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用于离岸的风能设备的基底结构 ( 夹层式基底结构 )
    技术领域 本发明涉及一种用于离岸的风能设备的基底结构， 其具有 ： 至少多个基桩， 其中， 每个基桩具有在它的内部中部分地引导的用于锚固在海底的打入桩， 并且具有用于容纳水 利工程建筑的至少一个支承结构， 其中， 支承结构将基桩的上端相互连接。
     此外， 本发明涉及一种用于离岸的风能设备的基底结构， 其具有至少多个基桩， 并 且具有用于风能设备的塔的且连接所述基桩的上端的至少一个支承结构。
     背景技术
     尤其是使用前述类型的基底结构， 特别是用于离岸的风能设备的基底结构， 以便 能够在所谓风力发电厂中搭建风能设备。为了能够离海岸足够远地进行设置， 通常需要将 风能设备借助于基底结构锚固在 20 到 50 米的水深中。在此， 总是确保所使用的基底结构 的至少 20 年的操作安全的长期功能。
     由于在这样的安装地点存在的环境条件和因此通常作用在基底结构和水利工程 建筑上的风载荷和浪载荷， 提出针对将基底结构锚固在海底中和支承风能设备的基底结构 本身的相当高的要求。
     由于待安装的风能设备所产生的目前为 5MV 的电功率的持续增长， 同样提高了针 对支承风能设备的基底结构的强度的要求。此外， 水深越深， 所述要求也进一步提高， 在所 述水深中建造具有风力发电站的形式的风能设备。为了确保基底结构的足够的强度， 并且 因此特别是避免存在的变形， 基桩和支承结构都具有例如 50 到 70 毫米的由钢制成的相应 的壁厚。 在此， 需要这种类型的壁厚， 以便避免尤其是所使用的钢的凸起。 但是， 由于相对大 的壁厚， 一方面产生高的制造成本和材料成本， 并且另一方面这种类型的基底结构具有相 对高的自重， 使得这样的基底结构通常情况下仅能够借助最重型的提升工具解决或移动。
     例如在 EP 1 673 536 B1 中说明了一种用于离岸风能设备的基底结构， 所述基底 结构具有多个基桩， 所述基桩具有用于锚固在海底的分别在基桩的内部至少部分地引导的 打入桩。此外， 基底结构具有用于容纳风能设备的塔的至少一个支承结构， 其中， 支承结构 将基桩的上端相互连接。 在此， 在夯入打入桩后产生预定的纵向部段， 在所述纵向部段中打 入桩由基桩容纳。为了阻止在基桩和打入桩之间的相对运动， 并且阻止可能由此引起基底 结构在海底锚固的松动， 在打入桩的外侧和基桩的内侧之间的重叠区域的部分段粘合。由 于在打入桩的外侧和基桩的内侧之间的相对窄的粘合部， 一方面存在粘合部被撕开并且因 此打入桩可再次相对于基桩运动的风险。另一方面， 在海底区域内由于风载荷和浪载荷引 起的最大力矩作用在基底结构的基桩和打入桩上， 以至于由于持续的载荷变换能够使得在 桩的重叠区域下方不远处产生变形， 并且可能引起打入桩的壁的弯曲， 这无论如何对所述 基底结构的锚固是不利的， 并且因此能够对基底结构的操作安全的长期功能产生影响。 发明内容
     因此， 本发明基于的目的是， 如下改进一种上述类型的基底结构， 使得避免由于所作用的载荷变换而导致的在桩上的变形。
     此外， 本发明基于的目的是， 如下改进一种上述类型的基底结构， 使得它能够以简 化的方式并且因此低成本地制造， 并且另一方面， 能够实现以少的耗费运输到安装地点。
     根据本发明， 所述目的通过一种基底结构得以实现。在下文中说明本发明的有利 的改进形式和构造。
     在用于离岸的风能设备的具有至少多个基桩和至少一个用于容纳风能设备的支 承结构的基底结构中——其中每个基桩具有用于锚固在海底中的在它的内部中至少部分 地引导的打入桩， 并且其中支承结构将基桩的上端相互连接——， 提出， 基桩和打入桩在预 定的纵向段上具有重叠区域， 其中， 在桩的重叠区域中， 在桩之间的以及经过重叠区域的部 段且在打入桩的空的、 内部的横截面的重叠区域的下方的部分段中的缝隙用待硬化的填充 材料至少部分地填充。
