themaVliegassilo met omgekeerde cone5201022themaEnergiecentrale Electrabel op de Maasvlakte (2)Vliegassilomet omgekeerdecone1Energiebedrijf Electrabel (Groep GDF SUEZ) realiseert een nieuwe energiecentrale op deMaasvlakte in Rotterdam. Het betreft een ultramoderne biomassa-kolencentrale meteen vermogen van 800 MW. De rookgassen die bij de productie van elektriciteitvrijkomen, worden in een aantal stappen gereinigd en voldoen aan het einde van hetproces aan zeer strenge eisen. Een van de eerste stappen is het elektrostatisch filterenvan de grotere delen: de vliegas. De vliegas wordt opgeslagen in een silo en hergebruiktin onder andere de betonindustrie.Vliegassilo met omgekeerde cone 52010 2369600+badfly-ashsilofly-ashsilofly-ashsilogypsumsilolimestonesilo1limestonesilo136360+Mississippihavenkadeconstructieinstallatiescone48100+34000+64847+15700+FunderingDe vliegassilo heeft een hoogte van 70 m en een diameter van25 m. Hij is van het type `reversed cone', dit betekent een conein het midden met de punt omhoog (fig. 3). Deze cone geleidtde vliegas naar de buitenrand. Het totale gewicht van de silobedraagt gevuld circa 660 MN (rekenwaarde). De belastingwordt via de cone en de wand afgedragen naar een funderings-plaat. Vanwege de grote geconcentreerde belastingen vanuit dewand wordt deze plaat op 26 losstaande diepwandpanelen(baretten) gefundeerd (fig. 4). Per baret wordt een verticalebelasting opgenomen van circa 27 500 kN (rekenwaarde).De vliegassilo ligt direct achter een kadeconstructie. Deze kadebestaat uit een op een combiwand gefundeerde, ruim 6 m hogekokervormige betonconstructie (fig. 4). De combiwand isverankerd met trekelementen: MV-palen, die onder 45 gradenzijn ge?nstalleerd. De MV-palen lopen onder de silo, door hetbarettenpatroon (fig. 6). In het ontwerp is de locatie van baret-ten afgestemd op de as-built gegevens van de MV-palen. Bij derisicoanalyse is benoemd dat de werkelijke positie van deMV-palen kan afwijken van de as-built gegevens. Voorafgaandaan de plaatsing van de baretten, zijn de MV-palen opgezocht.De baretten zijn geplaatst in het gebied waar de MV-palen geentrekkracht aan de grond afdragen.De vliegassilo ligt direct naast een eveneens nieuw te bouwengipssilo. Hierdoor is het spanningsniveau in de ondergrondniet uniform. Aan de zijde van de kade ligt de waterbodem opcirca NAP -20 m, aan de landzijde op NAP +5 m. Deze onba-lans kan aanleiding geven tot het scheefzakken van de silo. Ditfenomeen is onderzocht met een aantal Plaxis-berekeningen.Hieruit bleek dat de baretten gemiddeld 25 mm zakken. Deverschilverplaatsing is 4 mm. Over de diameter van 25 m geeftdat een rotatie van 1 op 6250 (fig. 5).In eerste instantie was het plan de vloer midden onder de silote dilateren van de fundering onder de silowanden. Hiermeezou de fundering onder de silowanden door de hoge geconcen-treerde belastingen zonder extra spanningen vrij kunnenvervormen. Onder de cone van de silo worden echter de nodigeinstallaties geplaatst. Door leidingen is de installatie gekoppeldaan de silo. Vervormingsverschil tussen proces en constructievan de silo is daardoor niet of nauwelijks toegestaan. Daarom isin tweede instantie gekozen de vloer onder de cone te latendragen door de fundering onder de silowanden.De vloer onder de cone en de silo zelf hebben hierdoorhetzelfde gedrag en verschilvervorming wordt voorkomen.Op de baretten is een ringbalk gestort met een dikte van 2 enlokaal 3 m (fig. 4). Gekozen is de vloer uit te voeren metlambda-brugliggers. Op de ringbalk worden de lambda-liggersgeplaatst. Vervolgens wordt de bovenvloer er overheen gestort,23Rutger