? utiliteitsbouw ? constructief ontwerpir.J.H.Brinkhuis, BDG Raadgevende Ingenieurs, Zwolleir.J.Kooijman, Hollandsche Beton- en Waterbouw bv, Goudair.K.Visser, Visser & Smit bouw bv, Papendrecht?In Noordoost-Nederland is momenteel de grootste gasgestookte electriciteitscentralevan Europa, de Eemscentrale, in aanbouw. Hetproject omvatbouwkundige en civiele wer-ken voor de centrale, alsmede civiele werken voor het koelwatersysteem.Cement besteedt in enkele artikelen aandacht aan dit project. In het eerste artikel kwa-men de locatiekeuze en algemene ontwerpaspecten aan de orde. In het tweede artikelzijn hetontwerp en de uitvoeringvan defunderingen de koelwaterleidingen behandeld. Indit derde artikel staan enkele ontwerp- en uitvoeringsaspecten centraal van de prefab ge-velelementen, het staalskelet en de turbinetafels.DEEEMSCENTRALE (111)CD Lay-out produktie-eenheden1 koelwaterleiding (aanvoer)2 broekstuk3 condensor4 condenstaat-pompput5 koelwaterleiding (afvoer)6 turbinefundament7 turbinetafel8 generator9 stoomturbine10 gasturbine11 demper12 afgassenketel13 procesluchtinlaat-kanalen14 machinetrafo15 ketelstatief16 voedingwaterpompen17 circulatiepompen18 smeerolieset19 afdichtingsolieset20 EMRA (Electro, Meet- en Regeltechniek en Auto-matisering)21 chemical sampling ruimteCEMENT1995j2In mei 1993 is gestart met de bovenbouwvoor de vijf produktie-eenheden (fig. 1), hetA.V.-gebouwen het dienstengebouw.Het totale nuttige vloeroppervlak van hetA.V.-gebouw bedraagt circa 13 000 m2bijeen totale hoogte van circa 12 m. In dit ge-bouw bevinden zich werkplaatsen, kantoren,onderhouds-inrichtingen en hulpstoomke-tels.Het totale nuttige vloeroppervlak van hetdienstengebouw bedraagt circa 4700 m2 bijeen totale hoogte van circa 18 m. Naast deoffici?le ingang van de centrale en b"ubeho-rende voorzieningen bevindt zich in het dien-stengebouw de centrale controleruimte (inelectriciteitsjargon 'de wacht').De niveaus 10,20 m en 13,80 m +NAP (peil= 3 m +NAP) spelen in het gehele ontwerpeen belangrijke rol. Op 10,20 m +NAP bevin-den zich alle hoofdbesturingsverbindingen(zowel in de produktie-eenheden als in hetA.V.- en dienstengebouw). Op 13,80 m +NAP spelen zich de operationele zaken vande centrale af. Dit is ook het niveau waaropzich de controleruimte bevindt. Het niveau isgelijk aan de bovenzijde van deturb'jnetafels.Via corridors met kabelgangen tussen hetA.V.-gebouw, het dienstengebouw en de pro-duktie-eenheden worden besturingssyste-men en machines met elkaar verbonden enzijn alle delen van de centrale gemakkelijk tevoet bereikbaar. ~11? utiliteitsbouw ? constructief ontwerp?Ontwerp van de gevelelementenHet besteksontwerp van de gevel van de pro-duktie-eenheden (fig. 2) schrijft gestapeldeprefab betonelementen voor, 8,40 m lang,3,60 m en 1,20 m hoog en 200 mm dik. Opvoorstel van de leverancier zijn de hoogtengewijzigd in 4,20 m, aangezien geen onover-komelijke problemen tijdens het transportvan de fabriek in Groningen naar de bouw-plaats te verwachten waren.Twee aspecten hebben een belangrijke rolgespeeld in de uiteindelijke detaillering vande bevestiging van de elementen, waaringestapeldeIook de leverancier een belangrijke inbreng @ Aanzicht van de zuidgevelhad. Deze aspecten betreffen:? progressive collapse van de gevel, indiendoor een calamiteit een element wegvalt;? beweging van het staalskelet.Het eerste aspect, de voortschrijdende in-stortingvan de gevel, is even simpel als doel-treffend opgelost door in de horizontale voe-gen van de elementen een RVS T-profiel op tenemen. Bij het wegvallen van een elementwordt het element erboven via dit profiel ver-ticaal gesteund door de twee naastgelegenelementen (fig. 3). Elementen die geen'buurman' hebben, bijvoorbeeld op de hoe-kenvan hetgebouw, zijn metstaalkabels aande staalconstructie bevestigd.? Principe bevestiging