EP3255227B1 - Montagehilfskonstruktion und verfahren zum auswechseln eines tragkonstruktionselements - Google Patents

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EP3255227B1
EP3255227B1 EP17174201.8A EP17174201A EP3255227B1 EP 3255227 B1 EP3255227 B1 EP 3255227B1 EP 17174201 A EP17174201 A EP 17174201A EP 3255227 B1 EP3255227 B1 EP 3255227B1
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EP
European Patent Office
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auxiliary assembly
assembly structure
load
auxiliary
mast
Prior art date
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Active
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EP17174201.8A
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English (en)
French (fr)
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EP3255227A1 (de
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Jens Laschke
René Stöckhardt
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LTB Leitungsbau GmbH
Original Assignee
LTB Leitungsbau GmbH
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Publication date
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Publication of EP3255227B1 publication Critical patent/EP3255227B1/de
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H12/00—Towers; Masts or poles; Chimney stacks; Water-towers; Methods of erecting such structures
    • E04H12/02—Structures made of specified materials
    • E04H12/08—Structures made of specified materials of metal
    • E04H12/10—Truss-like structures
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04G—SCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
    • E04G23/00—Working measures on existing buildings
    • E04G23/02—Repairing, e.g. filling cracks; Restoring; Altering; Enlarging
    • E04G23/0218—Increasing or restoring the load-bearing capacity of building construction elements
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H12/00—Towers; Masts or poles; Chimney stacks; Water-towers; Methods of erecting such structures
    • E04H12/34—Arrangements for erecting or lowering towers, masts, poles, chimney stacks, or the like

Definitions

  • the invention relates to a mounting auxiliary construction for a multi-component support structure for the creation of freedom from load on a particular support structure element.
  • the creation of load-freedom on an element serves, for example, to replace or revise this.
  • the invention further relates to a method for replacing a support structure element.
  • components of the mast for example, its corner handles to replace and renew as a result of changing loads or damage.
  • a method and apparatus for lifting a transmission tower is described. The goal is to increase the overhead lines to ensure a greater distance from the ground and thus avoid malfunction and to endanger man and nature less.
  • a lifting device increases the mast which is separated from its mast base and is in operation, so that the mounting of a prepared mast part results in the entire mast being longer and the overhead lines correspondingly increased.
  • the lifting device is constructed around the mast, so that still a significant additional area is claimed by the lifting device and a separate foundation is necessary.
  • the lifting device which in the DE 198 10 521 A1 discloses a mounting tower and a lifting frame.
  • the upper section of the Mast is raised with the help of the vertically movable lifting frame, so that work can be carried out on the lower section of the mast.
  • a device which consists of a central mast and a lifting device and which allows replacement of components of the overhead line mast during operation.
  • the cross section of the central mast is square and the foundation is also located within the overhead mast.
  • a method for replacing a damaged area of a steel transmission tower and a suitable device for replacement is in the JP 2001268758 A described.
  • a lifting device is used to compensate for tensile or compressive forces.
  • JP 2014-117130 A describes a support structure and a method which is used to relieve a mast from an upper portion of a mast. As a result, a material examination can be carried out on the mast element.
  • the auxiliary structure is mounted above and below the spanned and relieved mast element on the mast by means of a clamping device. By means of a lifting device, such as a Spindelhubgetriebe, the auxiliary structure can be adjusted so that a power dissipation through the auxiliary construction is made possible.
  • JP 2009215801 A discloses a method of repairing in part a part of a mast.
  • a repair device is fastened by means of a welded connection to the mast.
  • About lifting devices load freedom on the mast can be made, which allows the repair work.
  • the object of the invention is therefore to provide a more cost-effective, safer and structurally simpler alternative that allows the exchange of elements of the support structure, such as main structural members and in particular corner posts.
  • the object of the invention is achieved in particular by a mounting auxiliary construction, which creates load-free freedom on a central component support structure to be replaced on a multi-component supporting structure.
  • the auxiliary installation construction comprises at least one An assembly support construction element and a lifting gear, wherein the auxiliary assembly construction element and the lifting gear are connected to each other in series and load transfer. Furthermore, the auxiliary assembly construction is designed such that it can span the central support structure element of the support structure and can be connected in a load-transmitting manner to the adjacent support construction elements.
  • a multi-component support structure according to the invention is, for example, a high-voltage mast, a telephone pole or other truss structure of several elements.
  • a support structure element is an element of such a support structure, which also derives load, so is statically relevant.
  • auxiliary assembly construction for the replacement of supporting structural elements, such as corner posts of support poles, so that specifically from above or below acting load, ie the force acting from above or below pressure or tensile force meant.
