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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überprüfen der Standsicherheit eines einen Eckstiel eines in Gitterbauweise erstellten Freileitungsmastes aufnehmenden Betonfundamentes mit Hilfe einer am Eckstiel angreifenden Kraft.
In den letzten Jahren sind durch Sturme Freileitungsmaste umgebrochen. Zum Teil wurde bei der Schadensaufnahme festgestellt, dass die Betonfundamente der Freileitungsgittermaste versagt haben. Das Prinzip der Betonfundamente von Hochspannungsmasten beruht darauf, dass die Eck- stiele mittels Knaggen oder Haftreibung die Kraft in die Betonkörper einleiten. Zur Optimierung der Kosten werden viele Fundamente stufenweise aufgebaut, so dass die Erdlast oberhalb der einzel- nen Stufen des Betonkörpers mitwirkt, wenn der Betonkörper auf Zug beansprucht wird. Bei alten Freileitungen sind zum Teil unzureichende Planungsunterlagen vorhanden Auch können Montage- fehler dazu führen, dass die Fundamente nicht ausreichend tragen. Die Betreiber von Freileitungen sind jedoch verpflichtet, die Standsicherheit der Maste während der gesamten Betriebszeit zu gewährleisten.
Nach Kenntnis der Schwachstellen von Fundamenten - ausgelöst durch Stürme - bedarf es deren Überprüfung.
Im Rahmen der bekannten Massnahmen der eingangs genannten Art hat man mit einer Zug- brücke, die einige Meter links und rechts des zu überprüfenden Fundamentes gegen das Erdreich gelagert ist, am Eckstiel kontinuierlich Zugkräfte ausgeübt. Dabei sind Zugkräfte bis zu 3000 kN für die Überprüfung notwendig. Auf Grund der Geometrie und der grossen Kräfte ist es sehr aufwendig, eine solche Zugprüfeinrichtung im Gelände zu installieren. Daher wurde diese Technik überwie- gend nur bei Typprüfungen eingesetzt. Will man nun eine grosse Zahl von bereits installierten Freileitungsmastfundamenten überprüfen, ist es aus wirtschaftlichen Gründen notwendig, ein wirk- sameres Verfahren zu entwickeln.
Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, die Überprüfung der Standsicherheit von Freileitungsmastfundamenten schneller, einfacher und sicherer durchzuführen.
Hierzu lehrt die vorliegende Erfindung bei einem Verfahren der eingangs genannten Art, dass ein Kraftimpuls auf den Eckstiel ausgeübt und die Reaktion der Umgebung mit Hilfe von seismo- graphischen Sensoren gemessen sowie ausgewertet wird.
Da die Krafteinleitung über den Eckstiel in das Fundament erfolgt, liegt als physikalisches Mo- dell ein Feder-Masse-Dämpfersystem vor. Durch die Einleitung des Kraftimpulses in den Eckstiel wird dieses Feder-Masse-System eine entsprechende Reaktionsantwort liefern, die durch entspre- chend empfindliche Sensoren erfasst werden kann. Mit entsprechenden Rechenmethoden sind daraus die Massen zu bestimmen, so dass letztendlich eine Aussage über die statische Tragfähig- keit des Fundamentkörpers gegeben werden kann. Im Ergebnis ist durch das erfindungsgemässe Verfahren die gewünschte Prüfung sehr schnell und wirksam durchzuführen, so dass ganze Leitun- gen bzw. Netze zuverlässig überprüft werden können.
Nach bevorzugter Ausführungsform wird der Kraftimpuls in Richtung der Achse des Eckstiels ausgeführt. Erfolgt der Kraftimpuls in Richtung der Achse des Eckstiels nach oben vom Fundament weg, wirkt hierbei auch die Erdauflast als Masse mit. Idealerweise wird die Überprüfung an einem Eckstiel erfolgen, der durch Öffnen von Knotenblechverbindungen vom Gesamtmast entkoppelt ist Da in dieser Zeit der Mast jedoch verankert werden muss und die Arbeitsaufwendungen erheblich sind, lassen sich durch Vergleichsmessungen ohne Entkoppeln des einzelnen Eckstiels vom Gesamtmast Vergleichsuntersuchungen durchführen. Wird der Kraftimpuls knapp oberhalb des Fundamentes eingeleitet, so kann eine ausreichend längere Laufzeit der Reflexionen aus dem Mast eine messtechnisch gut entkoppelte Sprungantwort darstellen.
Der Kraftimpuls kann im einfachsten Fall mit Hilfe eines Impulshammers erfolgen, wobei im Kopf des Hammers ebenfalls Sensoren integnert sein können ; hierbei lassen sich die Modalanaly- se und seismische Analysemodelle anwenden. Bei grossen Fundamenten kann es aber erforderlich sein, den Kraftimpuls mit grösserer Stärke auszuführen Dies kann durch Detonation einer Treibla- dung oder durch Vorspannung eines Feder-Masse-Systems erfolgen, welches mechanisch, elek- tnsch, pneumatisch oder hydraulisch angetrieben arbeitet. Hierbei finden ebenfalls Bewegungs-, Schwingungs- und/oder Beschleunigungsaufnehmer als seismographische Sensoren Anwendung Da die Erdauflast unterschiedlich verdichtet ist und aus verschiedenen Materialien, wie z B.
Schluff, Sand, Geröll usw., bestehen kann, kann es notwendig sein, die Sprungantwort nicht nur am Eckstiel oder direkt am Betonkörper, sondern auch in der Umgebung um den Mast herum an der Erdoberfläche zu erfassen. Durch Messungen in unterschiedlichen Abstanden je Eckstiel lässt
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sich hierbei auch der Erdauflasttrichter ermitteln.
