Ristikkorakenteinen masto ja niiden vaatimukset perustuksille Pohjarakentaminen tuulivoimassa teemailtapäivä 15.5.2012 RIL, Kuparisali 2
Sisältö Taustaa miksi kannattaa tavoitella yhä korkeammalle? Ristikkorakenteinen torni rakenne asentaminen edut vertailua muihin tornityyppeihin Ristikkorakenteisen tornin vaatimukset perustuksille yleistä perustuksille tulevat kuormat perustamisratkaisut eri tilanteissa Yhteenveto 3
Taustaa miksi kannattaa tavoitella yhä korkeammalle kun tuulen keskimääräinen nopeus kasvaa 0.5 m/s 25 % lisää energiaa 4
Ruukin ristikkotornit Ristikkorakenteinen torni 6 jalkainen torni nasellikorkeus 120 160 m jalat tähtiprofiilista jäykisteet L- ja kaksoishattu -profiilista huoltovapaat Bobtail pulttiliitokset kuumasinkitty teräs Hybriditorni (yläosa putki, alaosa ristikko) mahdollistaa kapean uuman lapojen alueella (esim. d = 4.3m) ristikon ja putken liitos alaosa vastaava kuin ristikkorakenteissa tornissa
Asentaminen 1. Perustukset, alimman lohkon kokoaminen / liittäminen perustuksiin 2. Tornipaikan viereen asennusalusta/kehikko 3. Lohkojen jalat kootaan vaakatasossa, nostetaan pystyyn, asennetaan jalkojen väliset jäykisteet ja sidotaan yläpäästä kiinni 4. vastaavalla tavalla muut lohkot pienimmästä halkaisijasta suurimpaan kootaan pystyasentoon 5. Ylin osa tuodaan valmiina lohkona 6. Tornin pystytys suurella nosturilla lohkoittain 15.12.2011 W. Meiners
Asentaminen
6-jalkainen ristikkotorni verrattuna perinteiseen 4- jalkaiseen torniin Comparison of 4 / 6 leg towers Both towers certified for the same turbine and for the same windclass Comparison 4 Leg / 6 Leg Tower 4 Eck 6 Eck 6 Eck/4 Eck [%] Total weight [to]: 288,0 231,0 80,2 Weight Pillars [to] 119,9 108,9 90,8 Weight Diagonals, Horizontals [to] 126,2 96,1 76,1 Weight Plates [to] 34,4 20,5 59,6 Tower top [to] 7,5 5,6 74,9 Number of parts, total [-] 4635 3557 76,7 Number of parts, Pillars [-] 132 72 54,5 Number of parts, Diagon./Horizont. [-] 1371 1010 73,7 Number of parts, plates [-] 3132 2475 79,0 Number of Bolts [-] 13692 9413 68,7 4 leg tower 6 leg tower
Eri torniratkaisujen vertailua
Ristikkorakenteisen tornin vaatimukset perustuksille Perustuksille tulee pääasiassa puristus- ja vetokuormia Yhden jalan voimasuureet suuruusluokkaa (varmuuskerroin 1.35) 4.4 MN jalan suuntainen puristus ja 750 kn vaakakuormaa ulospäin 2.7 MN jalan suuntainen veto ja 500 kn vaakakuormaa sisäänpäin ei kiertomomenttia perustuksille Tornin korkeuden kasvaessa tornin alaosan halkaisija kasvaa ja perustuskuormat pysyvät täten suuruusluokaltaan ennallaan tornin korkeuden kasvattaminen lisää ainoastaan hyvin maltillisesti perustustuskustannuksia selkeä ero esim. putkitorniratkaisuun, missä perustuksen koko kasvaa voimakkaasti tornin korkeuden kasvaessa
Maanvarainen perustus Maanvaraisen anturaperustuksen pohjan mitat suuruusluokkaa 7 m x 7 m Alimmaisen lohkon jalan pituutta voidaan muuttaa ja täten perustamistaso eri jaloilla voi olla eri korkeudella maansiirtotöiden minimointi tornipaikalla (esim. kaltevassa maastossa)
Kallionvarainen perustus jännepunoskallioankkuri - kustannustehokas ratkaisu kun kallio < 3 5 metrin syvyydessä
RD-paaluperustus RD500 RD600, pystykuormat Putkiankkurit, esim. RD220/12.5 S550J2H -kustannustehokas ratkaisu verrattuna maanvaraiseen perustamiseen kun kallionpinta on alle 10 15 m; jos maanvaraista perustusta varten joudutaan tekemään massanvaihto, voi kallio olla huomattavasti syvemmälläkin (paalupituus suurempi), jotta ratkaisu kustannuksiltaan edullisempi - ratkaisu ei välttämättä sovellu, kun tornipaikalla on paksut pehmeät maakerrokset, tällöin vaihtoehtoina joko paalupukkiratkaisu (paaluissa ankkurit) tai gravitaatiopaaluperustus (lyöntipaalut, paaluille ei vetokuormitusta)
Yhteenveto Ristikkotorni on kustannustehokkain, kevyin ja ympäristövaikutuksiltaan pienin tornirakenne, kun nasellikorkeus on 120 160 m Esivalmistetut komponentit kootaan työmaalla ja pystytysjärjestelmä on optimoitu Perustamisen kannalta stabiili rakenne tornin korkeuden kasvaessa alaosan halkaisijaa lisäämällä perustuskuormat pysyvät lähes ennallaan Perustuksiin käytännössä vain puristus- ja vetokuormitusta Kaltevassa maastossa mahdollisuus minimoida kaivu- ja täyttömassat Maanvaraisen perustuksen teräsbetonimäärät muihin tornityyppeihin verrattuna oleellisesti pienemmät Pohjoismaisissa olosuhteissa usein kustannustehokkain perustusratkaisu kallionvarainen perustus tai RD-paaluperustus 14
15