Portaal (vrijstaand)

 portaal, juk
portal, self supporting H-frame Portalmast portalmast juk

Portalen vormen een grote verzamelgroep ontwerpen die niet aan een strakke definitie zijn gebonden, maar die wel altijd meer dan één toren hebben. Een vrijstaand portaal is de variant op dit ontwerp die geen schoren, spankabels of tuien heeft.

In principe is een vrijstaand portaal een constructie met een omsloten opening die tot aan de grond reikt. Dat ‘vrijstaand’ is soms een lastig geval omdat er ook versies zijn die met schoorlatten overeind worden gehouden. Bij portalen is er een glijdende schaal via volledig vrijstaande portalen, via H-frames met schoren, naar Darrieusmasten met interne spankabels, tot uiteindelijk uitwendig verschoorde portalen en zelfs chainettes als we niet uitkijken.

Om dat te voorkomen beperken we ons op deze pagina tot volledig vrijstaande portalen die geen enkele vorm van schoren of tuien gebruiken in de portaalopening.

   

Portalen kan je zo breed maken als nodig is. De portaalstraat bij Harculo (ook wel de jukkenlijn genoemd) draagt nominaal acht circuits en iedere mast heeft vijf torens en twee verdiepingen. Rechts zien we de portaalstraat bij Diemen, waar twee 380 kV-circuits verlaagd zijn opgehangen om te bukken voor… trekvogels! Only in the Nederlands… Foto’s door Gerard Nachbar.

Het maakt niet uit hoeveel circuits eraan hangen, symmetrisch kan een portaal altijd blijven. Er is ook niet gedefinieerd hoeveel verdiepingen een portaal kan hebben. Portalen zijn in west Europa en dus ook in Nederland en België vooral populair bij zogeheten overkruisingen, plekken waar de ene hoogspanningslijn bukt om onder een andere door te gaan. Extra compacte stadslijnen of plekken waar de verbinding vanwege vliegverkeer van vliegtuigen of zelfs vogels extra laag moeten blijven kunnen ook met portalen worden gebouwd.

Een andere toepassing waar we veelvuldig portalen zien is op de trafostations. Ze zijn als éénlingen per toepassing uitermate geschikt als stijgjukken.

   

Portalen worden in Nederland vaak als solisten gebruikt. Bij onderdoorgeleidingen zoals hier bij Druten wordt een 150 kV-lijn onder een (oudere!) 380 kV-lijn doorgeleid. Zelfstandige portaalontwerpen zijn er ook, zoals deze lijn met Mannesmannmasten in Westfriesland. Foto’s door forumlid Rick.

Toch zijn portalen er ook als zelfstandig ontwerp om een volledige hoogspanningslijn mee te bouwen, dus meer dan slechts een losse overkruising of een stijgjuk.

Een van de grootste mastontwerpen van Nederland (de kleerkasten van de verbinding Geertruidenberg-Eindhoven) is een portaalontwerp. In België is een zelfstandige portaallijn een zeldzaamheid. Een vierkante, bonkige vorm deltamast kan vanaf een afstand de indruk van een portaal wekken, maar hij is het niet. De mast moet minimaal twee afzonderlijke torens of benen hebben. Je moet er in principe onderdoor kunnen lopen op de grond en als je pal onder de mast omhoog kijkt is het eerste wat je dan tegenkomt een fasedraad. Op dat laatste zijn uitzonderingen te vinden als er schoorlatten in de mast zitten zoals bij H-frames, maar we zijn het intussen gewend dat enige overgangsgebieden normaal zijn als je masten benoemt.

   

Grote zelfstandige portalen waarmee een hele hoogspanningslijn kan worden opgetrokken zijn er ook. Geertruidenberg – Eindhoven, ook wel bekend als de Kleerkastenlijn, is gebouwd met kolossale portalen. Soms worden ze ook dubbelmasten genoemd. Rechts een portaalstraat in Sneek, waar ruimtebesparing de maatgevende factor was. Foto’s door Ruben Schots en Tom Börger.

