Environmental Engineering Reference
In-Depth Information
Bei der Planung der Gründungen von Offshore-Bauwerken spielt die Frage der Kolkbildung
bzw. des Kolkschutzes eine wichtige Rolle. Durch eine Auskolkung des Meeresbodens wird das
Trag- und Betriebsverhalten der gesamten Offshore-WEA beeinflusst:
Die Spannungen in der Gründungsstruktur werden höher (der „Kragträger“ Gründung und
Turmwird länger).
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Die Belastung des Bodens wird höher (die Einbindelängen der unterhalb des Meeresbodens
liegenden Gründungsstrukturen werden kürzer, dadurch die vom Boden aufzunehmenden
Kräfte größer).
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Eigenfrequenzen der Tragstruktur (Gründung plus Turm) werden kleiner, damit ändert sich
auch das Betriebsverhalten der OWEA (evtl. Verschiebung in kritische Frequenzbereiche).
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Durch diese Effekte kann sich die Lebensdauer reduzieren, es kann sogar zum frühzeitigen
Ausfall der OWEA kommen.
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Bei Schwerkraftgründungen kann die Aufstandsfläche durch Auskolkung reduziert werden,
sodass die Standsicherheit der Anlage geringer wird.
Deshalb ist es erforderlich, entweder bereits bei der Dimensionierung der Gründungen eine
maximal zu erwartende Kolktiefe zu berücksichtigen oder Kolkschutzmaßnahmen (z. B. Stein-
schüttungen mit mehreren Lagen unterschiedlicher Steingrößen, synthetische Seegrasmatten
usw.) vorzunehmen. Der Kolkschutz wird entweder vorlaufend (vor demEinbringen der Grün-
dung) oder nachlaufend (nach dem Einbringen) vorgesehen. Werden Kolkschutzmaßnahmen
vorgesehen, müssen diese auch während des Betriebs der OWEA kontrolliert und eventuell
nachgebessert werden.
Insbesondere die Kabelanschlüsse zur Übertragung der erzeugten Energie sind so zu schützen,
dass sie auf keinen Fall freigespült werden, da sie für die sich daraus ergebenden Belastungen
durch Wellen und Strömungen i. A. nicht ausgelegt sind.
Für die Bestimmung der Kolktiefen liegen nur für kleine Pfahldurchmesser, z. B. für Brücken-
pfeiler, umfangreiche Erfahrungen und Berechnungsformeln vor, die auch z. T. experimentell
abgesichert sind. Bei Offshore-WEA sind die o. g. Einflüsse auf die Kolktiefe noch wenig er-
forscht. Die bisher entwickelten Berechnungsformeln liefern sehr unterschiedliche Ergebnis-
se. Danach erhält man Kolktiefen von 0,3-3 · D [17] . Der GL [9] nimmt in seinen Richtlinien eine
Kolktiefe von 2,5 · D an. Durch die breite Streuung der Ergebnisse sind die bisher entwickelten
Berechnungsformeln für die Praxis kaum brauchbar.
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11.5.2 Mariner Bewuchs
Strukturen, die sich längere Zeit im Wasser befinden, werden von zahlreichen Tieren und
Pflanzen besiedelt. Der Bewuchs beeinflusst insbesondere das dynamische, aber auch das
statische Verhalten der Strukturen. Man unterscheidet:
„weichen“ Bewuchs wie Algen, Seetang, Seeanemonen u. ä.: Er bewirkt eine Erhöhung der
Strömungswiderstände und Wellenkräfte durch die Vergrößerung der Querschnitte und der
Rauigkeit. Eine Erhöhung der statischen und hydrodynamischen Massen erfolgt nur im ge-
ringen Maße, da der weiche Bewuchs den Bewegungen der Strukturen nur teilweise folgt.
Die Dichte des Bewuchses beträgt ca. 1 kg/m 3 .
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