C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gU t i l i tei t sb o u wcement 2005 422De civiele constructie van de nieu-we centrale (foto 1) bestaat uitzeven bouwdelen:? bouwdeel 1 is de storthal, hierwordt het afval aangevoerd. Ditis het enige bouwdeel dat gro-tendeels uit prefab onderdelenis opgetrokken;? bouwdeel 2 is de afvalbunker;? bouwdelen 3 en 4 zijn het ketel-huis en het bijbehorende dien-stengebouw, hier bevinden zichde verbrandingsovens;? bouwdeel 5 is het turbinege-bouw, hier wordt de elektriciteitopgewekt;? bouwdeel 6 bevat de rookgasrei-nigingsinstallatie? bouwdeel 7 is de schoorsteen.In dit artikel wordt nader inge-gaan op het ontwerp van de afval-bunker.V o r m g e v i n g b u n k e rDe afvalbunker is in principe eengrote stijve betonnen doos, meteen licht stalen dak. De vloer meteen oppervlak van 44 x 30 m2bestaat uit een 1 m dikke beton-Hoogrendement Afvalenergiecentrale, gemeente AmsterdamVan afval tot duurzame elektriciteiten hoogwaardige bouwstoffening. R.A. S?nnen, Cumae bvIn het westelijk havengebied van Amsterdam wordt door het Afval EnergieBedrijf van de gemeente Amsterdam en ICFC, de ingenieurscombinatieFichtner-Cumae, gewerkt aan een uitbreiding van de bestaandeAfvalenergiecentrale (verwerkingscapaciteit 850 000 ton brandbaar stedelijkafval per jaar + 100 000 ton zuiveringsslib). Het betreft hier de nieuwbouwvan de eerste Hoogrendement Afvalenergiecentrale (HR Centrale) ter wereld,met alle daarbij behorende voorzieningen en een verwerkingscapaciteit van530 000 ton brandbaar stedelijk afval.Het doel van de HR Centrale is maximalisatie van de energieprestatie en pro-ductie van hoogwaardige bouwmaterialen. Dit komt onder meer tot uiting inde wezenlijke vermindering van broeikasgassen door een hoge duurzameelektriciteitsproductie en door optimaal gebruik van de reststoffen in de vormvan hoogwaardige bouwmaterialen. Zo heeft deze nieuwe HR Centrale eenhoger elektrisch rendement dan de gemiddelde kolengestookte centrale in dewereld. Het elektrisch rendement van de HR Centrale is 30%.De thermische capaciteit per verbrandingslijn is 93,3 MW bij een nominaledoorzet van 33,6 ton huisvuil per uur. De oplevering van de nieuwe HRCentrale staat gepland voor eind 2006.1 |Luchtfoto bouwplaatsfoto: de Jong luchtfoto-grafieC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gU t i l i tei t sb o u wcement 2005 4 23plaat op een palenraster. Om de49 m hoge wanden met een diktevari?rend van 1200 tot 400 mmvoldoende stijfheid te geven, zijnlangs de lange zijden van de doospenanten aangebracht (fig. 2 en3).De dwarsdoorsnede van de nieu-we afvalbunker komt grotendeelsovereen met die van de bestaandebunker, met uitzondering van hetgedeelte boven +32 m. Op eenhoogte van +32 m rijdt een afval-kraan die zowel de bestaande alsde nieuwe bunker kan bedienen.Op +42 m rijdt een kraan die hetafval verdeelt over de nieuwe ver-brandingsovens.Aan de voor- en achterzijde bevin-den zich vanaf een hoogte van+25 m twee uitkragende gedeel-ten, bedoeld voor het onderhoudaan de kranen (fig. 4).Gezien de omvang van de geheleconstructie en de verscheidenheidaan belastingen is de gehele bun-ker als 3D-model in de computeringevoerd. Hierdoor kunnen allebelastingen eenvoudig met elkaarworden gecombineerd.R a n d v o o r w a a r d e nVanwege het specifieke gebruikhadden de volgende randvoor-waarden invloed op de vormge-ving en de berekeningen:? de betonwanden moeten zonderte worden beschadigd eeninslag van de afvalgrijper kun-nen weerstaan;? het meeste afval is brandbaar;een binnenbrand is niet uit tesluiten;? de bunker is een grote openruimte, waar vanwege de groteopeningen ongeveer de buiten-temperatuur heerst. Directnaast de bunker bevinden zichde verbrandingsovens. Voor descheidingswand (wand F) hier-tussen is een temperatuurbelas-ting in rekening gebracht;? op +42 m is een extra kraanvoorzien. Als ontwerpeis geldtdat het horizontale vervor-mingsverschil tussen de tweekraanbanen maximaal 25 mmmag bedragen. Tegen de langs-wand ter plaatse van de verbran-dingsovens (wand F) kunnengeen extra penanten wordenaangebracht.KraaninslagHoewel de kraangrijpers, die voleen massa hebben van circa 254 |Langsdoorsnede afval-bunker ter plaatse vanas F2 |Horizontale doorsnedeafvalbunker3 |Dwarsdoorsnede afval-bunkerD E F G38494938D E F G+25000+49660-1600+42000+32000C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gU t i l i tei t sb o u wcement 2005 424ton, beveiligd zijn tegen verkeerdebewegingen is in het ontwerp vande bunkerwanden wel rekeninggehouden met een eventuele grij-perinslag tegen de bunkerwand.Om te voorkomen dat de hoofd-wapening hierdoor bloot komt teliggen, is voor het werkgedeeltevan de grijpers (tot +20 m) de dek-king verhoogd tot 70 mm, voor-zien van een extra wapeningsnetom te voorkomen dat stukkenbeton loskomen.BrandbelastingIn de meeste gevallen zal eenbrand