  • load-free means that the forces acting on a component cancel out or the sum of the forces is at least reduced so much that the support structure element can be removed under suitable external circumstances without thereby appreciably altering the statics of the mast .
  • Unsuitable external circumstances are, for example, hurricane wind, which leads to unacceptable loads within the supporting structure.
  • the auxiliary assembly construction In order to be able to remove the element or the component for an application for the removal of an element of the support structure, the auxiliary assembly construction must accordingly create a counterforce, which leads to a load freedom of the support structure element to be removed.
  • the replaced supporting structure element whose load freedom is to be achieved, is the over-stretchable by the auxiliary assembly construction component and is therefore as a central support structure element between two other elements of the support structure.
  • the auxiliary assembly construction is connected on both sides of this central support structure element with the support structure.
  • the mast consists of a lower mast section, which also includes the foundation, an overhead spanned mast section including the center support structure element and an upper mast section above.
  • the mounting auxiliary construction can then be connected to the mast at the lower and upper mast sections.
  • a central support structure to be replaced can in particular also be a corner post positioned near the foundation from a lower mast section of a support mast.
  • the auxiliary assembly is attached to the underlying foundation, or to the mast base and the mast above.
  • a mast shot refers to a section of a mast. This section of the mast is often pre-assembled to avoid lengthy, weather-dependent work at high altitude.
  • the auxiliary assembly construction comprises at least one assembly auxiliary construction element and at least one lifting gear. These two components must be connected in the direction of action serial and load transferring.
  • the auxiliary assembly construction element for example a mounting corner post, and the screw jack are arranged one behind the other in such a way that the screw jack acts on the auxiliary assembly construction element in the direction of the axis of the auxiliary assembly construction element and thus the connection Assembly auxiliary construction element and screw jack by the extension and retraction of the lifting gear is designed to be variable in length.
  • a direction of action of the lifting gear with at least vertical portion is suitable.
  • An auxiliary assembly construction which causes a counterforce acting along the direction of force, can take over the load of the support structure element.
  • Load-transmitting in the context of the invention is a connection between two components, if one of the two components load can be transferred to the second component, so the load can be derived from the one to the second component.
  • Hubgetriebe in the context of the invention are all transmissions that produce a hub.
  • mechanical lifting gear such as the execution as a screw jack, which allow a very fine adjustment and which can absorb both tensile and compressive forces are suitable.
  • the gearboxes can be designed pneumatically or hydraulically.
  • a control and regulating unit is provided which adjusts the lifting gear automatically, whereby the load freedom can be automated.
  • the assembly aid construction like a corset around the mast, is attached directly to it, so that the auxiliary installation construction does not require its own foundation.
  • the auxiliary assembly construction spans an element of the supporting structure whose load freedom is to be achieved in the direction of the acting force or the load.
  • the auxiliary mounting structure is attached to the mast in such a way that a load acting on the support structure to be replaced is discharged or intercepted.
  • auxiliary assembly construction can be reused and the montage technical preparation effort is low. Furthermore, due to the small dimensions of the auxiliary assembly construction, the requirement for the size of the storage conditions for the provision of the elements of the auxiliary assembly construction is small. Since the auxiliary assembly construction is low in both size and cost, it is possible to use a plurality of auxiliary assembly structures in multiple locations simultaneously. This leads to a strong construction time reduction.
  • the mounting principle is universally applicable to different voltage levels and different mast series. Accordingly, the method is independently applicable. After a briefing or a trial assembly, the assembly aid construction can be used and used by a person skilled in the art with assembly training without additional expert knowledge.
  • An advantage of the invention is further that no separate foundation is needed, but the existing mast foundation can be used. Additional subsoil investigations can be avoided.
  • the auxiliary assembly construction element and the lifting gear are formed integrally as one element.
  • the mounting auxiliary construction can advantageously comprise a screw jack, a ball screw or a rack gear as a screw jack.
  • lifting gear which are driven pneumatically or hydraulically, are suitable for the auxiliary assembly construction.
  • the auxiliary assembly construction can be used to span a plurality of supporting structure elements simultaneously.
  • a plurality of screw drives are preferably arranged within the auxiliary assembly construction.
  • the mounting auxiliary construction is in particular designed so that a shot of an overhead line mast can be spanned as a supporting structure by the auxiliary assembly construction.
  • the Montage embryoskonstrutation Montageeckstiele an upper console frame, a lower console frame and a horizontal frame with horizontal bandage and each at one end of the Montageeckstieles a lifting gear on.
  • the screw jack of the auxiliary installation construction can in particular generate and absorb tensile and compressive forces.
