DE3718169C1 - Concrete foundation for steel masts of electric high-voltage transmission lines, ski lifts and the like - Google Patents
Concrete foundation for steel masts of electric high-voltage transmission lines, ski lifts and the likeInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf Betonfundamente für Stahl masten von elektrischen Hochspannungsleitungen, Eisenbahn- Oberleitungen, Skiliften od.dgl. mit einem das Fundament oberirdisch fortsetzenden Sockel, auf dessen Oberseite ein im Fundament eingebettetes und dasselbe sowie den Sockel etwa vertikal durchsetzendes Stahlprofil austritt, welches einen Maststiel haltert bzw. fortsetzt.The invention relates to concrete foundations for steel pylons of high-voltage electrical lines, railway Overhead lines, ski lifts or the like. with the foundation above-ground continuing plinth, on the top of which embedded in the foundation and the same as well as the base approximately vertical steel profile emerges, which holds or continues a mast post.
Aus Sicherheitsgründen besitzen Hochspannungsmasten, wie sie aus der DE-AS 11 72 022 bekannt sind, tief in den Boden reichende Fundamente mit oberirdischen Sockeln, die vor allem als Rammschutz für die Maststiele dienen. Prinzipiell Gleiches gilt für Masten von Oberleitungen und Skiliften od.dgl.For safety reasons have high-voltage pylons, such as they are known from DE-AS 11 72 022, deep in the ground reaching foundations with above-ground plinths in front all serve as ram protection for the mast posts. In principle The same applies to masts for overhead lines and ski lifts or the like.
Beton ist grundsätzlich als außerordentlich festes und widerstandsfähiges Baumaterial bekannt. Darüber hinaus haftet Beton außerordentlich gut an Eisen und Stahl, gleichzeitig werden Eisen und Stahl an sich wirksam gegen Rost geschützt.Concrete is fundamentally considered to be extraordinarily strong and resistant building material known. Furthermore concrete adheres extremely well to iron and steel, at the same time, iron and steel per se are effective against Protected against rust.
Gleichwohl werden im Bereich der Austrittsstelle des Stahlprofils an Fundamenten von Stahlmasten elektrischer Hochspannungsleitungen u.dgl. oftmals Korrosion und Riß bildung beobachtet. Diese Risse überziehen die Oberseite des Sockels sowie dessen vertikale Mantelflächen. Durch Diese Risse kann von außen Wasser in die Sockel bzw. das Fundament eintreten, mit der Folge, daß die Korrosions gefahr für das Stahlprofil erhöht wird. Aus diesem Grunde werden die Sockel oftmals mit Schutzanstrichen auf bitumi nöser Basis abgedeckt, außerdem werden die Austritts stellen der Stahlprofile durch besondere Dichtungen gegen Eindringen von Wasser geschützt. Diese Maßnahmen zeigen jedoch keine nachhaltige Wirkung, denn der Schutzanstrich löst sich oftmals flächenhaft ab, und trotz der Abdicht maßnahmen ist der Beton im Bereich der Austrittsstellen oftmals durchfeuchtet.Nevertheless, in the area of the exit point of the Steel profile on foundations of steel masts electrical High-voltage lines and the like often corrosion and crack education observed. These cracks cover the top of the base and its vertical lateral surfaces. By These cracks can get water into the base or the outside Enter the foundation, with the result that the corrosion danger for the steel profile is increased. For this reason the bases are often coated with protective coatings on bitumi nöser base covered, also the exit contrast the steel profiles with special seals Protected against water ingress. These measures show however, no lasting effect because the protective coating often comes off areal and despite the seal The concrete is in the area of the exit points often moisturized.
Aus diesem Grunde muß mit einer fortschreitenden Korrosion der Stahlprofile innerhalb des Sockels bzw. des Fundamentes gerechnet werden, so daß regelmäßig aufwendige Prüfungen erforderlich sind.For this reason, corrosion must progress of the steel profiles within the base or foundation be counted, so that regular extensive tests required are.