Het is niet altijd makkelijk om te besluiten of je nou tegen een portaal aankijkt of tegen een rare variant op bijvoorbeeld een deltamast. Ook die heeft een omsloten gat. En dan heb je nog ontwerpen die duidelijk tegemoetkomen aan twee definities. Een voorbeeld daarvan treffen we tussen Groningen Hunze en Kropswolde. Hier lijken twee gangbare donaumasten een beetje te zijn gladgevijld op de traversetoppen en plompverloren tegen elkaar aan te zijn gebouwd zodat er een derde circuit kon worden vervoerd. Het voldoet perfect aan een portaal en ook aan een donaumast (en het blijft zonde dat het derde circuit er niet in hangt).

   

Links: portaal met donaumastallures, of donaumasten met portaalallures? Rechts: Tsjechisch vrijstaand portaal voor 110 kV. Foto’s door Michel van Giersbergen en Dion Lambers.

Vrijstaande metalen portalen zijn over het algemeen minder efficiënt dan andere mastontwerpen. Twee torens vraagt om meer materiaal en de grootschalige vierkante vorm is minder sterk dan een driehoekige vorm. De mast is gevoeliger voor wrikken, buigen en schuin duwen. Metalen portalen die volledig vrijstaan worden eigenlijk alleen als zelfstandig ontwerp gebruikt wanneer daar echt een specifieke meerwaarde aan zit. 

Hout naar hogere niveaus tillen

Twee of meer torens of benen zorgen voor een grotere draagkracht dan met één paal lukt. Tevens zorgt de portaalvorm ervoor dat je een H-vormige mast kan bouwen met drie draden symmetrisch verdeeld, waarbij het gewicht keurig omlaag door de beide benen wordt afgeleid. Dat is interessant wanneer je met hout aan het werk wil. Door een portaal te bouwen combineer je goedkope palen op de best mogelijke manier: zijwaartse krachten worden over twee stammen verdeeld en die staan ook nog eens een stuk uit elkaar, zodat er minder buigmoment op komt. De portaalvorm, meestal verschoord en soms vertuid, biedt de mogelijkheid om hout eigenlijk ‘boven zijn stand’ te gebruiken in het bereik van 33 kV tot en met 115 kV, en soms zelfs nog hoger, zonder dat enorm zware en dikke stammen nodig zijn zoals je anders zou hebben met een zigzagvormige draagconstructie bovenin de mast, of de draden in een driehoeksvorm die extra hoogte vraagt.

Door ons ongunstige klimaat voor hout zien we houten portalen maar amper in West Europa. In Scandinavië (Denemarken niet meegerekend vanwege datzelfde klimaat) zien we ze juist wel veel. Het is daar kouder en minder vochtig zodat hout beter goed blijft. Hout is er ook in ruime mate voorhanden met zoveel naaldbos. Ook in het diepere en drogere oosten van Europa, in Azië en in Amerika zijn houten portalen populair. Schoorloze houten portalen zijn evenwel zeldzaam. Bijna altijd is er sprake van een klassiek H-frame of K-frame met houten schoren.

Zeldzaam, maar soms lukt het: een ‘echt’ houten portaal bouwen volledig zonder dat er schoorlatten in zitten. Dit lukt alleen als de ondergrond meewerkt. Foto door Hans Nienhuis.

Herkomst van de naam

Een portaal is een constructie in de vorm van een opening of poort die tot op de grond reikt en waar je in principe onderdoor kan lopen. Dat is in meerdere talen het geval. Portalen worden soms ook portaalmasten genoemd, al is dat niet nodig omdat een portaal per definitie een eigen woord is dat zonder het achtervoegsel mast kan. Portaal kan worden gebruikt voor vrijstaande portalen zoals op deze pagina, maar het kan ook als kortere variant voor schoorportalen, H-frames en K-frames gebruikt worden. In principe is het niet fout, maar er gaat wel detail verloren.