snel gedoofd zijn door hetaanwezige blussysteem. Voor hetonderste deel van de bunker istoch gerekend met een tempera-tuurbelasting van 100 ?C doorbrand. De hierbij behorendemomenten (500 kNm bijd = 500 mm tot 2900 kNm bijd = 1200 mm) zijn met een veilig-heidsfactor 1,0 gecombineerd metalle andere belastingen. Hierdooris aan de buitenzijde van de wan-den, waar de momenten elkaarversterken, extra wapening nodig.In de buitenzijde van de hoekenontstaan inklemmingsmomentenwaarop moet worden gewapend(fig. 5).TemperatuurbelastingDe bunker volgt door de velegrote sparingen de buitentempe-ratuur redelijk. Bij de langswandter plaatse van het ketelhuis, zalde temperatuur over het alge-meen veel hoger zijn. Uit onder-zoek bij de bestaande installatieis gebleken dat de luchttempera-tuur ter plaatse van de wand inde zomer kan oplopen tot circa50 ?C en in de winter tot circa24 ?C. Voor de wand is gerekendmet een luchttemperatuurver-schil van maximaal 28 ?C. Doortoepassing van mechanische ven-tilatie is dit gewaarborgd. Dezetemperatuurbelasting zorgtervoor dat de wand een krom-ming ondergaat, waarvoor extrawapening nodig is. Deze krom-ming heeft ook grote invloed op6 |Binnenaanzicht afvalbun-ker, links wand D, rechtswand E5 |Momenten als gevolgvan belastingsgevalbrand (niet op schaal)bunker volbrand+C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gU t i l i tei t sb o u wcement 2005 4 25de vervormingseis van 25 mmvoor de kraan op +42 m.Vervormingseis kraanbaanDe vervormingseis van de kraan-baan op +42 m van maximaal 25mm tussen de langswanden isvoor de betonconstructie eenstrenge eis, gezien de wandhoogtevan 43,6 m. Dit komt overeen met1/3500 voor de wand. Daarbijmoeten de kranen onder alleomstandigheden kunnen rijden,waardoor de belasting ervan moetworden gecombineerd met alleoverige variabele belastingen,waaronder temperatuur en wind.Aan deze vervormingseis kan zon-der aanvullende maatregelen nietworden voldaan.Gezien de opbouw van de bunkeris te verwachten dat de wand in asF veel meer zal vervormen dan diein as D. Uit beschouwing van hetcomputermodel blijkt dit ook hetgeval te zijn. Hieruit kan wordenafgeleid dat de grootste winst inde vervorming te halen valt bij dewand in as F. Deze wand, met eenlengte van 60 m en een hoogtevan 24 m, wordt verticaal onder-steund door een prefab balk opvier penanten. De balk bestaat uitdrie prefab onderdelen die meteen natte knoop tot een doorgaan-de ligger worden verbonden. Dewand wordt horizontaal gesteunddoor de vier grote penanten (fig.4). Deze vormen tevens de scho-rende constructie voor de gehelewand.Zoals reeds eerder vermeld washet niet mogelijk extra penantenaan te brengen. De stijfheid moestdus op een andere manier wordenverhoogd. Uit verschillende onder-zoeken is gebleken dat de wand inelk geval ongescheurd moet blij-ven opdat de fysisch niet-lineairevervormingen niet te veel toene-men. Derhalve wordt de wand van+25 m tot +49 m verticaal voorge-spannen, zodat deze altijd onderdruk blijft. Deze berekening is zouitgevoerd dat er in de BGT-fasegeen verticale trekspanningoptreedt en in de UGT-fase eenmaximale trekspanning van fbm.Hiervoor wordt gemiddeld elke500 mm een 19-strengs voorspan-kabel aangebracht, wat resulteertin een voorspankracht van circa7500 kN/m.Hoe dunner de wand, hoe gevoeli-ger deze is voor een afwijking inde positie van de voorspanning.Zo gaat bij een wand van 400 mmbij een afwijking van 33 mm, 50%van de voorspanning verloren.Aangezien de wand met een glij-kist wordt uitgevoerd, is enigetolerantie noodzakelijk. Beslotenis de wand 600 mm dik te maken.Met de wanddikte neemt ook deinvloed van de temperatuurbelas-ting toe, waardoor de kromminggroter wordt. Dit valt echter wegtegen de positieve effecten van deextra wanddikte.Om het zwaartepunt van de voor-spanning te laten samenvallenmet het zwaartepunt van de wand-doorsnede inclusief penanten,wordt het achterste deel van depenanten (naast as G) ook voor-zien van vier voorspanstrengen.Door het voorspannen ontstaatwel het gevaar op lokaal uitknik-ken van de wand. Hiertoe is eenknikberekening uitgevoerd met deaanwezige horizontale vloerschij-ven als kniksteun.Ter plekke van de uiteinden vande uitkragende delen zijn extravoorzieningen nodig. De wandwordt hier gesteund door tweegrote stalen vakwerken die dewand daar meer stijfheid geven,waardoor de wand vlakker blijft enaan de bovenzijde minder ver-vormt (fig. 7).Door het nemen van deze maatre-gelen wordt voldaan aan de ver-vormingseis van 25 mm.Er is in de wand een flinke hoe-veelheid wapening nodig, 350 ?400 kg/m3. Een aardige hoeveel-heid voor een betonwand van600 mm. Projectgegevensopdrachtgever:Afval Energie Bedrijf, Amsterdamarchitect:Visser en Withag, De Steegtotaal advies:Ingenieurscombinatie Fichtner-Cumaeadviseur constructie:Cumae bv, Arnhemhoofdaannemer:Ballast Nedam Infra, Nieuwegein7 |3D-model afvalbunker