ERASMUSBRUG (1)

Het artikel van Karel Knip in de Wetenschap en Onderwijsbijlage van 9 november vraagt om nadere precisering. Bij de Faculteit der Technische Wiskunde en Informatica van de Technische Universiteit te Delft is sinds ongeveer tien jaar een onderzoekprogramma over windgeïnduceerde trillingen van relatief eenvoudige elastische structuren in uitvoering.

Sinds 1991 worden in samenwerking met de vakgroep aerodynamica van de Faculteit der Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek in het kader van dit onderzoekprogramma proefopstellingen getest in windtunnels. Resultaten van dit onderzoek zijn onder meer gepubliceerd in een groot aantal artikelen en rapporten alsmede een viertal dissertaties. In het artikel van Karel Knip wordt gesuggereerd dat de ritmische belasting of resonantie een mogelijk excitatie-mechanisme van de windgeïnduceerde trillingen van de Erasmusbrug zou kunnen zijn. Ik zou erop willen wijzen dat een belangrijk deel van het excitatiemechanisme van de aero-elastische trillingen van de Erasmusbrug hoogstwaarschijnlijk bestaat uit een asymmetrishe omstroming van de brug respectievelijk brugdelen, die aero-dynamische krachten opwekt in een vlak loodrecht op de windrichting. Deze krachten, veroorzaakt door een uniform windveld, dat wil zeggen een windveld waarvan grootte en richting van de windsnelheid niet varieert in plaats en tijd, kunnen op een of meerdere componenten van de brug werken. Een criterium voor het ontstaan van deze onstabiliteit is reeds voor de Tweede Wereldoorlog gegeven door Den Hartog. Het betreffende type van zelfexcitatie, ook wel aangeduid als galopperen of flutter, is in Nederland soms waarneembaar bij beijsde hoogspanningsleidingen. KEMA Nederland heeft hieraan in de tachtiger jaren nogal wat aandacht geschonken. Er bestaan vele voorzieningen bedoeld om het galopperen van hoogspanningsleidingen te voorkomen. Geen van deze voorzieningen is onder alle omstandigheden effectief gebleken. Vorig jaar hebben galopperende hoogspanningsleidingen in de noordelijke provincies nog aanzienlijke schade veroorzaakt. Uit het genoemde Delftse onderzoek is inmiddels het volgende duidelijk geworden. Om het galopperen van de Erasmusbrug te kunnen beschrijven dient men te beschikken over: - een betrouwbaar inzicht en model voor de beschrijving van de vrije trillingen van de brug; - aerodynamische karakteristieken, in het bijzonder draag- en liftkrachten als functie van de aanstroomhoek van alle relevante componenten van de brug. Deze karakteristieken kunnen experimenteel in een windtunnel statisch bepaald worden; - een op de quasistatische theorie gebaseerd model voor de analyse van het dynamisch gedrag van de brug. Merk hierbij op dat indien alle tuien dezelfde aerodynamische karakteristieken hebben, zij indien aan genoemd criterium voldaan is, alle in trilling zullen komen. Hierbij zal iedere tui bij benadering in zijn eigen natuurlijke meestal laagste frequentie gaan trillen. Nadat deze windgeïnduceerde trillingen van de Erasmusbrug in voldoende mate geanalyseerd zijn, kan onderzocht worden welke mogelijke voorzieningen die deze ongewenste trillingen kunnen voorkomen, het meest effectief zijn. Het moge duidelijk zijn dat het aanbeveling verdient de effectiviteit van deze voorzieningen eerst met behulp van windtunnelproeven en computermodellen te onderzoeken. Gezien het nationale belang van de Erasmusbrug stellen de samenwerkende vakgroepen van de Technische Universiteit Delft hun expertise en faciliteiten beschikbaar voor mogelijk toekomstig onderzoek naar het voorkomen van deze verontrustende windgeïnduceerde trillingen van de Erasmusbrug.