  • the mounting auxiliary construction is designed in such a way that the lifting gear has a force sensor and that a control and regulating device for load-dependent control and regulation of the lifting gear are provided to create the no-load. Such automation can lead to a further increase in efficiency in the application of the mounting auxiliary construction.
  • the method for replacing a supporting structural element by means of a mounting auxiliary construction comprises the following steps. It is a mounting auxiliary construction attached to the support structure, wherein the support structure to be replaced is spanned. Subsequently, the screw jack is such a retracted or extended that the load to be replaced is replaced on the support structure element to be replaced. Then, the support structure element is removed, whereupon the new support structure element is installed. Finally, the lifting gear is retracted or extended to load the newly installed support structure element. Finally, the assembly aid construction is dismantled again.
  • the method described above can be used in particular for the replacement of corner posts on transmission towers.
  • the mounting auxiliary construction is thereby mounted on the overhead line mast that the relevant shot of the overhead line mast is covered with the replaced Eckstiel. Because the whole shot in which the Corner handle is installed, is spanned, of course, also the corner handle is spanned.
  • the lifting gear of the assembly auxiliary construction are then adjusted so that the Eckstiel to be replaced is free of load. Then the load-free corner handle is removed and replaced by a new corner handle. Subsequently, the auxiliary assembly construction is relieved, wherein the screw jack are adjusted again so that the load is no longer derived via the auxiliary assembly construction, but on the new corner post. Finally, the auxiliary assembly construction is dismantled from the overhead line mast.
  • An outstanding advantage of the method according to the invention is the possibility of carrying out a Eckst interest exchange even in the operating state of the overhead line, so under tension. For the maintenance and repair work no shutdown of the lines is required.
  • the screw jack are controlled by a control and regulating device such that the support structure to be replaced is automatically kept free of load.
  • auxiliary assembly construction 1 is shown, which is attached to an overhead tower 3 to existing fixing holes 5.
  • fixing openings 5 can be introduced into the overhead line mast 3 at a suitable position and corresponding to the fastening means of the auxiliary assembly structure 1.
  • the assembly auxiliary construction 1 spans a shot 16 of the transmission tower 3 completely.
  • the mounting auxiliary structure 1 is attached to the overlying shot 15 and the underlying shot 17 load-bearing.
  • the transmission tower 3 is generally constructed like a truss of rods 14. These bars 14 may in particular also be corner handles 2.1, 2.2, 2.3 of the individual shots 15, 16, 17.
  • the Eckstiel Panel can be performed at the central corner post 2.2 from the spanned by the auxiliary mounting structure 1 shot 16.
  • the central corner stem 2.2 to be exchanged is connected directly or indirectly to the upper corner stem 2.1 on one side and directly or indirectly to the lower corner stem 2.3 on the other side.
  • the load which was originally derived by the Eckstiel 2.2 to be replaced, derived from the upper shot 15 on the mounting auxiliary structure 1 on the lower weft 17.
  • the overhead power pole 3 spanning mounting auxiliary structure 1 is constructed of several assembly auxiliary construction elements 6 itself truss-like and has, not shown, functionally lifting gear on.
  • FIG. 2 a more detailed side view of a mounting auxiliary structure 1 is shown.
  • the mounting auxiliary structure 1 consists of mounting auxiliary construction elements 6, which also include mounting corner handles, which are connected to each other via box brackets 10 and an attached upper console frame 7.
  • a lower connection of the Montageeckstiele is also given a horizontal frame with horizontal bandage 9, which gives the auxiliary assembly construction 1 additional stability.
  • the lower end of the mounting corner handles is in each case connected to a lifting gear 4, which achieves the necessary length adjustment and performs the work to create the no-load on the corner posts 2 of the overhead line mast 3.
  • the mounting auxiliary construction 1 comprises four assembly auxiliary construction elements 6 and four lifting gear 4, wherein in the side view only two are shown.
  • the lifting gear 4 are installed between the assembly auxiliary construction elements 6 and further box brackets 10.
  • a lower console frame. 8 appropriate.
  • the stability of the auxiliary assembly construction 1 is additionally achieved by a truss-like infill.
  • the infill shown here consists of assembly aid construction elements 6 for the vertical infill 11 and the auxiliary installation construction elements 6 of the horizontal interlocking lattice framework 12.
  • the auxiliary installation construction elements 6, the horizontal frame 9 and the individual installation auxiliary construction elements 6 of the infill 11, 12 are only partially illustrated by means of gusset plates 13 , connected.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Montagehilfskonstruktion für eine mehrkomponentige Tragkonstruktion zur Schaffung von Lastfreiheit an einem bestimmten Tragkonstruktionselement. Die Schaffung von Lastfreiheit an einem Element dient beispielsweise dazu, dieses auszutauschen oder zu überarbeiten. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Auswechseln eines Tragkonstruktionselements.
