Hochfeste mechanische Fügeverbindungen für Tragstrukturen von Windenergieanlagen mit großer Nabenhöhe unter kombinierter mechanisch-medialer Belastung

Projektbeschreibung

Das Bestreben nach Effizienzsteigung führt im Bereich der Windenergie zu der Errichtung von Windenergieanlagen (WEA) großer Nabenhöhen. Herkömmlichen Turmkonzepten wie Rohrtürmen aus Stahl werden in der Segmentbauweise errichtet. Bei dieser Bauweise ist der Transport der Segmente infrastrukturbedingt ein erhebliches Problem. Aufgrund dessen werden alternative Turmbaukonzepte wie Beton-Stahl-Hybridtürme oder aufgelöste Stahlbautragstrukturen verwendet, welche am Einsatzort mittels hochfesten Verbindungen wie HV- Schrauben oder Schließringbolzen (SRB) gefügt werden. Diese Fügeverbindungen sind aufgrund der i.d.R. fehlenden Beschichtung der Fügepartner nach dem Setzprozess direkt den mechanischen und medialen Belastungen am Einsatzort ausgesetzt. Die Auswirkung dieser kombinierten Belastung auf das Korrosionsverhalten der Fügeverbindungen und der damit einhergehenden Auswirkung auf das Tragverhalten ist für diese Verbindungen nach aktuellem Stand der Technik unzureichend geklärt. Das Ziel des Forschungsvorhabens ist über ein validiertes Laborbelastungsregimes, den Einfluss der kombinierten Belastung auf das Korrosions- und Tragverhalten von hochfesten Verbindungen im Stahlbau zu bestimmen. Hierfür erfolgt eine Bauwerksbegutachtung an WEA bezüglich auftretender medialer und mechanischer Belastungen, sowie vorliegender Korrosionserscheinungen an Fügestellen mittels optischer Analyse und elektrochemischer Messzelle. Anhand dieser Datenbasis erfolgt die Validierung des Laborbelastungsregimes. Das Belastungsregime wird zur Untersuchung des Tragverhaltens von SRB- und Schraubenverbindungen unter kombinierter Belastung verwendet.

Die Ergebnisse befähigen die KMU-Anwender Korrosionsschutzsysteme für WEA-Tragstrukturen praxisgerecht ausführen und aufgrund der verbesserten Lebensdauerabschätzung optimierte Wartungs- und Instandhaltungsmaßnahmen festzulegen. Darüber hinaus werden Normen und Standards zur korrosionsschutzgerechten Auslegung von hochfesten Verbindungen erweitert.