1r. H. P. HENSEL en 1r. J. W. KAMERLING, hoofdingenieurs Afdeling Bouwwerken, Dienst Publieke Werken Amsterdam 150 m hoge schoorsteen voor Elektriciteitscen· Inleiding Op 20 maart 1963 werd de eerste paal geslagen voor de uitbreiding van de Elektriciteitscentrale aan de Hemweg te Amsterdam. De uit­ breiding zal bestaan uit twee eenheden van 125 megawatt elk, waar­ door de totale capaciteit van de centrale gebracht zal worden op 470 megawatt. De huidige capaciteit bedraagt 220 megawatt: vier eenheden van 55 megawatt elk. Ten behoeve van de afvoer van de rookgassen, geproduceerd door de oliegestookte ketels, moest een schoorsteen worden gebouwd, die voldoende hoog is om de luchtvervuiling tot een minimum te be­ perken. Ontwerp In verband met het nabijgelegen Schiphol is de hoogte van de be­ bouwing door de Rijksluchtvaartdienst beperkt tot 150 m. Door nu de twee kanalen in één schacht onder te brengen, zullen de rookgassen bij.volbedrijf aanzienlijk hoger opstijgen dan bij afzonderlijke schoor­ stenen het gevaf zou zijn. Hierdoor zal dus een schijnbare verhoging bereikt worden. Voor de afvoer van de rookgassen zijn bij een uittreesnelheid van 20 m/sec kanalen met een diameter van 3,50 m nodig. Door de toe­ passing van rookgasventilatoren kunnen de rookgassen in de schoor­ steenkanalen ten opzichte van de buitenlucht onder overdruk staan. Bovendien zijn de rookgassen, in het bijzonder door de aanwezig­ heid van SOs, zeer agressief. Bij de traditionele oplossing, bestaande uit een betonnen schacht, zal de vuurvaste en zuurbestendige bemelseling nooit dampdicht zijn, zodat de rookgassen via de spouw de koude buitenmantel van de schoorsteen kunnen bereiken. Daar zal condens ontstaan, waar­ door het beton aan de binnenzijde wordt aangetast. Dit kan worden verbeterd door het beton aan de binnenzijde te bekleden met een warmte-isolerende laag, zoals bijv. foamglass. Dit houdt echter weer in, dat het gewenst is, ten einde koudebruggen te voorkomen, de rook­ kanalen over de hele hoogte vrij van de schacht te houden en deze dus niet meer om de 10 à 12 m door consoles te ondersteunen. Dit laatste stelt bijzondere eisen aan de bemetseling, terwijl boven­ dien de binnenzijde van de schacht oncontroleerbaar blijft. Om deze bezwaren te ondervangen is uiteindelijk door het G.E.B" ook gezien hun ervaringen met de bestaande stalen schoorstenen van de centrales Noord en Hemweg, een oplossing gekozen met sta­ len binnenkanalen. Om een trappehuis te kunnen plaatsen en voldoende werkruimte rondom de kanalen te verkrijgen, die bijv: van een warmte-isolatie moeten worden voorzien, is de binnendiameter van de betonnen schacht op 9 m vastgesteld. Met het oog op de aantasting van de kop van de schoorsteen, steken de rookkanalen nog 5 m boven de beton­ schacht uit (fig. 1). De stalen kanalen worden geleverd en gemonteerd door de Kon. Machinefabriek Gebr. Stork & Co. N.V. te Hengelo. De kanalen worden alleen op de vloer op 20 m + N.A.P. afgesteund, zodat zij over de volle hoogte vrijstaand zijn. De buizen worden in secties van 16 m aangevoerd. Zij worden op het 20 m + N.A.P. bordes aan elkaar gelast, waarna het gereed gekomen deel 16 m wordt opgehesen en de volgende sectie eronder geplaatst en weer vastgelast, enz. Voor het hijsen zijn op 50 m hoogte hijsbalken aan­ gebracht. Uit de buislengte van 16 m is meteen de hoogte van de bordessen afgeleid, zodat de gemaakte lassen gemakkelijk kunnen worden gecontroleerd. Het binnenbrengen van de stalen buizen (in eerste instantie was aan een lengte van 20 m gedacht) bracht zoveel moeilijkheden met zich, dat de voet van de schoorsteen uiteindelijk kegelvormig is uitgevoerd, met zodanige afmetingen, dat de buizen zonder meer binnen de kegel opgehesen kunnen worden. De kegel vormt trouwens een logische overgang van de ringvormige paal­ fundering naar de schacht. De diameter van de betonschacht maakte het mogelijk om de schoorsteen over grote hoogte cilindrisch uit te voeren. Door het hijsbordes op 50 m + N.A.P. met stalen kolommen te ondersteunen, ontstond pas op 20 m + N.A.P. de eerste belang­ rijke belastingwijziging. Om glijbekisting aantrekkelijk te maken en tevens de bordessen enz. uniform te houden, is bij de berekeni·ng uitgegaan van de doornede op 20 m + N.A.P. Voor de controle en het onderhoud van de schoorsteen aan de buJtenzijde is op 20 m + N.A.P. een bordes aangebracht en is de kop van de schoorsteen 