    Bei der Wartung und Reparatur von Freileitungsmasten für Hochspannungsleitungen, welche Tragkonstruktionen im Sinne der Erfindung darstellen, sind infolge geänderter Belastungen oder Beschädigungen Bestandteile des Mastes, beispielsweise dessen Eckstiele, auszutauschen und zu erneuern.
  • Im Stand der Technik sind verschiedene Möglichkeiten bekannt und beschrieben, wie die Traglast des Mastes so abgefangen wird, dass ein Austauschen oder Einbauen von einzelnen Tragkonstruktionselementen eines Mastes möglich ist.
    Ein Teil der Verfahren und die dazugehörigen Vorrichtungen beruhen darauf, den Tragmast zu verlängern. Dabei wird der obere Abschnitt des Tragmastes angehoben und damit erhöht, so dass am unteren Abschnitt Wartungsarbeiten durchgeführt werden können.
    Ein übliches Verfahren zum Erhöhen des oberen Abschnittes des Mastes ist die Erhöhung mittels eines Krans, der den Hochspannungsmast stabilisiert und durch Anheben des oberen Abschnittes des Mastes die nötige Baufreiheit zum Wechseln von Bauteilen bereitstellt.
  • Ein solcher Kran ist allerdings windanfällig und hat einen großen Platzbedarf. Die Arbeiten mit Hilfe eines Krans werden dabei grundsätzlich von dem Risiko begleitet, dass der Mast durch Windböen schlingern kann und gegebenenfalls sogar zu Fall gebracht wird. Eine Montage ist dadurch erheblich erschwert. Ein weiterer Nachteil ist, dass der große Platzbedarf oft Genehmigungsverfahren für die Nutzung angrenzender Grundstücke erfordert und darüber hinaus die Anlieferung eines Krans befestigte Wege voraussetzt, deren Bau je nach Umgebung sehr aufwändig sein kann. Hinzu treten Nachteile bei großer Masthöhe und durch gegebenenfalls erforderliche Netzabschaltung.
  • Eine weitere Möglichkeit, einen Tragmast zu erhöhen ohne auf einen Kran zurückgreifen zu müssen ist in der DE 43 01 467 A1 offenbart. Es wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Heben eines Freileitungsmastes beschrieben. Als Ziel wird dabei die Erhöhung der Freileitungen angegeben, um einen größeren Abstand zum Boden zu gewährleisten und somit Betriebsstörungen zu vermeiden sowie Mensch und Natur weniger zu gefährden. Eine Hebevorrichtung erhöht den von seinem Mastfuß getrennten und im Betrieb befindlichen Mast, so dass das Montieren eines vorbereiteten Mastteils dazu führt, dass der gesamte Mast daraufhin länger ist und die Freileitungen dementsprechend erhöht sind. Die Hebevorrichtung ist um den Mast herum aufgebaut, so dass immer noch eine erhebliche zusätzliche Fläche durch die Hebevorrichtung beansprucht wird und eine separate Gründung notwendig ist.
  • Weitere Vorrichtungen und Verfahren zum Erhöhen von Freileitungsmasten sind in der DE 198 10 521 A1 sowie in der DE 101 17 399 A1 offenbart. Beide Dokumente beschreiben eine Hebevorrichtung, die in mindestens zwei Ebenen mit dem Freileitungsmast verbunden und innerhalb des Freileitungsmastes angeordnet ist.
  • Dabei besteht die Hebevorrichtung, welche in der DE 198 10 521 A1 offenbart ist, aus einem Montageturm und einem Heberahmen. Der obere Abschnitt des Mastes wird mit Hilfe des vertikal verfahrbaren Heberahmens erhöht, so dass Arbeiten am unteren Abschnitt des Mastes durchgeführt werden können.
  • In der DE 101 17 399 A1 ist eine Vorrichtung beschrieben, die aus einem Zentralmast und einer Hebevorrichtung besteht und welche ein Austauschen von Bauteilen des Freileitungsmastes im laufenden Betrieb ermöglicht. Der Querschnitt des Zentralmastes ist quadratisch und das Fundament ist ebenfalls innerhalb des Freileitungsmastes angeordnet.
  • Mit der Vorrichtung nach der DE 101 17 399 A1 wird zwar das Problem des zusätzlichen Platzbedarfes gelöst, die großen und schweren Hebevorrichtungen und der Zentralmast sind allerdings aufwändig zu transportieren und können nicht ohne eigene Gründung aufgebaut werden. Die feststehenden Hebevorrichtungen benötigen also ein eigenes Fundament, was in vielen Fällen Baugrunduntersuchungen erforderlich macht.
