Vrijwel iedereen kent de imposante zeesluizen bij IJmuiden, Terneuzen en Antwerpen en de iconische sluiscomplexen die het beroemde Panamakanaal scheiden van zowel de Atlantische als de Stille Oceaan. Over de hele wereld kennen we circa zestig zeesluizen, een aantal dat in het niet valt bij het wereldwijde aantal sluizen in vaarwegen. Hoewel niemand dit precieze aantal kent, zal dit vermoedelijk in de honderdduizenden lopen. Zo kent alleen Nederland al bijna tweeduizend sluizen, waarvan er circa 140 onderdeel uitmaken van het hoofdvaarwegennet en worden beheerd door Rijkswaterstaat. 

In alle gevallen geldt dat de sluizen een cruciale rol vervullen voor het waterbeheer en de scheepvaart door de peilscheidende (en daarmee waterkerende) functie in combinatie met de schutfunctie, waarmee ze de schepen in staat stellen de peilverschillen te overbruggen, dan wel de getijdewerking voor hen neutraliseren. 

De sluizen zijn hiertoe uitgerust met sluisdeuren, waarvan de meest voorkomende types zijn: hefdeuren, roldeuren en puntdeuren. Hefdeuren en roldeuren kunnen enkel of dubbel kerend zijn, wat betekent dat er aan beide zijden van de sluisdeur hoge waterstanden kunnen voorkomen. Puntdeuren zijn daarentegen hoofdzakelijk enkel kerend. 

Regelmatige inspectie en onderhoud van deze sluisdeuren en bijbehorende bewegingswerken zijn van groot belang, omdat er anders (maatschappelijk) zeer ongewenste of zelfs gevaarlijke situaties kunnen ontstaan. Een voorbeeld hiervan is het incident bij sluis Eefde in 2012 waarbij een hefdeur vlak voor een schip naar beneden viel, wat gelukkig zonder gewonden gebeurde maar wel grote schade veroorzaakte en de scheepvaart voor een lange periode stremde. Soms gebeurt het ook dat een sluisdeur wordt aangevaren, wat kan leiden tot stremming van de scheepvaart en daarmee grote economische schade. Betrouwbaarheid en beschikbaarheid van de sluizen zijn essentieel voor de scheepvaart en de economie. Dit geldt niet alleen voor ongeplande storingen maar ook voor gepland onderhoud. Daarom is het van cruciaal belang dat eventuele hinder voor de scheepvaart zo kort mogelijk wordt gehouden bij onderhoudswerkzaamheden aan de sluisdeuren. Om dit te bewerkstelligen heeft Iv ondertussen jarenlange expertise in het vooraf onderwater inmeten van alle belangrijke onderdelen die moeten leiden tot in één keer perfect passende nieuwe of gerenoveerde sluisdeuren.  

Vanuit duurzaamheidsoogpunt heeft het repareren of renoveren van de deuren de voorkeur boven vernieuwen. Hiermee verkleinen we de cirkel uit het bekende circulariteitsmodel (het “vlindermodel”) van de Ellen MacArthur Foundation en verlengen daarmee de levensduur van de sluis. Dit circulariteitsprincipe hanteert Iv als belangrijk uitgangspunt in haar ontwerpen en assetmanagement-adviezen. Bovendien hebben we in een eerdere studie al aangetoond dat het vervangen van onderdelen van de sluis, waaronder zelfs de sluisdeuren en hun bewegingswerken, tot maar liefst vijf jaar voor het einde van de technische levensduur van de civiele constructie niet alleen vanuit duurzaamheid de voorkeur geniet, maar ook in termen van levensduurkosten lonend is.  

