Mast met spinnaker als esthetisch herkenningspunt

Portsmouth krijgt met de Spinnaker Tower, een reusachtige uit twee betonnen kolommen samengestelde mast met een gestileerde in staal uitgevoerde spinnaker, een bijzonder in het oog springend herkenningspunt.

Met 165 meter steekt de Spinnaker Tower ver boven alle bebouwing van de havenstad Portsmouth in Zuid-Engeland uit en geeft bezoekers een grandioos vergezicht vanaf een van de platforms.

Aannemersbedrijf Mowlem voert de werkzaamheden aan de Spinnaker Tower uit in opdracht van Portsmouth City Council. Het markante ontwerp, dat eigenlijk meer weg heeft van een kunstwerk of sculptuur dan van een gebouw, zal door zijn vorm en hoogte hét opvallende oriëntatiepunt in de wijde omgeving zijn. Bij gunstige weersomstandigheden krijgt de bezoeker een vergezicht van maar liefst 37 kilometer.
De Spinnaker Tower is gefundeerd op 84 boorpalen. Volgens dr. J. Tubman van internationaal raadgevend ingenieursbureau Scott Wilson is voor boren gekozen vanwege de geluidsreductie. De palen zijn 47 meter lang en zijn voorzien van een verloren stalen casing met een diameter van 1350 millimeter aan de bovenzijde van de boorpaal direct onder de funderingsbalken. “De palen zijn ook gecontroleerd op trekbelasting, maar die treedt nauwelijks op als gevolg van de relatieve grootte van de massa die op de palen rust”, aldus Tubman.
De betonnen opbouw bestaat uit twee zeshoekige betonnen kolommen die op een hoogte van 70 meter samensmelten tot één kolom. De kolommen zijn in het werk gestort met behulp van een glijbekisting. In een van de kolommen komt een hogesnelheidslift. De andere kolom bevat een noodtrap en een panoramalift aan de havenzijde. De kolommen staan op een betonnen ‘sokkel’ die dienst doet als receptie-, ontvangstruimte en coffee shop. Tussen deze kolommen is een stalen constructie van twee bogen opgenomen die elkaar tussen de kolommen op een hoogte van 35 meter kruisen en weer samenkomen op ongeveer 120 meter.
De twee bogen zijn opgebouwd uit bijna honderd apart vervaardigde stalen ‘boxen’ waarvan het zwaarste onderdeel, het kruiselement, 95 ton weegt. Hoofdaannemer Mowlem monteert de boxen ter plaatse met behulp van ‘tension control bolts’, breekbouten waarvan de uiteinden bij exact het juiste aandraaimoment afbreken.

Scharnier
Fase één betreft de opbouw van het kruiselement waaraan de aannemer twaalf stalen ‘boxen’ monteert. De ruimte op de bouwplaats is zo gering dat de aannemer box 1, die de verbinding vormt tussen het kruiselement en betonnen onderbouw, pas kan vastbouten als de bogen worden ingehesen. In deze fase weegt het staal dat met box 1 aan de ondergrond wordt verbonden 560 ton.
Fagioli PSC hijst het gevaarte vervolgens omhoog met behulp van hydraulische hijsunits tot op een hoogte van 55 meter, draait tegelijkertijd de constructie in een verticale positie en plaatst het op de daarvoor bestemde taatsen tussen de kolommen. Eenmaal verbonden met het beton kan de aannemer box 1 monteren, de verbinding tussen staal fase 1 en de betonnen onderbouw.
Volgens Tubman is het scharnierontwerp van essentieel belang. “De onderzijde van de stalen bogen worden vast gemonteerd zodat een momentvaste verbinding ontstaat.” Ook de kolommen hebben een momentvaste verbinding met de betonnen fundering. ‘Beweging’ in de constructie is mogelijk bij de taatsoplegging. Hiervoor is de oplegging voorzien van een zwaar kogellager. Door de roloplegging kunnen zowel de taatsen als de staalconstructie minimale bewegingen opvangen.
Ook de verbinding van de bogen aan de bovenzijde van de constructie is relatief beweeglijk en daardoor in staat enige vervorming op te nemen. “Als we hadden getracht vaste verbindingen tussen de stalen bogen en betonnen palen te maken, is het twijfelachtig of we in staat waren geweest koppelingen te ontwerpen, omdat de krachten die op de constructie worden uitgeoefend, te groot zijn”, verklaart Tubman.
Fase 2 van het staalwerk vangt aan met het opbouwen van de bogen met behulp van een torenkraan. Een moeilijkheid bij het inhijsen is dat de verbindingen niet noodzakelijkerwijs horizontaal zijn.
Om deze reden moet de aannemer bij het in de kabels hangen van de boxen al rekening houden met de juiste hoek. Conische hulppennen op de raakvlakken geleiden de nieuwe box in de juiste positie. Vervolgens kan een medewerker de box afmonteren.

Spits
Vanaf een hoogte van 50 meter boven maaiveld koppelt de aannemer met een gebogen ribbe de stalen bogen met een onderlinge afstand van 5,4 meter in de hoogte en met twee rechte balken aan de betonnen staanders.
Het sluitstuk vormt de montage van de spits. Deze bestaat uit een stalen constructie die wordt bekleed met een glasvezelversterkt doek. De spits is 27 meter lang en weegt ‘slechts’ 18 ton, volgens Tubman daarmee een relatief licht onderdeel van de constructie.
Op een hoogte van 100 meter komt het eerste platform, op 105 en 110 meter het tweede en derde platform. Het eerste en tweede platform zijn geheel afgeschermd voor weersinvloeden, het derde is open.
Bovendien voert de aannemer een gedeelte van de vloer van het eerste platform uit in glas, waardoor bezoekers een directe, en voor sommigen adembenemende uitkijk krijgen op de promenade 100 meter lager.