DE202020105643U1

DE202020105643U1 - Foundation for a wind turbine

Info

Publication number: DE202020105643U1
Application number: DE202020105643.3U
Authority: DE
Original assignee: Anker Foundations GmbH
Current assignee: Smart and Green Mukran Concrete GmbH
Priority date: 2020-09-29
Filing date: 2020-09-29
Publication date: 2022-01-04
Anticipated expiration: 2030-09-30

Abstract

Fundament für eine Windkraftanlage, wobei das Fundament (10) im Wesentlichen vorgefertigte Elemente, bevorzugt aus bewehrtem Beton, aufweist, mit einem ersten, sich vertikal erstreckenden sockelartig ausgeführten Abschnitt (11), auf dem ein Turm der Windkraftanlage anordbar ist, und einem zweiten sich im Wesentlichen horizontal erstreckenden Abschnitt (12) als Fundamentkörper, der sich in Kontakt mit dem Boden (100) befindet, wobei der erste Abschnitt (11) oberhalb des zweiten Abschnitts (12) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der erste, sich vertikal erstreckende sockelartig ausgeführte Abschnitt (11) aus wenigstens drei übereinander angeordneten Lagen (13, 16, 17) gebildet ist, von denen die obere und die untere Lage (13, 17) aus mindestens zwei ringartig ausgeführten Schichten (13a, 13b, 17a, 17b) und die mittlere Lage (16) aus wenigstens einer ringartig ausgeführten Schicht (16a) gebildet ist, dass die Höhe (H+l, 2x I) der oberen und/oder unteren Lage (13, 17) kleiner als die Höhe (J) der mittleren Lage (16) ist, und dass die Lagen (13, 16, 17) mittels wenigstens zwei vertikalen Spanngliedern (19) mit dem zweiten Abschnitt (12) vertikal verspannt sind.

Foundation for a wind turbine, the foundation (10) essentially having prefabricated elements, preferably made of reinforced concrete, with a first, vertically extending section (11) designed like a base, on which a tower of the wind turbine can be arranged, and a second substantially horizontally extending portion (12) as a foundation body which is in contact with the ground (100), the first portion (11) being located above the second portion (12), characterized in that the first vertically extending section (11) designed like a base is formed from at least three layers (13, 16, 17) arranged one on top of the other, of which the upper and the lower layer (13, 17) consist of at least two layers (13a, 13b, 17a, 17b) designed like a ring. and the middle layer (16) is formed from at least one ring-like layer (16a) such that the height (H+l, 2x I) of the upper and/or lower layer (13, 17) is less than is the height (J) of the middle layer (16), and that the layers (13, 16, 17) are vertically clamped to the second section (12) by means of at least two vertical clamping members (19).

Description

Die Erfindung betrifft ein Fundament für eine Windkraftanlage, wobei das Fundament im Wesentlichen vorgefertigte Elemente, bevorzugt aus bewehrtem Beton, aufweist, mit einem ersten, sich vertikal erstreckenden sockelartig ausgeführten Abschnitt, auf dem ein Turm der Windkraftanlage anordbar ist, und einem zweiten sich im Wesentlichen horizontal erstreckenden Abschnitt als Fundamentkörper, der sich in Kontakt mit dem Boden befindet, wobei der erste Abschnitt oberhalb des zweiten Abschnitts angeordnet ist.The invention relates to a foundation for a wind turbine, the foundation essentially having prefabricated elements, preferably made of reinforced concrete, with a first, vertically extending section designed in the manner of a base, on which a tower of the wind turbine can be arranged, and a second essentially horizontally extending portion as a foundation body which is in contact with the ground, the first portion being located above the second portion.

Fundamente für Windkraftanlagen werden im Wesentlichen als In-Situ-Betonfundamente ausgeführt. Dafür wird am Errichtungsort eine Grube ausgehoben, diese wird mit einer Sauberkeitsschicht versehen. Anschließend werden die Schalung und die Bewehrung errichtet und das Ganze mit Beton vor Ort gefüllt. Dabei wird ein flächiger Körper ggf. mit einem Sockel errichtet, siehe beispielsweise US 20160369520 A1 oder WO 2008/036934 A2 . Neben dem Transportaufwand durch die Lieferung des Betons, der Schalung und der Bewehrung ist dieses vor Ort sehr arbeitsintensiv. Auch ist die Qualitätssicherung aufwendig bzw. je nach Witterung auch problembehaftet. Weiterhin ist der Rückbau nach dem Ende der Lebensdauer der Windkraftanlage teuer und sehr aufwendig. Dieses gilt insbesondere für Betontürme für Windkraftanlagen, die optimaler Weise ein Durchmesser zu Höhenverhältnis von ca. 1:10 aufweisen, wodurch Durchmesser von 8 bis 15 m keine Seltenheit sind. Fundamente für solche Türme werden bisher in Ortbeton hergestellt. Weiterhin müssen Bereiche vorgesehen sein, in denen die Vorspannelemente des Turms am Fundament angebracht und vorgespannt werden können. Das Vorspannen erfolgt mit dafür vorgesehenen Vorrichtungen, die in die Vorspannbereiche gebracht werden müssen. Als Widerlager für das Vorspannen bzw. für das Anbringen der Vorspannelemente (Litzen/Seile) werden im Inneren des Fundaments für gewöhnlich aufwendige Kragstrukturen vorgesehen, unter denen dann die Vorrichtungen gebracht werden. Diese Strukturen sind aufwendig und verbesserungswürdig.Foundations for wind turbines are essentially designed as in-situ concrete foundations. For this purpose, a pit is dug at the construction site, which is provided with a blinding layer. The formwork and reinforcement are then erected and the whole thing filled with concrete on site. In this case, a flat body is possibly erected with a base, see for example US20160369520A1 or WO 2008/036934 A2 . In addition to the transport costs for the delivery of the concrete, the formwork and the reinforcement, this is very labour-intensive on site. Quality assurance is also complex or, depending on the weather, also problematic. Furthermore, the dismantling after the end of the service life of the wind turbine is expensive and very complex. This applies in particular to concrete towers for wind turbines, which ideally have a diameter to height ratio of approx. 1:10, which means that diameters of 8 to 15 m are not uncommon. Foundations for such towers have hitherto been made of in-situ concrete. Furthermore, areas must be provided in which the prestressing elements of the tower can be attached to the foundation and prestressed. Prestressing is carried out with devices provided for this purpose, which must be brought into the prestressing areas. As an abutment for the prestressing or for the attachment of the prestressing elements (strands/cables), complex cantilever structures are usually provided inside the foundation, under which the devices are then placed. These structures are expensive and in need of improvement.

Weiterhin gibt es prinzipiell Bedarf, Fundamente von Windkraftanlagen aus vorgefertigten Elementen zu errichten, womit die vorgenannten Probleme reduziert bzw. eliminiert werden könnten. Prinzipiell ist vorteilhaft, dass bei einem Vorfertigen die Bauteile unter definierten Bedingungen standardisiert produziert werden können. Auch reduziert sich der Arbeitsaufwand vor Ort. Hierfür wurden verschiedene Ansätze im Stand der Technik beschrieben.Furthermore, there is a fundamental need to construct foundations for wind turbines from prefabricated elements, with which the aforementioned problems could be reduced or eliminated. In principle, it is advantageous that in the case of prefabrication, the components can be produced in a standardized manner under defined conditions. The amount of work on site is also reduced. Various approaches have been described in the prior art for this purpose.

Beispielsweise zeigt WO 2008/036934 A2 eine Kombination aus vorgefertigten Elementen und klassischem Schalungs-/Bewehrungsbau. Dadurch werden die zuvor genannten Nachteile nur unwesentlich reduziert.For example shows WO 2008/036934 A2 a combination of prefabricated elements and classic formwork/reinforcement construction. As a result, the aforementioned disadvantages are reduced only insignificantly.

