Revisie A
Uitgegeven 4 augustus 2026
Gemodelleerde schatting
Een op hol geslagen heipaal afremmen: 1,500 t bij 5 m/s met een POLARIS-schokdemper
Wat een kraanschokdemper doet met de afrembelasting wanneer de grond een geheide paal loslaat: dezelfde gebeurtenis, berekend met en zonder schokdemper op basis van één set invoergegevens.
Doorslaggevend resultaat
In de vergelijkbare berekening met een starre verbinding bedraagt de maximale haakbelasting 37,664 kN: 154% van de opgegeven SWL van de kraan.
Met de POLARIS-eenheid van 2,000 t / 6.0 m in hetzelfde model is dat 23,627 kN (96.4% van SWL),
zonder volledig verlies van lijnspanning tijdens het afremvenster van vijf seconden.
Wanneer de grond loslaat
Tijdens het heien draagt de grond de paal. Als een zwakke laag de paal loslaat (een
ongecontroleerde paalval) versnellen de paal en de eraan geklemde heihamer
samen omlaag, en moet alles wat nog aan de kraan hangt de bewegende massa afremmen. Die
massa is hier 1,500 t: een paal van 1,200 t met een heihamer van 300 t, die bij volledige statische belasting met 5.0 m/s beweegt, op het moment dat het opgerekte hijstuig het gewicht draagt.
Dit is een schok van minder dan een seconde, geen hijsbeweging in golven. De scheepsbeweging is uitgeschakeld en er wordt geen zeetoestand toegepast, zodat
de casus alleen laat zien hoe de lastweg zelf de energie verwerkt. De vergelijking gebruikt dezelfde uitgangspunten: beide kolommen
worden berekend met één parameterset; in de alternatieve berekening wordt alleen de schokdemper vervangen door een starre verbinding.
De gebeurtenis volledig gespecificeerd
Dit is de volledige definitie van het afremproces: alles wat niet vermeld staat, is een standaardinstelling van het model. De twee kolommen
worden met deze ene parameterset gegenereerd. De berekening start alleen als de aanwezigheid van de schokdemper
het enige veld is dat tussen de kolommen verschilt.
| Parameter | Waarde | Basis |
|---|---|---|
| Impactmassa | 1,200 t paal + 300 t heihamer, vastgeklemd · 1,500 t | Schematisch |
| Valsnelheid | 5.0 m/s bij volledige statische belasting | Modelinstelling |
| Kraan | 17,454 kN/m hijslijn · SWL 24,517 kN (2,500 t) | Schematisch |
| Haak en hijstuig | Haak 160 t · stroppen 49,763 / 46,653 kN/m | Modelinstelling |
| Schokdemper | POLARIS 2,000 t · 6.0 m slag | Productgegevens |
| Klep en voorvulling | Klep 18,000 kN · voorvulling 15,696 kN · gas 0.40 | ND-engineering |
| Zeetoestand | Geen: scheepsbeweging uitgeschakeld, afremproces geïsoleerd | Modelinstelling |
| Alternatieve berekening | Schokdemper vervangen door een starre verbinding; verder niets gewijzigd | Modelinstelling |
Dezelfde vijf seconden, tweemaal
De tijdreeks is het hoofdresultaat: één afremproces, eenmaal met een starre verbinding en eenmaal met de schokdemper.
Dit is één deterministische gebeurtenis: er is geen willekeurige excitatie, dus elk getal is het maximum van
de bijbehorende tijdreeks, geen statistische extreme waarde.
37,664 kN en de lijn valt tweemaal volledig slap (de gearceerde zones) voordat zij opnieuw op spanning komt.
De doorgetrokken lijn toont hetzelfde afremproces met POLARIS: piek 23,627 kN, voortdurend belast.
Maximale haakbelasting, MN · SWL kraan 24.5
Met een starre verbinding vraagt het afremproces 154% van de veilige werklast van de kraan. Met POLARIS blijft dit op 96.4%.
DAF aan de haak · statische basis 16,553 kN
Gerapporteerd, geen toetscriterium: de doorslaggevende grens voor deze gebeurtenis is de veilige werklast van de kraan, links aangegeven.
| Kengetal | Starre verbinding | Met POLARIS | Grenswaarde | Resultaat |
|---|---|---|---|---|
| Maximale haakbelasting | 37,664 kN | 23,627 kN | ≤ 24,517 kN SWL | ✓ 96.4% |
| DAF aan de haak | 2.28 | 1.43 | – | gerapporteerd |
| DAF onder de schokdemper | 2.41 | 1.31 | – | gerapporteerd |
| Volledig slappe lijn | 2 | 0 | 0 | ✓ |
| Gebruikte slag | – | 4.98 m (83%) | < 6.0 m | ✓ |
| Ondergrens olievolume ringkamer | – | 6.2% | > 0 | ✓ |
Pieklasten worden bepaald op het integratierooster van 0.05 ms, niet op basis van de uitvoerpunten om de 1 ms: aflezen van een scherpe afrempiek uit de geplotte punten geeft een te lage waarde. De DAF onder de schokdemper wordt gerapporteerd ten opzichte van het eigen statische gewicht van de
nuttige last van 14,710 kN. POLARIS
wordt gedimensioneerd op basis van het energiebudget van het afremproces (massa, snelheid en slag), niet alleen op basis van de nominale belasting.