Deshalb ist es Aufgabe der Erfindung, ein Mastfundament zu schaffen, welches das darin eingebettete, den Mast bzw. Maststiel tragende Stahlprofil besonders sicher schützt.It is therefore the object of the invention to build a mast foundation create what is embedded in it, the mast or Steel profile bearing mast post protects particularly securely.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Sockel aus Segmenten besteht, die voneinander, vom Stahlprofil und dem nach unten anschließenden Fundament durch Trennfugen mit nachgiebiger, feuchtigkeitsdichter Füllung abgeteilt sind.This object is achieved in that the base There are segments that differ from each other, from the steel profile and the foundation which is connected downwards by parting lines partitioned with flexible, moisture-proof filling are.
Aufgrund der segmentierten Bauweise der Sockel an der Austrittsstelle können mechanische Schwingungen, die im Maststiel durch den in den Hochspannungsleitungen, Eisen bahn-Oberleitungen od.dgl. geführten Wechselstrom erregt werden, keine Zerstörungen bewirken. Vielmehr werden derar tige Schwingungen durch die nachgiebige Lagerung der Segmente wirksam gedämpft, so daß die Schwingungen nur noch mit stark verminderter Intensität und Reichweite in den Sockel bzw. in das Fundament unterhalb der Segmente eintreten. Dementspre chend wird die Gefahr von Rißbildung aufgrund der vorgenann ten Schwingungen ausgeräumt.Due to the segmented design of the base on the Exit point can mechanical vibrations in the Mast handle through the in the high-voltage power lines, iron Railway overhead lines or the like led alternating current excited will not cause destruction. Rather, they become derar vibrations due to the flexible bearing of the segments effectively damped, so that the vibrations only with strong reduced intensity and range in the base or in enter the foundation below the segments. Dementspre The risk of cracking due to the aforementioned vibrations are eliminated.
Auch wenn bei Sonneneinstrahlung eine starke Erwärmung der von der Sonne beschienenen Oberseite des Sockels gegenüber den der Sonne weniger ausgesetzten bzw. abgeschatteten Bereichen auftreten, so können aufgrund der segmentierten Bauweise keinerlei zerstörerische Wärmespannungen auftreten. Even if the sun heats up a lot opposite the sunlit top of the base those less exposed or shadowed to the sun Areas may occur because of the segmented Construction no destructive thermal stresses occur.
Aufgrund der Sonneneinstrahlung entstehen allenfalls im segmentierten Sockel stark erhöhte Temperaturen, jedoch können sich die Segmente unabhängig voneinander ausdehnen, so daß die Bildung von Spannungsrissen verhindert wird.Due to the sun's rays arise in the segmented base greatly elevated temperatures, however the segments can expand independently of one another, so that the formation of stress cracks is prevented.
Da durch die Erfindung wesentliche Ursachen für die Riss bildung an den Sockeln bisheriger Fundamente ausgeräumt werden, wird durch die Erfindung gleichzeitig gewährleistet, daß mit Schadstoffen belastetes Regen- oder Tauwasser, welches gegebenenfalls auch in großer Menge von Maststielen auf den Sockel herabfließen bzw. abtropfen kann, nicht in den Sockel einzudringen vermag. Dies ist deshalb wesentlich, weil saures Regen- bzw. Tauwasser beim Eindringen in den Beton dessen rostschützende Wirkung an den Stahlprofilen stark beeinträchtigt und in relativ kurzer Zeit zu erheb lichen, von außen nicht sichtbaren Korrosionserscheinungen führen kann.Since the causes of the crack by the invention education on the bases of previous foundations removed are guaranteed by the invention at the same time that rain or condensation water contaminated with pollutants, which may also be in large quantities of mast stems can flow down to the base or drip off, not in is able to penetrate the base. So this is essential because acid rain or condensation water when entering the Concrete whose rust-protecting effect on the steel profiles severely impaired and to be raised in a relatively short time corrosion that is not visible from the outside can lead.
