VERÖFFENTLICHUNGEN HEFT 56

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1 VERÖFFENTLICHUNGEN des Grundbauinstitutes der Technischen Universität Berlin Herausgegeben von S.A. Savidis HEFT 56 Vorträge zum Workshop Gründungen von Offshore Windenergieanlagen zusammengestellt von Dr.-Ing. F. Rackwitz Berlin 2012

2 Bibliografische Information der Deutschen Nationalbibliothek Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über abrufbar. Adresse des Instituts: Fachgebiet Grundbau und Bodenmechanik - Degebo Technische Universität Berlin Sekr. TIB1-B7 Gustav-Meyer-Allee Berlin Telefon: (030) Telefax: (030) info@grundbau.tu-berlin.de Internet: Das Titelbild wurde freundlicherweise von den Autoren Cuéllar, Baeßler, Georgi und Rücker zur Verfügung gestellt. Copyright Shaker Verlag 2012 Alle Rechte, auch das des auszugsweisen Nachdruckes, der auszugsweisen oder vollständigen Wiedergabe, der Speicherung in Datenverarbeitungsanlagen und der Übersetzung, vorbehalten. Printed in Germany. ISBN ISSN Shaker Verlag GmbH Postfach Aachen Telefon: / Telefax: / Internet: info@shaker.de

3 Veröffentlichungen des Grundbauinstitutes der Technischen Universität Berlin Heft Nr. 56, Berlin 2012 Vorträge zum Workshop Gründungen von Offshore Windenergieanlagen am 22. und 23.März 2011 Vorwort des Herausgebers Das Fachgebiet Grundbau und Bodenmechanik - Degebo der TU Berlin veranstaltete am 22. und 23. März 2011 den Workshop Gründungen von Offshore-Windenergieanlagen. In diesem Workshop wurden nicht nur die aktuellen Ergebnisse der vom Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU) geförderten Forschungsprojekte präsentiert und diskutiert, sondern es wurde auch über thematisch verwandte aktuelle Forschungsvorhaben und Praxisprojekte berichtet, die im Zusammenhang mit Planung und Entwurf sowie mit der Ausführung von Gründungen für Offshore- Windenergieanlagen (OWEA) in der Nord- und Ostsee stehen. Die Vortragsthemen reichten von einer Darstellung des Planungsstands der OWEA in der ausschließlichen Wirtschaftszone in Nord- und Ostsee, über Aspekte der intelligenten Baugrunddatenarchivierung bis hin zu Fragen der Kolkentwicklung und Kolkdynamik sowie innovativen Maßnahmen zum Unterwasserschallschutz bei der Pfahlrammung im Meer. Einen Schwerpunkt der Vorträge bildete die Prognose der Verformungen von Pfahl- und Flachgründungen infolge der zyklischen Belastungen aus Wind und Wellengang. Es zeigt sich, dass die Komplexität der bei OWEA-Gründungen vorhandenen Interaktion zwischen Baugrund, Gründung und zyklischer Belastung nur durch eine geeignete Kombination von geotechnischen Modellversuchen, Laboruntersuchungen mit dem anstehenden Boden, numerischen und analytischen Berechnungen sowie in situ Versuchen und Messungen erfolgreich angegangen werden kann. Die Vorträge belegen einerseits den in den letzten Jahren erzielten Erkenntnisgewinn aufgrund der intensiven Forschung auf diesem Gebiet, gleichzeitig wurden jedoch zahlreiche offene Fragestellungen präsentiert und diskutiert, die noch viele weitere Anstrengungen in Forschung und Entwicklung erfordern. Ich bedanke mich an dieser Stelle herzlich bei den Autoren und Referenten, die mit ihren Vorträgen wesentlich zum Gelingen des Workshops beigetragen haben. Dem BMU sowie dem Projektträger Jülich (PtJ) danke ich im Namen aller Projektpartner für die Förderung der Forschungsarbeiten. Stavros A. Savidis

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5 Veröffentlichungen des Grundbauinstitutes der Technischen Universität Berlin Heft Nr. 56, Berlin 2012 Vorträge zum Workshop Gründungen von Offshore Windenergieanlagen am 22. und 23. März 2011 Inhaltsverzeichnis Vorwort des Herausgebers 5 Stand der Planung und Ausführung von Offshore-Windenergieanlagen in der ausschließlichen Wirtschaftszone von Nord-und Ostsee 9 Dr. Manfred Zeiler, Thomas Jahnke, BSH Untersuchungen zur Kolkentwicklung und Kolkdynamik im Testfeld,,alpha ventus 19 Maria Lambers-Huesmann, Dr. Manfred Zeiler, BSH Ausbau des,,shelf-geo-explorers des BSH zu einem Baugrund Informationssystem für die AWZ 31 Dipl.-Geol. Bettina Kühn, Dr. Manfred Zeiler, BSH Pore-pressure-induced Softening and Long-Term Behaviour of Offshore Pile Foundations 37 Dr.-Ing. Pablo Cuéllar, Dr.-Ing. Matthias Baeßler, Dipl.-Ing. Steven Georgi, Prof. Dr.-Ing. Werner Rücker, BAM Ein praxisorientiertes Bemessungsmodell für zyklisch horizontal belastete Monopiles 57 Dr.-Ing. Ercan Ta an, Dr.-Ing. Frank Rackwitz, Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Stavros Savidis, TU Berlin Zyklisch vertikal und horizontal belastete OWEA-Pfahlgründungen - Nachweise für die Praxis 73 Prof. Dr.-Ing. Thomas Richter, Dr.-Ing. Fabian Kirsch, GuD Consult GmbH Untersuchungen zur Verformungsakkumulation bei zyklisch horizontal beanspruchten Offshore-Monopiles 89 Dr.-Ing. Peter Kudella, Dipl.-Ing. Oksana Solf, KIT

6 8 Inhaltsverzeichnis Verformungsakkumulation eines Flachgründungsmodells infolge zyklischer Belastung 107 Dipl.-Ing. Hauke Zachert, Dipl.-Ing. Holger Wienbroer, KIT Prognose bleibender Verformungen infolge zyklischer Belastung mit veränderlicher Amplitude: Eine Diskussion unterschiedlicher Ansätze 123 Dr.-Ing. Torsten Wichtmann, Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Theodoros Triantafyllidis, KIT Großversuch zur Beschreibung des Verhaltens von Schwergewichtsfundamenten für Offshore-Windenergieanlagen: Bau und erste Messergebnisse 147 Dr.-Ing. Udo Hartwig, Ed. Züblin AG Untersuchungen zur Herstellung von Flach- und Pfahlgründungen 173 Univ.-Prof. Dr.-Ing. Jürgen Grabe, Dipl.-Ing. Marius Milatz, Dipl.-Ing. Julian Bubel, TU Hamburg-Harburg Neuartige Hydroschalldämpfer zur Reduktion von Unterwasserschall bei Offshore-Gründungen 193 Dr.-Ing. Karl-Heinz Elmer, Leibnitz Universität Hannover Dr.-Ing. Jörg Gattermann, cand.-ing. Kristian Branz, Dipl.-Ing. Jan Fischer, Dipl.-Ing. Benedikt Bruns, Dipl.-Ing. Christian Kuhn, Prof. Dr.-Ing. Joachim Stahlmann, TU Braunschweig Autorenverzeichnis 209 Veröffentlichungen des Grundbauinstitutes der Technischen Universität Berlin 213