Weitere Ansätze für das Herstellen von Fundamenten für Windkraftanlagen aus vorgefertigten Bauteilen sind wie folgt im Stand der Technik gezeigt:

EP 1 058 787 B1 offenbart ein Fundament für eine Windkraftanlage, um offshore Windkraftanlagen zu errichten, die vollständig vormontiert - also inklusive Fundament - transportiert und am Errichtungsort auf den Meeresgrund in einem Stück abgesetzt werden. Das Fundament weist dabei einzelne vorgefertigte Segmente auf. Diese können aus Beton bestehen. Es sind ein flächiger Abschnitt und ein Sockelabschnitt offenbart. Der Sockelabschnitt besteht aus Kreisringen. Der flächige Abschnitt besteht aus einzelnen in der Grundfläche trapezförmigen Grundelementen, auf dem der Sockelabschnitt am inneren Ende vertikal montiert ist, der vertikale Durchgänge aufweist. Die flächigen Grundabschnitte sind mittels Nut-Feder-Verbindungen miteinander verbunden. Der Sockelabschnitt und der flächige Grundabschnitt sind mit einer Diagonalstrebe zur Aussteifung verbunden. Die Kreissegmente des Sockelabschnitts weisen ebenfalls vertikale Durchgänge auf. In die Durchgänge werden Verbindungskabel/Ankerstangen eingebracht. Falls die Fundamentteile aus Beton vorgesehen sind, ist unterhalb der Grundelemente im Bereich der vertikalen Durchgänge ein flacher Widerlagerring aus Stahl vorgesehen. Mit den Verbindungskabeln/Ankerstangen wird das Fundament montierten und die Windkraftanlage am Fundament befestigt. Zusätzlich sind horizontale Durchgänge in Grundelementen und Diagonalstreben vorgesehen, in denen ebenfalls Verbindungskabel/Ankerstangen angeordnet werden, mit denen die Elemente des Fundaments horizontal vorgespannt werden. Erst durch das horizontale Vorspannen wird das Fundament belastbar fertiggestellt. Somit offenbart EP 1 058 787 B1 ein Fundament aus einzelnen vorgefertigten Betonteilen, mit einem Flächenabschnitt und einem Sockelabschnitt, wobei zumindest diese beiden Abschnitte vertikal und horizontal miteinander verbunden werden.

Further approaches for the manufacture of foundations for wind turbines from prefabricated components are shown in the prior art as follows:

EP 1 058 787 B1 discloses a foundation for a wind turbine in order to erect offshore wind turbines that are completely preassembled - that is, including the foundation - are transported and set down on the seabed in one piece at the construction site. The foundation has individual prefabricated segments. These can be made of concrete. A planar portion and a base portion are disclosed. The base section consists of circular rings. The flat section consists of individual basic elements with a trapezoidal base area, on which the base section is mounted vertically at the inner end, which has vertical passages. The flat base sections are connected to one another by means of tongue and groove connections. The base section and the flat base section are connected with a diagonal strut for reinforcement. The circle segments of the base section also have vertical passages. Connecting cables/anchor rods are inserted into the passages. If the foundation parts are to be made of concrete, a flat steel abutment ring is provided below the base elements in the area of the vertical passages. The foundation is assembled with the connecting cables/anchor rods and the wind turbine is attached to the foundation. In addition, horizontal passages are provided in basic elements and diagonal struts, in which connection cables/anchor rods are also arranged, with which the elements of the foundation are horizontally prestressed. Only through the horizontal prestressing is the foundation made loadable. Thus revealed EP 1 058 787 B1 a foundation made of individual prefabricated concrete parts, with a surface section and a base section, at least these two sections being connected to one another vertically and horizontally.

Nachteilig hierbei ist, dass erhebliche Kosten und erheblicher Arbeitsaufwand für das Verbinden der Elemente und das Herstellen des statisch belastbaren Fundaments notwendig sind.The disadvantage here is that considerable costs and a considerable amount of work are necessary for connecting the elements and producing the statically loadable foundation.

EP 1 074 663 A1 offenbart ein Fundament für eine Windkraftanlage mit einem Zentralkörper als Sockel mit daran angeschraubten sich seitlich erstreckenden sternförmig angeordneten Rippen/Vorsprüngen/Trägern. Rippen und Zentralkörper werden vor Ort horizontal miteinander verschraubt. Die Teile sind unter anderem aus Beton vorgefertigt und werden mittels LKW zur Baustelle angeliefert, per Kran angeordnet und vor Ort miteinander horizontal über Flansche und Verschraubungen verbunden. Weiterhin sind an der Außenseite der Rippen Anker notwendig, um einen hinreichenden Lastabtrag zu gewährleisten. EP 1 074 663 A1 discloses a foundation for a wind turbine having a central body Base with laterally extending star-shaped ribs/projections/beams screwed to it. Ribs and central body are bolted together horizontally on site. The parts are prefabricated from concrete, among other things, and are delivered to the construction site by truck, arranged by crane and connected to one another horizontally on site using flanges and screw connections. Furthermore, anchors are necessary on the outside of the ribs in order to ensure adequate load transfer.

Nachteilig hierbei ist, dass auch hier erhebliche Kosten und erheblicher Arbeitsaufwand für Verbinden der Elemente und das Herstellen des statisch belastbaren Fundaments notwendig sind. Weiterhin sind zusätzliche Verankerungen notwendig.The disadvantage here is that here, too, considerable costs and a considerable amount of work are necessary for connecting the elements and producing the statically loadable foundation. Additional anchors are also required.

WO 2004/101898 A2 offenbart ein Fundament für eine Windkraftanlage aus vorgefertigten Betoneinzelteilen, wobei entweder ein Zentralkörper vorgesehen ist, an dem Flächenkörper horizontal angeschraubt werden, oder das Fundament besteht ausschließlich aus Bauteilen, die sowohl einen flächigen Abschnitt und einen sockelartigen Abschnitt aufweisen, wobei diese dann horizontal miteinander mittels Verschraubung gegen Flansche verbunden werden. WO 2004/101898 A2 discloses a foundation for a wind turbine made of prefabricated individual concrete parts, with either a central body being provided to which flat bodies are screwed horizontally, or the foundation consists exclusively of components which have both a flat section and a base-like section, these then being screwed together horizontally connected against flanges.

Nachteilig hierbei ist, dass auch hier erhebliche Kosten und erheblicher Arbeitsaufwand für Verbinden der Elemente und das Herstellen des statisch belastbaren Fundaments notwendig sind.The disadvantage here is that here, too, considerable costs and a considerable amount of work are necessary for connecting the elements and producing the statically loadable foundation.

EP 2 182 201 A1 offenbart zwei unterschiedliche Fundamente für eine Windkraftanlage. Bei beiden wird aus vorgefertigten Betonteilen nach einer entsprechenden Anlieferung vor Ort ein Fundament errichtet. Beide enthalten einen flächigen Abschnitt und einen sockelartigen Abschnitt. In Variante 1 ist ein Zentralkörper vorgesehen. Die Rippen/Flächenelemente werden an diesen angesetzt. Montiert bilden die Rippen einen polygonalen Körper. Der Zentralkörper weist einen Vorsprung auf, der von einem entsprechenden Rücksprung an den Rippen umgriffen wird. Die Rippen werden zusätzlich mittels eines Zurrrings gegen den Zentralkörper arretiert. An den Flächenköpern sind Ankerstangen zur Montage des Turms vorgesehen. Bei der zweiten Variante weisen die Rippen horizontal vorspringende Ankerelemente auf, die sich im montierten Zustand radial in das Zentrum des Fundaments erstrecken. Unterhalb und oberhalb der Anker sind Platten vorgesehen. In den so gebildeten Hohlraum wird der Ortbeton eingebracht, um die Anker miteinander zu verbinden und einen Zentralkörper zu bilden. Bei beiden Varianten wird das horizontale Verbinden vereinfacht. Allerdings weisen sowohl die Rippen als auch der Zentralkörper Dimensionen und Massen auf, die einen Transport kompliziert gestalten. EP 2 182 201 A1 discloses two different foundations for a wind turbine. In both cases, a foundation is erected from prefabricated concrete parts after a corresponding delivery on site. Both include a planar section and a socket-like section. In variant 1, a central body is provided. The ribs/surface elements are attached to these. When assembled, the ribs form a polygonal body. The central body has a projection which is embraced by a corresponding recess on the ribs. The ribs are additionally locked against the central body by means of a lashing ring. Anchor rods for mounting the tower are provided on the surface bodies. In the second variant, the ribs have horizontally projecting anchor elements which, in the installed state, extend radially into the center of the foundation. Plates are provided below and above the anchors. The in-situ concrete is introduced into the cavity thus formed in order to connect the anchors to one another and to form a central body. In both variants, the horizontal connection is simplified. However, both the ribs and the central body have dimensions and masses that make transport complicated.