Veldhoen,ir. Maarten BaanVisser & Smit Bouw1 Nieuwe energiecentrale op de Maasvlakte in aanbouwfoto: Jan Bezemer2 Artist impression van de nieuwe kolencentrale3 Aanzicht van de silo's en doorsnede van de vliegassilothemaVliegassilo met omgekeerde cone5201024Mississippihavenkadeconstructielambdaliggersringbalkdiepwand baretten4 Fundering van de vliegassilo5 Vervorming van de bodem ter plaatse van de siloen een zeer hoog silorendement te bereiken met een minimumaan `dode' inhoud. Volgens de leverancier zou de silo op dezewijze voor meer dan 99 % kunnen worden geleegd. Ter vergelij-king: bij een `centrale cone'-silo is dit soms minder dan 70%.Tijdens het ontladen ontstaan stroomkanalen per sectie. Persectie wordt de vliegas onttrokken gedurende een tijdsperiodevan 10 ? 15 minuten, waarna de volgende sectie wordt aange-sproken. Hierdoor ontstaat een verlopend moment in de silo-wand. Deze stroomkanalen zorgen voor grote lokale momen-ten en dwarskrachten in de wand.Om de combinatie van de temperatuurbelastingen, de lokaleverstoringen van ringwerking door stroompijpen en de grotebelastingen op te kunnen nemen, wordt de silowand voorge-spannen en traditioneel gewapend. De voorspanning neemt deringkrachten op en de traditionele wapening vooral de lokaleverstoringen. De strenge scheurwijdte-eisen voor de silo (kust-gebied) in combinatie met de grote belastingen leiden tot eenzwaar gewapende constructie. Het was een moeilijke opgave devoorspanwapening ?n de traditionele wapening te plaatsen incombinatie met de aanwezige voorzieningen voor de glijbekis-ting (klimstaven, jukken e.d.).Uitvoering bovenbouwDe bovenbouw wordt met een glijbekisting uitgevoerd. Dit iseen continu proces; dagelijks wordt 3 m gegleden. Een goedelogistiek is van groot belang. Elke verstoring in de aanvoer vanbeton, wapening, voorspanning en in te storten voorzieningenmaar ook in de plaatsing daarvan, vertraagt de voortgang. Er isveel aandacht besteed aan aanlevering van de wapening. Leve-ring geschiedt niet per type maar is afgestemd op wat wanneermoet worden aangebracht.Het aanbrengen van de voorspanwapening is een aparte disci-pline. Tijdens het glijden worden de omhullingbuizen en despankoppen aangebracht. Na het glijden worden de voorspan-strengen ingeschoten en wordt de voorspanning aangebracht.De omhullingbuizen worden in delen van 6 m aangebracht enaan elkaar gemonteerd. Een risico is de verbinding van deonderlinge delen van de omhullingbuis. Bij een lekkage van deverbinding zou cementwater in de omhullingbuis kunnenlopen. in dat geval zou de voorspanning niet kunnen wordenaangebracht.Er is veel aandacht besteed aan de hulpwapening waarop deomhullingbuizen worden aangebracht. Voorafgaand aan hetglijden worden de posities van de omhullingbuizen op de hulp-wapening aangegeven, zodat de buizen tijdens het glijdendirect kunnen worden weggelegd.onder de lambda-liggers wordt een vrije ruimte van circa200 mm ten opzichte van de ondergrond gerealiseerd omzetting van de buitenring mogelijk te maken zonder dat demiddenplaat op de ondergrond gaat dragen.Constructie bovenbouwVliegas is een verbrandingsproduct en heeft bij het storten inde silo een temperatuur van 150 ?C. Deze temperatuur zorgtvoor grote temperatuurbelastingen op de betonconstructie endaarmee spanningen door verhinderde vervormingen. Over dewanddoorsnede treedt een temperatuursgradi?nt op van circa100?C. Ter plaatse van de cone-oplegging in de wand wordenhoge horizontale belastingen afgegeven. Op dit niveau bevindtzich tevens de overgang van het warme bovendeel van de silonaar het koele onderste gedeelte, dat