Waar dit resultaat niet meer geldt
Het geldigheidsbereik
- Eén paal, één kraan, één klepinstelling. Het resultaat geldt niet automatisch voor een andere
paalmassa, heihamer, valsnelheid, kraanstijfheid of klepkracht. Een andere combinatie vereist een
nieuwe berekening, geen interpolatie. - Lier- of bedieningsreacties zijn niet gemodelleerd. Na de eerste afremming toont de tijdreeks met starre verbinding
de vrije uitdemping van dezelfde keten: wat de lastweg doet, niet wat een
bemanning zou doen. - Droog, deterministisch, één gebeurtenis. Geen golven, geen scheepsbeweging, geen ensemble.
Deze studie zegt niets over gedrag op zee of over hoe vaak ongecontroleerde paalval voorkomt. - De alternatieve berekening ligt binnen de grenzen, zonder uitzonderlijk gedrag. De piek van 37,664 kN met starre verbinding
ligt tussen de twee analytische schattingen voor deze casus (34,190 kN met een
meegevende kraan, 44,759 kN met een stijve kraan), omdat de kraanveer tijdens
het afremproces gedeeltelijk reageert, iets wat de gesloten formule niet kan weergeven.
Gecontroleerd met een onafhankelijke solver
De berekening met compensatie is gecontroleerd met OrcaFlex 11.3e op 17 juli 2026. De compensator werd teruggebracht tot een gemeten krachtwet, zodat de twee solvers geen code deelden. De maximale kraanbelasting kwam overeen binnen +0.23%, de DAF aan de kraan was 1.4299 tegenover 1.4266 voor CONSTELLATION, de maximale slag binnen −0.4% en de RMS van de ketenkracht binnen 1% over het afremproces.
De alternatieve berekening met starre verbinding is een eigen afremmodus van Norwegian Dynamics, toegevoegd op 3 augustus 2026 zodat
de kolom “zonder” berekend kon worden in plaats van geschat. Waar de gesloten formule exact is, reproduceert de modus het analytische afremresultaat. Voor de volledige keten komt hij binnen
0.5% overeen met een onafhankelijke solver voor stijve systemen en ligt hij tussen de twee bovengenoemde analytische grenzen.
Wat dit document niet is
- Geen gecertificeerde analyse. Het is een schatting in het tijdsdomein op basis van het eigen
model van Norwegian Dynamics. Het document heeft geen goedkeuring van een marine warranty surveyor en vervangt geen projectspecifieke
analyse volgens DNV-ST-N001. - Geen prestatiegarantie. Apparatuur voor een echte heicampagne wordt gedimensioneerd
op basis van de massa’s, snelheden en acceptatiecriteria van die campagne.
Wie wat heeft gecontroleerd
Hetzelfde paar, met dezelfde waarden, staat als uitgewerkt voorbeeld van ongecontroleerde paalval op de pagina
Dynamische amplificatiefactor vindt u één
beoordeelde dataset, op beide plaatsen aangehaald, zodat de waarden niet uiteenlopen.
Berekeningsgegevens
Alle gegevens die nodig zijn om deze casus opnieuw te berekenen: de exacte preset, versie, definities en solverinstellingen achter alle bovenstaande cijfers.
Berekeningsgegevens: de gepubliceerde technische basis
- Casus
- CONSTELLATION-preset factory:polaris_pile_run, scenariopakket DS10-PKG-POL-PIR, één snelheidspunt bij 5.0 m/s, klepkracht ingesteld op 18,000 kN (standaardwaarde van de preset 17,658 kN).
- Versie en datum
- CONSTELLATION v1.2.96, commit 29267cc. Berekend op 3 augustus 2026. De kolom met compensatie is de casus die op 7 juli 2026 is vastgelegd en wordt in deze versie gereproduceerd tot binnen 0.05 % voor de DAF.
- Operationele fase
- Ongecontroleerde paalval: de val- en afremgebeurtenis tijdens het heien (ND-DS-10 §10). Droog, in de lucht, buiten de spatzone.
- Definitie van DAF
- DAF = de maximale haakspanning gedurende het venster van 5 s gedeeld door het statische hangende gewicht aan de haak: haak 160 t + POLARIS-behuizing 17.10 t + stang 10.85 t + nuttige last 1,500 t = 1,687.95 t, ofwel 16,553 kN. De DAF onder de schokdemper gebruikt het eigen gewicht van de nuttige last van 14,710 kN: 1.31 met POLARIS, 2.41 zonder.
- Beoordeeld lastpunt
- De haak en kraanaansluiting boven de schokdemper. De stangkracht onder de schokdemper is een afzonderlijk meetkanaal en heeft een andere waarde.
