IUTILITEITSBOUW ICONSTRUCTIEFONTWERP IPREFABBETON ISTRAALVERBINDINGSMASTIN PREFAB BETONing.S.Doornbos. Ingenieursbureau Boorsma bv, AmersfoortTot voor kort werden straalverbindingsmasten van PTT-Telecom uitgevoerd alsstalen vakwerk- ofbuismasten. De eis van een beperkte toelaatbare hoekverdraaiingvan de mast leidt hierbij tot overdimensioneren wat de sterkte betreft. Tevens zijnvoor deze masten trekpalen nodig.Als gevolg van opgelegde planologische en esthetische randvoorwaarden diendevoor de mast te Heerenveen te worden uitgegaan van een betonnen buismast 0 2 mmet een hoogte van 34,5 m. Deze randvoorwaarden kwamen de constructieveuitwerking zeer ten goede door de grote mate van buigstijfheid en het niet hoeventoepassen van trekpalen. Het constructiefontwerp bestond uit 14 prefab betonnenringen met een hoogte van 2,5 m.Door een zorgvuldige voorbereiding kon de bouw in een uiterst korte tijd wordengerealiseerd, waardoor mede de bouwkosten lager uitvielen dan die van eenvergelijkbare stalen buismast.Met de gekozen buismast in prefab be-ton kan aan het gestelde stijfheidscri-teriumwordenvoldaan, zodat geenver-dere bijzondere prijsverhogende maat-regelen behoefden te worden getroffen.Toepassing van het materiaal staal zouechter teveel associaties oproepen metindustri?le activiteiten, hetgeen in dewoonomgeving niet gewenst was, zodatuiteindelijk werd gekozen voor eenslanke betonnen buismast met een uit-wendige diametervan 2 m en een hoog-te van 34,5 m. Een stalen opbouw voor-zien van paraboolantennes brengt demast tot circa 50 m hoogte. Dit voorstelwerd uiteindelijk door de welstands-commissie goedgekeurd, waarna metdetechnische uitwerking kon worden be-gonnen.Planologische en esthetische rand-voorwaardenDe te bouwen straalverbindingsmast teHeerenveen diende, mede met het oogop veiligheid en onderhoud, te wordengerealiseerd op de bestaande locatie vanHet gebruik van telecom-municatie is, vooral in de laat-stejaren,inhoog tempo toege-nomen.Het groeiend gebruik van computer-netwerken, telefax, autotelefoon enelektronisch betalingsverkeer, alsmedetoenemend telefoonverkeer vragen omeen drastische uitbreiding van de be-staande transmissiecapaciteit. PTT-Te-lecom dient deze vergroting van trans-missiecapaciteit te realiseren binnenscherp gestelde randvoorwaarden tenaanzien van tijd en kwaliteit om de'groei in de markt' voor te kunnen blij-ven. OntwerpcriteriaEen groot gedeelte van het telecommu- Opdat een straalverbinding optimaalnicatieverkeer wordt afgewikkeld via kan functioneren, is voor de parabool-het glasvezelnetwerk. Daarnaast wordt antennes slechts een zeer geringe hoek-in toenemende mate gebruik gemaakt verdraaiing tot maximaal 0,50toelaat-van straalverbindingen. baar. Deze randvoorwaarde stelt bijzon-Door voor de afwikkeling van het com- f - - - - - - - - - - - - - - - - J dere stijfheidseisen aan de constructie.municatieverkeer verschillende trans- 1 De voltooide PTT mast in Bij een stalen buismast leidt dit vrijwelmissiewegen en -vormen te kiezen, Heerenveen onvermijdelijk tot een zwaardere (=wordt de storingsgevoeligheid kleiner '-------------------' duurdere) constructie dan voor deen de beschikbaarheid van het telecom- sterkte strikt noodzakelijk zou zijn. Demunicatie- en datanet dus groter. PTT-Telecomaan deKleine Kerkstraat, optredende vervormingen kunnen bin-De verdeling over verschillende trans- hoek K.R.Poststraat (foto 1). nen de gestelde grenzen alleen wordenmissiemiddelen verhoogt dus de