Revision A
Ausgegeben 4. August 2026
Modellbasierte Abschätzung
Abfangen eines Pfahldurchlaufs: 1,500 t bei 5 m/s an einem POLARIS-Stoßdämpfer
Was ein Kranstoßdämpfer mit der Abfanglast bewirkt, wenn der Boden einen gerammten Pfahl freigibt —
derselbe Vorgang, mit und ohne Stoßdämpfer aus einem einzigen Eingabedatensatz berechnet.
Maßgebendes Ergebnis
Im Vergleichslauf mit starrer Verbindung beträgt die maximale Hakenlast 37,664 kN — 154% der angegebenen Kran-SWL.
Mit der POLARIS-Einheit 2,000 t / 6.0 m im selben Modell beträgt sie 23,627 kN (96.4% der SWL);
während des fünfsekündigen Abfangfensters tritt keine vollständige Entlastung auf.
Wenn der Boden nachgibt
Während des Rammens trägt der Boden durch seinen Widerstand den Pfahl. Gibt eine schwache Schicht ihn frei (ein
Pfahldurchlauf) beschleunigen der Pfahl und der daran geklemmte Hammer
gemeinsam nach unten; die noch vom Kran gehaltene bewegte Masse muss abgefangen werden. Hier beträgt diese
Masse 1,500 t: ein Pfahl mit 1,200 t und ein Hammer mit 300 t, die sich mit 5.0 m/s bewegen, wenn das
Seil straff wird.
Dies ist ein Stoßvorgang im Subsekundenbereich, kein Hebevorgang bei Seegang. Das Schiff ist festgesetzt und es wird kein Seegang angesetzt, sodass der
Fall ausschließlich die Energieaufnahme des Lastpfads abbildet. Der Vergleich erfolgt unter identischen Bedingungen: Beide Spalten
verwenden denselben Parametersatz, und im Vergleichsfall wird nur der Stoßdämpfer durch eine starre Verbindung ersetzt.
festgeklemmten Hammer. Während des Rammens trägt der Boden den Pfahl; der Stoßdämpfer liegt für den Moment im
Lastpfad, in dem der Boden ihn nicht mehr trägt.
Der vollständig spezifizierte Vorgang
Dies ist die vollständige Definition des Abfangvorgangs; alle nicht aufgeführten Größen sind Modellstandardwerte. Die beiden Spalten
werden aus diesem einen Parametersatz erzeugt, und der Lauf startet nur, wenn ausschließlich das
Vorhandensein des Stoßdämpfers zwischen ihnen abweicht.
| Parameter | Wert | Grundlage |
|---|---|---|
| Aufprallmasse | Pfahl 1,200 t + Hammer 300 t, geklemmt · 1,500 t | Illustrative |
| Durchlaufgeschwindigkeit | 5.0 m/s bei vollständigem statischem Eingriff | Modellaufbau |
| Kran | Hubwerk 17,454 kN/m · SWL 24,517 kN (2,500 t) | Illustrative |
| Haken und Anschlagmittel | Haken 160 t · Anschlagmittel 49,763 / 46,653 kN/m | Model setup |
| Stoßdämpfer | POLARIS 2,000 t · Hub 6.0 m | Produktdaten |
| Ventil und Vorladung | Ventil 18,000 kN · Vorladung 15,696 kN · Gas 0.40 | ND Engineering |
| Seegang | Keiner — Schiff festgesetzt, Abfangvorgang isoliert | Model setup |
| Vergleichsfall | Stoßdämpfer durch starre Verbindung ersetzt, sonst keine Änderung | Model setup |
Dieselben fünf Sekunden, zweimal
Der Zeitverlauf ist das Hauptergebnis: ein Abfangvorgang, einmal mit starrer Verbindung und einmal mit Stoßdämpfer berechnet.
Es handelt sich um ein einzelnes deterministisches Ereignis ohne stochastische Anregung; jede Zahl ist daher das Maximum ihrer
Zeitreihe und kein statistischer Extremwert.
37,664 kN und fällt zweimal vollständig auf null (schattierte Bereiche), bevor sie wieder ansteigt.
Die durchgezogene Kurve zeigt denselben Abfangvorgang mit POLARIS: Maximum 23,627 kN, durchgehend belastet.