WO 2017/141095 A1 und WO 2017/141098 A1 offenbaren ebenfalls ein Fundament für eine Windkraftanlage. Dieses Fundament wird aus vorgefertigten Rippenkörpern gebildet, die an ihrem inneren Ende einen Sockelabschnitt aufweisen, auf dem der Turm der Windkraftanlage angeordnet wird. Die Rippen erstrecken sich strahlenförmig nach außen. Die Abschnitte zwischen den Rippen werden in einer weiteren Ausführungsform mit Plattenelementen, die gegen die Rippen mit Flanschen geschraubt werden, zur Herstellung einer Platte gefüllt. Mittig ist anstelle eines Zentralkörpers eine Stahlhülse vorgesehen, die mit im Rippeninneren vorgesehenen Bewehrungen und in inneren Hohlraum vorgesehenen Verstärkungsbalken verbunden ist. Die Rippen weisen eine Grundplatte auf. Auf der ein diagonales Verstärkungselement und der Sockelabschnitt einstückig angeordnet sind. Die Sockelabschnitte sind horizontal über Nut-FederElemente miteinander verbunden. Weiterhin weisen die Sockelabschnitte horizontale Öffnungen auf, in denen Spannelemente zum horizontalen Verbinden der Sockelabschnitte vorgesehen werden. Weiterhin sind in den Sockelabschnitten Ankerstangen für das Verbinden des Turms mit dem Fundament eingegossen. Weiterhin sind ebenfalls außenliegenden Bodenanker offenbart. WO 2017/141095 A1 and WO 2017/141098 A1 also disclose a foundation for a wind turbine. This foundation is formed from prefabricated ribbed bodies which have a base section at their inner end, on which the tower of the wind turbine is arranged. The ribs radiate outward. The sections between the ribs are in a further embodiment filled with plate elements which are screwed against the flanged ribs to produce a plate. In the middle, instead of a central body, a steel sleeve is provided, which is connected to reinforcements provided inside the ribs and reinforcement beams provided in the inner cavity. The ribs have a base plate. On which a diagonal reinforcement member and the base portion are integrally arranged. The base sections are connected to one another horizontally via tongue and groove elements. Furthermore, the base sections have horizontal openings in which clamping elements are provided for horizontally connecting the base sections. Furthermore, anchor rods for connecting the tower to the foundation are cast into the base sections. Furthermore, external ground anchors are also disclosed.

WO 2019/115622 A1 und WO 2019/201714 A2 offenbaren erste erfolgreiches Fundamente für Windkraftanlagen aus Betonfertigteilen für einen Stahlturm und für einen Betonturm für eine Windkraftanlage. Die Fundamente weisen zwei Abschnitte auf. Dabei sind Rippenelemente vorgesehen, die eine zentralen Abschnitt aufweisen, auf dem ein Sockelabschnitt vorgesehen ist. Auf dem Sockelabschnitt wird dann der Turm der Windkraftanlage angeordnet. Der Sockelabschnitt besteht dabei aus einzelnen Segmenten, die miteinander verbunden werden. Mittels Spanngliedern, die in Öffnungen im Zentralenabschnitt und in den Elementen des Sockelabschnitts vorgesehen sind, werden die Rippenelementen und die Sockelelemente miteinander verspannt. Bei Weiterentwicklungen dieser Fundamente haben sich überraschende und besonders effiziente Verbesserungen im Bereich des Sockels ergeben. WO 2019/115622 A1 and WO 2019/201714 A2 disclose first successful foundations for wind turbines made of precast concrete elements for a steel tower and for a concrete tower for a wind turbine. The foundations have two sections. In this case, rib elements are provided which have a central section on which a base section is provided. The tower of the wind turbine is then arranged on the base section. The base section consists of individual segments that are connected to each other. The rib elements and the base elements are clamped together by means of tensioning members which are provided in openings in the central section and in the elements of the base section. Further developments of these foundations have resulted in surprising and particularly efficient improvements in the area of the base.

Aufgabe der Erfindung ist daher, die vorgenannten Nachteile zu überwinden und Fundamente für Windkraftanlagen, insbesondere für Windkraftanlagen mit Betontürmen, aus vorgefertigten Elementen wirtschaftlich errichtbar bzw. errichtbarer zu machen.The object of the invention is therefore to overcome the disadvantages mentioned above and to make foundations for wind turbines, in particular for wind turbines with concrete towers, economically erectable or more erectable from prefabricated elements.

Gelöst wird die erfindungsgemäße Aufgabe dadurch, dass der erste, sich vertikal erstreckende sockelartig ausgeführte Abschnitt aus wenigstens drei übereinander angeordneten Lagen gebildet ist, von denen die obere und die untere Lage aus mindestens zwei ringartig ausgeführten Schichten und die mittlere Lage aus wenigstens einer ringartig ausgeführten Schicht gebildet ist, dass die Höhe der oberen und/oder unteren Lage kleiner als die Höhe der mittleren Lage ist, und dass die Lagen mittels wenigstens zwei vertikalen Spanngliedern mit dem zweiten Abschnitt vertikal verspannt sind.The object according to the invention is achieved in that the first, vertically extending section designed like a base is formed from at least three layers arranged one on top of the other, of which the upper and the lower layer consists of at least two layers designed like a ring and the middle layer consists of at least one layer designed like a ring is formed in that the height of the upper and/or lower layer is less than the height of the middle layer, and that the layers are braced vertically with the second section by means of at least two vertical tension members.

Derartige erfindungsgemäße Fundamente sind sowohl für Betontürme wie auch für Stahltürme geeignet. Vorteilhaft dabei ist, dass bei diesem Fundament vollständig auf horizontale Verbindungsmittel verzichtet werden kann, wobei eine hinreichende Stabilität auch in extremen Belastungssituationen gegeben ist. Dieses wird überraschender Weise insbesondere durch die obere und untere Lage aus mindestens zwei ringartig ausgeführten Schichten in Verbindung mit dem Verspannen durch vorgespannte Spannglieder erreicht.Such foundations according to the invention are suitable both for concrete towers and for steel towers. The advantage here is that with this foundation there is no need for horizontal connecting means, with sufficient stability being provided even in extreme load situations. Surprisingly, this is achieved in particular by the upper and lower layer of at least two ring-like layers in connection with bracing by prestressed tendons.

Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass die die Höhe der oberen und unteren Lage in Summe kleiner als die Höhe der mittleren Lage ist. Hierdurch kann überraschender Weise eine optimale Lastverteilung im Fundament erreicht werden.A further teaching of the invention provides that the total height of the upper and lower layers is less than the height of the middle layer. As a result, an optimal load distribution in the foundation can surprisingly be achieved.

Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass wenigstens eine der Schichten aus wenigstens einem vorgefertigten Element, bevorzugt aus bewehrtem Beton, besteht. Alternativ ist vorgesehen, dass wenigstens eine der Schichten aus wenigstens zwei vorgefertigten Elementen, bevorzugt aus bewehrtem Beton, besteht. Weiterhin alternativ ist vorgesehen, dass wenigstens zwei benachbarte Schichten aus wenigstens zwei vorgefertigten Elementen, bevorzugt aus bewehrtem Beton, bestehen. Hierdurch wird die standardisierte Errichtung des Fundaments erleichtert und die notwendige Anzahl von Transporten zur Baustelle insbesondere von Ortbeton reduziert.A further teaching of the invention provides that at least one of the layers consists of at least one prefabricated element, preferably of reinforced concrete. Alternatively, it is provided that at least one of the layers consists of at least two prefabricated elements, preferably of reinforced concrete. Furthermore, as an alternative, it is provided that at least two adjacent layers consist of at least two prefabricated elements, preferably of reinforced concrete. This facilitates the standardized erection of the foundation and reduces the necessary number of transports to the construction site, in particular of in-situ concrete.

Dabei ist vorteilhaft, dass die wenigstens zwei Elemente gestoßen angeordnet sind und ohne horizontale Befestigungsmittel in den vertikalen Fugen zwischen den wenigstens zwei Elementen die ringartig ausgeführte Schicht bilden. Dabei ist vorteilhaft, dass die vertikalen Fugen spannungsfrei vorgesehen sind, und/oder dass die wenigstens zwei Elemente in den vertikalen Fugen berührungsfrei angeordnet sind. Hierdurch wird wiederum die standardisierte Errichtung des Fundaments erleichtert und gleichzeitig die Kosten niedrig gehalten, weil die vorgefertigten Bauteile im Bereich der vertikalen Stoßfugen beispielsweise bei Abständen von bis zu 3 cm, mit im Betonbau üblichen Toleranzen bei der Herstellung gearbeitet werden kann. Überraschender Weise hat sich weiterhin gezeigt, dass bei einer derartigen Anordnung eine hinreichende Stabilität auch in extremen Belastungssituationen im Fundament gegeben ist.It is advantageous that the at least two elements are arranged butted and form the annular layer in the vertical joints between the at least two elements without horizontal fastening means. It is advantageous that the vertical joints are provided without tension and/or that the at least two elements are arranged without contact in the vertical joints. This in turn facilitates the standardized erection of the foundation and at the same time keeps the costs low because the prefabricated components in the area of the vertical butt joints can be worked with, for example, at distances of up to 3 cm, with the tolerances customary in concrete construction during manufacture. Surprisingly, it has also been shown that with such an arrangement there is sufficient stability even in extreme load situations in the foundation.