- Scheepsbeweging en zeetoestand
- Geen, bewust. Een ongecontroleerde paalval is een schok van minder dan een seconde. Daarom is de beweging van het dragende schip uitgeschakeld en wordt er geen golfbelasting toegepast: de casus isoleert het afremproces. Er is geen Hs, Tp, spectrum of vaarrichting op te geven, en deze studie zegt niets over gedrag op zee.
- Duur, realisaties, statistiek
- Venster van 5.0 s, uitvoer elke 1 ms, integratie met stappen van 0.05 ms. Eén deterministische berekening per kolom: geen random seeds of ensemble, omdat er geen willekeurige excitatie is om uit te middelen. De genoemde piek is het maximum van de tijdreeks en is niet vergelijkbaar met een omhullende uit acht seeds, zoals in de studie over de spatzone.
- Nuttige last en lastweg
- Een paal van 1,200 t plus een vastgeklemde heihamer van 300 t, samen een impactmassa van 1,500 t, valsnelheid 5.0 m/s. Lastweg: kraan 17,454.3 kN/m met demping 66.85 kN·s/m, haak 160 t, bovenste strop 49,762.8 kN/m, POLARIS-behuizing 17.10 t, stang 10.85 t, onderste strop 46,652.7 kN/m, nuttige last 1,500 t.
- Begintoestand en instellingen van de schokdemper
- 5.0 m/s omlaag bij t = 0, vanaf volledige statische belasting. Bij de tuigage voor ongecontroleerde paalval hangen de soepele stroppen slap en blijft de stang ingetrokken, zodat POLARIS geen last draagt totdat de paal valt. Het model begint wanneer de speling is opgenomen en het opgerekte hijstuig het statische gewicht draagt, met het gas op de voorvuldruk. Dezelfde gebeurtenis bereikt de stroppen met ongeveer 3.5 m/s: het gewicht versnelt de massa terwijl het hijstuig rekt. Een val waarbij de stroppen met 5.0 m/s worden bereikt, bevat meer energie en vereist een eigen berekening. POLARIS 2,000 t / 6.0 m slag, klepkracht 18,000 kN, gasvoorvulkracht 15,696 kN, gasfractie 0.40. De berekening gebruikt 4.98 m van de 6.0 m slag (83 %) en de ringvormige oliekamer raakt nooit leeg (ondergrens 6.2 %).
- Zijn beide berekeningen goed vergelijkbaar?
- Ja, en dat is gecontroleerd, niet alleen beweerd. Beide kolommen zijn gegenereerd met één parameterset; het script vergelijkt beide veld voor veld en start alleen als de vlag voor de schokdemper het enige verschil is. Dezelfde massa’s, stijfheden, demping, zwaartekracht, begintoestand en integratiestap.
- Doorslaggevende grenswaarde
- SWL van de kraan 24,517 kN (2,500 t). Met POLARIS piekt de haakbelasting op 23,627 kN, ofwel 96.4 % daarvan. Zonder POLARIS is dat 37,664 kN: 154 % van de SWL van de kraan. Binnen vijf seconden valt de lijn bovendien tweemaal volledig slap en komt zij weer op spanning, iets wat een pieklast alleen niet laat zien.
- Onafhankelijke verificatie
- De casus met compensatie is gecontroleerd met OrcaFlex 11.3e op 17 juli 2026, waarbij de compensator is teruggebracht tot een gemeten krachtwet: maximale kraanbelasting +0.23 %, DAF aan de kraan 1.4299 tegenover 1.4266, maximale slag −0.4 %, RMS van de ketenkracht binnen 1 % over het afremproces.
- Wat dit niet is
- Niet overdraagbaar op een andere paal, heihamer, kraan of klepinstelling, en geen lasttabel. Het model bevat geen reactie van de lier of bediener, dus de tijdreeks zonder compensatie na de eerste afremming toont de vrije uitdemping van dezelfde keten.
- Herkomst
- Tot 3 augustus 2026 kon de casus “zonder” niet worden gesimuleerd: als het gasvolume tot nul wordt teruggebracht om een geblokkeerde cilinder na te bootsen, wordt de drukterm singulier. Daarom publiceerde ND in plaats daarvan een analytische schatting van de schokbelasting volgens DNV-RP-N103. De waarde hing af van de aangenomen doorslaggevende stijfheidsketen: 34,190 kN met een meegevende kraan, 44,759 kN met een stijve kraan. Aan de simulator is een afremmodus met starre verbinding toegevoegd, zodat de alternatieve situatie nu wordt berekend in plaats van geschat. Die levert aan de zijde van de nuttige last 35,387 kN op, tussen de twee schattingen en 21 % onder de waarde voor een stijve kraan die ND in juli publiceerde.
Laat uw eigen casus berekenen
Stuur de massa’s van paal en heihamer, de kraangegevens en de valsnelheid waartegen u bescherming nodig hebt. Wij berekenen
hetzelfde afremproces voor uw situatie, inclusief configuraties die niet voldoen.
Bescherming bij ongecontroleerde paalval verklaart de fysica
achter deze casus · Schokdemping behandelt het
energiebudget · ← Terug naar het Kenniscentrum