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Beschreibung
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum nachträglichen Verstärken
von Freileitungsmasten aus Beton.
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Für Freileitungsstrecken aufgestellte Spannbetonmasten haben gezeigt,
daß sie in erhöhtem Maße zum Auftreten von Überlastungsschäden neigen. Offenbar
sind die verbauten und aufgestellten Freileitungsmasten unterdimensioniert. Die
Betreiber der Freileitungsstrekken, in der Regel Kraftwerke, stehen somit vor der
Alternative, Schäden erst unmittelbar nach dem Eintreten des Schadenfalles zu beheben
oder, in einer vorsorglichen Maßnahme, eine gesamte, an sich noch intakte Freileitungsstrecke
zu erneuern, indem alte Masten gegen neue, stärker dimensionierte, und somit unempfindlichere
Masten ausgetauscht werden.
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Eine vorsorgliche Maßnahme ist dabei sicherlich dann angebracht,
wenn eine längere Unterbrechung der Energieversorgung, wie sie im Schadensfall unvermeidbar
wäre, möglichst nicht auftreten soll.
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Das Ersetzen neuer Masten ist eine recht kostenintensive Maßnahme,
und hat außerdem den Nachteil, daß mit absoluter Sicherheit auch nicht vorhersehbar
ist, ob die neuen Masten letztlich die auftretenden Belastungen aufnehmen können,
ohne daß es irgendwann doch noch zu Schäden kommt Das Auswechseln der Masten hat
dabei auch noch den weiteren Nachteil, daß die beste-
hende Freileitungsstrecke abgebaut
werden muß und solange außer Betrieb bleibt, bis die neue Strecke vollständig fertig
ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bestehende Freileitungsstrecken
unempfindlicher gegen Überlastungsschäden und demzufolge betriebssicherer zu machen.
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In Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren zum nachträglichen Verstärken
bestehender Freileitungsmasten gefunden worden, welches erfindungsgemäß dadurch
gekennzeichnet ist, daß der Mastfuß im Einspannbereich in der Erdoberfläche freigelegt
wird, daß eine den Mast und seinen freigelegten Einspannbereich umgebende Bewehrung
angebracht wird, daß um den Mast bzw. um die Bewehrung eine konzentrische Schalung
mit einem die Mastspitze im Bereich der Abzweigung seitlicher Querträger umhüllenden
Kopfabschnitt gelegt wird, daß außen an die Querträger verstärkende Stahlprofile
gesetzt werden, deren Enden sich bis in den Kopfabschnitt hinein erstrecken und
daß die Schalung mit Beton ausgegossen wird.
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Ein nach diesem Verfahren nachträglich verstärkter Freileitungsmast
aus Spannbeton ist gegen Überlastungen relativ unempfindlich. Insbesondere können
über die Querträger eingeleitete Torsionskräfte besser aufgenommen werden, da die
an die Querträger außen angesetzten Stahlprofile mit der Bewehrung verbunden werde
können, bevor ein Ausgießen des Kopfabschnittes, bzw. der gesamten Schalung mit
aushärtendem Beton erfolgt. Die Schalung wird so angeordnet, daß um den Mast ein
zweiter Mantel gebildet wird, wobei die Dimensionierung so gewählt ist, daß die
nachträglich angebrachte Verstärkung schon allein ausreichen würde, die auftretenden
Belastungen ganz aufzunehmen. Da die Tragkraft des eigentlichen, verstärkten Mastes
jedoch noch zusätzlich nutzbar ist, kann ein durch das erfindungsgemäße Verfahren
nachträglich verstärkter Mast wesentlich höhere Belastungen aufnehmen als ein neu
gesetzter Mast.
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Das Verstärken eines Freileitungsmastes hat auch den Vorteil, daß
die Freileitungsdrähte nicht zu demontieren sind, wie es beim Austauschen der Masten
der Fall wäre. Die Freileitung braucht während der Arbeiten zur Verstärkung der
Masten lediglich abgeschaltet werden und kann, beispielsweise während der Nachtzeit,
durchaus wieder in Betrieb gesetzt werden, um die Versorgung mit elektrischer Energie
aufrechtzuerhalten.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zum nachträglichen Verstärken ist
somit eine vorteilhafte Vorsorgemaßnahme, die relativ einfach durchzuführen ist,
und zu wesentlich stärker dimensionierten und damit unempfindlicheren Masten führt
als es bei Austauschen gegen jeweils neue Masten einer Freileitungsstrecke der Fall
ist.