     借助于这种类型的围绕基桩的和由基桩局部地容纳的打入桩的重叠区域的固定 的结构， 有利的方式尤其避免由于在打入桩内和在基桩与打入桩之间部分地已硬化的填充 材料引起的在海底的区域中桩壁的弯曲或凸起。 在打入桩的内部中直至达到重叠区域下方 的填充材料在预定的部分段上赋予打入桩最佳的刚性， 因此， 打入桩由单壁式管组成的构 造是可能的。通过优选分别从重叠区域下方达到重叠区域上方的待硬化的填充材料， 例如 混凝土， 有利地产生基底结构， 借助于所述基底结构可毫无问题地确保至少所要求的 20 年 的操作安全的长期功能。 有利的是， 根据一个改进形式提出， 基桩在底部区域中具有减小它的在内部的侧 表面上的空的横截面的用于打入桩的导向件。使用导向件具有的优点是， 打入桩在打夯期 间特别是在打夯工作开始时可轴向移动地被引导， 使得打入桩借助它的中轴线优选与基桩 的中轴线同轴地打入海底中。因此应有利地避免打入桩的移动。在此， 导向件大致在两个 桩的重叠区域的一半上， 在基桩的内侧和打入桩的外侧之间的缝隙中至少局部地构成在圆 周上。导向件例如可构成为套筒。优选使用多个金属板， 所述金属板的纵轴线与基桩的中 轴线平行地延伸， 并且从基桩的内侧沿中轴线的方向径向地延伸。
     基桩可选地具有底圈， 所述底圈带有密封相对于打入桩的缝隙的密封件， 因此， 一 方面特别是避免了在打夯期间和打夯后海水以及泥沙部分或石子部分侵入导向件的区域 中的缝隙中。因此排除了基桩和打入桩的随后要用混凝土加固的部段的不希望的污染。另 一方面， 密封件在缝隙的区域中同样防止了随后引入的填充材料的溢出。 因此， 待硬化的填 充材料总是留在基桩和打入桩之间的缝隙中的相同的高度上， 并且可相应地达到与相应的 桩壁的表面的固定的连接。为了构成设置在底圈上的密封件， 例如可使用毡或其它适宜的 材料， 所述材料是适宜的， 以便排除水的流入或泥沙的侵入。此外， 在底圈上可从下方安置 保险片， 所述保险片十分有效地封闭优选构成为管的并且因此下部开口的打入桩的空的横 截面， 并且因此在用于形成基底结构的结构部件已经下降到海底上时防止了海水的侵入 ： 在已经将结构部件安置到海底上时， 但是， 最晚在开始打夯工作时， 保险片通过优选竖直向 下打的打入桩被破坏。在此， 所述保险片不形成对于实施的打夯工作的障碍。
     可选地， 有利的是， 不设有密封件。因此， 水可在基底结构从船降到海底时受控且 均匀地流入基桩中。 降低了由于在已密封的基桩中突然发生的泄漏而出现的突然的重心偏 移和因此出现的基底结构的倾斜的危险。那么， 可省去密封件以及保险片。
     根据本发明， 基桩具有构成它的内部的侧表面的内管以及构成它的外部的侧表面 的外管， 其中， 在内管和外管之间设置有芯材。 借助这种类型的根据本发明的壁结构可实现 用于构成基桩的在结构上有利的可能性。通过桩壁的夹层式结构， 一方面可改善基桩的刚 性， 并且另一方面可有利地减少通常情况下用于构成基桩的钢的量。 通过所提高的刚性， 内 管和外管的直径和总厚度都能够明显减小到最低， 由于降低的制造成本和材料成本， 同时 以有利的方式改善这样的根据本发明的基底结构的经济性。 作为在内管和外管之间的中间 层的芯材特别是附加地通过加固件加强， 所述加固件设置为混凝土板钢筋或者以空心圆柱 体的栅格的形式设置在芯材中。 在此提出， 加固件总是由芯材完全包围， 并且设置成与外管 的内侧以及内管的外侧具有一定距离。
     相应地， 根据本发明， 在用于离岸的风能设备的基底中， ——所述基底具有至少多 个基桩和至少一个用于风能设备的塔的且连接基桩的上端的支承结构——， 提出， 基底结 构的至少一个局部区域具有由不同材料的多个层组成的壁， 其中， 壁由具有内层和外层的 表面部件形成， 并且其中， 芯材作为中间层设置在内层和外层之间。
     借助于用于构成基底结构的局部区域的壁的这种类型的根据本发明的构造， 能够 以有利的方式有利地降低用于制造基底结构所需要的钢量。在此， 壁的内层和外层都具有 比此外通常用于构成已知的基底结构所需的壁厚更小的总壁厚。此外， 尽管明显降低钢的 量， 但是特别是通过在内层和外层之间的具有芯材的形式的中间层可有利地提高壁的强度 或刚性， 所述芯材特别是由抗压的建筑材料组成。 在此， 由于在内层和外层之间使用优选由 钢材构成的芯材， 基底结构的局部区域的根据本发明构造的壁的总壁厚可以比传统的基底 结构的壁厚更大。尽管具有较大的总壁厚， 根据本发明的基底结构与传统构成的基底结构 相比可具有更小的自重， 并且因此可更简单地运输到它的安装地点。
     外层和 / 或内层的壁厚优选在 12mm 和 20mm 之间的范围中， 特别是在 14mm 和 18mm 之间的范围中， 壁厚特别优选为 16mm。 在此， 芯材的厚度优选在 60mm 和 120mm 的范围中， 特 别是在 70mm 和 100mm 的范围中， 芯材的厚度特别优选约为 85mm。