gevelelementHet tweede aspect betreft de vervormingvan het staalskelet. Door onder meer wind-belasting, temperatuurinvloeden en kraan-belastingen op bijvoorbeeld de voorzijde vande produktie-eenheden, zal de staalcon-121. schuifbevestiging2. gevelkolom3. valbeveiliging4. excenterdook5. gevelelement6. P.G.V.C. oplegplaat@ 'Exploded view' over bevestiging gevelelementstructie in de zijgevel onafhankelijk van degestapeldegevelelementen moeten kunnenbewegen. Tevens dient in verband met detemperatuurbelasting op deze onge?soleer-de elementen, de bevestiging bij voorkeurstatisch bepaald te worden uitgevoerd.Samen met montage- en fabricagetoleran-ties heeft ??n en ander geleid tot een beves-tiging met een bewegingsmogelijkheid van240 mm horizontaal en 50 mm verticaal.? Montagemateriaal voor bevestiging gevelelementCEMENT1995/2Figuur 4 toont een principeschets van deze Tabel 1schuifbevestigingen, waarbij moet worden Prefab betonsamenstellingenbedacht dat elke plaat -dat wil zeggen 35 m2geveloppervlak-metslechts twee van derge-lijke schoenen (fig. 5) tegen de staalcon-structie wordt afgesteund.De valbeveiliging, het RVS T-profiel in de hori-zontale voegen, is gedimensioneerd om, ingeval van het niet functioneren van eenschuifbevestiging, tevens dienst te doen alshorizontale steun en de windbelasting overte brengen naar het naastgelegen element.BetonsamenstellingenVoor het prefab beton zijn twee alternatievemengsels onderzocht van poederkool-vlie-gasbeton, waarbij als grof toeslagmateriaalLytag in de fractie 4-12 mm is toegepast. Desterkte-ontwikkeling hiervan is vergelekenmetdie van een referentie-grindbetonmeng-sel, vervaardigd met hoogovencement 32,5(de vroegere klasse A) en zand en grind alstoeslagmateriaal.Voor de samenstellingen van het prefab be-ton zijn de volgende prestatie-eisen opge-steld:? sterkte en duurzaamheid minimaal gelijkaan een referentiemengsel bestaande uit359 kgjm3 hoogovencement klasse A en157,5 kgjm3 water;? verwerkbaarheid in consistentiegebied2 of 3;? betonsterkteklasse B 45.In tabel 1 zijn de beide vliegasbetonmeng-sels en het referentie-grindbetonmengselgegeven.Naar aanleiding van de resultaten van hetonderzoek kunnen met betrekking tot de ge-stelde prestatie-eisen de volgende opmer-kingen worden gemaakt:Legenda b? figuur ?1. draadeind M220 RVS2. pOlyethyleen bus3. stalen bus uitwendig 30mm, t ~ 2mm4. teflon schijf5. E.P.O.M. schijf6. stalen schijf 170mm x 12mm7. kunststof isolatiering8. RVS volgring9. moer M2010. schroefhuls11. strip P.v.c.12. stalen schoenCEMENT1.995j2samenstelling referentie-beton alternatief A alternatief Bcement,l (kg/ma) HC-A350 PC-B 260 PC-B 280poederkoolvliegas" (kg/ma) - 80 100water (effectief) (kg/ma) 157,5 160 150absorptiewater (kg/ma) 6 108 108zand (0-5) (kg/ma) 644 848 844grind (4-315) (kg/ma) 1246 - -Lytag (4-12) (kg/ma) - 563 599superplastificeerder" (%) 0,38 1,0 3,1" HC-A: hoogovencement klasse A afkomstig van de CEMIJ te IJmuidenPC-B: portlandcement klasse B afkomstig van de ENCI te Maastricht~ poederkoolvliegas afkomstig van de Maascentrale te Buggenum31 Tilman OFT3, percentage ten opzichte van het cementgewichtVerwerkbaarheid van het referentiemengsel. De betonsterk-De alternatieve samenstellingen vallen wat teklasse B 45 wordt hierbij echter niet ge-betreft de verwerkbaarheid in consistentie- haald. Alternatief Bvoldoet wel aan de sterk-gebied 3. Alternatief Bvertoonde echter een te-eis (fig. 6).plakkerig gedrag, waardoor de verwerkbaar-heid, ondanks de hoge gemeten zetmaat en Duurzaamheidschudmaat, als iets slechter moet worden Met het oog op detoepassing van prefab be-beoordeeld dan van het referentiemengsel. ton als dragende buitengevel (milieuklasseDe verwerkingsduur van beide alternatieve 2) en de bestandheid van poederkoolvlieg-mengsels was korter dan van het referentie- as-Lytagbeton (met portlandcement klassemengsel. Beide alternatieve samenstellin- B) hiertegen, magvoor deze toepassing wor-gen vertoonden op basis van visuele waar- den gesteld dat de duurzaamheid van hetnemingen een geringe mate van wateraf- onderzochte portlandvliegas-betonmengselscheiding. voldoende is.Sterkte-ontwikkelingDe kubusdruksterkte na 28 dagen van alter-natief A blijkt nagenoeg gelijk te zijn aan die? Kubusdruksterkte-ontwikkeling van de prefab betonsamenstellingen60555045403530252015105oo(N/mm')/ii/iiii5..