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Die Bewehrung kann ein vorgefertigter Korb sein, der aus zwei miteinander
verbindbaren Korbhälften besteht. Die Korbhälften werden an den zu verstärkenden
Mast gelegt und gegebenenfalls mit Distanzstücken in entsprechendem Abstand zur
Mastoberfläche gehalten.
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Durch Verbindung der Stoßflächen der beiden Korbhälften entsteht ein
geschlossener, den Mast mantelförmig umgebender Bewehrungskorb. Um den derart angebrachten
Bewehrungskorb wird eine Schalung gelegt, die ebenfalls zweckmäßigerweise aus wenigstens
zwei Schalenhälften besteht und die eine derartige Formgebung aufweist, daß ein
im Bereich der Mastspitze befindlicher Kopfabschnitt die Bildung eines Kopfes nach
Art
eines Kapitells erlaubt. Aus diesem Kopfabschnitt stehen dann die am Mast befindlichen
Querträger hervor, so daß der Fußbereich der Querträger, d.h. der Bereich, an dem
sie in den Mast übergehen, mit umgossen wird. Um auch die Querträger, die bei den
Freileitungsmasten ebenfalls aus Beton bestehen, zu verstärken, werden außen Stahlprofile
angesetzt, die zweckmäßigerweise mit der bis in den Kopfabschnitt der Schalung hineinreichenden
Bewehrung verbunden werden, bevor ein Ausgießen mit Beton erfolgt.
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Nach einer vorteilhaften Weiterbildung zeichnet sich das Verfahren
dadurch aus, daß der Beton von unten in die Schalung gedrückt wird. Diese Maßnahme
hat den Vorteil, daß Rüttelvorrichtungen zur Verdichtung des in die Schalung gelangenden
Betons nicht notwendig sind.
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Der langsam in der Schalung hochsteigende Beton verdichtet sich durch
sein Eigengewicht und fließt in alle Hohlräume.
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Damit die Schalung im Fußbereich des Mastes abdichtend am Mast anliegt,
so daß der von unten eingedrückte Beton nicht ausfließen kann, ist vorgesehen, daß
um den Mast in seinem unteren Bereich eine radial vorstehende Manschette gelegt
wird. Die Manschette kann am Mast befestigt werden, bevor der Bewehrungskorb angebracht
wird, so daß die Manschette in vorteilhafter Weise nicht nur zur Abdichtung der
Schalung, sondern auch zur höhenmäßigen Fixierung des Bewehrungskorbes dienen kann.
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Selbstverständlich kann die Manschette jedoch auch an die Schalung
angearbeitet sein.
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Die Standsicherheit der verstärkten Masten im Boden kann noch dadurch
verbessert werden, daß die um den Mastfuß im Einspannbereich durch das Freilegen
entstandene Vertiefung im Erdboden nach dem Abnehmen der Schalung vom verstärkten
Mast mit Stampfbeton verfüllt wird. Da die Verstärkung sich über den Einspannbereich
des Mastes hinaus in den Erdboden erstrekken soll, ist eine Freilegung zumindest
zum Anbringen der Manschette für den Bewehrungskorb und die Schalung in einer vorbestimmten
Tiefe im Erdboden erforderlich. Diese Tiefe bestimmt sich im allgemeinen durch die
Frostgrenze, z.B. 0,8 m. Um die Manschette anbringen zu können, muß somit um den
zu verstärkenden Mast das Erdreich etwa 0,8 m ausgehoben werden.
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Die Arbeiten zum Freilegen des Mastfußes können dann auch gleich derart
durchgeführt werden, daß eine etwas größere Vertiefung entsteht, die, nach Einfüllen
von Stampfbeton, einen Sockel bzw. ein Fundament für den verstärkten Freileitungsmast
bildet.
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Zweckmäßigerweise sieht das Verfahren zur Verstärkung eines Freileitungsmastes
vor, daß der Mast vor dem Anbringen der Bewehrung gereinigt, insbesondere sandgestrahlt
wird. Durch diese Maßnahme werden Oberflächen des zu verstärkenden Mastes so bearbeitet,
daß sich der in die Schalung gegossene Beton mit der Oberfläche des Mastes in ausreichender
Weise verbinden kann. Diese Verbindung ist der Festigkeit des verstärkten Mastes
gegen Torsionskräfte besonders dienlich. Selbstverständlich kann auch mit chemischen
Mitteln gereinigt werden, jedoch bietet sich Sandstrahlung an, weil dadurch auch
lose, zum Teil abbröckelnde Oberflächenteile des zu verstärkenden Mastes mit entfernt
werden können und auch Spalte und Risse weitgehend freigelegt werden.