Maximale Hakenlast, MN · Kran-SWL 24.5
Bei starrer Verbindung fordert der Abfangvorgang 154% der zulässigen Krantragfähigkeit. Mit POLARIS bleibt die Last bei 96.4%.
Haken-DAF · statische Bezugsgröße 16,553 kN
Ausgewiesen, nicht als Grenzkriterium verwendet; die maßgebende Grenze für dieses Ereignis ist die links eingezeichnete zulässige Krantragfähigkeit.
| Kenngröße | Starre Verbindung | Mit POLARIS | Grenzwert | Ergebnis |
|---|---|---|---|---|
| Peak hook load | 37,664 kN | 23,627 kN | ≤ 24,517 kN SWL | ✓ 96.4% |
| Hook DAF | 2.28 | 1.43 | — | ausgewiesen |
| DAF unterhalb des Stoßdämpfers | 2.41 | 1.31 | — | ausgewiesen |
| Full-slack events | 2 | 0 | 0 | ✓ |
| Genutzter Hub | — | 4.98 m (83%) | < 6.0 m | ✓ |
| Mindestfüllstand des Ringraums | — | 6.2% | > 0 | ✓ |
Spitzenwerte werden auf dem Integrationsraster von 0.05 ms und nicht aus den Ausgabewerten im Abstand von 1 ms ermittelt;
das Ablesen eines scharfen Abfangvorgangs aus den dargestellten Punkten unterschätzt den Wert. Der DAF unterhalb des Stoßdämpfers wird auf das
statische Eigengewicht der Nutzlast von 14,710 kN bezogen. POLARIS
wird anhand der Energiebilanz des Abfangvorgangs (Masse, Geschwindigkeit und Hub) und nicht allein anhand der Nennlast dimensioniert.
anstatt den Durchlauf als Lastspitze auf den Kran wirken zu lassen.
Grenzen der Gültigkeit dieses Ergebnisses
Der Gültigkeitsbereich
- Ein Pfahl, ein Kran, eine Ventileinstellung. Das Ergebnis ist nicht auf eine andere
Pfahlmasse, einen anderen Hammer, eine andere Durchlaufgeschwindigkeit, Kransteifigkeit oder Ventilkraft übertragbar. Eine andere Kombination erfordert eine
neue Berechnung und keine Interpolation. - Keine Reaktion von Winde oder Bedienpersonal wird modelliert. Nach dem ersten Abfangen ist der Zeitverlauf mit starrer Verbindung
das freie Ausschwingen derselben Kette; er zeigt das Verhalten des Lastpfads und nicht die Reaktion einer Besatzung. - Trocken, deterministisch, Einzelereignis. Keine Wellen, keine Schiffsbewegung, kein Ensemble.
Diese Studie trifft keine Aussage zum Verhalten bei Seegang oder zur Häufigkeit von Pfahldurchläufen. - Der Vergleichsfall ist eingegrenzt und nicht außergewöhnlich. Die Lastspitze der starren Verbindung von 37,664 kN
liegt zwischen den beiden analytischen Abschätzungen für diesen Fall (34,190 kN bei nachgiebigem
Kran, 44,759 kN bei starrem Kran), weil die Kranfeder innerhalb des
Abfangvorgangs teilweise anspricht, was eine geschlossene Lösung nicht abbilden kann.
Mit einem unabhängigen Löser geprüft
Die Spalte mit Kompensation wurde am 17. Juli 2026 mit OrcaFlex 11.3e gegengeprüft. Dabei wurde der Kompensator
auf ein gemessenes Kraftgesetz reduziert, sodass die beiden Löser keinen gemeinsamen Code verwendeten. Die maximale Kranlast stimmte auf +0.23% überein,
der Kran-DAF betrug 1.4299 gegenüber 1.4266 in CONSTELLATION, der maximale Hub stimmte auf −0.4% und der RMS-Wert der Kettenkraft
über den Abfangvorgang auf unter 1% überein.
