K-Tower

K-Tower - Schwergewichtsgründung mit ballastierten Caissons

Aufgrund der Restriktionen des BSH bezüglich des Rammschalls bei der Installation von Offshore-Gründungsstrukturen wird nach Alternativen gesucht, die ohne Rammpfähle auskommen.

Eine Möglichkeit sind z.B. Schwergewichtsfundamente aus Beton, deren Hohlräume bei Bedarf mit Sand verfüllt werden, oder Gründungspfähle, die gebohrt oder vibriert werden. Ein Schwergewichtsfundament aus Stahl wurde bisher nicht in Betracht gezogen, obwohl auch ein Stahlkasten mit Sand beschwert werden kann. Zusammen mit einem großen Hebelarm wird das erforderliche Rückstellmoment gegen Wind- und Wellenlasten aktiviert.

Herr P. Kelemen aus Salzgitter entwickelte eine Gründungsvariante aus Stahl, die als Schwergewichtsfundament wirkt. Die standsichere und ermüdungsfreie Auslegung bzw. Bemessung der Rohrabschnitte und Rohrknoten des Offshore-K-Turms war das Ziel der Tragwerksplanung, mit der die SKI Ingenieurges. mbH in Hannover beauftragt wurde.

Die gesamte Tragstruktur besteht aus zwei zylindrischen Turmsektionen und dem K-Jacket, der auf drei Caissons gegründet ist. Zwischen der untersten Turmsektion und dem K-Jacket befindet sich der Zentralrohrknoten als Schnittstelle, wobei eine vorgespannte Ringflanschverbindung zur Kraftübertragung dient. Unterhalb des Zentralrohrknotens ist die Arbeitsbühne in die Gründungsstruktur integriert und dient somit der Lastabtragung. Dort ist auch eine Justierung integriert, um eventuelle Schiefstellungen des K-Jackets im Laufe der Zeit auszugleichen.

Die Jacketbeine und Streben schließen an der Oberkante der Caissons an und dienen gleichzeitig als Führungen für die Druckluft- und Wasserleitungen. Durch die Anordnung der Jacketbeine und Streben kann jede Kammer eines Caissons erreicht werden, so dass eine individuelle Kontrolle des Unter- und Überdrucks während des Einbaus möglich ist.

Weitere Merkmale vom K-Tower

The tilting during installation is directly compensated by the lowering method, because the caissons can be pressed directly into the seabed by negative pressure and a temporary load. After the controlled lowering process, the caissons are permanently ballasted with a suitable and cloud-proof mineral mixture in order to obtain a sufficient gravity and restoring moment against the lifting forces due to wind and wave loads. Here, not only the ballast mass but also the lever arm is decisive.

Als Einsatzgebiete für den K-Turm-Offshore werden Standorte in der Nordsee und anderen Meeren bevorzugt, die eine geringe maritime Schicht aufweisen. Ein Eisgang sollte ausgeschlossen sein. Der tragfähige Baugrund muss mindestens mitteldichte Sande besitzen.

Further features of K-Tower Offshore:

Deep water 20 to 50m
No ice
Building with medium dense and dense sands
Reduced volume and reduced depth of the ground investigation required
Silent installation work, as no piles available (also mass savings)
No grout connections friction bonding of steel parts and to compensate for the misalignment required
Foundation structure is immediately after lowering stable for wave climate during the installation phase
restlose Demontage der Gründungsstruktur inkl. der Caissons möglich

Level of development

The stability for a site in the North Sea has been confirmed by the TÜV Nord in Hamburg. The draft design of SKI was rigorously tested in addition to the stress and stability and for the proof of fatigue. The geotechnical evidence such as Settlement calculation, tilt and slip were reviewed by a geotechnical expert. Further information on the level of development can be obtained from Mr. P. Kelemen (kelemen-salzgitter(at)t-online.de).