     有利的是， 根据本发明的改进形式提出， 内层构成为内管， 并且外层构成为与内管 有一定距离地延伸的外管。 内管和外管的使用显示出用于构造基底结构的确定的构件区域 的在结构上有利的可能性， 在所述内管和外管之间优选地完全或者全面地引入芯材。 在此， 优选圆柱形的构造可实现在基底结构的特别是管状的构件的整个结构上的有利地均匀的 负载吸收和负载分布， 这又对基底结构的操作安全的长期功能产生有利的影响。 在此， 芯材 优选与内管的外侧和外管的内侧完全地连接。 在芯材和内管或外管之间例如存在形状接合 的连接。芯材例如可以是可随后在内管和外管之间引入的材料， 所述材料逐渐硬化并且因 此赋予基底结构的已装配的构件相对高的刚性。
     在内层和外层之间引入的芯材优选是混凝土， 它的使用显示出用于构成抗压的芯 材的有利的可能性。除了它的在刚性， 特别是抗压强度方面的有利的特性， 存在的可能性 是， 通过改变原始材料的组分直接影响原始材料的强度， 并且因此， 确保原始材料的物理特 性与相应的应用情况的最佳的适配。此外， 通过在壁的内层和外层之间的优选的封装提供 混凝土的有利的耐久性。 有利地避免了基底结构的具有根据本发明构成的壁的这种类型的 构件的凸起或弯曲。
     芯材特别是借助加固件加强， 从而有利地改善了芯材的抗拉强度， 并且因此有利地改善了基底结构的构件的负荷能力。因此， 在对基底结构的构件结构没有不利的影响的 情况下， 能够吸收特别是通过浪载荷和风载荷产生的、 并且经常动态地作用在基底结构上 的力。例如使用具有杆的形式的混凝土钢筋作为加固件， 所述加固件例如以预定的数量均 匀地分布在内管和外管之间的预定的节圆直径上。在此， 构成为混凝土板钢筋的加固件与 特别是同轴地设置的内管和外管的中轴线平行地延伸。
     基底结构的局部区域构成为至少一个基桩的至少一个部段， 这形成基底结构的支 承的构件的在结构上有利的构造。 即使在用于离岸的风能设备的基底结构的动态的负载的 情况下， 通过这样根据本发明构成基桩， 可获得改善了的强度或刚性， 所述基桩一方面承担 风能设备的负载， 并且另一方面确保了与海底的安全的连接或锚固。 此外， 基桩的壁的根据 本发明的夹层式结构具有对整个基底结构的操作安全的长期功能的有利的影响。 每个基桩 的仅一个预定的部段优选具有夹层式结构， 所述夹层式结构大致从海底的高度延伸至基桩 的上端或自由端。
     有利的是， 根据本发明提出， 打入桩具有在重叠区域下方隔开一定距离设置的隔 板， 所述隔板阻隔打入桩的空的、 内部的横截面。借助于这种类型的隔板， 在夯入打入桩时 可避免水或泥沙通过构成空心圆柱形的打入桩侵入基桩的内部中， 使得基桩的空的横截面 仅直至隔板由海底填满。 此外， 隔板用作用于待填充到打入桩头中的填充材料的填充界限， 所述填充材料在打入桩头中硬化， 并且赋予打入桩改善的刚性。 隔板特别是板体， 所述板体 的板面与打入桩壁的中轴线垂直地延伸， 并且环绕地与打入桩壁密封地连接， 特别是焊接。 在此， 隔板大致以一定距离设置在基桩的端部下方， 所述距离相当于桩的重叠部的长度。 为了避免在打入桩的内部中形成过度的压力， 并且因此避免在打夯时产生不必要 的反作用力， 设有从打入桩内部中的排气。 为了所述目的， 打入桩在它的位于隔板下方的打 入桩壁中具有至少一个贯通部。 在打夯时， 位于打入桩中的空气能够相应地溢出， 使得海底 的在打入桩的空的横截面中的组成部分可升高至隔板的下方。在此有利的是， 当在隔板下 方， 多个贯通部分布设置成分布在打入桩的长度上， 并且同时在桩壁中的多个贯通部设置 成在相同的高度水平上分布在打入桩的圆周上。此外， 用于在打入桩的桩壁中排气的每个 贯通部能够借助适宜的材料密封成， 例如在与水接触时溶解， 并且因此， 在桩壁中的贯通部 沿纵向方向相继打开， 以用于排气。
     在一个可选的实施形式中， 打入桩在它的外部的侧表面上具有径向向外延伸的作 为在基桩的导向件上的止动件的凸起部， 借助于所述凸起部， 打入桩沿纵向方向与在基桩 的内侧上的特别是构成导向件的金属板形状接合地接触， 并且竖直向下地在基桩上施加保 持力。沿着打入桩的侧表面环形地延伸的凸起部特别是与打入桩的上端隔开地设置， 使得 打入桩的在导向件的上方的确定的部段总是自由地伸入基桩中。因此， 产生在打入桩的外 侧和基桩的内侧之间的缝隙， 然后在所述缝隙中可注入填充材料。凸起部的径向向外延伸 的周面可同时构成为用于支承在基桩的内侧上的导向面。因此， 进一步改善打入桩在基桩 内的引导， 并且同时有利地避免了在打夯时打入桩的移动。凸起部特别是可以是与打入桩 的外部的侧表面焊接的法兰型的环形体。
