Quantifizierung der Einflüsse aus Early-Age-Movement auf das Tragverhalten von Grout-Verbindungen zur Optimierung von Design und Installation von Windenergieanlagen und Plattformen

Beginnend mit der Installationsphase sind Tragstrukturen von Offshore-Anlagen für die Windenergie (Windenergieanlagen und Umspannplattformen) den Beanspruchungen infolge Wind und Wellen ausgesetzt. Sämtliche Bauteile der Tragstruktur einer Offshore-Anlage müssen den hohen Beanspruchungen dauerhaft (mindestens 25 Jahre) widerstehen. Besonderes Augenmerk erfordert der Übergang zwischen den Bodenpfählen (Piles) und der Tragstruktur, der häufig mit pile-sleeve-Verbindungen als Rohr-in-Rohr-Steckverbindungen, sogenannten Grout-Verbindungen, realisiert wird. Der Zwischenraum dieser Verbindungen wird in Deutschland zumeist mit einem hochfesten Feinkornbeton vergossen. Nach dem Erhärten des Füllmaterials liegt eine kraftschlüssige Verbindung zwischen Tragstruktur und den Bodenpfählen vor. Bei dem Verfüllen der Grout-Verbindung können die Einwirkungen aus dem Seegang zu einer Relativverschiebung zwischen den Stahlrohren führen und dies bereits bei verhältnismäßig schwachem Wind und damit geringen Wellenhöhen, dementsprechend sehr häufig vorkommenden Wetterbedingungen. Als besonders kritisch sind Bewegungen während der Erhärtungsphase des Grout-Materials zu bewerten, weil sich in dieser Zeit die Steifigkeits- und Festigkeitseigenschaften des Feinkornbetons ausbilden und dieser Prozess durch die Bewegungen gestört und dauerhaft beeinträchtigt werden kann. Die Belastung des Grout-Materials während der Erstarrungs- und Erhärtungsphase wird als Early-Age-Movement (EAM) bezeichnet. Dieses kann in Abhängigkeit der Tragstruktur in horizontale und/oder vertikale Richtung auftreten. Ziel ist es die Degradationsmechanismen zu erforschen und numerisch in lokalen wie auch globalen Simulationen abzubilden.

Vertragspartner

• Institut für Baustoffe, Leibniz Universität Hannover (Koordinator)
• Institut für Stahlbau, Leibniz Universität Hannover

Industrielle Verbundpartner

• Bundesanstalt für Materialforschung und  -prüfung, Berlin
• Siemens Gamesa Renewable Energy, Hamburg
• WSC – Wilke & Schiele Consulting, Hamburg
• DNV GL – Energy Renewables Certification, Hamburg