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Um die verstärkende Lage, insbesondere an ihrer Sichtoberfläche,
nach Abnehmen der Schalung rißfest zu gestalten, kann für das Ausgießen der Schalung
ein Faserbeton verwendet werden.
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Die an die Querträger anzusetzenden verstärkenden Stahlprofile werden
mit besonderem Vorteil zu einem unten offenen, die Querträger umhüllenden Montageteil
zusammengesetzt. Dieses Montageteil, welches die Querträger verstärkt, ist somit
etwa U-förmig und aus Normprofilen zusammensetzbar. Dadurch wird eine Verstärkung
der Querträger ermöglicht, ohne die von den Querträgern gehaltenen Freileitungsdrähte
vorher abnehmen zu müssen. Die Verstärkungsarbeiten an einem Mast können ohne weiteres
durchgeführt werden, sobald die Freileitung lediglich abgeschaltet ist. Bei Bedarf
kann die Freileitung jederzeit auch während dann jedoch zu unterbrechender Arbeiten
zur Verstärkung ihrer Masten wieder in Betrieb genommen werden. Dies ist ein wesentlicher
Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Verstärken der Masten.
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Die Stahlprofile sind zweckmäßigerweise verzinkt, um einem Korrosionsschutz
zu erreichen.
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Ein Ausführungsbeispiel, aus dem sich weitere erfinderische Merkmale
ergeben, ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt Fig. 1 eine schematische Teil-Seitenansicht
eines verstärkten Freileitungsmastes, Fig. 2 eine Teil-Draufsicht auf den Freileitungsmast
gemäß Fig. 1 und Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. 2.
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Fig. 1 zeigt in einer schematischen Teilansicht den Mastfuß 1 im
Einspannbereich in der Erdoberfläche 2 sowie darüber eine Teilansicht der Mastspitze
des verstärkten Mastes im Bereich der Abzweigung seitlicher Querträger 3 und 4,
die hier durch gestrichelte Linien angedeutet sind, da sie durch von außen angesetzte
Stahlprofile 5 und 6 verdeckt werden.
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Während in der unteren Teilansicht der verstärkte Mast 1 mit noch
daran gesetzter Schalung 7 dargestellt ist, zeigt die obere Teilansicht die fertige
verstärkte Mastspitze nach Abnehmen der Schalung.
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Nachdem der Mastfuß des Mastes 1 im Einspannbereich in der Erdoberfläche
2 freigelegt ist, wobei die später mit Stampfbeton füllbare Vertiefung 8 entsteht,
wird um den Mast 1 eine Manschette 13 gelegt. Die Bewehrung 9 wird am Mast angebracht.
Die verstärkenden Stahlprofile 5 und 6 werden an den Querträgern 3 und 4 des Mastes
1 montiert und gegebenenfalls mit der Bewehrung 9 im Bereich der Mastspitze verbunden,
wie es hier angedeutet ist. Danach wird um den Mast die Schalung 7 gelegt, die im
Bereich der Mastspitze einen Kopfabschnitt hat, durch den, nach Vergießen der Schalung
mit Beton 10, ein Kopf 11 ausgebildet wird, in welchem die Querträger 3 und 4 und
die die Querträger verstärkenden Stahlprofile 5,6 fest verankert sind.
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Nach Abnehmen der Schalung 7 bleibt auch ein den Mast 1 umhüllender
Stahlbetonmantel stehen. Die Standfestigkeit des derart verstärkten Mastes kann
durch Auffüllen der Vertiefung 8 mit Stampfbeton ebenfalls noch verbessert werden.
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Fig. 2 zeigt eine Teildraufsicht auf den verstärkten Mast gemäß Fig.
1 und läßt erkennen, wie die verstärkenden Stahlprofile 5 und 6 bzw. 5a und 6a an
den Querträgern 3 und 4 angebracht und im Kopf 11 verankert sind.
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Jedes Stahlprofil ist ein genormtes U-Profil. An einem U-Schenkel
sind in regelmäßigen Abständen Winkelprofil-Laschen 12, 12a geschweißt, und zwar
derart, daß die Stahlprofile an die Querträger 3 und 4 einfach angesetzt werden
können und durch Verbolzen zu einem Montageteil miteinander verbindbar sind, wie
es in Fig. 3 dargestellt ist, die einen Schnitt entlang der Linie
III-III
in Fig. 2zeigt