Telecommunicatietoren, Kuala Lumpur (MAL)
Aziatisch hoogstandje in 400 kraanbewegingen Een telecommunicatietoren met een hoogte van 421 m domineert de skyline van de Maleisische hoofdstad Kuala Lumpur. De toren verbeeldt letterlijk en figuurlijk de economische vooruitgang van de landen in zuidoost Azië. De toren is de hoogste in Azië en de derde ter wereld. Op een hoogte van 265 m is op een betonnen schacht een staalconstructie van acht bouwlagen en een antennemast van 86 m gemonteerd.
Wereldwijd zijn slechts de CN Tower in Toronto (553 m)
553 m
en de Ostankino
537 m
Tower in Moskou (537 m) hoger.
421 m
Het is geen geheim meer dat de landen van zuidoost Azië momenteel een verbazingwekkende economische ontwikkeling doormaken. De economische expansie uit zich in alle takken van de industrie en dus ook (of vooral) in de bouw. In de belangrijkste steden rijzen kantoorgebouwen uit de grond, worden nieuwe luchthavens gebouwd en wordt het wegennet in een soms razend tempo uitgebreid en aangepast aan de hedendaagse eisen. De telecommunicatietoren is één van de voorlopige hoogtepunten van de bouwwoede en manifestatiedrang in Kuala Lumpur. Maar er volgen er meer! Op dit moment is bijvoorbeeld de Petronas Twin Towers in aanbouw, als onderdeel van het Kuala Lumpur City Center project. Wanneer deze gebouwen in 1997 klaar zijn, overtreffen ze de Sears Tower in Chicago in hoogte en zijn met 450 m de hoogste wolkenkrabbers ter wereld.
Telecommunicatietoren
CN Tower
Ostankino Tower
K.L. Tower
ir. W. Hoeckman nv Victor Buyck Steel Construction, Eeklo (B) 6
De telecommunicatietoren in Kuala Lumpur moest voldoen aan de huidige en toekomstige communicatie-eisen van Maleisië. Als zendstation vervangt de toren de bestaande stalen zendmast in het hart van Kuala Lumpur op Bukit Nanas (Ananasheuvel). Dank zij de grote hoogte verbetert de kwaliteit van de televisie- en radiotransmissie sterk. Daarnaast vormt de toren één van de belangrijkste toeristische attracties door zijn indrukwekkende aanwezigheid in de skyline van Kuala Lumpur. De toren bestaat uit vier delen: de fundering, de schacht, het hoofd en de antennemast. De fundering telt drie
lagen, is 17 m diep en heeft een diameter van 54 m. De twee ondergrondse bouwlagen huisvesten diensten en de technische uitrusting. In de bovengrondse bouwlaag is een aantal toeristische en publieke voorzieningen ondergebracht, zoals een theater, een winkelgalerij en restaurants. De torenschacht begint op +0,1 m (94,1 m boven zeeniveau) en bestaat uit een binnen- en een buitenschacht, met daarin vier liften, schachten voor kabels en leidingen en het trappehuis. Beide schachten zijn gebouwd met een glijbekisting. De bouw van de buitenschacht liep in hoogte 5 m voor op die van de binnenschacht, waardoor deze laatste geen hinder ondervond van wind of regen. Het torenhoofd bestaat uit acht bouwlagen, waarvan de onderste vier lagen worden gebruikt als observatieplatform en restaurant. De secundaire vloer in het restaurant kan ronddraaien. Hierdoor kan elke bezoeker op een hoogte van 281 m genieten van een spectaculair uitzicht over de hoofdstad. De bovenste vier lagen zijn voor de technische telecommunicatie-installaties. Een 86 m hoge antennemast bekroont de toren en dient voor het bevestigen van de verschillende zenden ontvangstapparatuur.
Torenhoofd Het torenhoofd begint op +262,2 m. De totale hoogte van de acht bouwlagen bedraagt 46 m en de grootste diameter 49,8 m. Per bouwlaag bestaat de draagconstructie uit 16 kolommen, 32 radiale staal-beton liggers en een staalplaat-betonvloer. De BOUWEN MET STAAL 128, januari/februari 1996
+ 421,0 m
antennemast
+ 335,25 m
torenhoofd
De toren domineert
schacht
de skyline van Kuala Lumpur.