Aufgrund der feuchtigkeits- bzw. dampfdichten Abtrennung der Segmente von dem darunterliegenden Fundament können eine starke Aufheizung bzw. Abkühlung der Oberseite des Sockels aufgrund von Sonneneinstrahlung bzw. Wetterein flüssen nicht zu weitreichenden Dampfdiffusionen bzw. Feuchtigkeitstransporten führen. Soweit sich nämlich der Dampfdruck innerhalb der Segmente aufgrund stark wechseln der Temperaturen verändert, hat dies keinerlei Einfluß auf die von den jeweiligen Segmenten durch die Trennfugen abge teilten Bereiche. In dem unterhalb der Segmente liegenden Fundament kann dagegen kein größeres Temperaturgefälle eintreten, dementsprechend können dort Diffusionserschei nungen weitestgehend vernachlässigt werden. Dies bringt den Vorteil mit sich, daß innerhalb der Fundamente kein nennenswerter Feuchtigkeitstransport auftritt, welcher zur Auskristallisation von zuvor gelösten Salzen u.dgl. führen kann. Due to the moisture and vapor tight separation of the segments from the underlying foundation a strong heating or cooling of the top of the Base due to sunshine or weather do not flow to far-reaching vapor diffusions or Moisture wicking. As far as the Vapor pressure within the segments change due to strong changes temperature changes, this has no effect which are separated from the respective segments by the joints shared areas. In the one below the segments However, the foundation cannot have a large temperature gradient occur, accordingly diffusion marks can occur there are largely neglected. This brings the advantage that there is no within the foundations Significant moisture transport occurs, which for Crystallization of previously dissolved salts and the like to lead can.
Aufgrund der weitestgehend unterbundenen Dampfdiffusion innerhalb des Fundamentes bzw. Sockels wird auch verhindert, daß sich gegebenenfalls auf der Oberseite des Sockels ange brachte Schutzantriche od.dgl. durch unter ihnen angesammel tes Wasser abgelöst bzw. in der Frostperiode abgesprengt werden.Due to the largely prevented vapor diffusion within the foundation or base is also prevented that may be on the top of the base brought protective coats or the like. accumulated by among them t water detached or blown off in the frost period will.
Schließlich zeichnet sich das erfindungsgemäße Fundament aufgrund der Verhinderung von Rißbildung und nennenswerter Feuchtigkeitswanderung durch eine hohe Sicherheit gegen Frostschäden aus.Finally, the foundation according to the invention stands out due to the prevention of cracking and more noteworthy Moisture migration through a high security against Frost damage.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die vertikalen Trennfugen zwischen benach barten, an das Stahlprofil angrenzenden Segmenten radial zum Stahlprofil verlaufen. Zusätzlich ist zweckmäßigerweise vorgesehen, daß zwischen den Segmenten und dem nach unten anschließenden Fundament eine gemeinsame horizontale Trenn fuge angeordnet ist, d.h. diese Trennfuge bildet eine durch gehende Trennebene. Alle diese Merkmale tragen zu einer erleichterten Erstellung des Fundamentes bzw. des Sockels bei.According to a preferred embodiment of the invention provided that the vertical joints between neighboring bearded, radial segments adjacent to the steel profile to the steel profile. In addition, it is convenient provided that between the segments and the down subsequent foundation a common horizontal separation joint is arranged, i.e. this parting line forms a outgoing parting plane. All of these features contribute to one easier creation of the foundation or base at.
Als Füllung der Trennfugen dient bevorzugt ein verrottungs
freier Kunststoff mit guter Haft- und Klebewirkung, Wurzel
festigkeit sowie Unempfindlichkeit gegenüber UV-Strahlung.
In dieser Hinsicht ist ein Kunststoff, welcher zumindest
überwiegend aus Teerpolyurethan besteht, besonders bevorzugt,
da hier alle die genannten Eigenschaften in hohem Maße gewähr
leistet sind. Die Nachgiebigkeit des Trennfugenmaterials
kann durch Beigabe von Sand bzw. Quarz optimiert werden.