     另一改进形式提出， 打入桩至少部分地装配在桩壁的具有加固件的内侧上。借助 于加固件， 特别是随后引入的填充材料被加强， 其中此外， 提高填充材料的抗拉强度， 并且 因此明显地改善桩在海底的区域中的负荷能力。 特别是动态地作用在基底结构上的力可由
     加强的构件结构毫无问题地吸收。 作为加固件， 特别是使用具有杆的形式的混凝土钢筋， 所 述杆与打入桩的内侧隔开地设置在预定的节圆直径上。 在各个杆处同样也可使用圆柱形的 加固篮， 所述加固蓝与在均匀的半径上的网格相似地围绕打入桩的中轴线延伸。
     本发明的改进形式提出， 在基桩的旁边至少另一局部区域构成为由多个杆组合成 的桁架型的支承结构的杆的至少一个管段。因此， 同样以有利的方式达到将上端彼此连接 的桁架型支承结构的提高的强度， 借助于所述支承结构可容纳风能设备， 并且构成在风能 设备的基底结构和塔之间的直接连接。 通过根据本发明构成在支承结构中所使用的杆的管 段， 可由于改善了的刚性而减少杆的数量。因此， 在支承结构的区域中， 在同时改善该支承 结构的刚性的情况下， 以有利的方式实现钢的材料节省。用于形成桁架型支承结构所使用 的杆特别是具有圆柱形的横截面， 其中， 壁的根据本发明的构造既可以在杆的总长度上延 伸， 也可以仅在确定的杆段或管段上构成。
     杆的外管和 / 或内管的壁厚优选在 12mm 和 30mm 之间的范围中， 特别是在 14mm 和 25mm 之间的范围中， 壁厚特别优选为 16mm、 20mm 或 25mm。在此， 芯材的厚度优选在 60mm 到 120mm 的范围中， 特别是在 70mm 和 100mm 的范围中， 芯材的厚度特别优选约为 85mm。当然， 内管和外管也可以具有不同的壁厚。 每个管段优选在它的端部区域的至少一个上装配有隔板， 所述隔板至少密封地封 闭管段的内部的空的横截面。 因此， 尤其是在安装成连接基桩的支承结构前， 已经避免了湿 气进入空的管段的内部中。此外， 隔板可附加地用作用于引入支承结构的产生连接点的区 域中的填充材料的填充界限。 在本文中， 隔板可以是圆形的板体， 所述板体的圆周能够与内 管的内侧材料接合地连接， 例如焊接。
     此外提出， 每个管段具有在端侧上凸出于它的隔板的加固件。例如在管段的外管 和内管之间使用的加固钢筋相应地在隔板上伸出并且伸入可能支承结构的杆的管段的端 部的两侧上构成的用于引入有填充材料的填充腔内。 然后， 在使用待硬化的填充材料时， 管 段的加固件的突出的部段在硬化过程后达到与已硬化的填充材料的材料接合的连接。
     每个管段在它的端侧的至少一个上具有环形的连接面， 所述连接面在垂直于管段 的中轴线定向的平面中延伸。 因此， 相应的、 具有根据本发明的夹层式结构的管段具有总是 与它的中轴线竖直地延伸的笔直的端部。通过分别具有在端侧上的连接面的笔直的端部， 每个根据本发明的管段能够与构成相应的杆的端部的连接管件连接。在此， 能够有利地借 助于环形焊接设备简单地进行分别单独预制成的管段与传统地构成的连接管件的连接， 其 中， 管段和用于构成支承结构的杆的连接管件特别是相互焊接。
     在可选方案中或者除此之外， 在基桩和 / 或杆的至少一个、 优选两个轴向端上设 置有夹层式接口， 所述夹层式接口将内层和外层相互连接， 并且沿轴向方向形成基桩和 / 或杆的具有连接管的形式的延长部。 。夹层式接口优选与形成内层和外层的管焊接。因此， 一方面确保了在形成内层和外层的管和环形法兰之间的稳定的连接， 另一方面完全地包围 中间层， 并且因此保护其免受天气情况影响。此外， 在夹层式接口上可固定有加固件， 所述 加固件设置在内层和外层之间。这种类型的加固件例如可由钢杆组成， 所述钢杆与管的纵 轴线平行地在所述管之间延伸。然后， 钢杆优选由两个设置在管的相对置的端部上的夹层 式接口固定， 特别是与所述环形法兰焊接或旋拧。因此借助于构成为夹层式管的杆可更好 地传递拉力。特别是作为中间层引入的混凝土适用于压力的传递， 但是不大适用于传递拉
     力。通过在设置在杆的相对置的端部上的夹层式接口之间固定有加固杆， 可传递更高的拉 力。