+ 0,0 m fundering
De staalplaat-betonvloeren voeren de (horizontale) windbelasting en de asymmetrische vloerbelastingen af naar de betonschacht. De constructie is berekend op het bezwijken van één kolom, bijvoorbeeld door sabotage. In dat geval moet de belasting van drie staal-beton liggers worden overgedragen naar de resterende kolommen via de raveling, die dan op trek wordt belast. De gevelbekleding bestaat uit horizontale betonnen elementen, met daartussen een glazen gevel. Het onderste deel van het torenhoofd ter plaatse van de schuin geplaatste kolommen is afgewerkt met beton in een patroon, dat ter plaatse het ‘Islamic Pattern’ heet. Zowel de stalen als de betonnen bouwdelen die zich in de buitenlucht bevinden, zijn geschilderd in verschillende oranje-rose-bruine tinten.
De toren bestaat uit vier delen.
Antennemast
staal-beton liggers verdelen de ronde verdiepingvloer in segmenten van 11,25˚. De kolommen tot de vierde bouwlaag zijn bevestigd aan de buitenste torenschacht en waaieren conisch uit; vanaf de vierde bouwlaag staan ze verticaal. Ter plaatse van de overgang zit een zware stalen ringbalk, die de buitenwaartse spatkrachten opneemt. Per bouwlaag verbinden zestien primaire staal-beton liggers de betonnen schacht met de kolommen. De resterende zestien secundaire liggers dragen via raveelBOUWEN MET STAAL 128, januari/februari 1996
liggers hun belasting eveneens aan de kolommen af. Belangrijk voor een snelle montage zijn de constructieve details. Voor het aansluiten van de staal-beton liggers aan de betonnen schacht zijn over de halve wanddikte sparingen ingestort. Hierin worden de staal-beton liggers via een stelvulling opgelegd en met twee trekstangen horizontaal in positie gebracht. Deze trekstangen waren tot en met de derde bouwlaag ook constructief noodzakelijk.
Op de dakvloer van het torenhoofd, op een hoogte van +335,25 m, staat de antennemast met een lengte van 86 m. Deze vakwerkmast heeft een verlopende vierkante doorsnede van 4×4 m aan de basis tot 2×2 m aan de top. De verticalen op de hoeken zijn ronde buisprofielen en de wanden zijn opgebouwd uit K-vakwerken. In totaal zijn vijftien bordessen voorzien. De bovenste tien meter van de mast is een vierkant buisprofiel van 580 mm doorsnede. Aan dit kokerprofiel worden verschillende antennes bevestigd. Na de montage van de benodigde kabels en bedrading blijft er inwendig een vrije ruimte van ongeveer 0,25×0,25 m over, waarin de monteurs hun werk moeten 7
Horizontale doorsnede over het torenhoofd. Een stalen ringbalk neemt de spatkrachten op.
Projectgegevens Opdracht Menara Kuala Lumpur, in opdracht van Telekom Malaysia Berhad • Technisch adviseur Ove Arup & Partners International, London/Kuala Lumpur • Architectuur Kumpulan Senireka, Kuala Lumpur • Aannemer & constructief ontwerp Wayss und Freitag (Malaysia), Kuala Lumpur • Staalconstructie Victor Buyck Steel Construction, Kuala Lumpur.
Verticale doorsnede over het torenhoofd. De kolommen over de onderste drie verdiepingen waaieren conisch uit.
doen. De antennemast is met ankerbouten aan de dakvloer van het torenhoofd bevestigd. De mast is berekend volgens DIN 4131, met inbegrip van tweedeorde effecten.