Vorteilhaft ist dabei weiterhin, dass die Stöße bzw. vertikalen Fugen zweier direkt übereinander liegender Schichten nicht fluchtend angeordnet sind. Es hat sich überraschender Weise gezeigt, dass es möglich wird, die einzelnen ringarten Schichten in einzelne Elemente zu zerlegen und gleichzeitig eine hinreichende Stabilität auch in extremen Belastungssituationen im Fundament zu erreichen.It is also advantageous that the butt joints or vertical joints of two layers lying directly one on top of the other are not aligned. Surprisingly, it has been shown that it is possible to break down the individual ring-type layers into individual elements and at the same time to achieve sufficient stability in the foundation, even in extreme load situations.

Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass die vorgefertigten Elemente des ersten und/oder zweiten Abschnittes im Wesentlichen ohne horizontale Verbindungmittel untereinander verbunden angeordnet sind, bevorzugt mit vertikalem Abstand zwischen den vorgefertigten Elementen.A further teaching of the invention provides that the prefabricated elements of the first and/or second section are arranged connected to one another essentially without horizontal connecting means, preferably with a vertical spacing between the prefabricated elements.

Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass die vorgefertigten Elemente der unteren und/oder oberen Schicht eine verstärkte Bewehrung in Normalrichtung (Zug-/Druckbewehrung) aufweist und/oder dass die vorgefertigten Elemente die mittlere Schicht wenigstens eine verstärkte Bewehrung zur Ableitung von Schubbelastungen, insbesondere in radiale Richtung, aufweist Das Vorsehen der Bewehrungen in der zuvor beschrieben weise ermöglicht, einen kostengünstigen Aufbau des Fundaments.A further teaching of the invention provides that the prefabricated elements of the lower and/or upper layer have reinforced reinforcement in the normal direction (tension/compression reinforcement) and/or that the prefabricated elements of the middle layer have at least one reinforced reinforcement for dissipating shear loads, in particular in the radial direction. The provision of the reinforcements in the manner described above enables a cost-effective construction of the foundation.

Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass wenigstens eine horizontale Fuge zwischen den vorgefertigten Elementen des ersten und/oder zweiten Abschnittes ortbetonfrei und/oder mörtelfrei aufeinander angeordnet sind. Es hat sich gezeigt, dass das Bereitstellen von horizontalen Berührungen der vorgefertigten Elemente bei hinreichend genau Fertigung (kleine Toleranzen in horizontaler Richtung der vorgefertigten Elemente) hinreichend Reibung in die horizontalen Fugen durch die Vorspannung bewirkt wird, so dass im Fundament eine hinreichende Stabilität selbst bei extremen Belastungssituation gegeben ist.A further teaching of the invention provides that at least one horizontal joint between the prefabricated elements of the first and/or second section is arranged one on top of the other without in-situ concrete and/or mortar. It has been shown that the provision of horizontal contact of the prefabricated elements with sufficiently precise manufacture (small tolerances in the horizontal direction of the prefabricated elements) causes sufficient friction in the horizontal joints by the prestressing, so that there is sufficient stability in the foundation even under extreme conditions stressful situation is given.

Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass die Vorspannung durch die wenigstens zwei Spannglieder so ausgelegt ist, dass alle horizontalen Fugen zwischen den Schichten in jedem Betriebszustand und in jedem extremen Lastzustand der Windkraftanlage unter Druck stehen. Hierdurch wird auf besonders einfache Weise insbesondere in den horizontalen Fugen zwischen den vorgefertigten Elementen eine hinreichende Reibung der vorgefertigten Elemente bewirkt, so dass das Fundament auch ohne stoffschlüssige Verbindungen den horizontalen Fugen eine hinreichende Stabilität selbst bei extremen Belastungssituation gegeben ist.A further teaching of the invention provides that the prestressing by the at least two tendons is designed in such a way that all horizontal joints between the layers are under pressure in every operating state and in every extreme load state of the wind turbine. As a result, sufficient friction of the prefabricated elements is effected in a particularly simple manner, in particular in the horizontal joints between the prefabricated elements, so that the foundation can withstand the horizontal even without materially bonded connections Joints are sufficiently stable even under extreme loads.

Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass wenigstens zwei ringartig ausgeführte Widerlager, bevorzugt in Form von wenigstens einem Widerlagerring, vorgesehen sind, gegen die die Spannglieder wirken, wobei wenigstens ein Widerlager auf der Oberseite des ersten Abschnitts und wenigstens ein Widerlager auf der Unterseite des zweiten Abschnitts angeordnet ist. Hierdurch wird auf einfache Weise das notwendige Belastungswiderlager für die Spannglieder und die darüber eingeleitete Vorspannung gegeben. Dabei ist vorteilhaft, dass wenigstens ein Widerlager und/oder wenigstens ein Widerlagerring aus wenigstens zwei vorgefertigten Elementen besteht, die stoßend zur Ausfertigung des ringartigen Widerlagers und/oder Widerlagerrings angeordnet sind. Hierdurch wird der Transport von den vorgefertigten Elementen erleichtert. Weiterhin ist dabei vorteilhaft, dass wenigstens ein Widerlager wenigstens zwei übereinander angeordneten Schichten aufweist. Hierdurch wird es möglich in Abhängigkeit der eingeleiteten Vorspannung standardisiert das Fundament zu errichten. Weiterhin ist dabei vorteilhaft, dass das die Schichten jeweils wenigstens zwei Elemente aufweisen, die gestoßen angeordnet sind, wobei die Stöße zweier direkt übereinander liegender Schichten nicht fluchtend angeordnet sind. Hierdurch werden aufwändige Schweißarbeiten vor Ort auf der Baustelle vermieden und es die Errichtungszeit des Fundaments reduziert. Weiterhin wird es auf einfache Weise möglich, die Lasten der Vorspannung über das so konstruierte Widerlager adäquat in Abhängigkeit der Fundamentauslegung abzuleitenA further teaching of the invention provides that at least two ring-like abutments, preferably in the form of at least one abutment ring, are provided, against which the tendons act, with at least one abutment on the upper side of the first section and at least one abutment on the underside of the second section is arranged. In this way, the necessary load abutment for the tendons and the prestressing introduced via it are provided in a simple manner. It is advantageous here that at least one abutment and/or at least one abutment ring consists of at least two prefabricated elements which are arranged in abutting manner in order to produce the ring-like abutment and/or abutment ring. This facilitates the transport of the prefabricated elements. Furthermore, it is advantageous that at least one abutment has at least two layers arranged one above the other. This makes it possible to erect the foundation in a standardized manner depending on the prestress introduced. Furthermore, it is advantageous that the layers each have at least two elements that are arranged butted, with the joints of two layers lying directly one above the other not being arranged in alignment. This avoids costly welding work on site and reduces the construction time of the foundation. Furthermore, it is possible in a simple manner to derive the prestressing loads adequately via the abutment constructed in this way, depending on the foundation design

Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass der zweite Abschnitt aus wenigstens drei Horizontalelementen gebildet ist, und dass die Horizontalelemente in Abhängigkeit von den Parametern des zu errichtenden Turmes, insbesondere dem Turmradius, anordbar sind. Dabei ist vorteilhaft, dass die Horizontalelemente seitlich beabstandet zueinander angeordnet sind, oder dass die Horizontalelemente seitlich parallel beabstandet zueinander angeordnet sind. Hierdurch ist es auf besonders einfache Weise möglich, ein Fundament in Abhängigkeit der Maße des zu errichtenden Turms bereitzustellen. Insbesondere ist es möglich, mit einem Horizontalelementtyp Fundamente für unterschiedliche Turmradien zu erstellen, indem die Horizontalelemente entsprechend parallel verschoben werden.A further teaching of the invention provides that the second section is formed from at least three horizontal elements and that the horizontal elements can be arranged depending on the parameters of the tower to be erected, in particular the tower radius. It is advantageous that the horizontal elements are arranged laterally spaced apart from one another, or that the horizontal elements are arranged laterally parallel and spaced apart from one another. This makes it possible in a particularly simple manner to provide a foundation depending on the dimensions of the tower to be erected. In particular, it is possible to create foundations for different tower radii with one type of horizontal element by moving the horizontal elements in parallel accordingly.

Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass die Elemente der wenigstens drei Lagen des ersten Abschnitts wenigstens zwei im Wesentlichen vertikalen Durchbrüche aufweisen, in denen jeweils ein Spannglied, bevorzugt eine Gewindestange oder ein Ankerbolzen mit Konterelementen, angeordnet ist. Hierdurch ist es auf besonders einfache Weise möglich, dass Fundament kostengünstig und schnell bereitzustellen. Bei der Bereitstellung der Durchbrüche ist ein genaues Arbeiten mit lediglich geringen Abweichungen notwendig, damit die Spannglieder einsetzbar sind und gleichzeitig, die Montierbarkeit der vorgefertigten Elemente zu bewirken. Diese wird insbesondere durch die Vertikalen Abstände der Elemente auf besonders einfache Weise erleichtert.A further teaching of the invention provides that the elements of the at least three layers of the first section have at least two essentially vertical openings, in each of which a tendon, preferably a threaded rod or an anchor bolt with counter elements, is arranged. This makes it possible in a particularly simple manner to provide the foundation quickly and inexpensively. Precise work with only minor deviations is necessary when preparing the breakthroughs, so that the tendons can be used and at the same time to ensure that the prefabricated elements can be assembled. This is facilitated in a particularly simple manner, in particular, by the vertical distances between the elements.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:

1 eine Schnittansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fundaments
2 eine räumliche Ansicht zu 1,
3 eine Draufsicht zu 1,
4a bis 4e Ansichten zu einem erfindungsgemäßen Horizontalelement,
5a eine Draufsicht auf angeordnete Flächenelemente des erfindungsgemäßen Fundaments,
5b eine Detailansicht zu 5a,
6a bis 8b Ansichten zu erfindungsgemäßen Sockelsegmenten in Draufsicht und als räumliche Ansicht,
9a eine räumliche Ansicht eines erfindungsgemäßen Ankerkorbs,
9b eine Detailansicht zu 9a,
10 eine Draufsicht auf einen oberen Widerlagering des Ankerkorbs zu 9a,
11 eine Draufsicht auf einen unteren Widerlagering des Ankerkorbs zu 9a,
12a, eine Schnittansicht durch den erfindungsgemäßen Ankerkorb gemäß 9a,
12b eine Detailansicht zu 12a,
13a, 13b eine Draufsicht und eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Abdeckplatte, und
14a bis 14d unterschiedliche Anordnungsmöglichkeiten zu 5a.

The invention is explained in more detail below using exemplary embodiments in conjunction with a drawing. show:

1 a sectional view of a preferred embodiment of a foundation according to the invention
2 a spatial view 1 ,
3 a top view too 1 ,
4a until 4e Views of a horizontal element according to the invention,
5a a top view of arranged surface elements of the foundation according to the invention,
5b a detailed view 5a ,
6a until 8b Views of base segments according to the invention in plan view and as a spatial view,
9a a spatial view of an anchor basket according to the invention,
9b a detailed view 9a ,
10 a top view of an upper abutment ring of the anchor cage 9a ,
11 a top view of a lower abutment ring of the anchor cage 9a ,
12a , a sectional view through the anchor cage according to the invention 9a ,
12b a detailed view 12a ,
13a , 13b a plan view and a side view of a cover plate according to the invention, and
14a until 14d different arrangement options 5a .

In den 1 ist in geschnittener Ansicht in einer Grube 101 im Boden 100 ggf. auf einer ggf. verdichteten Sauberkeitsschicht 102 ein erfindungsgemäßes Fundament 10 angeordnet. Das Fundament 10 weist dabei einen ersten Abschnitt 11 und einen zweiten Abschnitt 12 auf. Weiterhin kann auch ein dritter Abschnitt (nicht dargestellt) optional unter dem zweiten Abschnitt 12 vorgesehen sein, der dann bevorzugt in einer Vertiefung (nicht dargestellt) vorgesehen ist, falls es aus statischen Gründen notwendig sein sollte, den Sockel 20 weiter in den Boden zu erstrecken.In the 1 a foundation 10 according to the invention is arranged in a sectional view in a pit 101 in the ground 100, optionally on an optionally compacted blinding layer 102. The foundation 10 has a first section 11 and a second section 12 . Furthermore, a third section (not shown) can optionally be provided under the second section 12, which is then preferably in a recess (not shown). is provided if it should be necessary for structural reasons to extend the base 20 further into the ground.

Der erste Abschnitt 11 ist als Sockel 20 ausgeführt, der aus mehreren Lagen 13, 16, 17 aufgebaut, wobei die Lagen 13, 16, 17 her beispielsweise aus 5 Schichten 13a, 13b, 16a, 17a, 17b aufgebaut sind. Falls erforderlich können weiter Schichten vorgesehen werden.The first section 11 is designed as a base 20 which is made up of several layers 13, 16, 17, the layers 13, 16, 17 being made up of, for example, 5 layers 13a, 13b, 16a, 17a, 17b. If necessary, further layers can be provided.

Die Schichten 13a, 13b, 16a, 17a, 17b sind aus geschlossenen Sockelabschnitten 14 aufgebaut, die wiederum aus einzelnen Sockelsegmenten 33, 34, 35 (siehe 6a bis 8b) aufgebaut sind. Die Sockelabschnitte 14 sind hier bevorzugt als Kreisringe ausgeführt sind, so dass der Sockelabschnitt 11 einen Innenraum 15 aufweist. Ein alternativer Aufbau, bspw. ein polygoner Aufbau, ist möglich.The layers 13a, 13b, 16a, 17a, 17b are made up of closed base sections 14, which in turn are made up of individual base segments 33, 34, 35 (see 6a until 8b) are constructed. The base sections 14 are preferably designed here as circular rings, so that the base section 11 has an interior space 15 . An alternative structure, for example a polygonal structure, is possible.

Die Lagen 13, 16, 17 setzen sich hier bevorzugt aus den einzelnen Schichten 13a, 13b, 16a, 17a, 17b zusammen, wobei die Schichten selbst aus zu den Schichten passenden Sockelsegmenten 33, 34, 35 zusammengesetzt sind. Die obersten Lage 13 weist zwei Schichten 13a, 13b auf. Die obere Schicht 13a ist dabei aus Sockelsegmenten 33 beispielsweise gemäß 6a, 6b mit einer Höhe H zusammengesetzt. Auf deren Oberseite 36 sind hier beispielsweise drei Vertiefungen 37 vorgesehen, in die ein oberer Anschlussflansch 51 eines Ankerkorbs 50, siehe 9a bis 12a einsetzbar ist. In den Vertiefungen 37 sind die Durchbrüche 18 für die Spannglieder 19 vorgesehen.The layers 13, 16, 17 are preferably composed of the individual layers 13a, 13b, 16a, 17a, 17b, the layers themselves being composed of base segments 33, 34, 35 that match the layers. The top layer 13 has two layers 13a, 13b. The upper layer 13a consists of base segments 33, for example according to FIG 6a , 6b composed with a height H. On the upper side 36, three recesses 37 are provided here, for example, into which an upper connection flange 51 of an anchor cage 50, see FIG 9a until 12a can be used. The openings 18 for the clamping elements 19 are provided in the depressions 37 .

Darunter ist eine Schicht 13b vorgesehen, die aus Sockelsegmenten 35 (7a, 7b) mit einer Höhe I zusammengesetzt ist, die ebenfalls mit Durchbrüchen 18 für die Spannglieder 19 versehen sind. Die Höhe I kann identisch zur Höhe H der Sockelsegmente 34 sein und ist bevorzugt gleich.Below this is a layer 13b made up of base segments 35 ( 7a , 7b) is assembled with a height I, which are also provided with openings 18 for the tendons 19. The height I can be identical to the height H of the base segments 34 and is preferably the same.

Darunter befindet sich die Schicht 16a als mittlere Lage 16. Diese ist zusammengesetzt aus Sockelsegmenten 34 mit einer Höhe J. Die Sockelsegmente 34 sind ebenfalls mit Durchbrüchen 18 für die Spannglieder 19 versehen.Below that is the layer 16a as the middle layer 16. This is composed of base segments 34 with a height J. The base segments 34 are also provided with openings 18 for the clamping elements 19.

Hierunter vorgesehen ist die untere Lage 17 mit den Schichten 17a, 17b, die wiederum aus Sockelsegmenten 34 gebildet sind.The lower layer 17 with the layers 17a, 17b, which in turn are formed from base segments 34, is provided underneath.

