Nachweisverfahren zur Tragfähigkeit überwiegend axial beanspruchter Grouted Joints in Offshore-Tragstrukturen

Grout verfüllte Rohr-in-Rohr-Steckverbindungen, so genannte Grouted Joints, in aufgelösten Unterstrukturen von Offshore-Windenergieanlagen in großen Wassertiefen verfügen installationsbedingt über große Spaltmaße und werden maßgeblich durch Axiallasten beansprucht. Der Nachweis ausreichender Trag- und Ermüdungsfestigkeit dieser Grout-Verbindung erfolgt derzeit mittels in Offshore-Richtlinien vorgeschlagenen Ingenieurmodellen und Nachweiskonzepten. Ursprung der Ingenieurmodelle für den Nachweis im Grenzzustand der Tragfähigkeit sind maßstäbliche Versuche unter Axial- und Biegebeanspruchung an Grouted Joints mit Portlandzement-Füllung. Anhand der für definierte Gültigkeitsgrenzen verwendbaren Ingenieurmodelle werden die Druckstrebentragfähigkeit sowie das Versagen der Groutmatrix untersucht. Bei von den Gültigkeitsgrenzen abweichender Geometrie sowie bei Einsatz moderner Hochleistungsgrouts zeigen die Ergebnisse der Modelle signifikante Abweichung zu den tatsächlichen Tragfähigkeiten. Im Rahmen dieses Beitrags wird ein weiterentwickeltes mechanisches Ingenieurmodell vorgestellt, mit dem die Tragfähigkeiten moderner Groutmaterialien sowie Einflüsse der Umschnürungswirkung der Stahlrohre zutreffend berechnet werden können und eine einfache Abschätzung der Tragfähigkeit axial beanspruchter Grouted Joints in Offshore-Tragstrukturen ermöglicht wird.