be- Aanvankelijkwerd op basis van ervaring gerealiseerd door beperking van detrouwbaarheid van de zo belangrijke en economie uitgegaan van een stalen spanning in het materiaal, met anderecommunicatieverbindingen. vakwerkmast. Een dergelijke construc- woorden: een dikkere en dus duurderetie werd in de directe omgeving met buiswand.hoofdzakelijk woonbestemming ~aagbouw), echter niet als passend be-schouwd. In nauw overleg tussen op-drachtgever, architect en de gemeentewerd daarop gekozen voor een rondebuismast.28 Cement 1990 nr. 11Rekening houdend met de grootste spa-ringen in de constructie (gaines terplaatse van koppelmoffen), resulteerdedit in een betonvoorspanning van 7,69N/mm2? De maximale betonspanningals gevolg van het eigen gewicht van demast bedraagt aan de onderzijde van demast 1,05 N/mm2? Tenslotte bedraagtde optredende betonspanning door hetmoment ten gevolge van windbelasting(inclusiefeen uiteraard gering tweede-orde effect): + of- 8,24 N/mm2?De maximale voegspanning bedraagthierdoor 16,98 N/mm2en de minimalevoegspanning 0,5 N/mm2?Als gevolg van de noodzakelijke deur-opening in het onderste element looptde maximale drukspanning op tot 20,94N/mm2en bedraagt de maximale be-tontrekspanning 1,68 N/mm2? Dezespanningen zijn voor B45 toelaatbaar.De betonspanning tengevolgevaneigengewicht en moment neemt uiteraard afmet toenemende hoogte, waardoor inde bovenste betonringen een kleinerevoorspanning mogelijk is. De verdelingvan voorspanstaven is daardoor als volgtopgebouwd: 8 staven over de volledigeDe elementen zijn gekoppeld met 14voorspanstavenFeP 1030,032 mm,vol-gens het Dywidag-voorspansysteemmet schroefdraadvoorspanning.Voor de voorspanstaven bedraagt debreukkracht per staaf828 kN, zodat demaximale werkkracht op 65 % van debreukkracht dus 538 kN bedraagt en detotale voorspankracht derhalve 7532kN.Constructieve aspectenDe mast is tot 34,5 m + maaiveld opge-bogwd uit 14 prefab betonringen meteen uitwendige diametervan 2m eneenwanddikte van 0,2 m. De hoogte be-draagt, mede met het oog op produktieentransport, derhalve 2,5 m per ring (fo-to 3). De elementen zijn voorzien van debenodigde schroefhulzen voor de be-vestiging van klimladder, tussen-bordessen en kabelgoten, alsmede vangaines voor het doorvoeren van voor-spanstaven. De sterkteklasse van deelementen is B 45.In het begin van dejarenzeventig zijn inopdracht van de P1T reeds vier mastenin beton gerealiseerd. Voornamelijk uittechnische overwegingen werd destijds=i:==$i==$i====?1 gebruik gemaaktvan inhetwerkgestortbeton en de masten werden gebouwdmet een glijbekisting. Deze relatiefduremethode werd dan ook snel verdrongen====~==i=$===:;=1 door volledig geprefabriceerde stalenbuismasten en stalen vakwerkmasten.. Ingenieursbureau Boorsma heeft voorde mast te Heerenveen een constructievoorgesteld, bestaande uit prefab beto-nelementen die in het werk werden ge-. stapeld en voorgespannen (fig. 2).De betonwarenindustrie in Nederlandheeft zich in relatief korte tijd tot eenhoog niveau ontwikkeld, waardoor zeerstringente eisen aan kwaliteit en maat-voering kunnen worden gesteld. Medehierdoor is voor de prefab oplossing ge-kozen.Een bijkomend voordeel bij toepassingvan hoogwaardig beton vormt het ge-ringe onderhoud aan de mast.me kruipluikhorizontale beu IsI.b.v. bevestigingkabelsstalen afdekkinloo rails met aan-de sporten en vat be-voiligingschar.hto bouw inprefab betonelement",sldlen bordes3 Montage van de 2,S m hogebetonelementenfoto: Johan Witteveen, Heerenveen16002000200275 