Die Sockelsegmente 33, 34, 35 sind bevorzugt hinsichtlich der Höhe H, I, J sehr genau ausgeführt, also mit möglichst geringen Höhenabweichungen, um eine möglichst große Auflagefläche der Sockelsegmente 33, 34, 35 aufeinander zu bewirken, wenn diese zum Sockel 20 montiert übereinander angeordnet sind und vorgespannt sind.The base segments 33, 34, 35 are preferably designed very precisely with regard to the height H, I, J, i.e. with the smallest possible height deviations, in order to achieve the largest possible contact surface of the base segments 33, 34, 35 on one another when these are mounted on top of one another to form the base 20 are arranged and are prestressed.

Die Höhe H, I der Sockelsegmente 33, 35 ist dabei so ausgelegt, dass es im eingebauten Zustand im Wesentlichen lediglich auf Zug/Druck belastet wird, also eine Belastung in Normalrichtung erfährt. Hierfür ist auch die Bewehrung ausgelegt (nicht dargestellt), die im Wesentlichen aus Bewehrung in Normalrichtung besteht. Bevorzugt sind die Höhe H und I gleich.The height H, I of the base segments 33, 35 is designed in such a way that, when installed, it is essentially only subjected to tensile/compressive loads, ie it is subjected to loads in the normal direction. The reinforcement is also designed for this (not shown), which essentially consists of reinforcement in the normal direction. The heights H and I are preferably the same.

Die Höhe J der Sockelsegmente 34 ist dabei so ausgelegt, dass es im eingebauten Zustand im Wesentlichen lediglich auf Schub belastet wird. Hierfür ist auch die Bewehrung ausgelegt (nicht dargestellt), die im Wesentlichen aus Bewehrung in radialer Richtung, besonders bevorzugt in Form von Bügeln, besteht.The height J of the base segments 34 is designed in such a way that, in the installed state, it is essentially only subjected to a shearing load. The reinforcement is also designed for this (not shown), which essentially consists of reinforcement in the radial direction, particularly preferably in the form of stirrups.

Die Anordnung der Segmente 33, 34, 35 zu ringartigen Schichten 13a, 13b, 16a, 17a, 17b und die Anordnung Schichten 13a, 13b, 16a, 17a, 17b übereinander zu den Lagen 13, 16, 17, die dann den Sockel bilden, ist in 2 räumlich dargestellt. Die Sockelsegmente 33, 34, 35 sind gestoßen nebeneinander vorgesehen, so dass zwischen diesen vertikale Fugen 38 bestehen. Diese sind bevorzugt als Spalt beispielsweise mit einer Stärke von mehreren Millimetern, z.B. 30 mm, ausgeführt. Diese vertikalen Fugen 38 werden bevorzugt nicht mit Mörtel oder Ortbeton gefüllt. Weiterhin werden bevorzugt keine horizontalen Verbindungsmittel vorgesehen.The arrangement of the segments 33, 34, 35 to ring-like layers 13a, 13b, 16a, 17a, 17b and the arrangement of layers 13a, 13b, 16a, 17a, 17b on top of each other to form the layers 13, 16, 17, which then form the base, is in 2 represented spatially. The base segments 33, 34, 35 are provided butted next to one another, so that there are vertical joints 38 between them. These are preferably designed as a gap with a thickness of several millimeters, for example 30 mm. These vertical joints 38 are preferably not filled with mortar or cast-in-place concrete. Furthermore, preferably no horizontal connecting means are provided.

Weiterhin werden die vertikalen Fugen der einzelnen Schichten 13a, 13b, 16a, 17a, 17b bevorzugt so vorgesehen, dass die vertikalen Fugen 38 benachbarter Schichten 13a, 13b, 16a, 17a, 17b nicht fluchten, also nicht übereinander angeordnet sind. Wie in 2 dargestellt ist, ist es vorteilhaft, wenn die vertikalen Fugen 38 immer im Wesentlichen um den gleichen Wert im oder gegen den Uhrzeigersinn versetzt angeordnet sind.Furthermore, the vertical joints of the individual layers 13a, 13b, 16a, 17a, 17b are preferably provided in such a way that the vertical joints 38 of adjacent layers 13a, 13b, 16a, 17a, 17b are not aligned, ie are not arranged one above the other. As in 2 1, it is advantageous if the vertical gaps 38 are always offset clockwise or counterclockwise by substantially the same amount.

Zwischen den Schichten 13a, 13b, 16a, 17a, 17b bestehen horizontale Fugen 39, die bevorzugt nicht mit Mörtel oder Ortbeton gefüllt werden.Between the layers 13a, 13b, 16a, 17a, 17b there are horizontal joints 39 which are preferably not filled with mortar or in-situ concrete.

Die Sockelsegmente 33, 34, 35 weisen vertikale Durchbrüche 18 auf, in denen bei der Montage des Fundaments 10 Spannglieder 19, beispielsweise Anker- oder Bewehrungsstangen 19 mit Konterelementen wie Muttern 21 vorgesehen sind, um das Fundament 10 vorzuspannen. Diese bilden zusammen mit aus Flanschblechen 52, 55 zusammengesetzten Widerlagern 51, 54 eine Ankerkorb 50. Bestandteil des oberen Widerlager 51 kann auch der Anschlussadapter 53 für den Turm sein, wenn es sich beispielsweise bei dem Turm um einen Stahlturm handelt.The base segments 33, 34, 35 have vertical openings 18 in which 10 tendons 19, such as anchor or rebars 19 are provided with counter elements such as nuts 21 to bias the foundation 10 during assembly of the foundation. Together with abutments 51, 54 composed of flange plates 52, 55, these form an anchor cage 50. The connection adapter 53 for the tower can also be part of the upper abutment 51, if the tower is a steel tower, for example.

Der zweite Abschnitt 12 ist flächig ausgeführt. Alternativ kann er aber auch eine sternform realisiert werden. Eine Draufsicht auf das Fundament 10 ist in 3 gezeigt. 2 zeigt eine räumliche Ansicht des Fundaments 10. Der zweite Abschnitt 12 ist aus Horizontalelementen 22 in Form von Rippenelementen ausgeführt. Diese sind in den 4a bis 4e dargestellt. Diese erstrecken sich vom Innenraum 15 aus gesehen radial nach außen.The second section 12 is flat. Alternatively, it can also be realized in a star shape. A plan view of the foundation 10 is in 3 shown. 2 shows a spatial view of the foundation 10. The second section 12 is made of horizontal elements 22 in the form of rib elements. These are in the 4a until 4e shown. Seen from the interior 15, these extend radially outwards.

Sie weisen eine Grundplatte 23 auf, die beispielsweise trapezförmig ausgeführt ist, so dass alle zusammengesetzten Grundplatten eine polygonale Fläche bilden (siehe 3, 5a), die sich einer Kreisform annähert. Alternativ sind auch Kreissegmente oder eine Mischform aus Kreissegment und Trapezform möglich. Zwischen Seitenwänden 44 der Grundplatten 23 können bevorzugt Abstände B vorgesehen sein, die vom Durchmesser des zu errichtenden Turms abhängig sind.They have a base plate 23, which is designed, for example, in the shape of a trapezium, so that all assembled base plates form a polygonal area (see FIG 3 , 5a) , which approaches a circular shape. Alternatively, circular segments or a mixed form of circular segment and trapezoidal shape are also possible. Distances B can preferably be provided between side walls 44 of the base plates 23, which distances depend on the diameter of the tower to be erected.

Am inneren Ende 24 der Grundplatte 23 ist ein Auflagerabschnitt 25 mit einem Körper und seitenwänden 29 vorgesehen, der im Wesentlichen bevorzugt mit dem Sockel 20 des ersten Abschnitts 11 korrespondiert. Im Auflagerabschnitt 25 können ebenfalls Durchbrüche 18 vorgesehen sein. Alternativ können fluchtend zu den Durchbrüchen 18 im ersten Abschnitt 11 Bewehrungseisen oder Ankerstangen 19 im Auflagerabschnitt 25 eingebaut sein, die sich nach außen aus dem Beton des sockelartigen Abschnitts 25 des Horizontalelements 22 heraus erstrecken. Auf dem Auflagerabschnitt 25 wird der Sockel 20 mit seinem wenigstens einen Sockelelement 14 angeordnet.At the inner end 24 of the base plate 23 there is a support section 25 with a body and side walls 29 which preferably essentially corresponds to the base 20 of the first section 11 . Breakthroughs 18 can also be provided in the support section 25 . Alternatively, in alignment with the openings 18 in the first section 11, reinforcing bars or anchor rods 19 can be installed in the support section 25, which extend outwards from the concrete of the base-like section 25 of the horizontal element 22. The base 20 with its at least one base element 14 is arranged on the support section 25 .

