Ho-Pile – Zyklische Erweiterung und experimentelle Validierung eines p-y-Ansatzes für Sand zur sicheren Monopilebemessung

Verbundvorhaben:

Untersuchungen zum horizontalen Tragverhalten von XL-Monopiles unter zyklischer Beanspruchung.

Teilvorhaben:

Zyklische Erweiterung und experimentelle Validierung eines p-y-Ansatzes für Sand zur sicheren Monopilebemessung.

Beschreibung:

Bei einer OWEA Monopilegründung hängt seine Stahlmasse stark von der geotechnischen Bemessung ab. Diese basiert im Wesentlichen auf p-y-Ansätzen. Aufgrund fehlender abgesicherter Kenntnisse sind hierzu in den Regelwerken keine klaren bzw. nur unzureichende Vorgaben vorhanden. Weiterhin stehen bisher keine allgemein anerkannten und experimentell abgesicherten p-y-Ansätze für die geotechnische MP-Bemessung zur Verfügung. Dadurch entstehen Projektunsicherheiten sowie häufig ein unnötiger Stahlmassenmehrverbrauch.

Das Forschungsprojekt Ho-Pile validiert und erweitert einen bestehenden p-y-Ansatz. Dafür sind aufwendige numerische FE-Berechnungen sowie experimentelle Untersuchungen im Maßstab 1:5 erforderlich. Grundlage des Projektes ist ein in den letzten Jahren entwickelter p-y Ansatz für Sand. Dieser Ansatz wird durch Versuche in der Grundbauversuchsgrube des TTH experimentell abgesichert. Weiterhin erfordert die geotechnische MP-Bemessung eine zyklische Erweiterung dieses Ansatzes. Die Berücksichtigung zyklischer Einwirkungen auf das Verformungsverhalten des MP ist in den letzten Jahren ein Forschungsschwerpunkt des Antragsstellers gewesen. Erste konzeptionelle Überlegungen zur Einbindung eines entsprechenden Verfahrens in den statischen p-y-Ansatz sind entwickelt worden. Dafür sind umfangreiche numerische FE-Untersuchungen umzusetzen. Die Ergebnisse der numerischen Untersuchungen sind ebenfalls durch experimentelle Untersuchungen zu validieren.

Zur anwendungsorientierten Planung und Umsetzung des Forschungsvorhabens sollen Vertreter der Praxis über spezielle Workshops einbezogen werden. Die Ergebnisse des Forschungsvorhabens werden in die bereits bestehende und in der Praxis weit verbreitete Bemessungssoftware IGtH-Pile implementiert und der Praxis kostenfrei zur Verfügung gestellt. Somit können die Tragwerksplaner, Zertifizierer, Prüfer etc. die Ergebnisse dieses Projektes einfach in der Praxis zur Anwendung bringen (Quelle: EnArgus).

Partner:

• Fraunhofer-Institut für Windenergiesysteme (IWES)
• Testzentrum Tragstrukturen Hannover (TTH)
• DEWI-OCC Offshore and Certification Centre GmbH, Cuxhaven
• Bundesanstalt für Wasserbau (BAW), Hamburg
• JÖRSS – BLUNCK – ORDEMANN GmbH, Hamburg