Der Vergleichsfall mit starrer Verbindung ist der eigene Abfangmodus von Norwegian Dynamics, der am 3. August 2026 ergänzt wurde, damit die
Spalte „ohne“ berechnet statt abgeschätzt werden konnte. Er reproduziert den Abfangvorgang in geschlossener Form dort,
wo diese Lösung exakt ist, stimmt für die vollständige Kette mit einem unabhängigen steifen Integrator auf unter
0.5% überein und liegt zwischen den beiden oben genannten analytischen Grenzen.
Was dieses Dokument nicht ist
- Keine zertifizierte Analyse. Es handelt sich um eine Zeitbereichsabschätzung aus dem eigenen
Modell von Norwegian Dynamics. Sie besitzt keine Freigabe eines Marine Warranty Surveyors und ersetzt keine projektspezifische
Analyse gemäß DNV-ST-N001. - Keine Leistungsgarantie. Für eine reale Rammkampagne gelieferte Ausrüstung wird anhand
der kampagnenspezifischen Massen, Geschwindigkeiten und Abnahmekriterien dimensioniert.
Wer was geprüft hat
Dasselbe Paar mit denselben Werten ist das Berechnungsbeispiel für den Pfahldurchlauf auf der Seite
Dynamischer Verstärkungsfaktor ; ein
geprüfter Datensatz wird an beiden Stellen angegeben, sodass keine Abweichungen entstehen können.
Laufprotokoll
Ausreichende Angaben zur erneuten Berechnung dieses Falls: exakte Voreinstellung, Version, Definitionen und Lösereinstellungen für alle oben genannten Werte.
Laufprotokoll — die veröffentlichte technische Grundlage
- Fall
- CONSTELLATION-Voreinstellung factory:polaris_pile_run, Szenariopaket DS10-PKG-POL-PIR, einzelner Geschwindigkeitspunkt bei 5.0 m/s, Ventilkraft auf 18,000 kN eingestellt (Standardwert der Voreinstellung 17,658 kN).
- Version und Datum
- CONSTELLATION v1.2.96, Commit 29267cc. Lauf vom 3. August 2026. Die Spalte mit Kompensation entspricht dem am 7. Juli 2026 festgeschriebenen Fall und wird in diesem Build beim DAF mit einer Abweichung von höchstens 0.05 % reproduziert.
- Betriebsphase
- Pfahldurchlauf — Fall- und Abfangvorgang während des Rammens (ND-DS-10 §10). Trocken, in Luft und außerhalb der Spritzwasserzone.
- DAF-Definition
- DAF = die maximale Hakenzugkraft im Zeitfenster von 5 s geteilt durch das statische hängende Gewicht am Haken: Haken 160 t + POLARIS-Gehäuse 17.10 t + Kolbenstange 10.85 t + Nutzlast 1,500 t = 1,687.95 t, d. h. 16,553 kN. Der DAF unterhalb des Stoßdämpfers verwendet das Eigengewicht der Nutzlast von 14,710 kN: 1.31 mit POLARIS, 2.41 ohne.
- Bewerteter Lastangriffspunkt
- Haken und Krananschluss oberhalb des Stoßdämpfers. Die Kolbenstangenkraft unterhalb des Stoßdämpfers ist ein separater Kanal mit einem anderen Wert.
- Schiffsbewegung und Seegang
- Bewusst keine. Ein Pfahldurchlauf ist ein Stoßereignis im Subsekundenbereich. Daher wird das Trägerschiff festgesetzt und keine Wellenlast angesetzt; der Fall isoliert den Abfangvorgang. Es sind keine Hs, Tp, kein Spektrum und keine Richtung anzugeben; diese Studie trifft keine Aussage zum Verhalten bei Seegang.
- Dauer, Realisierungen, Statistik
- Zeitfenster 5.0 s, Ausgabe alle 1 ms, Integration mit 0.05 ms. Ein deterministischer Lauf je Spalte; keine Seeds und kein Ensemble, da keine stochastische Anregung zu mitteln ist. Der angegebene Spitzenwert ist das Maximum der Zeitreihe und nicht mit einem Acht-Seed-Gültigkeitsbereich wie in der Studie zur Spritzwasserzone vergleichbar.