    Ein prinzipieller Nachteil der oben beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen ist die Tatsache, dass der obere Abschnitt des Mastes erhöht wird. Nach dem Beenden der Wartungsarbeiten wird der obere Mastabschnitt dann wieder abgesenkt und am unteren Mastabschnitt fixiert. Um diese erneute Fixierung vorzubereiten, ist häufig ein Aufdornen der Fixieröffnungen notwendig. Dabei werden mit Hilfe von geeigneten Metalldornen, welche in die Öffnungen eingebracht werden, dafür gesorgt, dass die Öffnungen übereinanderliegen und eine Fixierung mittels Schrauben möglich wird. Dieses Aufdornen ist aufwändig und kann gefährliche Mikrorisse hervorrufen. Es ist aber unabdingbar, da der obere Mastabschnitt während des Anhebens und darauffolgenden Absenkens eine starke Lageveränderung erfährt. Diese Methode ist geeignet für kleine und geringere Lasten sowie für Masten mit erheblich reduzierten Windlasten.
  • Eine Methode zum Austausch einer Schadstelle eines Freileitungsmastes aus Stahl sowie eine geeignete Vorrichtung zum Austausch ist in der JP 2001268758 A beschrieben. Eine Hubeinrichtung wird genutzt um Zug- oder Druckkräfte auszugleichen.
  • Im Stand der Technik ist in der JP 2014-117130 A eine Hilfkonstruktion sowie ein Verfahren beschrieben, welche zur Entlastung eines Mastelementes aus einem oberen Abschnitt eines Mastes dient. Dadurch kann an dem Mastelement eine Materialuntersuchung vorgenommen werden. Die Hilfskonstruktion wird oberhalb und unterhalb des überspannten und zu entlastenden Mastelementes am Mast mit Hilfe einer Klemmvorrichtung angebracht. Mittels einer Hubeinrichtung, wie beispielsweise einem Spindelhubgetriebe, kann die Hilfskonstruktion derart eingestellt werden, dass eine Kraftableitung über die Hilfskonstruktion ermöglicht wird.
  • In der JP 2009215801 A ist eine Methode zur abschnittsweisen Reparatur eines Bestandteiles eines Mastes offenbart. Dabei wird eine Reparaturvorrichtung mittels einer Schweißverbindung am Mast befestigt. Über Hubeinrichtungen kann eine Lastfreiheit am Mast hergestellt werden, welche die Reparaturarbeiten erlaubt.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, eine kostengünstigere, sicherere und konstruktiv einfachere Alternative zur Verfügung zu stellen, die den Austausch von Elementen der Tragkonstruktion, wie Haupttraggliedern und insbesondere Eckstielen ermöglicht.
  • Die Aufgabe wird durch einen Gegenstand mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß des selbstständigen Patentanspruchs 10 gelöst. Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird insbesondere durch eine Montagehilfskonstruktion gelöst, welche an einer mehrkomponentigen Tragkonstruktion Lastfreiheit an einem mittleren, auszutauschenden Tragkonstruktionselement schafft.
  • Die Montagehilfskonstruktion umfasst mindestens ein Montagehilfskonstruktionselement und ein Hubgetriebe, wobei das Montagehilfskonstruktionselement und das Hubgetriebe seriell und lastübertragend miteinander verbunden sind. Des Weiteren ist die Montagehilfskonstruktion derart ausgebildet, dass sie das mittlere Tragkonstruktionselement der Tragkonstruktion überspannen kann und mit den benachbarten Tragkonstruktionselementen jeweils lastübertragend verbunden werden kann.
  • Eine mehrkomponentige Tragkonstruktion im Sinne der Erfindung ist beispielsweise ein Hochspannungsmast, ein Telefonmast oder auch eine andere Fachwerkskonstruktion aus mehreren Elementen. Ein Tragkonstruktionselement ist dabei ein Element einer solchen Tragkonstruktion, welches auch Traglast ableitet, also statisch relevant ist.
  • In diesem Zusammenhang sind unter der auf ein Bauteil wirkenden Traglast, Last oder Belastung im Sinne der Erfindung die Summe beziehungsweise resultierende aller äußeren Kräfte zu verstehen, die auf das Bauteil wirken.