     夹层式接口形成基桩和 / 或杆的轴向的延长部。所述延长部优选相当于连接管的 形状。连接管的直径优选相当于构成为夹层式管的管段的平均直径。借助于这种类型的连 接管， 基桩和 / 或杆能够以有利的方式与其它杆连接成支承结构或者基桩能够与支承结构 连接。这种类型的连接借助于环形焊接能够是特别简单的。为此， 两个连接管例如可钝头 地相互接合， 并且连接处借助于环形焊接连接。 因此， 例如具有为外壳结构的形式的基桩和 支承结构的基底结构能够由各个夹层式管组合而成， 其中， 各个夹层式管能够借助于连接 管以传统的方式相互连接。因此避免了在连接夹层式管时能够出现的已知的问题。特别是 在两个管之间的各个连接位置或焊接点可更简单地计算。
     夹层式接口优选具有横截面基本上为圆锥形的环形法兰， 其中， 环形法兰的一端 与内层和外层连接， 并且另一端与连接管连接。这种类型的环形法兰例如可借助于滚压制 成。这是一种普遍的制造方法， 因此降低了用于基底结构的成本。环形法兰在它的较宽的 端部上优选具有基本上相当于管或杆的夹层式部段的厚度的厚度。 所述厚度优选大致相当 于在外管的外直径和内管的内直径之间的差。 环形法兰的较窄的端能够与实心的连接管连 接。实心的连接管优选具有相当于夹层式管的平均直径的直径。连接管的厚度根据负载来 选择。环形法兰的较窄的端部的厚度与连接管的厚度相匹配。 此外， 优选的是， 环形法兰具有用于容纳加固杆的凹部。凹部优选构成为贯通孔。 凹部优选均匀地围绕环形法兰的圆周设置。凹部具有使得加固杆可穿过所述凹部的直径。 优选的是， 加固杆与环形法兰焊接。
     在基底结构中的一个优选的实施形式中， 该基底结构具有至少一个连接体， 所述 连接体具有两个或多个连接管， 以用于与支承结构的至少一个杆的和相应的基桩的连接管 或夹层式接口连接， 特别是焊接。 支承结构的杆通常不与基桩同轴地固定在所述基桩上， 而 是具有预定的角度。 因此， 支承结构常常具有所谓的横梁和倾斜地设置的杆， 所述横梁基本 上与基桩垂直地定向， 并且将所述基桩相互连接， 所述杆将基桩与用于风能设备的塔的中 央容纳部连接。 连接体优选构造为， 使得它的连接管具有相应的角度， 以至于所述连接管能 够与基桩和杆的连接管钝头地连接， 以便与所述连接管优选借助于环形焊接连接。
     所述连接体优选由预安装的管件形成。所述管件例如可相互焊接， 并且彼此具有 相应的角度， 使得杆和基桩能够以相应的角度彼此相互连接。这种类型的连接体是一种简 单的可能性， 杆和基桩以正确的角度和距离彼此相互连接， 特别是焊接， 特别是借助于环形 焊接连接。尺寸比杆明显更小的具有支承结构或基桩的连接体可被预安装。所述预安装由 于较小的尺寸是简单的， 并且在管件之间的相应的角度能够以已知的方式调节。然后， 在 杆、 支承结构和基桩相互连接时， 仅杆和基桩的连接管必须与连接体钝头地相互匹配， 并且 不必再设有特殊的角度尺寸。因此， 简化了基底结构的制造， 并且降低了成本。
     本发明的另一改进形式提出， 每个管段装配有与它的中轴线平行地作用的张紧元 件， 所述张紧元件设定为用于跨接在基底结构的两个构件的连接区域中构成的至少一个连 接点。 张紧元件在连接点的区域中的使用具有的优点是， 相应的、 根据本发明的管段借助于 特别是构成为张紧杆的张紧元件朝连接点的方向牵引。因此， 在顶锻区域中的焊缝受到减 少的载荷变换， 从而同时有利地减少它们的疲劳性能。 在管段上使用多个张紧杆， 所述张紧
     杆均匀地设置在管段的接近管壁的节圆直径上。 因此总是确保有利地将力导入连接点的区 域中。张紧杆的头侧的端部例如可设置在管段的相应的端部区域中的隔板上。在此优选构 成为张紧杆的张紧元件同样与支承结构的相应的杆的中轴线平行地延伸， 直到例如延伸入 与其以一定角度延伸的杆或基桩的管段中。 附图说明
     在附图中示出本发明的实施例， 从所述实施例中获得本发明的其它特征。附图中 图 1 示出基底结构的视图 ； 图 2 示出用于锚固在海底的基桩和在所述基桩中引导的打入桩的部分剖视图 ； 图 3 示出根据第一实施例的基桩和支承结构的部段的部分剖视图 ； 图 4 示出根据另一实施例的基桩和具有连接体的支承结构的部段的另一部分视 图 5 示出具有夹层式管段的环形法兰的细节视图 ； 以及 图 6 示出具有夹层式接口的基桩的整体的全剖视图。示出 ：
     图；
     具体实施方式