- Nutzlast und Lastpfad
- Pfahl 1,200 t plus Hammer 300 t, geklemmt, kombinierte Aufprallmasse 1,500 t, Durchlaufgeschwindigkeit 5.0 m/s. Lastpfad: Kran 17,454.3 kN/m mit Dämpfung 66.85 kN·s/m, Haken 160 t, oberes Anschlagmittel 49,762.8 kN/m, POLARIS-Gehäuse 17.10 t, Kolbenstange 10.85 t, unteres Anschlagmittel 46,652.7 kN/m, Nutzlast 1,500 t.
- Anfangszustand und Stoßdämpfereinstellungen
- 5.0 m/s abwärts bei t = 0 aus vollständigem statischem Eingriff; die Baugruppe hing vor dem Durchlauf an der Einheit, sodass das Gas Betriebsdruck aufweist und beide Anschlagmittel unter ihrer statischen Zugkraft stehen. POLARIS 2,000 t / Hub 6.0 m, Ventilkraft 18,000 kN, Gasvorladekraft 15,696 kN, Gasanteil 0.40. Der Lauf nutzt 4.98 m des Hubs von 6.0 m (83 %), und der ringförmige Ölraum wird nie leer (Mindestfüllstand 6.2 %).
- Sind die beiden Fälle direkt vergleichbar?
- Ja, dies wird geprüft und nicht nur behauptet. Beide Spalten werden aus einem Parametersatz erzeugt; das Skript vergleicht beide Feld für Feld und startet nur, wenn ausschließlich das Stoßdämpfer-Flag abweicht. Massen, Steifigkeiten, Dämpfung, Schwerkraft, Anfangszustand und Integrationsschritt sind identisch.
- Maßgebende Grenze
- Kran-SWL 24,517 kN (2,500 t). Mit POLARIS erreicht die Hakenlast 23,627 kN, entsprechend 96.4 %. Ohne Stoßdämpfer beträgt sie 37,664 kN, entsprechend 154 % der Kran-SWL; das Seil wird innerhalb von fünf Sekunden zweimal vollständig entlastet und wieder gespannt, was ein Spitzenlastwert allein nicht erfasst.
- Unabhängige Verifizierung
- Der kompensierte Fall wurde am 17. Juli 2026 mit OrcaFlex 11.3e gegengeprüft, wobei der Kompensator auf ein gemessenes Kraftgesetz reduziert wurde: maximale Kranlast +0.23 %, Kran-DAF 1.4299 gegenüber 1.4266, maximaler Hub −0.4 %, RMS-Wert der Kettenkraft über den Abfangvorgang unter 1 %.
- Was dies nicht ist
- Nicht auf einen anderen Pfahl, Hammer, Kran oder eine andere Ventileinstellung übertragbar und keine Traglasttabelle. Das Modell enthält keine Reaktion von Winde oder Bedienpersonal; daher ist der unkompensierte Zeitverlauf nach dem ersten Abfangen das freie Ausschwingen derselben Kette.
- Herkunftshinweis
- Bis zum 3. August 2026 konnte der Fall „ohne“ nicht simuliert werden: Wird das Gasvolumen zur Nachbildung eines gesperrten Zylinders auf null gesetzt, wird der Druckterm singulär. Daher veröffentlichte ND stattdessen eine analytische Schnapplastabschätzung nach DNV-RP-N103, deren Wert davon abhing, welcher Steifigkeitspfad als maßgebend angesetzt wurde: 34,190 kN bei nachgiebigem Kran, 44,759 kN bei starrem Kran. Dem Simulator wurde ein Abfangmodus mit starrer Verbindung hinzugefügt, sodass der Vergleichsfall nun berechnet statt abgeschätzt wird. Auf der Nutzlastseite ergibt sich 35,387 kN; der Wert liegt zwischen beiden Abschätzungen und 21 % unter dem von ND im Juli veröffentlichten Wert für einen starren Kran.
Eigenen Fall berechnen
Senden Sie die Massen von Pfahl und Hammer, den Kran und die abzusichernde Durchlaufgeschwindigkeit; wir berechnen
denselben Abfangvorgang dafür, einschließlich der Konfigurationen, die versagen.
Schutz bei Pfahldurchlauf erläutert die Physik
hinter diesem Fall · Stoßdämpfung behandelt die
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