  • Für eine Anwendung der Montagehilfskonstruktion zum Austausch von Tragkonstruktionselementen, wie zum Beispiel von Eckstielen von Tragmasten, ist damit speziell die von oben oder unten wirkende Belastung, also die von oben oder unten wirkende Druck- oder Zug-Kraft, gemeint. Dementsprechend ist unter Lastfreiheit zu verstehen, dass die Kräfte, die auf ein Bauteil wirken, sich aufheben oder die Summe der Kräfte wenigstens so stark reduziert wird, dass das Tragkonstruktionselement bei geeigneten äußeren Umständen ausgebaut werden kann, ohne dadurch merklich die Statik des Mastes zu verändern. Ungeeignete äußere Umstände sind beispielsweise orkanartiger Wind, der zu unzulässigen Lasten innerhalb der Tragkonstruktion führt. Um für eine Anwendung zum Ausbau eines Elementes der Tragkonstruktion das Element oder das Bauteil ausbauen zu können, muss die Montagehilfskonstruktion dementsprechend eine Gegenkraft schaffen, die zu einer Lastfreiheit des auszubauenden Tragkonstruktionselementes führt.
  • Das auszutauschende Tragkonstruktionselement, dessen Lastfreiheit erreicht werden soll, ist das von der Montagehilfskonstruktion überspannbare Bauelement und liegt folglich als mittleres Tragkonstruktionselement zwischen zwei weiteren Elementen der Tragkonstruktion. Die Montagehilfskonstruktion wird beidseits dieses mittleren Tragkonstruktionselementes mit der Tragkonstruktion verbunden .
    Für eine Anwendung der Montagehilfskonstruktion zum Austausch von Eckstielen an Masten besteht der Mast aus einem unteren Mastabschnitt, was auch das Fundament beinhaltet, einem sich darüber befindlichen überspannten Mastabschnitt, der das mittlere Tragkonstruktionselement beinhaltet und einem sich darüber befindlichen oberen Mastabschnitt. Die Montagehilfskonstruktion kann dann also am unteren und am oberen Mastabschnitt mit dem Mast verbunden werden. Ein mittleres, auszutauschendes Tragkonstruktionselement kann insbesondere auch ein nahe dem Fundament positionierter Eckstiel aus einem unteren Mastschuss eines Tragmastes sein. Im Falle des Eckstiels am unteren Mastschuss wird die Montagehilfskonstruktion am darunterliegenden Fundament, beziehungsweise am Mastfuß und am darüberliegenden Mastschuss angebracht.
  • Unter einem Mastschuss wird ein Teilabschnitt eines Mastes verstanden. Dieser Teilabschnitt des Mastes wird oft vormontiert, um langwierige, wetterabhängige Arbeiten in großer Höhe zu vermeiden.
  • Die Montagehilfskonstruktion umfasst erfindungsgemäß wenigstens ein Montagehilfskonstruktionselement und wenigstens ein Hubgetriebe. Diese beiden Bauteile müssen in Wirkrichtung seriell und lastübertragend miteinander verbunden sein. Das bedeutet, dass das Montagehilfskonstruktionselement, beispielsweise ein Montageeckstiel, und das Hubgetriebe so hintereinander angeordnet sind, dass das Hubgetriebe auf das Montagehilfskonstruktionselement in Richtung der Achse des Montagehilfskonstruktionselementes wirkt und somit die Verbindung aus Montagehilfskonstruktionselement und Hubgetriebe durch das Ein- und Ausfahren des Hubgetriebes in der Länge veränderbar ausgebildet ist. Für eine Anwendung der Erfindung beim Austausch von Elementen der Tragkonstruktion, wie beispielsweise Eckstielen von Freileitungsmasten, ist eine Wirkrichtung des Hubgetriebes mit zumindest auch vertikalem Anteil geeignet. Eine Montagehilfskonstruktion, die eine Gegenkraft hervorruft, die entlang der Kraftrichtung wirkt, kann die Last des Tragkonstruktionselementes übernehmen. Lastübertragend im Sinne der Erfindung ist eine Verbindung zwischen zwei Bauteilen, wenn von einem der beiden Bauteile Last auf das zweite Bauteil übertragen werden kann, also auch die Last von dem einen auf das zweite Bauteil abgeleitet werden kann.
  • Hubgetriebe im Sinne der Erfindung sind alle Getriebe, welche einen Hub erzeugen. Geeignet sind insbesondere mechanische Hubgetriebe, wie beispielsweise die Ausführung als Spindelhubgetriebe, die eine sehr feine Einstellung ermöglichen und die sowohl Zug- als auch Druckkräfte aufnehmen können. Es sind aber auch andere Getriebearten nutzbar. Die Getriebe können pneumatisch oder hydraulisch konstruiert sein.
    Erfindungsgemäß ist eine Steuer- und Regeleinheit vorgesehen, welche die Hubgetriebe automatisch einstellt, wodurch automatisiert die Lastfreiheit hergestellt werden kann. Damit kann der Wechsel eines Tragkonstruktionselementes an einem Freileitungsmast zusätzlich vereinfacht und Fehler vermieden werden.
