Spezialeinsatz von Spanngliedern zur Herstellung der vollen Belastbarkeit von Arbeitsfugen bei Offshore-Windenergieanlagen

Kontext

Der Windpark Amrumbank West 35 km nördlich von Helgoland hat eine Fläche von 32 km² und besteht aus 80 Windenergieanlagen. Der Park wurde in Wassertiefen von rund 20-25 m errichtet. Die Nabenhöhe jeder Anlage liegt bei 90 m über der Wasseroberfläche, jede Turbine hat eine Leistung von 3,6 MW und die Rotoren haben Durchmesser von 120 m. Mit einer Gesamtleistung von 288 MW kann der Park bis zu 300.000 Haushalte mit Energie versorgen.

Beim Rammen von zwei Monopfahl-Gründungen wurde jeweils eine Arbeitsfuge zwischen dem unteren Teil in einer Höhe von ca. 6 m über dem Wasserspiegel und dem oberen Teil, der die Arbeitsplattform aufnimmt, beschädigt.

Lösung

Um die volle Belastbarkeit dieser beiden Fugen wieder herstellen zu können, wurde bei den beiden betroffenen Monopfahl-Gründungen ein Bereich von 6,5 m unter der Arbeitsfuge bis 6,5 m über der Arbeitsfuge mit jeweils 52 Draht EX-Spanngliedern in Längen von 13,30 m versehen und anschließend ausbetoniert. Mit dem Eintragen der Vorspannkraft von 4.000 kN je Spannglied konnte die volle Belastbarkeit dieser Arbeitsfugen wieder hergestellt werden.

Die für diesen Zweck verwendeten Draht EX-Spannglieder mit einer Gesamttonnage von 35 t wurden von DYWIDAG in Langenfeld, Deutschland vorgefertigt und speziell angepasst. Die Spannglieder erhielten eine „verlorene Schalung“ in Form einer zweiten Verrohrung, welche die Betonstauchung während des Spannprozesses ermöglichen musste.

Um den Montageprozess auf der Baustelle zu vereinfachen, wurde die erforderliche Zusatzbewehrung im Ankerbereich gleich mit angebracht. Dadurch konnte die Montagezeit der Spannglieder an den entsprechenden Anlagen auf ein Minimum reduziert werden, was bei den Arbeiten auf der Nordsee von enormer Wichtigkeit war.

Der Hohlraum zwischen der PE- Ummantelung des Spanngliedes und der zweiten Verrohrung wurde mit einer Korrosionsschutzmasse ausgefüllt. Dadurch kann auch eventuell in den Monopfahl eindringendes Seewasser nicht bis zum Spannglied vordringen. Auch während des Transports der Spannglieder über die Nordsee war so ein vollständiger Korrosionsschutz gewährleistet.

Auf Grund der schwierigen Erreichbarkeit der Baustelle auf offener See wurden sowohl die zu den Spannarbeiten erforderlichen Pressen als auch die Hydraulikpumpen doppelt vorgehalten, um möglichen Ausfällen einzelner Geräte vorzubeugen. Bei den eingesetzten Spannpressen handelte es sich um Pressen des Typs HOZ 4000/250 sowie um Pressen mit 495t Spannkraft.

Die Arbeiten wurden unter beengten Platzverhältnissen vor Ort erfolgreich abgeschlossen. Um zukünftig eine zuverlässige Überwachung der auf die Spannglieder wirkenden Kräfte zu ermöglichen, wurden an einigen Spannglieder zudem DYNA Force®-Sensoren angebracht.