Hefdeuren 
Een sluis met hefdeuren herkennen we heel makkelijk door zijn opvallende hoge heftorens. De hefdeur is een verticaal beweegbare sluisdeur die omhoog wordt getrokken bij iedere schutbeweging. Aan weerszijden van het sluishoofd zijn verticale geleiderails bevestigd op de heftorens. Deze zorgen samen met de geleidingswielen op de deur voor een soepele op- en neerwaartse beweging. Het bewegingswerk van de hefdeur bevindt zich bovenin de traverse die beide heftorens met elkaar verbindt. De waterafdichting wordt verzorgd door een correcte aansluiting van de onderhar bovenop de drempel en van de verticale harren in de nissen aan beide zijden van de drempel. Bij dubbel kerende deuren bevinden deze harren zich aan beide zijden van de sluisdeur. Een nauwkeurige positiebepaling is dan ook nodig van de diverse onderdelen van het sluishoofd en de sluisdeuren. Bij het sluishoofd zijn dit de drempel, de verticale aanslagen, de geleidingsrails, het bewegingswerk en de eventuele geleidingen van het ballastblok. Bij de sluisdeuren zijn dit de onderhar, de verticale harren, de geleidingswielen en de aangrijpingspunten van het bewegingswerk. 

Roldeuren 
Hét herkenningspunt voor een sluis met roldeuren is de aanwezigheid van deurkamers naast de sluiskolk. In deze deurkamer verdwijnt de roldeur in geopende stand. Het bewegingswerk bevindt zich voornamelijk in de bewegingskelder op het uiteinde van de deurkamer. De waterafdichting bij roldeuren is vergelijkbaar met deze bij de hefdeuren. Enkel onderaan wordt deze gewaarborgd door een opstaande drempel. Het principe van dubbel keren is ook bij dit type sluisdeuren veelvoorkomend. Een nauwkeurige positiebepaling is ook hier nodig van de diverse onderdelen van het sluishoofd en de sluisdeuren. Bij het sluishoofd zijn dit de drempel, de verticale aanslagen, de onderlooprails en de eventueel aanwezige bovenlooprails, het bewegingswerk en de bijhorende geleidingen. Bij de sluisdeuren zijn dit de onderharren, de verticale harren, de onderloopwielen en eventuele bovenloopwielen en de aangrijpingspunten van het bewegingswerk. 

Puntdeuren  
Sluizen met puntdeuren herkennen we aan de fysiek opendraaiende sluisdeuren welke in gesloten stand onder een hoek van één op drie in de sluiskolk staan. De scharnierzijde van sluisdeuren bevindt zich in de kolkwand, zodat bij geopende stand de deur verdwijnt in de deurkas. De draaiingsas van dit type deuren is samengesteld uit een onderdraaipunt, taats genoemd, en een bovendraaipunt, halsbeugel genoemd. 

Hierbij onderscheiden we nog twee types, puntdeuren met vast draaipunt en vrij draaipunt. De waterafdichting bij puntdeuren wordt verzorgd door het zogenoemd “waterdicht kozijn”, samengesteld door drempel, zijaanslagen en vooraanslagen. Bovendien is de krachtafdracht van puntdeuren een heel belangrijk item. Bij vaste draaipunten zijn dit de taats en de halspen, bij vrije draaipunten zijn dit de achteraanslagen. 

Een nauwkeurige positiebepaling nodig van de diverse onderdelen van het sluishoofd en de sluisdeuren is, nog meer dan beide de hefdeuren en de roldeuren, nodig om een correct functionerend sluishoofd te bekomen. Bij het sluishoofd zijn dit de drempel, de exacte positie van de punt van de drempel, de achter- en zijaanslagen, de taats en de halsbeugel, en in mindere mate het bewegingswerk. Bij de sluisdeuren zijn dit de onder-, zij- en achterharren in relatie tot de draaiingsas gevormd door hart taatskom en hart halspen. 

