A new static p-y approach for piles with arbitrary dimensions in sand

Ein neuer statischer p-y-Ansatz für Pfähle beliebiger Abmessungen in Sand.

Für die Bemessung horizontal belasteter Offshore-Pfähle wird der Bettungswiderstand üblicherweise durch die in den Offshore-Richtlinien (OGL) empfohlene p-y-Methode ermittelt. Verschiedene Untersuchungen aus der Literatur zeigen, dass die Verformungen von Monopiles mit großen Durchmessern für Extremlasten durch die OGL-Methode unterschätzt, für geringe Betriebslasten dagegen überschätzt werden. Der vorliegende Artikel beinhaltet eine umfassende Bewertung der p-y-Methode basierend auf dreidimensionalen numerischen Simulationen. Als Ergebnis ist festzustellen, dass die OGL-Methode zur Bemessung von Pfählen großer Durchmesser nicht geeignet erscheint. Auch modifizierte p-y-Ansätze zur Berücksichtigung des Einflusses des Pfahldurchmessers sind nicht generell anwendbar für Pfähle beliebiger Abmessungen und Belastungen. Diesbezüglich soll die Ermittlung eines neuen p-y-Ansatzes dargestellt werden. Der neue Ansatz basiert auf sogenannten "p-y-Basiskurven", welche Gültigkeit für einen unendlich langen Pfahl mit einer über die Länge konstanten horizontalen Verschiebung aufweisen. In einem iterativen Vorgehen werden diese Basiskurven zur Erreichung eines realistischen Verlaufs der Bettungswiderstände in Abhängigkeit der Pfahlbiegelinie und -länge angepasst. Eine umfassende Parameterstudie mit 250 Pfahl-Bodensystemen zeigt, dass der neue p-y-Ansatz geeignet ist, sowohl das globale Tragverhalten als auch die lokalen Pfahl-Boden-Interaktionen realistisch zu prognostizieren.