen. Op het sluiscomplex liggen een derde klep en armen als reserve opgeslagen, zodat vervangingstijd tot een minimum beperkt blijft. En door toepassing van duplex staal zijn de toekomstige onderhoudskosten laag en hebben de sluisdeuren een verwachte levensduur van maar liefst 120 jaar.