Environmental Engineering Reference
In-Depth Information
Grouted Joint
Die Verbindung des Monopiles mit dem eigentlichen Turm der OWEA wird meistens über
einen sogenannten Grouted Joint ausgeführt. Dabei wird ein Rohr (transition piece) mit ei-
nem um 200 bis 400mm größeren Durchmesser und ca. 5-8m Länge über den Monopile ge-
stülpt, senkrecht ausgerichtet, unten abgedichtet und der Raum zwischen Monopile und Rohr
mit seewasserbeständigem und schnell aushärtendem Spezialbeton ausgefüllt. Das Grouting-
Material soll eine hohe Haftung zu den Stahlteilen haben. Dadurch können mögliche Ausrich-
tefehler des Monopiles, die beim Rammen entstanden sind, ausgeglichen werden. Der Turm
wird mit dem Rohr durch einen Flansch verbunden.
Diese Art der Verbindung ist in der Offshore-Ölindustrie bereits erfolgreich eingesetzt worden,
bei den OWEA liegen jedoch andere Belastungen vor (hohe Lastwechselzahlen, alternieren-
de Spannungen). Zur Absicherung der Grouting-Verbindung sollten sogenannte Shear Keys
(Halteknaggen) amVerbindungsrohr und demMonopile angeordnet werden (Empfehlung des
DNV
[5]
). Die Shear Keys sollen das Abrutschen des Turms verhindern, falls sich die Verbin-
dung Grouting/Monopile gelockert hat.
Geschraubte Flanschverbindungen oder ähnliche zwischen Gründungspfahl und Turm kom-
men bei gerammten Pfählen nicht zum Einsatz, da durch das Rammen der Pfahlflansch be-
schädigt sein könnte und Ausrichtefehler nicht kompensiert werden können.
Materialien
Für die Herstellung derMonopiles werden ferritische Stähle verwendet mit hohen Anforderun-
gen an die Zähigkeitseigenschaften des Werkstoffs (hohe Kerbschlagzähigkeitswerte bei Tem-
peraturen von
°
40 °C nach GL-Vorschrift) und guten Schweißeigenschaften. Die Stähle haben
meistens Fließgrenzen (
æ
0,2
-Grenze) von 355 bis 450MPa (1 Megapascal = 1 N/mm
2
). Höhere
Fließgrenzen sind normalerweise nicht erforderlich, da neben den ertragbaren Spannungen
auch die Beulsicherheit (Druckspannungen) der Pfähle zu berücksichtigen ist. Dafür ist nicht
die Festigkeit des Werkstoffs maßgebend, sondern Dicke und Elastizitätsmodul, der für alle
ferritische Stähle gleich ist.
Beispiele für eingesetzte Stähle:
S355EM, S450EM, S355G7+M, S355G7+N nach EN 10225; der Buchstabe S steht für Stahl, die
folgende Zahl für die
æ
0,2
-Grenze und die nachfolgenden Zeichen für den Gütegrad (Zähigkeit,
Schweißbarkeit, Einsatztemperatur usw.).
Die Ausführungen über das Rammen, die Grouting-Verbindung und die Materialen gelten
sinngemäß auch für die weiter unten beschriebenen Gründungen mit Tripods, Jackets und
Suction Buckets.
11.6.2.2 Tripods
Tripod(Dreibein)-Gründungen sind Stahlkonstruktionen, die mit drei Beinen auf dem Mee-
resboden aufgestellt werden. In einem zentralen Knoten unter oder über der Wasseroberflä-
che werden die Beine zusammengeführt und durch Flansche oder Grouted Joints mit dem
Turm der OWEA verbunden. Im Meeresboden verankert werden die Beine des Tripods durch
Rammpfähle oder Suction Buckets (s. u.). Auf diese wird dann der Tripod gestellt. Die Montage
des Tripods erfolgt komplett an Land, sie werden anschließendmit Pontons zumAufstellungs-
ort transportiert und mithilfe von großen Kränen aufgestellt.