  • Konzeptionsgemäß wird die Montagehilfskonstruktion wie ein Korsett um den Mast herum unmittelbar an diesem angebracht, so dass die Montagehilfskonstruktion kein eigenes Fundament benötigt. Die Montagehilfskonstruktion überspannt ein Element der Tragkonstruktion, dessen Lastfreiheit erreicht werden soll, in Richtung der wirkenden Kraft beziehungsweise der Last. Die Montagehilfskonstruktion ist am Mast derart angebracht, dass eine auf das auszutauschende Tragkonstruktionselement wirkende Last abgeleitet oder abgefangen wird.
  • Im Falle der Lastfreiheit des auszubauenden Bauteils wirkt eine Kraft vom oberhalb befindlichen Abschnitt des Mastes über die Montagehilfskonstruktion auf den unteren Teil des Mastes. Dies führt dazu, dass die vorher auf das auszubauende Bauteil wirkende Kraft ausgeglichen wird.
  • Besonders vorteilhaft ist, dass beim Einsatz der Montagehilfskonstruktion ein Bewegen des oberen Teils des Freileitungsmastes vermieden wird. Dadurch ist es nicht notwendig, den oberen Teil des Mastes erneut auf den unteren Teil des Mastes auszurichten. Ein Aufdornen der Fixieröffnungen, um die beiden Mastteile wieder miteinander zu verbinden, ist somit nicht erforderlich und es besteht keine Gefahr von daraus resultierenden Mikrorissen.
    Für die Installation der Montagehilfskonstruktion ist gegebenenfalls kein oder nur ein kleinerer Kran zum Heben der Bauteile der Montagehilfskonstruktion erforderlich. Dadurch entfällt in der Regel der aufwändige Wegebau für den Einsatz eines großen Kranes und die Kranstellfläche ist stark reduziert. Aus diesem Grund ist besonders vorteilhaft die Montage innerhalb der Trasse möglich, wodurch keine Genehmigungen für die Nutzung angrenzender Grundstücke erforderlich sind.
  • Ein weiterer entscheidender Vorteil der Erfindung ist die Tatsache, dass die Montagehilfskonstruktion wieder verwendet werden kann und der montagetechnische Vorbereitungsaufwand gering ist. Des Weiteren ist aufgrund der geringen Abmaße der Montagehilfskonstruktion der Anspruch an die Größe der Lagerbedingungen für das Vorhalten der Elemente der Montagehilfskonstruktion klein.
    Da die Montagehilfskonstruktion sowohl in ihren Abmaßen gering als auch in den Vorhaltekosten günstig ist, ist es möglich, mehrere Montagehilfskonstruktionen an mehreren Standorten gleichzeitig einzusetzen. Das führt zu einer starken Bauzeitreduzierung.
  • Mit Hilfe der Erfindung kann eine hohe personelle sowie materielle Montagesicherheit unter Einhaltung gesetzlicher und berufsgenossenschaftlicher Vorschriften gewährleistet werden.
  • Darüber hinaus ist das Montageprinzip universell auf verschiedene Spannungsebenen und auf unterschiedliche Mastbaureihen übertragbar. Dementsprechend ist das Verfahren unabhängig anwendbar. Nach einer Einweisung beziehungsweise einer Probemontage ist die Montagehilfskonstruktion für einen Fachmann mit Montageausbildung ohne zusätzliches Expertenwissen anwend- und nutzbar.
  • Vorteilhaft an der Erfindung ist weiterhin, dass keine separate Gründung benötigt wird, sondern die bestehende Mastgründung genutzt werden kann. Zusätzliche Baugrunduntersuchungen können dadurch vermieden werden.
  • Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Montagehilfskonstruktion sind das Montagehilfskonstruktionselement und das Hubgetriebe als ein Element einteilig ausgebildet.
  • Die Montagehilfskonstruktion kann vorteilhafterweise als Hubgetriebe ein Spindelhubgetriebe, ein Kugelgewindetrieb oder ein Zahnstangengetriebe umfassen.
    Insbesondere sind auch Hubgetriebe, welche pneumatisch oder hydraulisch angetrieben werden, für die Montagehilfskonstruktion geeignet.
  • In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform kann die Montagehilfskonstruktion genutzt werden, um mehrere Tragkonstruktionselemente gleichzeitig überspannen zu können. In dieser vorteilhaften Ausgestaltung sind bevorzugt mehrere Hubgetriebe innerhalb der Montagehilfskonstruktion angeordnet.