Rechtwinklig auf der Grundplatte ist die Versteifungswand 26 angeordnet, deren Höhe beispielsweise hin zum äußeren Ende 27 der Grundplatte 23 abnimmt.The stiffening wall 26 is arranged at right angles to the base plate, the height of which decreases towards the outer end 27 of the base plate 23, for example.

Die Grundplatte 23 ist parallelverjüngt gegenüber den Seitenflächen 29 des Körper 30 des Auflageabschnitts 25 ausgeführt. Die Parallelverjüngung 31 ist in 4c durch den Pfeil D dargestellt. Hierdurch wird bevorzugt eine Materialreduktion erreicht. Der Körper 30 weist einen Übergangsbereich 32 auf mit dem verstärkend die Versteifungswand 26 mit dem Auflagerabschnitt 25 verbunden ist.The base plate 23 is tapered in parallel with respect to the side surfaces 29 of the body 30 of the support section 25 . The parallel taper 31 is in 4c represented by the arrow D. A reduction in material is preferably achieved as a result. The body 30 has a transition area 32 with which the stiffening wall 26 is connected to the support section 25 in a reinforcing manner.

Zwischen den Seitenflächen 29 der Auflageabschnitte 25 ist wie in 5b als Ausschnitt E zu 5a dargestellt ist, bevorzugt ein Abstand C als vertikale Fuge 40 vorgesehen, wenn die horizontalen Elemente 22 angeordnet sind, der bevorzugt als Luftspalt ausgeführt ist. Dabei entstehen vertikale Fugen 40, die ebenfalls bevorzugt nicht mit Mörtel oder Ortbeton gefüllt werden. Weiterhin werden bevorzugt keine horizontalen Verbindungsmittel vorgesehen.Between the side surfaces 29 of the support sections 25 is as in 5b as section E to 5a is shown, preferably a distance C is provided as a vertical joint 40 when the horizontal elements 22 are arranged, which is preferably designed as an air gap. This creates vertical joints 40, which are also preferably not filled with mortar or in-situ concrete. Furthermore, preferably no horizontal connecting means are provided.

Zwischen zwei benachbarten Versteifungswänden 26 bildet sich ein nach oben offener Hohlraum 28, in den Aufschüttboden 104 einbringbar ist, wodurch eine Auflast auf den zweiten Abschnitt 12 des Fundaments 10 aufbringbar ist.An upwardly open cavity 28 is formed between two adjacent stiffening walls 26, into which backfill soil 104 can be introduced, as a result of which a load can be applied to the second section 12 of the foundation 10.

Damit die Hohlräume 28 mit Aufschüttboden 104 gefüllt werden können und dieser nicht in den Innenraum 15 eintreten kann, können Sperrelemente (nicht dargestellt), die gegen den Körper 30 des Auflageabschnitts 25 bzw. des Übergangsbereichs 32 gestellt werden. So that the cavities 28 can be filled with backfill 104 and this cannot enter the interior space 15, locking elements (not shown) can be placed against the body 30 of the support section 25 or the transition region 32.

Weiterhin sind Abdeckplatten 48 (13a, 13b) vorgesehen, die auf zwei benachbarte Grundplatten 23 aufgelegt werden, um den Abstand B zwischen zwei Seitenflächen 44 abzudecken, damit der Boden 104 nicht in den Abstand B hinein bzw. durch den Abstand B hindurch gelangen kann. Die Abdeckplatten 48 weisen einen zulaufenden Abschnitt 49 auf, der an den Übergangsbereich 32 angepasst ist. Durch die Abdeckplatte 48 kann die volle Auflast des Aufschüttboden 104 auf den zweiten Abschnitt 12 durch Einbringen in den Hohlraum 28 aufgebracht werden.Furthermore, cover plates 48 ( 13a , 13b) provided, which are placed on two adjacent base plates 23 to cover the distance B between two side surfaces 44, so that the bottom 104 can not get into the distance B or through the distance B therethrough. The cover plates 48 have a tapered section 49 which is adapted to the transition area 32 . Through the cover plate 48, the full load of the heap base 104 can be applied to the second section 12 by introducing it into the cavity 28.

Der Innenraum 15 kann nach Fertigstellung des Fundaments 10 mit Aufschüttboden 104 verfüllt werden und mit einem Deckelelement 103 abgedeckt werden.After the foundation 10 has been completed, the interior space 15 can be filled with fill soil 104 and covered with a cover element 103 .

Wie in 14a bis 14d dargestellt ist, ist es möglich mit einem Horizontalelement 22 einen zweiten Abschnitt zu bilden, der unterschiedlich große Innenräume 15 aufweist, indem die Horizontalelemente 22 entlang eines vom Mittelpunkt ausgehenden Strahls nach innen oder nach außen verschoben werden, wie dieses in 19d durch den Doppelpfeil A dargestellt ist. Nach innen wird dieses dadurch begrenzt, dass sich die Seitenflächen 44 der Grundplatten 23 der Horizontalelemente 22 berühren. Nach außen ist dieses abhängig vom Radius 45 des zu errichtenden Turms, der in den 14a bis 14d durch einen Kreis 46 dargestellt ist. Der Abstand B ist bevorzugt über die gesamte Länge der Seitenflächen 44 vom inneren Ende 24 zum äußeren Ende 27 hin gleich, so dass zwei Seitenflächen 44 parallel zueinander angeordnet sind. Hierdurch können auf einfache Weise bevorzugt mit einem einzigen Horizontalelement 22 Fundamente für Türme mit unterschiedlichen Durchmessern errichtet werden.As in 14a until 14d is shown, it is possible to form a second section with a horizontal element 22, which has interior spaces 15 of different sizes, by displacing the horizontal elements 22 inwards or outwards along a ray emanating from the center point, as shown in FIG 19d is represented by the double arrow A. Inwards, this is limited by the fact that the side surfaces 44 of the base plates 23 of the horizontal elements 22 touch. To the outside, this depends on the radius 45 of the tower to be erected, which is in the 14a until 14d is represented by a circle 46. The distance B is preferably the same over the entire length of the side surfaces 44 from the inner end 24 to the outer end 27, so that two side surfaces 44 are arranged parallel to one another. In this way, foundations for towers with different diameters can be erected in a simple manner, preferably with a single horizontal element 22 .

Zum Bereitstellen der notwendigen Verspannung zwischen den Lagen 13, 16, 17 des ersten Abschnitts und den Horizontalelementen 22 des zweiten Abschnitts 12 wird ein Ankerkorb 50 gebildet, wie in 9a bis 12b gezeigt ist, der aus einem oberen und einem unteren Widerlager 51, 54, die in 10 und 11 dargestellt sind, gebildet ist, die mit Spanngliedern 19 beispielsweise in Form von Ankerstangen oder Bewehrungsstangen und Konterelementen 21, beispielsweise Muttern, verbunden sind.In order to provide the necessary bracing between the layers 13, 16, 17 of the first section and the horizontal elements 22 of the second section 12, an anchor cage 50 is formed, as shown in FIG 9a until 12b is shown, consisting of an upper and a lower abutment 51, 54, which in 10 and 11 are shown, is formed, which are connected to tendons 19, for example in the form of anchor rods or rebars and counter elements 21, such as nuts.

Das obere und das untere Widerlagerelement 51, 54 setzt sich dabei beispielsweise aus drei konzentrischen Widerlagerringen 51a, 51b, 51c, 54a, 54b, 54c zusammen, von denen das mittlere Widerlagerring 51b den Anschlussadapter 53 für den Turm der Windkraftanlage hier bevorzugt beinhaltet. Die Widerlagerringe 51a, 51b, 51c, 54a, 54b, 54c können aus einzelnen Flanschblechen 52, 55 vorgesehen werden, die gestoßen aneinander angeordnet sind, wie dieses in 3, 9b als Ausschnitt F zu 9a und 12b als Ausschnitt G zu 12a dargestellt ist. Weiterhin können auch mehrere Flanschbleche 52, 55 übereinander angeordnet werden. Hierbei werden diese dann bevorzugt so angeordnet, dass sich deren vertikale Fugen 56 bei benachbarten Lagen der Flanschbleche 52, 55 nicht überlappen. Bevorzugt werden die Flanschbleche 52, 55 nicht miteinander verschweißt, sondern liegen auf- bzw. aneinander an. Die Flanschbleche 52, 55 weisen Durchbrüche 57 auf und können mit unterschiedlichen Breiten und unterschiedlichen Anzahlen von Reihen von Durchbrüche 57 pro Flanschblech 52, 55 vorgesehen werden.The upper and lower abutment elements 51, 54 are composed, for example, of three concentric abutment rings 51a, 51b, 51c, 54a, 54b, 54c, of which the central abutment ring 51b preferably contains the connection adapter 53 for the tower of the wind turbine here. The abutment rings 51a, 51b, 51c, 54a, 54b, 54c can be provided from individual flange plates 52, 55 which are arranged butted against one another, as shown in FIG 3 , 9b as an excerpt F to 9a and 12b as section G to 12a is shown. Furthermore, several flange plates 52, 55 can be arranged one above the other. In this case, they are then preferably arranged in such a way that their vertical joints 56 do not overlap in adjacent layers of the flange plates 52, 55. The flange plates 52, 55 are preferably not welded to one another, but rest on or against one another. The flange plates 52, 55 have openings 57 and can be provided with different widths and different numbers of rows of openings 57 per flange plate 52, 55.