I. 7727~5stalen steiring*150.10 ~voorzien van gaten t. bv~klokverankering 2 Langsdoorsnede van de toren en50IXJ een dwarsdoorsnede over het-=------tf onderste elementbetono stor tin Jflo'erafschot met raeen gootvertikale beuge~t.b.v. bevestiging kabe4100+500"1500"Cement 1990 nr. 11 29ILUT_IL_I_TE_I_T_SB_O_UW I UITVOERINGSTECHNIEK IPREFAB BETONConusweerstand in MN/m2 ---...10 200.00 h~;;m;j,-~;;f--+--j-t---t--t-t-T-+--j-t-T--ivoorgeboo d4 Resultaat bodetnonderzoek 5 Montage betoneletnent voorzien van voorspanstaven enkoppeltnoffenredenen werd echter gekozen voorloodpalen, waardoor de palen een ge-ring buigend moment moeten opne-men. Met behulp van enige extra paal-wapening is dit mogelijk.Een bijkomend voordeel als gevolg vanhet relatiefzware eigen gewicht van debovenbouw, vormt de uitsluitend opdruk belaste paalfundering.Bij stalen buismasten met een relatieflaag eigen gewicht dienden in het verle-den steeds lange en duurdere trekpalente worden toegepast, tot circa 350 kNtrek.UitvoeringNadat de vier Fundex-palen vanaf hetbestaande maaiveld waren vervaardigd,is de bouwput ontgraven tot 1,50 m -Peil. Hierna is de funderingspoer 5 x 5 x1m3aangebrachtvan 1,50m-totO,5m-Peil. Na voldoende verharding van debetonpoer is met de opbouw van demast begonnen.De 14 prefab betonringen voor de mastzijn na zorgvuldige selectie en een ui-terst nauwkeurige en gedegen voorbe-reiding vervaardigd door Hibex BV teGroningen.De voorbereiding en controle tijdens deproduktie en montage van de ringenheeft zich vooral geconcentreerd op demaatvoering en maatvastheid, zoalshaaksheid boven- en ondervlak ten op-zichte van de wand, evenwijdigheid bo-ven- en ondervlak, evenwijdigheidwandvlakken, vlakheid boven- en on-dervlak, cirkelvormenz., meteen uiterstgeringe tolerantie van +of- 2 mmo Aande bovenzijde werd elk element voor-Om het optredende buigend moment zien van drie schroefhulzen die tevensten gevolge van windbelasting op de als hijsvoorziening dienden. Tijdens demast te laten resulteren in normaalbe- montage werden hierop drie centreer-lasting op de palen (trek- druk systeem), \ - - - - - - - - - - - - - - - 1 doken bevestigd, waarop een volgendwerd aanvankelijk gedacht aan schoor- 7 Tijdens de tnontage diende de element met drie centreersparingenaanpalen. Vanwege uitvoeringstechnische steiger 'tnee te groeien' de onderzijde werd aangebracht.FunderingDefundering vande mastbestaatuiteenbetonpoer van 5 x 5 m2met een diktevan 1m, aangebracht op vier grondver-dringende, trillingsvrij in de grond ver- 1- _vaardigde Fundex-palen, schacht 0380mm, paalpunt 0 450 mm en een basis-niveau van 8,5 m - maaiveld, voor een 1-----------------maximaal toelaatbare paalbelasting van880 kN (fig. 4).Deop grondvanhetuitgevoerde grond-onderzoek noodzakelijke paalfunde-ring diende op slechts 1 m afstand vaneen op staal gefundeerde belending teworden gerealiseerd, waardoor een tril-lingsvrij en grondverdringend paalsys-teem noodzakelijk was. De wens tot eengrondverdringend paalsysteem werdechter mede ingegeven door de vervor-mingseisen in verband met de noodza-kelijke veerstijfheid van de fundering inrelatie tot de maximaal toelaatbaar ge-achte hoekverdraaiing van de boven-bouw. Het Fundex-systeem voldoet aanal deze voorwaarden.masthoogte, dus in alle 14 elementen, 2staven tot en met de bovenkant van hettOe element en tenslotte 4 staven tot enmet de bovenkant van het Se element.Als basiswapening voor de prefa-belementen is zowel aan de buiten- alsaan