Montage torenhoofd De volledige staalconstructie is in België gefabriceerd en in een honderdtal containers naar Maleisië verscheept. Dit transport nam ongeveer drie à vier weken in beslag. Wegens de beperkte ruimte op de bouwplaats moest de staalconstructie gefaseerd worden aangevoerd volgens een ‘just-in-time’ levering, wat gezien de afstand een opgave was. Om er zeker van te zijn dat tijdens de montage alle onderdelen werkelijk pasten is op de werf in België van elke verdieping van het torenhoofd één deel voorgemonteerd, alsmede de volledige antennemast. De montage van de staalconstructie voor het torenhoofd is vooraf minutieus voorbereid. De bepalende factor was de torenkraan waarmee het staal naar boven moest worden gehesen. Deze kraan was vanaf de begane grond opgebouwd in één van de liftkokers. Kraanbewegingen Eén kraanbeweging duurde ongeveer één uur: 5 minuten voor het aanslaan van een stuk op de grond, 25 minuten voor het eigenlijke hijsen, 15 minuten voor het monteren ter plaatse en 15 minuten voor het terug naar beneden brengen van de haak. De volledige montage moest in drie maanden gebeuren. De kraan was slechts acht uur per dag beschikbaar voor de montage van de staalconstructie, gedurende zes dagen
8
BOUWEN MET STAAL 128, januari/februari 1996
Oplegging van de staal-beton liggers in de betonnen schacht. De ligger wordt met twee trekstangen horizontaal in positie gebracht.
per week. Theoretisch waren dus maximaal 624 kraanbewegingen mogelijk. In de praktijk waren dat er slechts 400 als gevolg van feestdagen en ongunstige weersomstandigheden (wind en regen). Van deze 400 kraanbewegingen zijn er ongeveer 140 gebruikt om de staalplaten in pakketten op te hijsen en de secundaire constructies, zoals bordessen en roosters, te monteren. Dit betekent dat met de overblijvende 260 kraanbewegingen de volledige staalconstructie is gemonteerd. Het aantal te monteren onderdelen bedraagt voor elke verdieping: 32 radiale staal-beton liggers, 16 tangentiale raveelliggers en 16 kolommen. Bij acht bouwlagen zijn dit in totaal 512 stuks. Het was dus nodig telkens twee constructiedelen op de grond samen te bouwen en als één geheel omhoog te brengen en te monteren. Zo werd telkens één kolom met een staal-beton ligger en één tussenliggende staal-beton ligger met een raveelligger op het maaiveld aan elkaar gebout. De montage geschiedde radiaalsgewijs met de wijzers van de klok, niveau per niveau. Eerst werden twee kolommen met de bijbehorende staal-beton ligger gemonteerd, daarna een tussenligger met een raveelligger, enzovoort in het ritme: kolom, tussenligger, kolom, tussenligger. Uitlijnen Grote zorg is besteed aan het uitlijnen van de constructie. Op zo’n grote hoogte zijn namelijk weinig of geen referentieniveaus aanwezig. Het is daardoor niet eenvoudig binnen een radiaal stramien te zorgen dat elke ligger in de juisBOUWEN MET STAAL 128, januari/februari 1996
te richting ligt. Dat de onderste kolommen bovendien nog onder een hoek staan, maakte het er niet gemakkelijker op. Bovendien moesten deze kolommen met een vrije uitkraging aan de torenschacht worden gemonteerd, 260 m boven het maaiveld. Hierbij was uitsluitend de voet van de kolom bereikbaar om de juiste stand te controleren. Voor de maatvoering is daarom per verdieping een driehoeksmeetnet opgesteld. Dit net wordt gevormd door drie vaste punten aan de schacht en één punt ter plaatse van het uiteinde van elke te monteren ligger. Op deze manier konden alle niveaus worden gecontroleerd via onder meer laserapparatuur. Veiligheid Voor de stabiliteit van de staalconstructie tijdens de montage zijn over de volledige hoogte tussen vier maal twee kolommen een montageverband aangebracht, voorzien van span- en regelwartels. De volledige montage gebeurde door lokale arbeiders onder een Belgische leiding en directie. Als veiligheidsvoorziening tegen vallende voorwerpen is rond de schacht, 10 m onder de aanzet van het torenhoofd, een veiligheidsplatform gebouwd. Direct na het beëindigen van de montage van één verdieping, zijn de stalen vloerplaten gelegd, ter bescherming van de onderste verdiepingen.
