WAPENING FUNDATIES WINDPL ANBL AUW GROOTSCHALIG GEPREFABRICEERD Wapening van o shore windturbinefundaties: a piece of cake?a piece of cake? De wapening voor de fundatie van 24 o shore windturbines, onderdeel van het grotere project Windplanblauw, is grootschalig geprefabriceerd. Alleen zo kon de gewenste snelle uitvoering worden gerealiseerd. ARTIKELEN OVER WAPENING In Betoniek Vakblad delen we ervaringen over het bouwen met beton. Daarbij belichten we onder meer de toepassing van het materiaal beton en de inzet van materieel. Minder aan- dacht gaat uit naar de component die 'alles bij elkaar houdt', de wapening. De wapeningssec- tor heeft echter ook niet stil gezeten. Sterker nog: in digitalisering zijn inke slagen gemaakt, maar in 'main stream betonwerk' moeten die nog plaatsvinden. In Betoniek Vak- blad presenteren we in een aantal a everin- gen voorbeelden uit deze verbindende bedrijfstak. PROJECTGEGEVENS Project Windplanblauw Opdrachtgever SwifterwinT en Vattenfall Ontwerp en uitvoering fundaties Ballast Nedam Wapening fundaties Spanberg wapening 1 Wapening voor de fundatie van o shore windturbine 10 VAKBL AD 1 2023 Auteur Dennis Knaap, Bedrijfsleider Spanberg Wapening 10. Wapening van offshore windturbinefundaties.indd 10 13-03-23 08:55 I n het project Windplanblauw zijn in totaal 74 bestaande windturbines ver vangen door 61 moderne turbines met meer vermogen. Dit windpark, gelegen in de gemeenten Dronten en Lelystad, krijgt een vermogen van 335 MW. Van de nieuwe windturbines zijn er 37 op het land (onshore) en 24 in het IJsselmeer geplaatst (o shore). UITDAGINGEN Bij gebruikelijke opbouw van o shore windtur- binefundaties wordt vaak gebruikgemaakt van een monopile fundatie, die per windmolen bestaat uit één grote stalen paal, waarop een overgangsstuk (transition piece) wordt geplaatst als basis voor de mast van de wind- molen. Bij Windplanblauw is gekozen voor een oplossing die ? in grote lijnen ? meer lijkt op de windturbinefundaties die vaker op het land worden toegepast. De fundaties van de 24 o shore windturbines uit het project zijn opgebouwd uit 22 stalen funderingspalen met een diameter van 1,10 m. Hierop is de fundatieplaat met een diameter van 21 m aangebracht. Ten behoeve van de uit- voering van het in-situbetonwerk, is een pre- fab-betonnen werkvloer gemonteerd. In het midden van deze werkvloer zijn enkele hulp- palen geplaatst. Waar het traditioneel gebruikelijk is wapening 'staaf voor staaf' in het werk op te bouwen, zou dat bij deze fundaties zeer uitdagend worden. Zo bevat elke fundatie circa 140 ton wapening met een meest voorkomende diameter van Ø32 mm. Dit betekent al snel meer dan 70 mandagen werk met continue kraanhulp. De vraag van hoofdaannemer Ballast Nedam was echter de wapening binnen vijf werkdagen stortklaar op te leveren. Gebrek aan werk- ruimte, verlet door wind en zeegang en de gewenste snelle doorlooptijd, vroegen om een onconventionele oplossing. Deze werd gevon- den door de wapening grootschalig te prefa- briceren. 2 Geprefabriceerde taartpunt 11 VAKBL AD 1 2023 10. Wapening van offshore windturbinefundaties.indd 11 13-03-23 08:55 TA ARTPUNTEN De wapening van elke fundatie is opgedeeld in een centrale kern met daaromheen acht 'taart- punten' (foto 2). Zeven daar van zijn geprefa- briceerd. Na het plaatsen van die prefab taart - punten, werd de wapening voltooid met een in het werk aangebrachte sluitmoot. De zeven prefab taartpunten hebben een afmeting van 8 × 7 m 2 en een gewicht van circa 14 ton. Ze zijn geprefabriceerd in Wieringer - werf waarna ze per schip zijn ver voerd naar Lelystad. Daar zijn ze met een kraanschip op de werkvloer geplaatst. De centrale kern van de wapeningskorf is ook het centrale deel van de fundering waarin zich de 154 stuks ankers bevinden. Op dit deel is later de mast van de windturbine afgespannen. Om invulling te geven aan de gewenste plaat - singsnauwkeurigheid van deze ankergroep, is het pakket van 3,50 m lange ankers opgeno- men in de centrale geprefabriceerde wape - ningskorf. MA AT VOERING