     以 1 表示用于水利工程建筑， 特别是用于离岸的风能设备的基底结构， 所述基底 结构具有三个竖直地延伸的基桩 2、 3、 4 和一个支承结构 5， 所述支承结构具有多个杆 6、 7、 8 和一个用于未示出的风能设备的塔的中央容纳部 9。基桩 2、 3、 4 竖立在海底 10 上， 从所述 海底伸出用于锚固在海底的且与所述基桩固定地连接的打入桩 11、 12、 13。 为了确保安全的 锚固， 打入桩 11 到 13 具有夯入海底的部段， 所述部段约相当于在安装地点的水深。支承结 构 5 同时将基桩 2、 3、 4 的在水位线 14 上方的上端或自由端相互连接， 使得通过风载荷和浪 载荷作用在基底结构 1 或风能设备上的力分布在所有三个基桩 2 到 4 和它们的打入桩 11 到 13 上。附加地， 在海底 10 上方以预定的水深设有具有杆 16、 17、 18 的第二支承结构 15， 所述第二支承结构将三个基桩 2 到 4 在带到安装地点或在打夯期间有利地相互固定。基桩 2 到 4 和打入桩 11 到 13 以及支承结构 5 的侧柱或杆 6 到 8 优选具有圆柱形构造。
     图 2 示出具有容纳在其中的打入桩 11 到 13 的基桩 2 到 4 的部分剖视图， 并且特 别是详细地说明它们的结构。基桩 2 到 4 的每个具有由多个不同材料的层 19、 20、 21 组成 的壁。在内部的、 优选为金属的层 19 和外部的、 金属层 20 之间引入由例如混凝土的芯材组 成的中间层 21。 每个基桩 2 到 4 在它的底部区域中具有减小它的在内部的侧表面上的空的 横截面的用于打入桩 11 的导向件 22， 因此， 避免打入桩 11 到 13 在打夯时的移动。在此， 导向件借助于四个设置在基桩 2 到 4 的内层 19 上的金属板 23、 23′构成， 所述金属板以 90 度的角在内层的内侧上沿纵向方向相互移动， 并且径向向内延伸。为了形成打入桩 11 到 13 在相应的基桩 2 到 4 中的稳定的最终位置， 在每个打入桩 11 到 13 的外侧上以预定的距 离在上端的下方设有环形的止动件 24， 所述止动件位于导向件 22 的金属板 23、 23′的上端 上， 使得两个桩 2 到 4 和 11 到 13 的部段相互形成具有预定长度的重叠区域 25。同样可省 去所述止动件 24。此外， 在每个基桩 2 到 4 的下侧上设有底圈 26， 所述底圈具有用于密封 相对于打入桩 11 到 13 的导向缝的密封件。也可根据应用省去所述密封件。所述密封件对于本发明不是必需的。每个打入桩 11 到 13 具有隔开的打入桩头 27， 所述打入桩头由隔板 28 限定， 所述隔板从它的上端以约为重叠区域 25 的双倍的长度的距离设置成阻隔重叠区 域的空的、 内部的横截面。在隔板 28 上方的打入桩头 27 与在打入桩 11 到 13 的外侧和基 桩 2 到 4 的内侧之间的缝隙 29 以及基桩 2 到 4 的在重叠区域 25 上方的部分段都可用待硬 化的填充材料 30 填充。为了改善填充材料 30 的抗拉强度， 至少部分地在打入桩壁的内侧 上设置由例如杆组成的加固件 31。此外， 每个打入桩 11 到 13 在隔板 28 下方具有在打入桩 的桩壁中的至少一个贯通部 32， 以用于在夯入海底 10 时有利地排气。
     图 3 示出基桩 2 到 4 和具有杆 6 和中央容纳部 9 的支承结构的部分剖视图， 并且 特别是说明它们的结构。基桩 2 到 4 的每个具有多个由不同材料的层 19、 20、 21 组成的壁， 其中， 壁特别是具有金属的内层 19 和金属的外层 20。在内层 19 和外层 20 之间引入由芯 材、 优选混凝土组成的中间层 21。同样地， 支承结构 5 的杆 6 的至少一个部段以及用于风 能设备的塔的支承结构 5 的中央容纳部 9 也具有带有内层 117、 118 和外层 119、 120 的管段 6′、 9′。 也在这里， 在内层 117、 118 和外层 119、 120 之间填入由混凝土组成的中间层 121、 122。每个内层 19、 117、 118 优选构成为内管， 并且每个外层 20、 119、 120 优选构成为与内管 具有一定距离地延伸的外管。 在此， 内管和外管优选相互同轴地设置， 并且在内管和外管之 间的缝隙或间隙用作为芯材的混凝土完全地填满。 为了改善每个基桩 2 到 4 的、 每个杆 6 到 8 的和支承结构 5 的中央容纳部 9 的由 芯材构成的中间层 21、 121、 122 的强度， 所述芯材借助加固件加固。特别是使用混凝土板钢 筋 131、 132、 133 作为加固件， 所述混凝土板钢筋在基桩 2 到 4 和支承结构 5 的杆 6 到 8 中 分别平行于它们的中轴线延伸， 反之， 环形杆 134、 135 设置在中央容纳部 9 的壁的内层 118 和外层 120 之间作为在支承结构 5 的中央容纳部 9 中的加固件。