Iv heeft voor alle onderdelen van sluizen die zich onder water bevinden een 3D-inwinningsmethodiek ontwikkeld op millimeterniveau. Hierbij wordt gebruik gemaakt van zeer nauwkeurig landmeetkundig meetequipment. De hiervoor ingezette meetapparatuur is van het type Leica TDRA6000/TS60, industriële tachymeters met een hoeknauwkeurigheid van 0,5’’ en een afstandnauwkeurigheid < 1mm. Voor het inmeten van de drempel bij alle type deuren wordt bovendien hulpequipment ingezet in de vorm van een meetframe. Door het nauwkeurig inmeten van het gedeelte van het frame boven water wordt de positie ervan onderwater bepaald. Dit levert ons de 3D positie van de drempel in millimeter nauwkeurigheid. Voor de positiebepaling van alle verticale onderdelen onder water wordt een industriële hoognauwkeurige waterpas ingezet. Deze wordt onderwater door de duiker gepositioneerd en boven water door de landmeetkundige geregistreerd. Dit levert ons de 3D positie van de verticale onderdelen. Tijdens de uitvoering van deze metingen wordt er continu assistentie verleend door een duikteam samengesteld uit duikers met jarenlange ervaring in het inmeten van sluisdeuren.  

De metingen aan het sluishoofd worden verwerkt tot een 3D-model. In dit 3D-model wordt nu bekeken in hoeverre de bijhorende sluisdeuren passend gemaakt kunnen worden. Hiervoor is het nodig om, voorafgaand aan het plaatsen van de sluisdeuren, ook hiervan een complete 3D meting uit te voeren.  Dit gebeurt ofwel met de sluisdeuren in de deurenbergplaats verticaal opgesteld, ofwel op een tijdelijke opslagplaats. In dit geval liggen de deuren horizontaal opgesteld, waarbij het noodzakelijk is dat dit torsievrij gebeurt. Dat laatste is vooral van toepassing bij punt- en hefdeuren. Door de 3D-modellen van de deuren in te passen in het model van het sluishoofd kunnen de harren van de diverse types sluisdeuren exact op maat geproduceerd worden. De meest aangewezen methode om dit te doen is het hout in de sluisdeur installeren met een overdikte, zodat die, na aftekenen ervan, precies op maat kan geschaafd worden. 

Doordat alles vooraf is ingemeten en de deuren vooraf op maat zijn gemaakt, kan de stremming voor het vervangen van de sluisdeuren tot een minimum beperkt worden. Bovendien komen eventuele gebreken en/of schades tijdens de inmetingen in beeld. Zo kan er voorafgaand beslist worden of droogzetting of gedeeltelijke droogzetting door middel van droogzetkuipen noodzakelijk is. 

Om ervoor te zorgen dat gerenoveerde sluisdeuren en al hun bijhorende onderdelen ook na de renovatie nog jaren hun functie naar behoren kunnen vervullen heeft Iv een controlesysteem bedacht om dit op te volgen. Maatgevend hiervoor is namelijk het correct functioneren van de deurbeweging bij open en sluiten. 

Bij alle type sluisdeuren is dit weliswaar verschillend, maar het principe blijft steeds hetzelfde: Bij de deurbeweging moet de sluisdeur de juiste 3D-beweging maken conform het oorspronkelijke ontwerp. Doet de deur dit niet, dan is schade op lange termijn onvermijdelijk. Door het hoogfrequent inmeten in 3D van die deurbeweging kunnen alle onderdelen ervan in beeld worden gebracht. Hierbij moet men denken aan: open- en dichtrijden van roldeuren en het opdrukken ervan ten gevolge de waterdruk, openen en sluiten van hefdeuren en het opdrukken ervan, draaibeweging van puntdeuren en het opdrukken ervan in geval van vrije draaipunt. 

Wat ons betreft blijft het meten en monitoren niet alleen bij de hiervoor beschreven controle. Om optimaal bij te dragen aan slimme circulaire sluizen hebben we de DREAM® methode ontwikkeld: Datagedreven en Risicogestuurd Enterprise Asset Management. Hierin analyseren we alle mogelijke faalmechanismen van de sluis. Op basis van de gemeten data kunnen we de conditie en het (faal)gedrag van de sluisdeuren nauwgezet monitoren en zijn we, weliswaar met een bepaalde mate van onzekerheid, in staat voor elk van de mogelijke faalmechanismen het verwachte faalmoment te voorspellen. Vervolgens gebruiken we deze informatie om het inspecteren, monitoren en onderhouden van de sluizen te optimaliseren met het oog op de bekende driehoek van prestaties, risico’s en kosten.