de omgevingstemperatuurheeft. In dit gebied zijn de spanningen in de constructie danook het hoogst.Bij silo's en tanks is de belasting op de wand doorgaans alzijdig.De krachten die optreden zijn in hoofdzaak ringtrekkrachtenen randstoringen. Bij een vliegassilo spelen daarnaast ookandere aspecten een rol. De vliegas wordt aan de onderzijdevan de silo ontladen. Tegen de wand zijn luchtinjectiebeddengeplaatst die in 16 secties zijn te bedienen. Door de vliegas insecties te flu?diseren is het mogelijk de silo gelijkmatig te legen45Vliegassilo met omgekeerde cone 52010 25Mississippihavenkadeconstructie12050 12050MV-palen6003400baretringbalkPRECAST ELEMENT15?60?6 De MV-palen lopen onder de silo door het barettenpatroon,in dit geval bij de gipssilo7 De elementen rusten verticaal op een verjonging van de wand8 De prefab elementen van de cone rusten tijdelijk tegen een stalen krans400 mm boven de cone. Door deze wandreductie in het glij-werk mee te nemen kan een dure ondersteuning voor de coneelementen worden bespaard. De verjonging wordt gerealiseerddoor bij de verjonging vulkisten van 400 mm dikte te plaatsen.Horizontaal rusten de prefab elementen tegen een stalen kransdie op een aantal torenkraanelementen is gemonteerd (fig. 8).Na verharden wordt deze hulpconstructie verwijderd.Er is voor gekozen het glijden te faseren om de cone-elementenaan te kunnen brengen. Het glijden stopt zodra de silowandcirca 2 m boven de cone gereed is. De glijbekisting wordt`gelost' door de bekisting zover door te vijzelen dat hij vrij komtvan het stortvlak. Zo wordt voorkomen dat de bekisting doorverharding vast komt te zitten aan het beton. De glijploeg staptop dat moment over op het glijden van de nabijgelegen gipssiloen komt pas weer terug als de gipssilo is gestort. In de tussen-tijd wordt de cone geplaatst en aangestort.Uitvoering dakHet dak van de silo wordt opgebouwd uit betonnen balken dievan wand naar wand overspannen. De balken liggen op inkas-singen in de wand. Zo wordt bespaard op kostbare stalenschoenconstructies. Op de balken worden zelfdragende breed-platen toegepast. De wanden worden hoger doorgegleden zodatgeen randbekisting hoeft te worden toegepast. Het dak moetgegarandeerd waterdicht zijn in verband met de hygroscopi-sche eigenschappen van de vliegas. De voorspankabels worden bij de `lisenen' afgespannen.Lisenen zijn verdikkingen van de wand, waar de spankoppenbuiten de wand worden gebracht. De spankoppen worden alselementen geprefabriceerd. De elementen kunnen tijdens hetgijden eenvoudigweg worden gestapeld.Door de voorspanning mag niet worden geboord in de wand.Daarom is veel aandacht besteed aan de plaatsing van sparin-gen en in te storten voorzieningen. Dit geldt voor de logistiektijdens het glijproces en voor de maatvoering. Hiervoor geldenscherpe toleranties. Voor de silo in zijn geheel en voor de in testorten onderdelen is de tolerantie 25 mm.Uitvoering coneDe cone heeft een hoogte van circa 21,5 m en kan niet meeworden gegleden. De cone is moeilijk uit te kisten. Daarom isgekozen hem uit te voeren in prefab beton. Het gewicht van deprefab elementen is afgestemd op de capaciteit van de kraan. Erzijn 24 elementen van circa 40 ton toegepast. De elementenrusten verticaal op een verjonging van de wand (fig. 7); dedikte van de wand verjongt van 800 mm onder de cone tot PRojectgegeVensopdrachtgever Electrabel Nederland NVopdrachtnemer Visser & Smit Bouw BVuitvoering glijwerk Gleitbauuitvoering voorspanning Dywidag Systems International (DSI)adviseur grondmechanica MOS grondmechanicaadvies constructie Witteveen & Bosoplevering augustus 2011678