     管段 6′在它的端部区域上具有构成板形的隔板 123、 124， 所述隔板密封管段 6′ 的内腔。管段 6′的加固件延伸超出相应的隔板 123、 124， 使得在支承结构安装后可将混凝 土填入水利工程建筑的例如基桩或中央容纳部的两个构件的构成为连接点 125、 126 的连 接区域中。此外， 在连接点 125、 126 的区域中设有多个张紧元件 127、 128、 129、 130， 所述张 紧元件例如在顶侧与杆 6 的管段 6′的相应的隔板 123、 124 连接， 并且总是分别伸入例如相 应的基桩 2 到 4 的或中央容纳部 9 的内层 19、 118。每个张紧元件 127 到 130 特别是通过例 如螺母的连接元件与相应的内层 19、 118 力配合地连接。在用于张紧元件 127 到 130 的在 相应的基桩 2 到 4 和中央管 9 中的通过部上， 可在相应的壁的内层 19、 118 和外层 20、 119 之间设有套筒。因此避免了壁在连接点 125、 126 上突起。借助于张紧元件 127 到 130 尤其 能够提供在连接点 125、 126 的区域中的跨接连接， 因此， 有利地减少在基桩 2 到 4 或中央容 纳部 9 的焊缝上和支承结构 5 的为此以预定的角度延伸的杆 6 到 8 上的压力和拉力之间的 载荷变换。与支承结构 5 相似地， 在预定的水深中构成在基桩 2 到 4 之间的支承结构 15 也 可以装配有根据本发明构成的管段。
     在图 4 中示出基桩 2、 杆 6” 和杆 8” ， 它们借助于连接体 60 相互连接。相同的和相 似的元件设置有相同的或提高 100、 200 或 300 的附图标记。 在这方面全面地参考上述说明。
     基桩 2 具有形成内层 19 的内管， 所述内管同心地设置在形成外层 20 的外管中。 在两个层 19、 20 之间的间隙中设置有中间层 21， 所述中间层在这里构成为混凝土。在基桩 2 的上端上设置有夹层式接口 50。夹层式接口 50 轴向向上定向 ( 参考图 4) 地具有环形法
     兰 52 和圆柱形的连接管 51。在所述实施例中， 基桩具有约 3000mm 的外直径。内层 19 和外 层 20 具有 16mm 的壁厚， 并且中间层具有 85.5mm 的厚度。两个杆 6” 和 8” 以类似的方式形 成。杆 6” 具有形成内层 317 的内管， 所述内管同心地设置在形成外层 319 的外管中。在两 个层 317、 319 之间设置有中间层 321， 所述中间层在这里由混凝土构成。在杆 6” 的轴向端 上 ( 参考图 4 的右侧 ) 具有夹层式接口 350， 所述夹层式接口连接两个层 319、 321。夹层式 接口 350 轴向向右定向 ( 参见图 4) 地具有环形法兰 352 和连接管 351。在所述实施例中， 杆 6” 具有约 1100mm 的外直径。外层 319 的厚度是 16mm。内层 317 的厚度同样是 16mm。中 间层 321 具有 86mm 的厚度。杆 8” 具有形成外层 219 的外管， 在所述外管中同心地设置有 形成内层 217 的内管。在两个层 217、 219 之间设置有中间层 221， 所述中间层由混凝土构 成。在中间层 221 设置有混凝土板钢筋 233， 以便加固杆 8” 。混凝土板钢筋 233 与夹层式 管 250 的环形法兰 252 连接， 所述环形法兰在杆 8” 的轴向端上将内层 217 和外层 219 相互 连接。夹层式接口 250 具有形成轴向延长部的连接管 251。在所述实施例中， 杆 8” 具有约 2000mm 的外直径。在外层 219 具有 20mm 的厚度时， 内层 217 具有 25mm 的厚度。中间层具 有 81.5mm 的厚度。