Im folgenden wird die Erfindung, anhand einer Zeichnung erläutert, deren einzige Figur sche- matisch einen in Gitterbauweise erstellten Freileitungsmast zeigt.
Der Freileitungsmast ist mit mindestens drei Eckstielen 1 in Einzelfundamenten 2 aus Beton gelagert. Zum Überprüfen der Standsicherheit wird auf den in der Figur linken Eckstiel 1 mit Hilfe eines Impulshammers ein Kraftimpuls 3 in Richtung der Achse des Eckstiels 1 nach oben ausge- übt. Die Reaktion der Umgebung wird mit Hilfe von seismographischen Sensoren 4, die am Eck- stiel 1, am Fundament 2 und auf dem Erdboden 5 im Bereich des Auflasttrichters 6 des Fundamen- tes angeordnet sind, gemessen und mit Hilfe an sich bekannter Methoden ausgewertet.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Überprüfen der Standsicherheit eines einen Eckstiel eines in Gitterbauwei- se erstellten Freileitungsmastes aufnehmenden Betonfundamentes mit Hilfe einer am Eck- stiel angreifenden Kraft, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kraftimpuls auf den Eckstiel ausgeübt und die Reaktion der Umgebung mit Hilfe von seismographischen Sensoren ge- messen sowie ausgewertet wird.
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The invention relates to a method for checking the stability of a concrete foundation which receives a corner post of a lattice construction overhead line mast with the aid of a force acting on the corner post.
Over the past few years, overhead lines have been broken up by storms. When the damage was recorded, it was found in part that the concrete foundations of the overhead line pylons had failed. The principle of the concrete foundations of high-voltage pylons is based on the fact that the corner posts transfer the force into the concrete body using lugs or static friction. To optimize costs, many foundations are built up step by step so that the earth's load above the individual steps of the concrete body is involved when the concrete body is subjected to tension. In the case of old overhead lines, insufficient planning documents are sometimes available. Installation errors can also result in the foundations not being adequately supported. However, the operators of overhead lines are obliged to ensure the stability of the masts during the entire operating time.
After knowing the weak points of foundations - triggered by storms - they need to be checked.
As part of the known measures of the type mentioned at the beginning, tensile forces were continuously exerted on the corner post with a drawbridge, which is located a few meters to the left and right of the foundation to be checked against the ground. Traction forces of up to 3000 kN are necessary for the check. Due to the geometry and the large forces, it is very complex to install such a tensile test device on the ground. For this reason, this technique was mainly used for type tests. If you now want to check a large number of overhead power line foundations already installed, it is necessary for economic reasons to develop a more effective method.
The invention is based on the technical problem of carrying out the verification of the stability of overhead line mast foundations faster, more simply and more reliably.
To this end, the present invention teaches in a method of the type mentioned at the outset that a force pulse is exerted on the corner post and the reaction of the surroundings is measured and evaluated with the aid of seismographic sensors.
Since the force is introduced into the foundation via the corner post, a spring-mass damper system is available as a physical model. By introducing the force impulse into the corner post, this spring-mass system will provide a corresponding response, which can be detected by correspondingly sensitive sensors. Using appropriate calculation methods, the masses can be determined from this, so that ultimately a statement can be made about the static load-bearing capacity of the foundation body. As a result, the desired test can be carried out very quickly and effectively by the method according to the invention, so that entire lines or networks can be checked reliably.
According to a preferred embodiment, the force pulse is carried out in the direction of the axis of the corner post. If the force pulse is directed upwards away from the foundation in the direction of the axis of the corner post, the earth load also acts as a mass. Ideally, the check will be carried out on a corner post, which is decoupled from the overall mast by opening gusset plate connections.However, since the mast has to be anchored during this time and the work involved is considerable, comparative measurements can be carried out by comparing measurements without decoupling the individual corner post from the overall mast. If the force pulse is introduced just above the foundation, a sufficiently longer running time of the reflections from the mast can represent a step response that is well decoupled in terms of measurement technology.
In the simplest case, the force pulse can take place with the aid of an impulse hammer, wherein sensors can also be integrated in the head of the hammer; the modal analysis and seismic analysis models can be used here. With large foundations, however, it may be necessary to carry out the force pulse with greater strength. This can be done by detonating a propellant charge or by pretensioning a spring-mass system that works mechanically, electrically, pneumatically or hydraulically. Here, motion, vibration and / or acceleration sensors are also used as seismographic sensors. Because the earth load is compressed differently and made of different materials, such as
Silt, sand, rubble, etc., it may be necessary to record the step response not only on the corner post or directly on the concrete body, but also in the area around the mast on the surface of the earth. By measuring at different distances per corner post
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the earth funnel is also determined.
The invention is explained below with reference to a drawing, the sole figure of which schematically shows an overhead line mast constructed in a lattice construction.
The overhead line mast is mounted with at least three corner posts 1 in individual foundations 2 made of concrete. To check the stability, a force pulse 3 is exerted upwards on the corner post 1 on the left in the figure with the aid of an impulse hammer in the direction of the axis of the corner post 1. The reaction of the environment is measured with the help of seismographic sensors 4, which are arranged on the corner post 1, on the foundation 2 and on the ground 5 in the area of the loading funnel 6 of the foundation, and evaluated using methods known per se.
PATENT CLAIMS:
1. A method for checking the stability of a concrete foundation that receives a corner post of a lattice construction overhead line mast with the aid of a force acting on the corner post, characterized in that a force impulse is exerted on the corner post and the reaction of the environment is controlled using seismographic sensors - measure and evaluate.