A rot-free plastic with good adhesive and adhesive properties, root strength and insensitivity to UV radiation is preferably used as the filling of the parting lines. In this regard, a plastic which consists at least predominantly of tar polyurethane is particularly preferred, since all of the properties mentioned are guaranteed to a high degree. The flexibility of the joint material can be optimized by adding sand or quartz.
Im übrigen wird hinsichtlich bevorzugter Merkmale der Erfindung auf die Unteransprüche sowie die nachfolgende Erläuterung bevorzugter Ausführungsformen anhand der Zeichnung verwiesen. Dabei zeigtOtherwise, the preferred features of Invention on the dependent claims and the following Explanation of preferred embodiments using the Drawing referenced. It shows
Fig. 1 eine axonometrische Ansicht des Sockels im Bereich der Segmente und Fig. 1 is an axonometric view of the base in the area of the segments and
Fig. 2 ein Schnittbild des Fundamentes. Fig. 2 is a sectional view of the foundation.
Das insgesamt mit 1 bezeichnete Fundament eines Maststieles 2 eines Stahlmasten für Hochspannungsleitungen besteht im wesentlichen aus einer tief im Boden eingebetteten Basis platte 3, welche sich einstückig in einen säulenförmigen bzw. gestuften Teil 4 fortsetzt, der seinerseits oberhalb des Erdbodens 5 einen Sockel 6 bildet. Innerhalb des Funda mentes 1 ist ein mit dem Maststiel 2 verbundenes bzw. das selbe fortsetzendes Stahlprofil 7 eingebettet, welches auf der Oberseite des Sockels 6 austritt und in den Maststiel 2 übergeht.The overall designated 1 foundation of a mast post 2 of a steel mast for high-voltage power lines consists essentially of a deeply embedded base plate 3 , which continues in one piece in a columnar or stepped part 4 , which in turn forms a base 6 above the ground 5 . Within the Funda mentes 1 is connected to the mast post 2 or the same continuing steel profile 7 , which emerges on the top of the base 6 and merges into the mast post 2 .
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß der Sockel 5 in der Umgebung der Austrittsstelle des Stahlprofiles 7 aus Segmen ten 8 besteht, die voneinander sowie von Stahlprofil 7 und den nach unten anschließenden Bereich des Sockels 6 bzw. Fundamentes 1 durch Trennfugen 9 abgeteilt sind. Die Trenn fugen 9 sind mit einem gut haftenden, wurzelfesten sowie gegenüber UV-Strahlung unempfindlichen Kunststoff ausgefüllt, welcher nicht zur Versprödung neigt. In dieser Hinsicht ist Teerpolyurethan besonders bevorzugt, da alle vorgenannten Forderungen im höchsten Maße erfüllt werden und die Belast barkeit der von Teerpolyurethan erzeugten Klebeverbindung die Widerstandsfähigkeit von Beton, aus dem das Fundament 1 besteht, sogar noch übersteigt. According to the invention it is provided that the base 5 in the vicinity of the exit point of the steel profile 7 consists of Segmen th 8 , which are separated from each other and by steel profile 7 and the downwardly adjoining area of the base 6 or foundation 1 by 9 joints. The parting lines 9 are filled with a well-adhering, root-resistant and UV-resistant plastic which does not tend to become brittle. In this regard, tar polyurethane is particularly preferred, since all of the above requirements are met to the highest degree and the load capacity of the adhesive connection produced by tar polyurethane even exceeds the resistance of the concrete from which the foundation 1 is made.
Das Maß der Nachgiebigkeit bzw. Elastizität des Kunststoffes bzw. Teerpolyurethan-Materials kann durch Beigabe von Sand bzw. Quarz eingestellt werden.The measure of the resilience or elasticity of the plastic or tar polyurethane material can be added by adding sand or quartz can be set.
