Der Stahlrohrturm als Standard-Variante

Aufbau eines Stahlrohrturms [Bildquelle HAU, 2002]
Aufbau eines Stahlrohrturms [Bildquelle HAU, 2002]

Der Stahlrohrturm besteht aus mehreren Sektionen, die entweder eine zylindrische oder konische Form aufweisen (s. Abbildung rechts). Jede Turmsektion wird in Fertigungsstätten aus einzelnen Rohrschüssen zusammengesetzt, die zuvor aus Grobblechen mit Brennschneideanlagen zugeschnitten und mit Rundwalzenbiegemaschinen umgeformt werden. Die Länge der Einzelschüsse ist durch die Abmessungen der Biegemaschine begrenzt und beträgt meistens 3.0 bis 3.5m. Nachdem bei allen Rohrschüssen die Längsnaht geschweißt wurde, wird der erste Rohrschuss mit einem Ringflansch verschweißt. Durch den Ringflansch erhält der erste Turmschuss seine Formstabilität, sodass weitere Rohrschüsse mit Rundnähten angeschweißt werden können. Dafür werden die Rohrschüsse mit Heftschweißungen fixiert und auf Rollenböcken gelagert. Die horizontal liegende Sektion kann somit um ihre Längsachse rotieren. Die Längen der so entstehenden Turmsektionen richten sich hauptsächlich nach den Transportkapazitäten und können bis zu 35 m betragen.

Nach dem Verschweißen der kompletten Sektion werden Befestigungspunkte für die im Turm vorhandenen Installationen aufgeschweißt. Im Anschluss daran erfolgt der Korrosionsschutz bei den einzelnen Turmsektionen sowie die Installation der Turminnenausstattung. Letztendlich werden die Turmsektionen mit Spezialfahrzeugen auf die Baustelle transportiert, dort sukzessive mit einem Mobilkran errichtet und über Ringflanschverbindungen miteinander verschraubt.

Leistungsspektrum für Stahlrohrtürme

1. und 2. Eigenfrequenz von einem zylindrischen Stahlrohrturm
1. und 2. Eigenfrequenz von einem zylindrischen Stahlrohrturm

    Im Rahmen der Bemessung von stählernen Turmkonstruktionen für Windenergieanlagen können folgende Leistungen angeboten werden:

    • Eigenfrequenzanalysen
    • Lastsimulationen im Grenzzustand der Tragfähigkeit
    • Berechnungen von Ermüdungslasten im Zeit- und Frequenzbereich
    • Beulanalysen für einzelne Rohrsektionen
    • Nachweise für Schweiß- und Schraubenverbindungen
    • Berechnung von Ringflanschverbindungen
    • Berücksichtigung von Wellenlasten bei Offshore-Türmen
    • Auslegung von Grouted Joints und Pile-Sleeve-Verbindungen
    • Lokale Spannungs- und Ermüdungsberechnungen für Rohrknoten

    Beulanalysen für Schalentragwerke

    Stahlrohrtürme gehören aufgrund ihrer Geometrie und Schlankheit zu den Schalentragwerken. Insofern sind für die Türme auch die Stabilität gegen Schalenbeulen nachzuweisen, wobei folgende Lastfälle zu beachten sind:

    • Axialdruckbeulen infolge Normalkraft und Biegung
    • Umfangsdruckbeulen infolge Wind- und Wellenlasten
    • Umfangsschubbeulen infolge Torsion
    • Interaktion aus den obigen Lastfällen
    Axialdruckbeulen infolge reiner Biegebeanspruchung (180° Modell für eine Turmsektion)
    Axialdruckbeulen infolge reiner Biegebeanspruchung
    Umfangsschubbeulen infolge reiner Torsionsbeanspruchung (360° Modell für eine Turmsektion)
    Umfangsschubbeulen infolge reiner Torsionsbeanspruchung