Op het maaiveld wordt een kolom met twee liggers gemonteerd en als één geheel naar boven gehesen.
Montageverband met span- en regelwartels.
Afwerking De staalconstructie binnen is voorzien van één laag zinkprimer, om te voorkomen dat roest de torenschacht ontsiert. De (weinige) stalen onderdelen die blijvend 9
Overzicht van de staalconstructie.
Direct na het beëindigen van de montage van één verdieping worden de stalen vloerplaten gelegd. De antennemast heeft een lengte van 86 m.
Ontwerpschets van het ‘vliegend mastje’.
aan de buitenlucht zijn blootgesteld, zijn verzinkt en van drie lagen verf voorzien. De volledige staalconstructie binnen is met een brandwerende laag bespoten. Na de afwerking van de staalconstructie zijn de secundaire constructies gemonteerd, zoals: looppaden en bordessen, antenne-ondersteuningen, vloeren in de binnenschacht van de toren en zeven cirkelvormige kraanbanen. Elk van deze secundaire montages diende op voorhand tot in detail te worden uitgekiend vanwege de soms onmogelijke toegankelijkheid, ook voor kranen. Elk van de tien vloeren in de binnenschacht bijvoorbeeld is volledig samengesteld op een lager gelegen betonvloer. Daarna is deze stalen vloer omhoog gevijzeld tot de juiste hoogte en daarna met ankers in de betonwand verankerd.
Montage antennemast Het ‘koninginnestuk’ van de montage vormde de antennemast. Voordat hiermee kon worden begonnen, moest de torenkraan worden afgebroken. Het bleek namelijk technisch èn financieel onhaalbaar de antennemast met de torenkraan te monteren. Alle stalen onderdelen van de antennemast zijn nog wel met de torenkraan zo hoog mogelijk opgeslagen, namelijk op 10 m onder de aanzet van de mast. Na het ontmantelen van de kraan zijn de mastonderdelen één voor één omhoog gehesen en gemonteerd met behulp van een ‘vliegend mastje’. Dit is een knikvaste buis, die met kabels is vastgemaakt aan de bestaande constructie. Aan de voet zit een bolscharnier, zodat de mast in alle richtingen om dit punt 10
kan roteren. Deze rotaties worden gecontroleerd door lieren, die de kabels vieren of aanspannen. Omdat dit ‘mastje’ zo licht mogelijk moet zijn, bepaalde de hijscapaciteit van 1,5 ton de montagevoegen in de antennemast. Een dergelijke montage op een hoogte van letterlijk boven de wolken is een huzarenstuk dat zelden wordt vertoond. Vanaf de begane grond was het nauwelijks waarneembaar. Het hoogste deel van de mast is een ongeveer tien meter lange, vierkante buis. Deze buis is in één beweging opgetrokken door een vrijgehouden ruimte in de antennemast. De buis had aan de onderkant een uitloopstuk, dat er voor zorgde dat ook bij de laatste vijzeloperatie het zwaartepunt onder het verankeringspunt van de ophaalkabels lag. Op de top van de buis is een lichtkooi van roestvast staal gemonteerd. Technische gegevens • Algemeen staalverbruik 1.800 ton; staalkwaliteit Fe 510 D1; bouwtijd 1992-1996; montage torenhoofd januari-maart 1994; montage antennemast februari-mei 1995; liftsnelheid: 40 seconden om vanaf de begane grond het restaurant in het torenhoofd te bereiken. • Torenhoofd acht bouwlagen; nuttig vloeroppervlak 7700 m2; onderste (uitwaaierende) kolommen: HD 400×634, bovenste kolommen HE 260A; staal-beton liggers HE 400A tot HE 500B; raveelligger HE 450B; montageverband rond 40 mm, treksterkte 1030 N/mm2; staalplaat-betonvloer type Holodeck, plaatdikte 1,2 mm, totale dikte 185 mm. • Antennemast hoogte 86 m; vakwerk: verticalen op de hoeken (onder) CHS 335,6×36 mm een (boven) CHS 159×10 mm; bevestiging met 4×8 ankerbouten, treksterkte 1030 N/mm2.
BOUWEN MET STAAL 128, januari/februari 1996