Die vertikalen Trennfugen 9 zwischen benachbarten Segmenten 8 sind zweckmäßigerweise radial zum Stahlprofil 7 angeordnet; und die horizontale Trennfuge zwischen den Segmenten 8 und dem darunterliegenden Fundament 1 bildet eine durchgehende horizontale Ebene. Die vertikale Höhe der Segmente 8 ent spricht etwa dem Radius des im dargestellten Beispiel in Draufsicht kreisförmigen Sockels 6. Bei Sockeln 6 mit quadratischem Grundriß entspricht die vertikale Höhe der Segmente 8 größenordnungsmäßig etwa der halben Länge einer Quadratseite.The vertical parting lines 9 between adjacent segments 8 are expediently arranged radially to the steel profile 7 ; and the horizontal parting line between the segments 8 and the underlying foundation 1 forms a continuous horizontal plane. The vertical height of the segments 8 corresponds approximately to the radius of the circular base 6 in the example shown in plan view. In the case of bases 6 with a square plan, the vertical height of the segments 8 corresponds approximately to half the length of a square side.
Da die Segmente 8 aufgrund des nachgiebigen Materials in den Trennfugen eine gewisse Beweglichkeit besitzen, wobei das Material in den Trennfugen stark dämpfend wirkt, können Schwingungen, die im Maststiel 2 aufgrund des in der Hoch spannungsleitung geführten Wechselstromes erregt werden, auf die Segmente 8 keinen zerstörerischen Einfluß haben. Vielmehr werden die Schwingungen im Maststiel 2 bzw. dem daran anschließenden Bereich des Stahlprofiles 7 in der Umgebung der Eintrittsstelle äußerst wirksam bedämpft, so daß die Fortpflanzung der Schwingungen auf das Fundament 1 völlig vernachlässigt werden kann. Dementsprechend zeichnet sich das erfindungsgemäße Fundament 1 durch hohe Sicherheit gegenüber Rißbildung aufgrund von mechanischen Schwingungen aus.Since the segments 8 due to the resilient material in the joints have a certain mobility, the material in the joints has a strong damping effect, vibrations that are excited in the mast stem 2 due to the alternating current carried in the high-voltage line can not be destructive on the segments 8 Have influence. Rather, the vibrations in the mast post 2 or the adjoining area of the steel profile 7 in the vicinity of the entry point are damped extremely effectively, so that the propagation of the vibrations on the foundation 1 can be completely neglected. Accordingly, the foundation 1 according to the invention is characterized by a high level of security against cracking due to mechanical vibrations.
Da die Oberseite des Sockels 6 wechselnden Wettereinflüssen, insbesondere Sonneneinstrahlung sowie der Einwirkung von Regen- und Tauwasser, in besonderem Maße ausgesetzt ist, treten auf der Sockeloberseite unter Umständen im Vergleich zu übrigen Bereichen des Sockels 6 bzw. Fundamentes 1 stark unterschiedliche Temperaturen auf. Aufgrund der segmentierten Bauweise des Sockels 6 können jedoch keine nennenswerten Wärmespannungen im Sockel 6 auftreten, so daß auch die mit starken Temperaturwechseln an sich verbundene Gefahr von Rißbildung vermieden wird.Since the upper side of the base 6 is particularly exposed to changing weather influences, in particular solar radiation and the action of rain and condensation water, the top side of the base may have very different temperatures compared to other areas of the base 6 or foundation 1 . Due to the segmented design of the base 6 , however, no significant thermal stresses can occur in the base 6 , so that the risk of cracking associated with strong temperature changes is also avoided.
