Zur Verwendung von Interaktionsdiagrammen beim Nachweis axial-zyklisch belasteter Pfähle

Die durch die DIN 1054:2005-01 in Deutschland erstmalig formulierte Notwendigkeit einer Berücksichtigung von Tragfähigkeitsminderungen, hervorgerufen durch axial-zyklische Belastung bei Pfählen, hat in jüngster Zeit, insbesondere aus Anlass der Bemessung von Offshore-Windenergieanlagen (OWEA), zu einer umfassenden Forschungstätigkeit auf diesem Gebiet geführt. Im Zuge dieser wissenschaftlichen Bearbeitungen entstand jedoch die Notwendigkeit, praktisch handhabbare Bemessungsmodelle zu finden, die besagtem Effekt in möglichst guter Näherung Rechnung tragen, da parallel bereits mit der Errichtung solcher Art Anlagen begonnen wurde.

Vor Abschluss der Erarbeitung der 2. Auflage der EA-Pfähle (2011) wurde aus diesem Grund das betreffende Kapitel 13 mit dem Anhang D als Entwurf schon im Vorfeld der baupraktischen Überprüfung durch Veröffentlichung [1] zugeführt.

Darin wird ein mögliches Nachweisformat unter Verwendung von Interaktionsdiagrammen angeboten. Diese Diagramme stellen eine Zusammenfassung von Erfahrungen mit axial-zyklisch belasteten Pfählen dar und ermöglichen abhängig von zyklischer Einwirkung und dem statischen Pfahlwiderstand eine Abschätzung der verträglichen Lastwechselzahlen (Zyklen).

Nachfolgend werden einige der im Praxisgebrauch befindlichen Interaktionsdiagramme vorgestellt und ihre Besonderheiten diskutiert.

Da es sich gezeigt hat, dass der dominante Effekt auf die zyklische Pfahltragfähigkeit einer OWEA ein hohes zyklisches Belastungsniveau unter vergleichbar geringer Zyklenanzahl ist, wird ein modifiziertes, solche wichtigen Randbedingungen möglichst realitätsnah erfassendes Interaktionsprogramm vorgestellt. Die Verwendung der Interaktionsdiagramme im Tragfähigkeitsnachweis gemäß EA-Pfähle (2011) wird erläutert und durch Berechnungsbeispiele veranschaulicht. Abschließend erfolgt eine kritische Betrachtung der Eignung dieser Methode.