de binnenzijde een kruisnet 0 6 -150 mm toegepast. Ter plaatse van deboven- en onderrand van elk element,alsmede voor het onderste element (metdeursparing), is uiteraard enige additio-nele wapening toegepast.30 Cement 1990 nr. 11STAMPVOLLEBE ONM RKT 1990OVERZICHT VAN HET NIEUWS OP DE EXPOSITIEDit jaar zal de altijd al drukke Betonmarkt tijdens deBetondag groter en voller zijn dan ooit. Maar liefst 114bedrijven en instellingen zullen hun produkten cq.diensten presenteren aan de vakwereld. Demogelijkheid om in ??n dag vele contacten te leggen ende stand van de betontechniek te overzien, maakt eenbezoek aan de Betonmarkt zeer de moeite waard. Deredactie vroeg de exposanten informatie over hunpresentatie en stelde op basis daarvan het volgendeoverzicht op, met extra aandacht voor denieuwigheden.Voor de overzichtelijkheidzijn de expo-santen ingedeeld in de volgende groe-pen:- bouwbedrijven;- automatiseringvoor ontwerpbureaus;- bekistingen;- bevestigingstechniek;- automatisering en procestechniek be-tonmortelindustrie;- betonreparatie;- funderingstechniek;- bouwmachines, gereedschappen,meetapparatuur;- grondstoffen, mortels, hulpstoffen;- onderzoek, advisering- prefab beton;- vezels, wapening, voorspanning;- branche-organisaties.(Vervolg van blz30)Het stellen van de elementen geschied-de met behulp van roestvaststalen stel-plaatjes 80 x80 xl mm3, waarbij devoegwerd voorzien van een licht expande-rende epoxylijmmortel met sterkte-ei-genschappen gelijkwaardig aan desterkteklasse van de prefab elementen,te weten B45 (foto 5 en 6).Tijdens de montage dienden tevens denodige voorspanstaven te worden door-gevoerd en afgespannen.De benodigde handelingen tijdens demontage maakten de bouwvan eenstei-ger rondom de mast noodzakelijk, dieCement 1990 nr. 11BOUWBEDRIJVENBallast Nedam Beton en WaterbouwBV, AmstelveenDe Boer Beton BV, BaarnColyn AannemingsbedrijfBV,NieuwendijkVan Hattum & Blankevoort BV,BeverwijkStrukton Betonbouw, MaarssenDirk Verstoep BV, RotterdamVisser & Smit Bouw, PapendrechtVoorbij Groep Wilnis, WilnisWelling Onderwaterbeton, Didamuiteraard de montagesnelheid van demast diende te volgen (foto 7).Een en ander vergde tijdens (maar voor-al ook voor) de uitvoering het nodigeoverleg en afstemming, teneinde demontage zo vlot mogelijk te latenverlo-pen. Mede hierdoor werden de 14 ele-menten in slechts drie dagen succesvolgemonteerd en afgespannen.Hierna werden de technische voorzie-ningen aangebracht, waarna de mastmet een stalen opbouw met parabool-antennes werd gecompleteerd.Visser & Srnit ontwikkelde metCugla nieuw brandwerend bekle-dingsmateriaalVisser & Smit Bouw profileert zich alseen vooruitstrevende bouwer die spe-cialistische technieken ontwikkelt entoepast. Recente voorbeelden daarvanzijn de bouw van de verkeerstoren voorSchiphol en het afzinken van een pneu-matisch caisson voor het nieuwe hoofd-kantoor van de Gasunie in Groningen.Visser & Smit begeeft zich ook op hetterrein van materiaalontwikkeling.Men heeft in samenwerking met mor-tel- en hulpstoffenfabrikant Cugla eenmateriaal ontwikkeld dat zowel brand-werend als corrosiebeschermend is.Aanleiding tot deze ontwikkeling waseencorrosieprobleem metstalenonder-BetrokkenenOpdrachtgever: PTT-Telecom-KRVConstructief ontwerp en directievoe-ring: Ingenieursbureau Boorsma BV,LeeuwardenHoofdaannemer: Rottinghuis BV, Gro-ningenPaalfundering: Fundex-Noord BV,WinschotenPrefab elementen: Hibex BV, Gronin-genVoorspanning: Dywidag-systemen Ne-derland BV, Zaltbommel31