DE10028872A1 - Verfahren zum Üerprüfen der Standsicherheit eines Betonfundamentes eines Freileitungsmastes - Google Patents

Abstract

Zum Überprüfen der Standsichehreit eines einen Eckstiel (1) eines in Gitterbauweise erstellten Freileitungsmastes aufnehmenden Betonfundamentes (2) wird ein Kraftimpuls (3) auf den Eckstiel (1) ausgeübt und die Reaktion der Umgebung mit Hilfe von seismographischen Sensoren (4) gemessen sowie ausgewertet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überprüfen der Standsicherheit eines einen Eckstiel eines in Gitter­ bauweise erstellten Freileitungsmastes aufnehmenden Beton­ fundamentes mit Hilfe einer am Eckstiel angreifenden Kraft.

In den letzten Jahren sind durch Stürme Freileitungsmaste umgebrochen. Zum Teil wurde bei der Schadensaufnahme festgestellt, dass die Betonfundamente der Freileitungs­ gittermaste versagt haben. Das Prinzip der Betonfundamente von Hochspannungsmasten beruht darauf, dass die Eckstiele mittels Knaggen oder Haftreibung die Kraft in die Beton­ körper einleiten. Zur Optimierung der Kosten werden viele Fundamente stufenweise aufgebaut, so dass die Erdlast oberhalb der einzelnen Stufen des Betonkörpers mitwirkt, wenn der Betonkörper auf Zug beansprucht wird. Bei alten Freileitungen sind zum Teil unzureichende Planungsunter­ lagen vorhanden. Auch können Montagefehler dazu führen, dass die Fundamente nicht ausreichend tragen. Die Betreiber von Freileitungen sind jedoch verpflichtet, die Stand­ sicherheit der Mäste 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 Zugbrücke, die einige Meter links und rechts des zu überprüfenden Fundamentes gegen das Erdreich gelagert ist, am Eckstiel kontinuierlich Zugkräfte ausge­ übt. 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 überwiegend nur bei Typprüfungen eingesetzt. Will man nun eine große Zahl von bereits installierten Freileitungsmastfundamenten überprüfen, ist es aus wirt­ schaftlichen Gründen notwendig, ein wirksameres Verfahren zu entwickeln.

Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, die Überprüfung der Standsicherheit von Freileitungsmast­ fundamenten schneller, einfacher und sicherer durchzu­ führen.

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 seismographischen Sensoren gemessen sowie ausgewertet wird.

Da die Krafteinleitung über den Eckstiel in das Fundament erfolgt, liegt als physikalisches Modell ein Feder-Masse- Dämpfersystem vor. Durch die Einleitung des Kraftimpulses in den Eckstiel wird dieses Feder-Masse-System eine entsprechende Reaktionsantwort liefern, die durch entsprechend empfindliche Sensoren erfasst werden kann. Mit entsprechenden Rechenmethoden sind daraus die Massen zu bestimmen, so dass letztendlich eine Aussage über die statische Tragfähigkeit des Fundamentkörpers gegeben werden kann. Im Ergebnis ist durch das erfindungsgemäße Verfahren die gewünschte Prüfung sehr schnell und wirksam durchzuführen, so dass ganze Leitungen 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 Knotenblech­ verbindungen 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 Sprung­ antwort darstellen.

Der Kraftimpuls kann im einfachsten Fall mit Hilfe eines Impulshammers erfolgen, wobei im Kopf des Hammers ebenfalls Sensoren integriert sein können; hierbei lassen sich die Modalanalyse und seismische Analysemodelle anwenden. Bei großen Fundamenten kann es aber erforderlich sein, den Kraftimpuls mit größerer Stärke auszuführen. Dies kann durch Detonation einer Treibladung oder durch Vorspannung eines Feder-Masse-Systems erfolgen, welches mechanisch, elektrisch, 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 Abständen je Eckstiel lässt sich hierbei auch der Erdauflasttrichter ermitteln.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung erläutert, deren einzige Figur schematisch 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 ausgeübt. Die Reaktion der Umgebung wird mit Hilfe von seismographischen Sensoren 4, die am Eckstiel 1, am Fundament 2 und auf dem Erdboden 5 im Bereich des Auflasttrichters 6 des Fundamentes angeordnet sind, gemessen und mit Hilfe an sich bekannter Methoden ausgewertet.

Claims (7)

1. Verfahren zum Überprüfen der Standsicherheit eines einen Eckstiel eines in Gitterbauweise erstellten Freileitungs­ mastes aufnehmenden Betonfundamentes mit Hilfe einer am Eckstiel angreifenden Kraft, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kraftimpuls auf den Eckstiel ausgeübt und die Reaktion der Umgebung mit Hilfe von seismographischen Sensoren gemessen sowie ausgewertet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftimpuls in Richtung der Achse des Eckstiels ausgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der Kraftimpuls nach oben vom Fundament weg ausgeführt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftimpuls bei vom restlichen Freileitungsmast entkoppelten Eckstiel ausgeführt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftimpuls mit Hilfe eines Impulshammers oder eines vorgespannten Feder-Masse-Systems ausgeführt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als seismographische Sensoren Weg-, Bewegungs-, Schwingungs- und/oder Beschleunigungsaufnehmer oder Druck- oder akustische Sensoren eingesetzt werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die seismographischen Sensoren am Eckstiel, am Fundament und/oder im Bereich des Erdauf­ lastkegels des Fundamentes angeordnet werden.