     根据所述实施例， 连接体 60 由三个管件 61、 62、 63 组成。所述管件以相应的、 预定 的角度相互连接， 使得基桩 2 和两个杆 6” 和 8” 可有利地相互连接。根据所述实施例， 管 件 61、 62、 63 与连接管 51、 251、 351 借助于环形焊缝 55、 255、 355 相互连接。当然， 也可以利 用任意其它的连接， 但是， 环形焊接是非常有利的， 因为为此可简单地使用可操作的焊接设 备。通过构成为夹层式管的杆 6” 和 8” 最好是在分别具有连接管 251、 351 的两个端部上装 配有夹层式接口 250、 350， 所述管如传统的管一样可与其它管和类似的管连接。 连接的计算 能够以已知的传统的方式进行， 因此， 明显减少在结构、 维护和建筑技术评估时的复杂性。 可尽可能不变地应用对于离岸的基底结构而言标准化或允许的计算方法。
     夹层式接口 50( 图 5 ； 夹层式接口 250、 350 同样地构造 ) 由称为环形法兰 52 的短 的钢环组成， 所述环形法兰的一端的横截面成形为圆锥形。在与固定在环形法兰 52 上的实 心的连接管 51 通过焊缝 58 连接的一侧上， 通过圆锥形横截面可达到实心的连接管 51 的厚 度。 环形法兰 52 的另一端定期地在它的整个圆周上容纳加固杆 33， 所述加固杆通过预钻孔 的凹部 71 朝环形法兰 52 的另一侧引导。
     首先， 在组装完整的基桩 2、 3、 4( 见其它附图 ) 时， 环形法兰 52 优选与基桩的内管 19 通过焊缝 55 连接。然后， 加固杆 33 一个接一个地导入凹部 71 中， 并且分别在环形法兰 的两侧上借助于焊缝 54、 57 与所述环形法兰连接。 现在， 将基桩的外管 20 引导通过内管 19 和加固杆 33， 并且与已经固定在内管 19 上的环形法兰 52 通过焊缝 56 连接。
     设置在杆或管的轴向的相对置的端部上的第二环形法兰 ( 在附图中未示出 ) 通过 在另一端上过长的加固杆 33 引向内管 19 和外管 20。首先， 两个管 19、 20 与第二环形法兰 焊接。然后， 通过这里未示出的牵引装置在预先计算的拉应力下设置每个还未固定的加固 杆 33， 并且将其小心翼翼地焊接在外端 57 上。
     随后， 优选在焊接位置 57 上切断加固杆 33 的伸出的端部。所述焊接位置与伸出 部一起通过打磨与用于焊缝的槽 72 的形状小心翼翼地相匹配。
     作为下一步， 在两个管 19、 20 之间的内部用作为中间层 21 的混凝土填充， 直到在 内部中不再存在气泡。混凝土相应地优选保持为极其稀液状的， 以便获得良好的流动特性和填充特性。整个基桩 2、 3、 4 在填充过程期间优选竖直地搭建。可选地， 可能的是， 基桩 2、 3、 4 以与水平线成 5°到 10°的角度安置在转动管支架上， 并且在填充时能够沿着所述转 动管支架的纵轴线缓慢地转动。方式的选择依据提供的空间和生产厂所的可能性。
     以常规的和已证明的方式计算和制成借助于夹层式接口 50、 250、 350 和连接体 60 的连接接头。因此避免在允许新的种类的和未经证明的构造方法中的问题。此外， 可应用 由有认证资格的研究所应用的用于在传递力的基底结构中的临界构件的评估标准。
     图 6 示出基桩 402 的完全剖视图。相同的和类似的附图标记设有加上 400 的附 图标记， 在这方面全面地参考上述说明。基桩 402 构成为夹层式桩， 并且具有形成内层 419 的内管、 形成外层 420 的外管。在内管和外管 419、 420 的相应的轴端上分别设置夹层式接 口 450a、 450b。夹层式接口 450a、 450b 具有横截面成形为圆锥形的环形法兰 452a、 452b， 所 述环形法兰将内管和外管 419、 420 相互连接。在另一侧上， 环形法兰 452a、 452b 与管接口 451a、 451b 连接， 所述管接口构成为实心的管。在管 419、 420 之间的间隙中设置有加固杆 433， 所述加固杆沿着纵轴线延伸， 并且穿过在环形法兰 452a、 452b 中的凹部延伸。所述加 固杆 433 同样与连接管 451a、 451b 连接。
     基桩 402 搭建在海底 10 上。在基桩 402 的内部中设置有打入桩 411， 所述打入桩 在它的顶端附近具有隔板 428 和两个设置在隔板 428 下方的排气孔 432。打入桩 411 的上 部区域用混凝土 430a 填充。将混凝土 430a 优选注入到约相应于打入桩 411 的直径的两倍 的高度上。在打入桩 411 和基桩 402 之间的间隙中也注入混凝土 430b， 以便形成在两个桩 402、 411 之间的固定的连接。