------------------------------------------------------10 15 20- - - - - HC-A 350/-_._._._._.-. PC-B 260/80................................ PC-B 280/100(dagen)25 3013? utiliteitsbouw ? constructief ontwerpStaalconstructie produktie-eenhedenDe opbouw van de draagconstructie van eenproduktie-eenheid is op te splitsen in eendrietal delen: machinehuis, ketelhuis entransformatorgebouw (fig. 7). Deze staal-constructie is ontworpen op een stramien-maat van 8,40 m.In eerste instantie is het ontwerp opgezetmet stijve ladderportalen in het machine-huis; EPON achtte verticale stabiliteitsver-banden ongewenst. In de besteksfase is be-sloten de stabiliteit van het machinehuis enhet ketelhuis te integreren. Hierdoor konworden bespaard op de ladderportalen enwerden de horizontale vervormingen terhoogte van de kraanbanen beperkt.Het ketelhuis bestaat hoofdzakelijk uit een?immens ketelstatief met daaraan en daar- CD Bovenaanzicht dak/verdiepingsvloer produktie-eenhedentussen de liggers voor de verschillende roos-tervloeren metdrums en overige installaties. ? Doorsnede machinehuis-ketelhuis produktie-eenhedenHet dak van het machinehuis, bestaande uitprefab betonplaten, wordt ondersteund doorvakwerkliggers met een overspanning vancirca 25 m (fig. 8), een stijf stabiliteitsver-band dat als verende steun voor de portalendient.Als staa1kwaIiteit is hoofdzakelijkFe 360 toe-gepast. De vakwerkliggers van het machine-huisdak zijn om economische redenen uitge-voerd in Fe 510.De vijf eenheden zijn gedilateerd in drie blok-ken: twee eenheden aan elkaar aan de uit-einden en een op zichzelf staande eenheidin het midden.Het stalen statief van de stoomketels (ko-lommen yf 1200 mm met een hoogte vancirca 48 m en een maximale massa van bijna50 t) vormt de ophanging voor de 70 ketel-modules, die in elke eenheid worden gemon-teerd.Vanuit het ketelstatief wordt de staalcon-structie van het machinehuis steeds in por-talen opgebouwd, onafhankelijk van destaalbouw van het ketelhuis (foto 9). Destaalconstructie voor het ketelhuis is eigen-lijk niet meer dan een 'omkleding' van het ke-telstatief.Ten slotte wordt het transformatorgebouwgemonteerd, steeds na montage van de pre-fab gevel aan de voorzijde.? Uitvoering van de staalconstructie, metop de voorgrond de kolommen voor de turbi-netafels14, , ,ImiI , II I II I II ! ' ,Ij I \ I, I I I I I ,'8' I')1'I I I I I I ,, I I I I I II I I I I I ,I I 1 1@] I I I1/ 1 \ 1 I I Imachinehuis ketethuisCEMENT1995/2Prefab gevels en dakenNa de voltooi?ng van een gedeelte van destaalconstructie werd begonnen met de da-ken en gevels van de produktie-eenheden.De montage van de gevelelementen volgdena de dakbeplating van de machinehuizen.De montagevolgorde van de geveIelemen-ten was uiteraard direct gekoppeld aan devoortgang van de staalconstructie.Gelet op de grote hoogte waarop diende teworden gewerkt (dak machinehuis 35 m +NAP en dak ketelhuis 54 m +NAP), verdien-de de veiligheid alle aandacht. Dooreen goe-de planning van hijs- en werkgebieden (di-rect bepalend voor de logistiek op de bouw-plaats) kon het risico op ongevallen als ge-volg van onvoorziene situaties goed wordenbeheerst.De enorme gevelelementen voor de westge-vel van de ketelhuizen (massa circa 15 t per?LEEUWARDEN-r~ EEMSCENTRALE'\ ~"\GRONINGEN \\ ~1';(.~r~ :>"k--.(\~ ~~ ?,'\: