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OFFSHORE WIND SCHWERKRAFTFUNDAMENTE DUH SCHALLSCHUTZ TAGUNG 25.-26. SEPTEMBER 2012 | BERLIN | DR. HOLGER WAHRMUND

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OFFSHORE WIND SCHWERKRAFTFUNDAMENTEDUH SCHALLSCHUTZ TAGUNG25.-26. SEPTEMBER 2012 | BERLIN | DR. HOLGER WAHRMUND

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© Strabag Offshore WindSTRABAG FUNKTIONSWEISE AUSFÜHRUNGS-BEISPIELE

INSTALLATIONS-PROZESS

SCHALL-EMISSION

ZUSAMMENFASSUNGAUSBLICK

STRABAG SE – KONZERNSTRUKTUR

Offshore Wind

Ingenieurdienstleistungen

Offshore Wind GmbHCuxhaven

Operative Einheiten

ProjektgesellschaftenTechnologiezentrumErneuerbare Energien

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© Strabag Offshore WindSTRABAG FUNKTIONSWEISE AUSFÜHRUNGS-BEISPIELE

INSTALLATIONS-PROZESS

SCHALL-EMISSION

ZUSAMMENFASSUNGAUSBLICK

INTRODUCTIONSTRABAG

OFFSHORE WIND SCHWERKRAFTFUNDAMENTEDUH SCHALLSCHUTZ TAGUNG

Funktionsweise und Einsatzbereiche von Schwerkraftfundamenten

Beispiele ausgeführter Projekte

Installationsprozess am Beispiel des STRABAG-Konzeptes

Schallemissionsquellen und Schalluntersuchungen

Zusammenfassung und Ausblick

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© Strabag Offshore WindSTRABAG FUNKTIONSWEISE AUSFÜHRUNGS-BEISPIELE

INSTALLATIONS-PROZESS

SCHALL-EMISSION

ZUSAMMENFASSUNGAUSBLICK

Funktionsweise

Funktionsweise

OFFSHORE WIND SCHWERKRAFTFUNDAMENTEFUNKTIONSWEISE

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© Strabag Offshore WindSTRABAG FUNKTIONSWEISE AUSFÜHRUNGS-BEISPIELE

INSTALLATIONS-PROZESS

SCHALL-EMISSION

ZUSAMMENFASSUNGAUSBLICK

Fernsehturm Olympiaturm Heinrich Hertz Fernsehturm Kölner Windturbine

Berlin München Hamburg Stuttgart Dom

400

350

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OFFSHORE WIND SCHWERKRAFTFUNDAMENTEFUNKTIONSWEISE

FUNKTIONSWEISE

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© Strabag Offshore WindSTRABAG FUNKTIONSWEISE AUSFÜHRUNGS-BEISPIELE

INSTALLATIONS-PROZESS

SCHALL-EMISSION

ZUSAMMENFASSUNGAUSBLICK

400

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OFFSHORE WIND SCHWERKRAFTFUNDAMENTEFUNKTIONSWEISE

Funktionsweise

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© Strabag Offshore WindSTRABAG FUNKTIONSWEISE AUSFÜHRUNGS-BEISPIELE

INSTALLATIONS-PROZESS

SCHALL-EMISSION

ZUSAMMENFASSUNGAUSBLICK

Monopile Tripod Jacket Gravity Base Floating

OFFSHORE WIND SCHWERKRAFTFUNDAMENTEFUNKTIONSWEISE

FUNKTIONSWEISE

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© Strabag Offshore WindSTRABAG FUNKTIONSWEISE AUSFÜHRUNGS-BEISPIELE

INSTALLATIONS-PROZESS

SCHALL-EMISSION

ZUSAMMENFASSUNGAUSBLICK

OFFSHORE WIND SCHWERKRAFTFUNDAMENTEFUNKTIONSWEISE

Herausforderungen an Gründungen von Offshore WEA:

� Große Bauwerkshöhen mit 90 bis 110 m Nabenhöhe über dem Meeresspiegel

� Wassertiefen bis ca. 45 m

� Hohe Windlasten

� Extreme Wellenlasten

� stochastisch verteilte Lastwechsel ca. 100 Mio Wellen in 20 Jahren

FUNKTIONSWEISE

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© Strabag Offshore WindSTRABAG FUNKTIONSWEISE AUSFÜHRUNGS-BEISPIELE

INSTALLATIONS-PROZESS

SCHALL-EMISSION

ZUSAMMENFASSUNGAUSBLICK

Design-Kennzeichen von Schwerkraftfundamenten

� Großes Eigengewicht

OFFSHORE WIND SCHWERKRAFTFUNDAMENTEFUNKTIONSWEISE

� ausreichend große Grundfläche

� Keine Verankerung im Baugrund, keine Tiefgründungselemente

� Lastabtrag oberflächennah über Flächenpressung und Reibung

� Konstruktionsmaterial: bewehrter und vorgespannter Beton

Voraussetzung:Gut tragfähiger Baugrund oberflächennah

� Zusatzgewicht durch Ballastierung

� Kolkschutz i.d.R. erforderlich

� Tiefe Lage des Schwerpunktes

FUNKTIONSWEISE

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© Strabag Offshore WindSTRABAG FUNKTIONSWEISE AUSFÜHRUNGS-BEISPIELE

INSTALLATIONS-PROZESS

SCHALL-EMISSION

ZUSAMMENFASSUNGAUSBLICK

Ausführungsbeispiele

OFFSHORE WIND SCHWERKRAFTFUNDAMENTEAUSFÜHRUNGSBEISPIELE

AUSFÜHRUNGS-BEISPIELE

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© Strabag Offshore WindSTRABAG FUNKTIONSWEISE AUSFÜHRUNGS-BEISPIELE

INSTALLATIONS-PROZESS

SCHALL-EMISSION

ZUSAMMENFASSUNGAUSBLICK

OFFSHORE WIND SCHWERKRAFTFUNDAMENTEAUSFÜHRUNGSBEISPIELE: AUSGEFÜHRTE PROJEKTE

Middelgrunden, Dänemark Thornton Bank, Belgien

AUSFÜHRUNGS-BEISPIELE

Messmast Arkona

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© Strabag Offshore WindSTRABAG FUNKTIONSWEISE AUSFÜHRUNGS-BEISPIELE

INSTALLATIONS-PROZESS

SCHALL-EMISSION

ZUSAMMENFASSUNGAUSBLICK

Vici Ventus Skanska/ SMITGrontmij

Vici Ventus Vinci Offshore UK Royal BAM, Bögl,Van Oord

Seatower Hochtief, Costain, ARUP Royal BAM Sir Robert McAlpine

STRABAG Offshore Wind

OFFSHORE WIND SCHWERKRAFTFUNDAMENTEENTWURFSBEISPIELE: BEISPIELE FÜR SCHWERKRAFTFUNDAMENTE

BEISPIELEENTWÜRFE

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© Strabag Offshore WindSTRABAG FUNKTIONSWEISE AUSFÜHRUNGS-BEISPIELE

INSTALLATIONS-PROZESS

SCHALL-EMISSION

ZUSAMMENFASSUNGAUSBLICK

STRABAG-Design: MAIN COMPONENTS, DATA SHEET, MATERIALS

~ 33,8m

~ 38,5m

Fou

ndat

ion

heig

htov

eral

l~66

m

abov

eLA

T ~

21m

~ 7000 tConcrete

Example 45 m water depth

~ 62 tSecondary Steel

~ 620 tReinforcement steel

~ 80 tPre-stressed reinforcement steel

~ 2800 m³Volume Ballasting, sandbags (or stones)

3 x ~128m² = 384m²Base plates

Base: 8,50mLAT: 5,80m

Ø shaft

OFFSHORE WIND SCHWERKRAFTFUNDAMENTEENTWURFSBEISPIELE

BEISPIELSTRABAG

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© Strabag Offshore WindSTRABAG FUNKTIONSWEISE AUSFÜHRUNGS-BEISPIELE

INSTALLATIONS-PROZESS

SCHALL-EMISSION

ZUSAMMENFASSUNGAUSBLICK

� Konzeption für industrielle Serienfertigung � Minimale Umweltauswirkungen

� keine Rammschallemission� komplett rückbau- und recyclebar� Anstriche entfallen weitestgehend

� komplette Vormontage an Land einschließlich WEA

� Wassertiefen bis 55 m

� Bis ca. 10 MW

� Life Cycle Design: � keine Korrosion � Wartungsarm� verlängerte Lebensdauer über 25 Jahre möglich

� Kollisionsfreundlich

OFFSHORE WIND SCHWERKRAFTFUNDAMENTEBEISPIEL STRABAG: STRABAG SCHWERKRAFTFUNDAMENT

BEISPIELSTRABAG

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© Strabag Offshore WindSTRABAG FUNKTIONSWEISE AUSFÜHRUNGS-BEISPIELE

INSTALLATIONS-PROZESS

SCHALL-EMISSION

ZUSAMMENFASSUNGAUSBLICK

Installationsprozess

INSTALLATIONS-PROZESS

OFFSHORE WIND SCHWERKRAFTFUNDAMENTEINSTALLATIONSPROZESS

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© Strabag Offshore WindSTRABAG FUNKTIONSWEISE AUSFÜHRUNGS-BEISPIELE

INSTALLATIONS-PROZESS

SCHALL-EMISSION

ZUSAMMENFASSUNGAUSBLICK

Aushubmenge:

ca. 10.000 m³ - 16.000 m³

für Baugrubentiefen von ca. 3 m

ca. 30.000 m³ - 60.000 m³

für Baugrubentiefen von ca. 6 m

Baugrundvorbereitung

� Baugrunduntersuchung

� Baugrubenaushub

� Herstellung Planum

INSTALLATIONS-PROZESS

OFFSHORE WIND SCHWERKRAFTFUNDAMENTEINSTALLATIONSPROZESS

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© Strabag Offshore WindSTRABAG FUNKTIONSWEISE AUSFÜHRUNGS-BEISPIELE

INSTALLATIONS-PROZESS

SCHALL-EMISSION

ZUSAMMENFASSUNGAUSBLICK

Transport Fundament mit WEA

� Übernahme an der Onshore-Produktionsstätte

� Positionierung über der Baugrube

� Transportfahrt zum Installationsstandort

INSTALLATIONS-PROZESS

OFFSHORE WIND SCHWERKRAFTFUNDAMENTEINSTALLATIONSPROZESS

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© Strabag Offshore WindSTRABAG FUNKTIONSWEISE AUSFÜHRUNGS-BEISPIELE

INSTALLATIONS-PROZESS

SCHALL-EMISSION

ZUSAMMENFASSUNGAUSBLICK

INSTALLATIONS-PROZESS

OFFSHORE WIND SCHWERKRAFTFUNDAMENTEINSTALLATIONSPROZESS: ABSETZEN DES FUNDAMENTES

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INSTALLATIONS-PROZESS

SCHALL-EMISSION

ZUSAMMENFASSUNGAUSBLICK

INSTALLATIONS-PROZESS

Fundamentsicherung� Einbau des Kolkschutzes

� Einbau des Ballastmaterials

� Ggf. Verfüllung der Baugrube

OFFSHORE WIND SCHWERKRAFTFUNDAMENTEINSTALLATIONSPROZESS

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© Strabag Offshore WindSTRABAG FUNKTIONSWEISE AUSFÜHRUNGS-BEISPIELE

INSTALLATIONS-PROZESS

SCHALL-EMISSION

ZUSAMMENFASSUNGAUSBLICK

Schallemission

OFFSHORE WIND SCHWERKRAFTFUNDAMENTESCHALLEMISSION

SCHALL-EMSIISION

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INSTALLATIONS-PROZESS

SCHALL-EMISSION

ZUSAMMENFASSUNGAUSBLICK

SCHALL-EMSIISION

Theoretische Schallemissionsuntersuchung GL 2010

Ergebnisse

� Hauptschallquelle ist das Installationsschiff während der dynamischen Positionierung beim Absetzvorgang

� Die überschlägige konservative Schallemissionsprognose für einen Abstand von 750m vom Installationsstandort ergibt einen maximalen Pegel von

� 155 dB < 160 dB Grenzwert

OFFSHORE WIND SCHWERKRAFTFUNDAMENTESCHALLEMISSION

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INSTALLATIONS-PROZESS

SCHALL-EMISSION

ZUSAMMENFASSUNGAUSBLICK

SCHALL-EMSIISION

Hydroschallmessung am Hopperbagger durch ISD 2010

Ergebnisse

� Messungen Hydroschall während des Dredgevorganges in 375m 750m und 1500 m Entfernung

� Messwerte in 750 m

�max 150 dB < 160 dB Grenzwert

OFFSHORE WIND SCHWERKRAFTFUNDAMENTESCHALLEMISSION

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INSTALLATIONS-PROZESS

SCHALL-EMISSION

ZUSAMMENFASSUNGAUSBLICK

SCHALL-EMSIISION

Hydroschallmessung Hopperbagger aus der Literatur

Messwerte aus Defra 2003

Messung in 599 m Entfernung

OFFSHORE WIND SCHWERKRAFTFUNDAMENTESCHALLEMISSION

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INSTALLATIONS-PROZESS

SCHALL-EMISSION

ZUSAMMENFASSUNGAUSBLICK

Zusammenfassung

ZUSAMMENFASSUNGAUSBLICK

Ausblick

OFFSHORE WIND SCHWERKRAFTFUNDAMENTEZUSAMMENFASSUNG - AUSBLICK

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INSTALLATIONS-PROZESS

SCHALL-EMISSION

ZUSAMMENFASSUNGAUSBLICK

� Schwerkraftfundamente sind für die Gründung von Offshore-Windenergieanlagen bis in Wassertiefen von ca. 50 m geeignet.

� Besondere Vorteile werden durch eine komplette Onshore-Vorinstallation der Windturbine auf dem Fundament erzielt.

� Schwerkraftfundamente bieten eine technische und wirtschaftliche Alternative zu gerammten Gründungsstrukturen

ZUSAMMENFASSUNGAUSBLICK

OFFSHORE WIND SCHWERKRAFTFUNDAMENTEZUSAMMENFASSUNG - AUSBLICK

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INSTALLATIONS-PROZESS

SCHALL-EMISSION

ZUSAMMENFASSUNGAUSBLICK

10 3020 40 50

MW

5

10

0

Gravity bases, JacketsTripodMonopiles

Floatingfoundations

Wassertiefe in m

ZUSAMMENFASSUNGAUSBLICK

OFFSHORE WIND SCHWERKRAFTFUNDAMENTEZUSAMMENFASSUNG - AUSBLICK

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INSTALLATIONS-PROZESS

SCHALL-EMISSION

ZUSAMMENFASSUNGAUSBLICK

Eine Vielzahl von Untersuchungen zum Design des STRABAG-Schwerkraftfundamenteswurden bereits erfolgreich durchgeführt.

Vorstufe Basic Design Modelltest KolkschutzWellenkanalversuche Testfundament M 1:1

ZUSAMMENFASSUNGAUSBLICK

OFFSHORE WIND SCHWERKRAFTFUNDAMENTEZUSAMMENFASSUNG - AUSBLICK

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INSTALLATIONS-PROZESS

SCHALL-EMISSION

ZUSAMMENFASSUNGAUSBLICK

Serienproduktionsstädte für Schwerkraftfundamente ist am Standort Cuxhaven geplant

ZUSAMMENFASSUNGAUSBLICK

OFFSHORE WIND SCHWERKRAFTFUNDAMENTEZUSAMMENFASSUNG - AUSBLICK

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© Strabag Offshore WindSTRABAG FUNKTIONSWEISE AUSFÜHRUNGS-BEISPIELE

INSTALLATIONS-PROZESS

SCHALL-EMISSION

ZUSAMMENFASSUNGAUSBLICK

ZUSAMMENFASSUNGAUSBLICK

Erfolgsvoraussetzungen für das Schwerkraftprinzip

Gesicherte Einsatzperspektive für hoch spezialisierte Produktions- und Installationstechnik !

OFFSHORE WIND SCHWERKRAFTFUNDAMENTEZUSAMMENFASSUNG - AUSBLICK

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© Strabag Offshore WindSTRABAG FUNKTIONSWEISE AUSFÜHRUNGS-BEISPIELE

INSTALLATIONS-PROZESS

SCHALL-EMISSION

ZUSAMMENFASSUNGAUSBLICK

STRABAG OFFSHORE WIND IS READY TO GO …

STRABAG OFFSHORE WIND GMBHWWW.STRABAG-OFFSHORE.COM

Holger Wahrmund | [email protected]

Vielen Dank !