Restrike-XL - Untersuchung des Langzeitanwachsverhaltens gerammter und vibrierter Offshore-XL-Monopiles basierend auf Pfahlprobebelastungsergebnissen, Teilvorhaben: Restrike-XL: Abschätzung des Anwachseffekts aus Labor- und Feldversuchen sowie numerischer Simulation

Description: XL-Monopiles sind sehr attraktive und ökonomische Fundamente für Offshore-Windenergieanlagen. Als Pfahlinstallationsmethode erscheint die Vibrationsrammung als vorteilhaft, da 1) XL-Monopiles durch Einvibrieren wesentlich besser handhabbar sind, 2) Vorschädigungen am Pfahl durch die Installation vermieden werden und 3) die für Meeressäuger schädliche Schallemission deutlich vermindert wird. Bei Vibrationsrammungen wird davon ausgegangen, dass die bemessungsrelevanten Pfahltragfähigkeitswerte nicht erreicht werden und zusätzlich gerammt werden muss. Die aktuellen Bemessungsmethoden für Tiefgründungen wurden für gerammte Pfähle entwickelt. Es ist unklar, wie sich der Anwachseffekt, der nach Pfahlinstallation auftritt und die Pfahltragfähigkeit über die Standzeit positiv beeinflusst, von gerammten und vibrierten Pfählen unterscheidet. Um diese Kenntnislücke zu schließen wurden im Monopile-Testfeld Altenwalde im Jahre 2014 im 'VIBRO-PROJEKT' Pfahltests an einvibrierten und gerammten Monopiles durchgeführt. Nach ca. 3 Jahren Standzeit wurden 2017 an den gleichen Pfählen erneut dynamische Pfahlprobebelastungen durchgeführt und durch weitere Messungen des Set-Up XL-Monopile Restrike Monitoring begleitet. Diese einzigartige Datenbasis ist Grundlage dieses Projekts und erlaubt zum ersten Mal das Langzeitanwachsverhalten gerammter und vibrierter Pfähle von Offshore XL-Monopiles zu vergleichen und zu quantifizieren. Mit Hilfe weiterer Labor- und Feldversuche sowie numerischer Modelle werden die Ursachen und Wirkungen des Anwachseffekts untersucht. Dies ermöglicht eine Evaluierung der Pfahlbemessungsmethoden mit Berücksichtigung des Pfahlanwachseffektes sowie neue Modellansätze zur numerischen Prognose zu kalibrieren. Ein besseres Verständnis und eine bemessungstechnische Ausnutzung des Anwachseffektes haben hohe ökonomische und ökologische Vorteile. Das beantragte Projekt geht auf die spezifischen Besonderheiten des Baugrundes in der AWZ der Deutschen Nordsee ein.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Meeressäugetier ? Bauphysik ? Kalibrierung ? Materialschaden ? Offshore-Windkraftanlage ? Belastbarkeit ? Materialprüfung ? Schallemission ? Ausschließliche Wirtschaftszone ? Bautechnik ? Bewertung ? Mathematisches Modell ? Monitoring ? Simulation ? Wasserbau ? Wirtschaftlichkeit ? Erschütterung ? Laborversuch ? Bauelement ? Bauland ? Datenbank ? Freilandversuch ? Ökologischer Faktor ? Umweltverträglichkeit ? Wirtschaftliche Aspekte ? Nordsee ? Anlagenbemessung ? Bemessung ? Labormodell ? Mechanische Belastung ?

Region: Bremen

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (Geldgeber*in)
• Umweltbundesamt (Bereitsteller*in)
• Universität Bremen, Zentrum für marine Umweltwissenschaften (Betreiber*in)
• innogy SE (Mitwirkende)

Time ranges: 2018-01-01 - 2020-12-31

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Restrike-XL - Investigation of the long-term growth behaviour of rammed and vibrated offshore XL monopiles based on pile test loading results; Subproject: Restrike-XL: Estimation of the growth effect from laboratory and field tests and numerical simulation
  Description: XL monopiles are very attractive and economical foundations for offshore wind turbines. As a pile installation method, vibratory driving seems to be advantageous, since 1) XL-Monopiles are much easier to handle by vibrating them in, 2) pre-damages to the pile caused by the installation are avoided and 3) the sound emission harmful to marine mammals is significantly reduced. In the case of vibrating pile driving, it is assumed that the design relevant pile bearing capacity values will not be achieved and will have to be driven additionally. The current design methods for deep foundations were developed for driven piles. It is unclear how the growth effect, which occurs after pile installation and positively influences the pile load-bearing capacity over the service life, differs from driven and vibrated piles. In order to close this knowledge gap, pile tests on vibrated and driven monopiles were carried out in the 'VIBRO-PROJEKT' in the monopile test field Altenwalde in 2014. After a service life of approx. 3 years, dynamic pile tests were carried out again in 2017 on the same piles and accompanied by further measurements of the 'Set-Up XL-Monopile Restrike Monitoring'. This unique database is the basis of this project and allows for the first time to compare and quantify the long-term growth behaviour of driven and vibrated piles of offshore XL-Monopiles. With the help of further laboratory and field tests as well as numerical models the causes and effects of the growth effect will be investigated. This allows an evaluation of the pile design methods with consideration of the pile growth effect as well as the calibration of new model approaches for numerical prediction. A better understanding and a dimensioning exploitation of the pile growth effect have high economic and ecological advantages. The proposed project deals with the specific characteristics of the building ground in the German North Sea EEZ. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1075169

Status

Aktiv

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