1 m uitgekraagd. Op het bordes kan een hang­ steiger worden opgebouwd, de zgn. vlieger, die aan acht kabels, die van de kop van de schoorsteen naar het 20 m bordes worden ge­ spannen, kan worden opgehesen. = Op 20 m +, 50 m +, 8~ m + en 116 m + zijn in de betonnen schacht luiken aangebracht om de vlieger vanaf de op die hoog­ ten aanwezige binnenbordessen te kunnen bereiken. Op 50 m + en 99 m + kunnen afhouders geplaatst worden om de kabels vast te zetten en het zwiepen door de wind te verminderen. Voor het luchtverkeer is een obstakel-verlichting aangebracht, bestaande uit drie kransen van acht lichtbaken, resp. op 67 m +, 116 m + en 146 m + N.A.P. Alle kozijnen en doorvoeringen zijn vanwege het corrosie-gevaar in gietijzer uitgevoerd. Berekening Aangezien het bij .een glijbekisting lang niet zeker is dat de eerste meters het best worden uitgevoerd, is uitgegaan van de beton­ kwaliteit K 225. Met de windbelasting volgens de T.G.B. volgde hier­ uit een wanddikte van 25 cm. Daar voor de wapening een staalkwaliteit QR 40 is toegepast, moet de hoeveelheid e,rvan met behulp van de breukmethode worden bepaa,ld. fig. 1. enige doorsneden van de schoorsteen 0 "' ~ X "' 2122 990 990 2420 obstokelverllchtln spOrlng voor uithouder vllegerkobel Cement XVIII (1966) Nr. 1 -ale Hemweg Op 20 m+ bedraagt het wind moment 10 000 tfm en het totale gewicht 2600 ton, zodat eo = 3,85 m. D2 + d2 e1 = 0,78; k = 0,78. °BO= -0,78. 2,25 = 1,75 m De kniklengte is voor een vrij uitkragende staaf, waarop de belasting gelijkmatig verdeeld aangrijpt lc=l,09 X 11? Hieruit volgt dat e2 =l,18 m en e101 = 6,80 m. De doorsnede voor de wapening kan bepaald worden meLde door ir. A. J. Chr. Dekker reeds in Cement beschreven methode 1). Daar kleine verschuivingen in de aanname van de ligging van de neutrale lijn grote verschillen in de uitkomst geven, is door ir. J. W. Kamer I i n g in Cement 2) een vereenvoudigde formule op­ gegeven, die een -iets ongunstiger uitkomst geeft, maar veel sneller werkt. In de gevaarlijkste doorsnede komt 58 cm2/m = 2,30/o wapening. Ue nonzoma1e wuµtming 1s bepaald uit het scheurmoment. Uit m, aanname van de verdeling van de wind over een horizontale door­ nede volgt ook een hoeveelheid wapening, die in dit geval echter niet maatgevend is. , 1) ir. A. J. Chr. Dekker en A. K. de Groot, resp. J. C. S chi I per oord -Berekening van massieve en holle ronde betonkolommen volgens de breukmethode (1 en Il); Cement XIV (1962) Nr. 12, resp. Cement XV (1963) Nr. 3 2) ir. J. W. Kam e r I i n g - De berekening van dunwandige ronde kolommen volgens de breukmethode; Cement XVI (1964) Nr. 7 11566 12 91.3 25 450 450 doorsnede B -B 1190 20 l00 25 1 Il 450 450 doorsnede A-A Cement XVIII (1966) Nr. 1 25 91,312 2510020 Il Il =~1 -"' 0 "' --:r -"1 0 ., 0 "' -Ot -"'1 ~+ =Sl;­-~T Foto 2 foto: F. Rotgans 27 De ne1g1ng bestaat naar een grotere dekking over te gaan. Vaor schoorstenen wordt op het ogenblik bijv. 4 cm aanbevolen. Nu wordt de dikte van de dekking onder meer bepaald door de variatie in de kwaliteit van het beton en door de nauwkeurigheid bij het stel­ len van de wapening. Bij een glijbekisting wordt het, door de ge­ troffen voorzieningen, praktisch onmogelijk dat de wapening niet op zijn plaats komt, terwijl stortvoegen bovendien ontbreken. Daar­ naast wordt variatie in de betonkwaliteit door goed toezicht ver­ minderd. Uit dien hoofde is hier de dekking op 3 cm vastgesteld. De ringwapening is buiten de verticale wapening geplaatst. Daar bij Zuidoostenwind de rookgassen van de 83 m hoge stalen schoorstenen van Centrale Hemweg I langs de nieuwe schoorsteen strijken, is be­ sloten de buitenzijde alsnog van een beschèrmende laag te voorzien. Door het instituut T.N.O.-1.B.B.C. zijn onder meer de belastingaan­ namen gecontroleerd. Dit is gebeurd omdat in de T.G.B. een dyna­ mische belasting vervangen is door een statische, terwijl de om­ rekeningsfactor afhankelijk is van de constructie. Paalfundering Aangezien de schoorsteen cirkelvormig is, ligt het voor de hand de paalfundering eveneens cirkelsymmetrisch uit te voeren. Voor het opnemen van momenten zijn de buitenste palen van een palenveld het meest doeltreffend. Door dus alleen een ring van palen toe te pas­ sen zal men met het kleinste aantal palen uitkomen. Daar horizontale krachten opgenomen moeten worden, zullen schoorpalen toegepast moeten worden. ",d t. sine ???? .,t ;f .iJ... u du,t