Boden-Bauwerk Interaktion von onshore WEA – Messung und Bewertung (DFWind)

Beschreibung:

Windenergieanlagen (WEA) weisen besondere Anforderungen an die Kenntnis der Interaktion zwischen Baugrund und Bauwerk auf. Dies ist zum einen darin begründet, dass die Einwirkungen aus Betrieb und Wind stark veränderlich sind und somit zu einer Veränderung der geotechnischen Strukturantwort führen können. Nach heutigem Stand des Wissens kann es bei einer große Lastzyklenzahl und einer großen zyklischen Last zu einer Degradation der Scherfestigkeit wie auch der Steifigkeit des anstehenden Baugrunds kommen. Gleichwohl ist jedoch auch bekannt, dass es unter kleinen zyklischen Lasten zu einer Verbesserung des Baugrunds kommen kann.

Für die geotechnische Bemessung der Gründungselemente ist der EC 7 mit seinen Nationalen Anwendungsdokumenten zur Anwendung zu bringen. Ergänzt werden diese durch die Richtlinie für Windenergieanlagen des Deutschen Institutes für Bautechnik (DIBt). Die darin geforderten Nachweise leiten sich aus den Erkenntnissen und Erfahrungen für die allgemeine Anwendung ab.  

Ziel ist es, im Rahmen des DF-Wind Projekts an einer WEA Messwerte zu ermitteln, die zur Überprüfung der allgemeinen Erfahrungswerte dienen können. Dafür werden die Messdaten an einer realen WEA erhoben, die über eine Pfahlplatte gegründet wird. Neben Neigungs- und Setzungsmessungen werden die Pfahlschnittkräfte über faseroptische Sensoren ermittelt. Die Ermittlung der Messwerte für das Teilprojekt, das durch das IGtH betreut wird, bezieht sich im Einzelnen auf folgende Teilaspekte:

• Ermittlung des dynamischen Baugrundverhaltens 
• Ermittlung der Sohldruckspannungsverteilung bei einer Flachgründung und ihre mögliche Veränderung über die Lebensdauer
• Ermittlung der Pfahlmantelreibung bei einer Pfahlgründung und ihre mögliche Veränderung über die Lebensdauer
• Ermittlung der Schiefstellung der Gründungsstruktur über die Lebensdauer

Mit den Messergebnissen ist eine Neubewertung der bisher vorliegenden Annahmen für die geotechnische Bemessung sowie für die gesamtdynamische Modellierung möglich.

Quellen:

DET NORSKE VERITAS: Guidelines for Design of Wind Turbines, 2^nd. Ed, Kopenhagen 2002.

DEUTSCHE GESELLSCHAFT FÜR GEOTECHNIK E.V. (DGGT).: Empfehlungen des Arbeitskreises „Baugrunddynamik“. Eigenverlag: Grundbauinstitut der Technischen Universität Berlin 2002.

DEUTSCHES INSTITUT FÜR BAUTECHNIK, DIBt: Richtlinie für Windenergieanlagen. Einwirkungen und Standsicherheitsnachweise für Turm und Gründung. Fassung Oktober 2012. Schriften des DIBt, Heft 8. 2004.

DIN 1054: 2010-12: Baugrund - Sicherheitsnachweise im Erd- und Grundbau. Beuth-Verlag, 2010.

DIN EN 61400-1:2011-08: Windenergieanlagen – Teil 1: Auslegungsanforderungen. Beuth-Verlag, 2011.

QUAST, ARNE: Zur Baugrundsteifigkeit bei der gesamtdynamischen Berechnung von Windenergieanlagen, Mitteilungen des IGtH, Heft 69, 2010.