Bevorzugt kann der Widerlagerring 51b integral mit dem Anschlussadapter 53 als ein Flanschblech 52 ausgeführt sein.The abutment ring 51b can preferably be designed integrally with the connection adapter 53 as a flange plate 52 .

BezugszeichenlisteReference List

1010: Fundamentfoundation
1111: erster Abschnittfirst section
1212: zweiter Abschnittsecond part
1313: obere Lageupper layer
13a13a: Schichtlayer
13b13b: Schichtlayer
1414: Sockelabschnittbase section
1515: Innenrauminner space
1616: mittlere Lagemiddle position
16a16a: Schichtlayer
1717: untere Lagelower tier
17a17a: Schichtlayer
17b17b: Schichtlayer
1818: Durchbruchbreakthrough
1919: Spannglied/Ankerstangentendon/anchor rods
2020: Sockelbase
2121: Konterelement/Muttercounter element/nut
2222: Horizontalelement/ RippenelementHorizontal element/ rib element
2323: Grundplattebase plate
2424: Inneres Endeinner end
2525: Auflagerabschnittbearing section
2626: Versteifungswandstiffening wall
2727: äußeres Endeouter end
2828: Hohlraumcavity
2929: Seitenflächeside face
3030: Körperbody
3131: Parallelverjüngungparallel taper
3232: Übergangsbereichtransition area
3333: obere Sockelsegmentupper base segment
3434: mittleres Sockelsegmentmiddle base segment
3535: Sockelsegmentbase segment
3636: Oberseitetop
3737: Vertiefungdeepening
3838: vertikale Fugevertical joint
3939: horizontale Fugehorizontal joint
3939: horizontale Fugehorizontal joint
4040: vertikale Fugevertical joint
4444: Seitenflächeside face
4545: Radiusradius
4646: Kreiscircle
4848: Abdeckplattecover plate
4949: zulaufender Abschnitttapered section
5050: Ankerkorbanchor basket
5151: oberes Widerlagerupper abutment
5252: Flanschblechflange plate
5353: Anschlussadapterconnection adapter
5454: unteres Widerlagerlower abutment
5555: Flanschblechflange plate
5656: vertikale Fugevertical joint
100100: Bodenfloor
101101: Baugrubeexcavation
102102: Sauberkeitsschichtcleanliness layer
103103: Deckelelementcover element
104104: Aufschüttbodenbulk floor
AA: Verschieberichtungshift direction
BB: Abstanddistance
CC: Abstanddistance
DD: Pfeil der ParallelverjüngungParallel taper arrow
EE: Ausschnittcutout
Ff: Ausschnittcutout
GG: Ausschnittcutout
HH: Höheheight
II: Höheheight
JJ: Höheheight

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

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Claims

Foundation for a wind turbine, the foundation (10) essentially having prefabricated elements, preferably made of reinforced concrete, with a first, vertically extending section (11) designed like a base, on which a tower of the wind turbine can be arranged, and a second substantially horizontally extending portion (12) as a foundation body which is in contact with the ground (100), the first portion (11) being located above the second portion (12), characterized in that the first, vertically extending section (11) designed like a base is formed from at least three layers (13, 16, 17) arranged one on top of the other, of which the upper and the lower layer (13, 17) consist of at least two layers (13a, 13b, 17a, 17b) designed like a ring. and the middle layer (16) is formed from at least one ring-like layer (16a) such that the height (H+1, 2x1) of the upper and/or lower layer (13, 17) is less than al s is the height (J) of the middle layer (16), and that the layers (13, 16, 17) are braced vertically to the second section (12) by means of at least two vertical tension members (19).

foundation after claim 1 , characterized in that the total height (H+l, 2x I) of the upper and lower layers (13, 17) is smaller than the height (J) of the middle layer (16).

foundation after claim 1 or 2 , characterized in that at least one of the layers (13a, 13b, 16, 17a, 17b) consists of at least one prefabricated element (33, 34, 35), preferably of reinforced concrete.

foundation after claim 1 or 2 , characterized in that at least one of the layers (13a, 13b, 16, 17a, 17b) consists of at least two prefabricated elements, preferably of reinforced concrete.

foundation after claim 1 or 2 , characterized in that at least two adjacent layers (13a, 13b, 16, 17a, 17b) consist of at least two prefabricated elements (33, 34, 35), preferably of reinforced concrete.

foundation after claim 4 or 5 , characterized in that the at least two elements (33, 34, 35) are arranged butted and without horizontal fastening means in the vertical joints (38) between the at least two elements (33, 34, 35) the annular layer (13a, 13b , 16, 17a, 17b).

foundation after claim 6 , characterized in that the vertical joints (38) are provided stress-free.

foundation after claim 6 or 7 , characterized in that the at least two elements (33, 34, 35) are arranged without contact in the vertical joints (38).

Foundation after one of Claims 5 until 8th , characterized in that the joints or vertical joints (38) of two layers (13a, 13b, 16, 17a, 17b) lying directly one above the other are not arranged in alignment.

Foundation after one of Claims 1 until 9 , characterized in that the prefabricated elements (22, 33, 34, 35) of the first and/or second section (11, 12) are arranged interconnected without horizontal connection means.

Foundation after one of Claims 1 until 10 , characterized in that the prefabricated elements (22, 33, 34, 35) of the first and/or second section (11, 12) are arranged without tension and/or without contact in the vertical joints (38, 40).

Foundation after one of Claims 1 until 11 , characterized in that the prefabricated elements (33, 35) of the lower and/or upper layer (13a, 13b, 17a, 17b) have a reinforced reinforcement in the normal direction (tension/compression reinforcement) and/or that the prefabricated elements (34 ) the middle layer (16a) has at least one reinforced reinforcement for dissipating shear loads, in particular in the radial direction.

Foundation after one of Claims 1 until 12 , characterized in that at least one horizontal joint (38, 40) between the prefabricated elements of the first and/or second section (11, 12) is arranged one on top of the other without in-situ concrete and/or mortar.

Foundation after one of Claims 1 until 13 , characterized in that the prestressing by the at least two tendons (19) is designed in such a way that all horizontal joints (39) between the layers (13a, 13b, 16, 17a, 17b) in every operating state and in every extreme load state of the wind turbine to be under pressure.

Foundation after one of Claims 1 until 14 , characterized in that at least two ring-like abutments (51, 54), preferably in the form of at least one abutment ring (51a, 51b, 51c, 54a, 54b, 54c), are provided, against which the clamping elements (19) act, at least one abutment (51) being arranged on the upper side of the first section (11) and at least one abutment (54) being arranged on the underside of the second section (12).

foundation after claim 15 , characterized in that the at least one abutment (51, 54) and/or an abutment ring (51a, 51b, 51c,54a, 54b, 54c) consists of at least two prefabricated elements (52, 55) which abut to make the ring-like Abutment (51, 54) and/or the abutment ring (51a, 51b, 51c, 54a, 54b, 54c) are arranged.

foundation after claim 15 or 16 , characterized in that at least one abutment (51, 54) and/or an abutment ring (51a, 51b, 51c, 54a, 54b, 54c) has at least two layers arranged one above the other.

foundation after Claim 17 , characterized in that the layers each have at least two elements (52, 55) which are arranged butted, the joints of two layers lying directly one above the other not being arranged in alignment.

Foundation after one of Claims 1 until 18 , characterized in that the second section (12) is formed from at least three horizontal elements (22) and that the horizontal elements (22) can be arranged depending on the parameters of the tower to be erected, in particular the tower radius.

foundation after claim 19 , characterized in that the horizontal elements (22) are arranged laterally spaced from one another, or that the horizontal elements (22) are arranged laterally parallel and spaced from one another.

Foundation after one of Claims 1 until 20 , characterized in that the elements of the at least three layers of the first section (11) have at least two essentially vertical openings (18), in each of which a clamping element (19), preferably a threaded rod or an anchor bolt with counter elements (21), is arranged is.