WAPENING Naast het enorme gewicht van de kor ven en de gewenste stijfheid bij transport en hijswerk, vroeg ook de maatvoering van de taartpunten alle aandacht. Niet in de laatste plaats omdat de wapening voornamelijk uit staven Ø32 mm bestaat, waarmee je in het werk eigenlijk niets meer kunt wanneer het niet zou passen. Tij- dens de prefabricage werden de taartpunten gemaatvoerd, waarmee ze precies over de betreende drie buispalen van de fundering pasten. Daarbij is uiteraard rekening gehouden met een plaatsingstolerantie van de palen. Tij- dens prefabricage is daarbij gebruikgemaakt van drie 'dummy' paalkoppen (foto 3). Bij de maatvoering was niet alleen de zuivere plaatsing van het wapeningsstaal belangrijk, maar ook de beheersing van de vorm van de staaf bij het knippen en buigen. Vooral het 'stralen' (gebogen uitvoeren met een gevraagde buigstraal), gaf bij de start van het werk nogal wat hoofdbrekens. Niet alleen heeft elke radiaal aangebrachte staaf een andere straal, maar ook de maatbeheersing van het stralen was een uitdaging, onder meer door veel mogelijke verstoringen. Zo verschilt, afhankelijk van de leverancier (walserij) de ribbel op de staaf. We kennen dat wel als de 'handtekening' van de walserij. Afhankelijk van de stand van de ribbels van de staaf bij het plaatsen in de straalbank zal de staaf zich anders gedragen, terwijl juist een zeer beheersbare en constante maatvoering is gewenst. Ook viel op dat ? ondanks de aan- dacht voor ribbeltype en invoer positie ? de variatie in staalkwaliteit een eect had op de 3 3D-wapeningsmodel met op achtergrond dummy paalkoppen De wapening is opgedeeld in een centrale kern met daaromheen zeven prefab taartpunten en een in het werk aangebrachte sluitmoot 12 VAKBL AD 1 2023 10. Wapening van offshore windturbinefundaties.indd 12 13-03-23 08:55 beheersbaarheid van de maatvoering. Niet iedereen realiseert zich dat, maar ook wape- ningsstaal is niet volstrekt homogeen, zeker niet met de (positieve) ontwikkeling van toe - nemende recycling van staal. Om dit probleem het hoofd te bieden, is gewerkt vanaf een vernieuwd type straalbank. Daarbij wordt de staaf niet alleen maar gebo - gen door de vooraf (vast) ingestelde positie van de straalbank. Deze vernieuwde bank beheerst daarnaast ook de maatvoering door de gestraalde wapeningsstaaf direct te contro - leren en de benodigde instelling van de straal- bank zelf direct (dynamisch) aan te passen. 3D-MODEL Na plaatsing van de taartpunten moest in het werk nog een deel van de wapening worden aangebracht, zoals de sluitmoot en de omslui- ting van de paalkopen. Door het gebruik van een 3D-model konden de kor ven vooraf 'virtueel' worden gevlochten (g. 4). Zo kon worden onderzocht of en hoe de korf voor de wapening- monteurs bereikbaar was voor het plaatsen van de bijlegwapening rondom de paalkoppen. Ook van de sluitmoot is de interne bereikbaarheid vooraf in detail uitgewerkt in het 3D-model. Daarbij moet worden aangetekend dat virtueel vlechten meer is dan alleen 3D modelleren van de wapening. Ook alle montagefasen van de wapening worden laag-voor-laag uitgewerkt. Dat vraagt van de modelleur het nodige vlech- tersinzicht. De gemaakte kosten voor deze zeer gedetail- leerde modellering betaalde zich overigens dubbel en dwars terug in het aantal benodigde manuren en in de beheersbaarheid van het project. SUCCESVOLLE WERKMETHODE De grootschalige prefabricage van wapenings - kor ven was een succesvolle werkmethode bij Windplanblauw. Door het gehele werk eerst in een 3D-model uit te werken en virtueel te vlechten, werd een eectieve en veilige werk - methode gevonden. Het werken met gestraalde wapening van grote diameters met een geringe maattolerantie bleek een uitdaging. Verbeterde straalapparatuur bood uitkomst. 4 Fragmenten uit het 3D-wapeningsmodel VOLGENDE AFLEVERINGEN In een volgend artikel in Betoniek Vakblad over wapening gaan we verder in op de 'IKEA- benadering' van de wapening. 13 VAKBL AD 1 2023 10. Wapening van offshore windturbinefundaties.indd 13 13-03-23 08:55