Aufgrund der an der Oberseite des Sockels 6 stark schwanken den Temperaturen ändert sich auch der Dampfdruck der im Sockel 6 aufgenommenen Feuchtigkeit nahe der Oberseite entsprechend stark. Da jedoch die Trennfugen 9 feuchtig keits- und dampfdicht sind, können dadurch keine Dampf diffusionen bzw. kein Feuchtigkeitstransport innerhalb des Fundamentes 1 bzw. Sockels 6 verursacht werden. Insbesondere wird vermieden, daß bei stark erwärmter Oberseite des Sockels 6 an der Sockeloberseite eine starke Verdunstung von Feuch tigkeit auftritt, mit der Folge, daß Feuchtigkeit bzw. Dampf auf tieferen Bereichen des Fundamentes 1 nach oben diffun diert, wo bei der nachfolgenden Verdunstung mitgeführte gelöste Bestandteile auskristallisieren und die Qualität des Betons vermindern können.Due to the strongly fluctuating temperatures on the upper side of the base 6 , the vapor pressure of the moisture absorbed in the base 6 also changes correspondingly strongly near the upper side. However, since the parting lines 9 are moisture-tight and vapor-tight, no vapor diffusion or moisture transport within the foundation 1 or base 6 can be caused thereby. In particular, it is avoided that a strong evaporation of moisture occurs at the base of the base 6 on the base top, with the result that moisture or steam diffuses up to deeper areas of the foundation 1 , where entrained dissolved in the subsequent evaporation Crystallize components and reduce the quality of the concrete.
Im übrigen wird durch die Unterbindung der Dampf- und Feuch tigkeitsdiffusion der zusätzliche Vorteil erreicht, daß gege benenfalls auf der Außenseite des Sockels 6 bzw. der Segmente 8 aufgetragene Schutzanstriche gut haften bleiben.Moreover, by preventing the vapor and moisture diffusion, the additional advantage is achieved that protective coatings applied on the outside of the base 6 or the segments 8 may adhere well.
Bei der Herstellung der Fundamente 1 wird auf der Oberseite 4′ des säulenförmigen Teiles 4, welche die Segmente tragen soll, zunächst eine Schicht aus Teerpolyurethan aufgebracht; sodann werden die Segmente 8 aufgesetzt. Danach werden die vertikalen Trennfugen 9 zwischen benachbarten Segmenten 8 und zwischen den Segmenten 8 und dem Stahlprofil 7 mit Teerpolyurethan ausgegossen. Bei der Sanierung schadhafter Fundamente 1 wird zuvor der marode Beton entfernt und eine ebene Oberseite 4′ hergestellt.In the manufacture of the foundations 1 , a layer of tar polyurethane is first applied to the top 4 'of the columnar part 4 , which is intended to support the segments; then the segments 8 are placed. Then the vertical joints 9 between adjacent segments 8 and between the segments 8 and the steel profile 7 are poured out with tar polyurethane. When renovating damaged foundations 1 , the dilapidated concrete is removed beforehand and a flat top 4 'is produced.
Der Oberbereich des Fundamentes 1 kann auch in anderer Weise als in Fig. 1 dargestellt segmentiert sein. Insbeson dere bei Fundamenten 1 mit kleinem Querschnitt, wie z.B. bei Fundamenten von Oberleitungsmasten mit mehreren eng benach bart im Fundament 1 eingebetteten Stahlprofilen 7 od.dgl., können einzelne Segmente 8 auch vertikale Öffnungen zur Aufnahme der Stahlprofile 7 od.dgl. besitzen. Dabei sind die Durchmesser der Öffnungen so groß bemessen, daß die Stahlprofile 7 von den Wandungen der Öffnungen beabstandet sind und die Wandungen auch bei eventuellen mechanischen Schwingungen nicht berühren. Der Abstandsraum ist mit Teerpolyurethan od.dgl. ausgegossen.The upper region of the foundation 1 can also be segmented in a different way than shown in FIG. 1. In particular for foundations 1 with a small cross-section, such as foundations of overhead line masts with several closely neighboring steel profiles 7 or the like embedded in the foundation 1 , individual segments 8 can also have vertical openings for receiving the steel profiles 7 or the like. have. The diameter of the openings are dimensioned so large that the steel profiles 7 are spaced from the walls of the openings and do not touch the walls even in the event of mechanical vibrations. The space is with tar polyurethane or the like. poured out.
Claims (8)
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