  • Die Montagehilfskonstruktion ist insbesondere so konstruiert, dass ein Schuss eines Freileitungsmastes als Tragkonstruktion durch die Montagehilfskonstruktion überspannt werden kann. Im Falle dieser vorteilhaften Ausführungsform weist die Montagehilfskonstruktion Montageeckstiele, einen oberen Konsolenrahmen, einen unteren Konsolenrahmen und einen Horizontalrahmen mit Horizontalverband sowie jeweils an einem Ende des Montageeckstieles ein Hubgetriebe auf.
  • Das Hubgetriebe der Montagehilfskonstruktion kann insbesondere Zug- und Druckkräfte erzeugen und aufnehmen.
  • Die Montagehilfskonstruktion ist derart ausgebildet, dass das Hubgetriebe einen Kraftsensor aufweist und dass eine Steuer- und Regeleinrichtung zur belastungsabhängigen Steuerung und Regelung der Hubgetriebe zur Schaffung der Lastfreiheit vorgesehen sind. Eine derartige Automatisierung kann zu einer weiteren Effizienzsteigerung bei der Anwendung der Montagehilfskonstruktion führen.
  • Das Verfahren zum Auswechseln eines Tragkonstruktionselements mittels einer erfindungsgemäßen Montagehilfskonstruktion umfasst die folgende Schritte. Es wird eine Montagehilfskonstruktion an die Tragkonstruktion angebaut, wobei das auszuwechselnde Tragkonstruktionselement überspannt wird. Anschließend wird das Hubgetriebe derart ein- oder ausgefahren, dass am auszuwechselnden Tragkonstruktionselement die Lastfreiheit hergestellt wird. Daraufhin wird das Tragkonstruktionselement ausgebaut, woraufhin das neue Tragkonstruktionselement eingebaut wird. Schließlich wird das Hubgetriebe wieder ein- oder ausgefahren, um das neu eingebaute Tragkonstruktionselement zu belasten. Letztendlich wird die Montagehilfskonstruktion wieder zurückgebaut.
  • Das vorangehend beschriebene Verfahren kann insbesondere zum Auswechseln von Eckstielen an Freileitungsmasten genutzt werden. Die Montagehilfskonstruktion wird dabei derart am Freileitungsmast angebracht, dass der betreffende Schuss des Freileitungsmastes mit dem auszuwechselnden Eckstiel überspannt wird. Da der ganze Schuss, in dem der Eckstiel eingebaut ist, überspannt wird, wird natürlich auch der Eckstiel selbst überspannt. Die Hubgetriebe der Montagehilfskonstruktion werden daraufhin so eingestellt, dass der auszuwechselnde Eckstiel lastfrei ist. Anschließend wird der lastfreie Eckstiel ausgebaut und durch einen neuen Eckstiel ersetzt. Nachfolgend wird die Montagehilfskonstruktion entlastet, wobei die Hubgetriebe wieder so eingestellt werden, dass die Last nicht mehr über die Montagehilfskonstruktion, sondern über den neuen Eckstiel abgeleitet wird. Abschließend wird die Montagehilfskonstruktion vom Freileitungsmast abgebaut.
  • Ein hervorzuhebender Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Möglichkeit der Durchführung eines Eckstieltausches auch im Betriebszustand der Freileitung, also unter Spannung. Für die Wartungs- und Reparaturarbeiten ist kein Abschalten der Leitungen erforderlich.
  • Die Hubgetriebe werden über eine Steuer- und Regeleinrichtung derart geregelt, dass das auszuwechselnde Tragkonstruktionselement automatisch lastfrei gehalten wird.
  • Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile von Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen. Es zeigen:
    • Fig. 1:
    Teil eines Tragmastes mit montierter Montagehilfskonstruktion und
    Fig. 2:
    Seitenansicht einer Montagehilfskonstruktion.
  • In Fig. 1 ist eine Montagehilfskonstruktion 1 dargestellt, die an einem Freileitungsmast 3 an bestehenden Fixieröffnungen 5 befestigt ist. Alternativ können gegebenenfalls Fixieröffnungen 5 an geeigneter Position und korrespondierend zu den Befestigungsmitteln der Montagehilfskonstruktion 1 in den Freileitungsmast 3 eingebracht werden. Die Montagehilfskonstruktion 1 überspannt dabei einen Schuss 16 des Freileitungsmastes 3 komplett. Die Montagehilfskonstruktion 1 ist an dem darüberliegenden Schuss 15 und an dem darunterliegenden Schuss 17 lastaufnehmbar befestigt. Der Freileitungsmast 3 ist allgemein fachwerkartig aus Stäben 14 aufgebaut. Diese Stäbe 14 können insbesondere auch Eckstiele 2.1, 2.2, 2.3 der einzelnen Schüsse 15, 16, 17 sein. Der Eckstielwechsel kann an dem mittleren Eckstiel 2.2 aus dem durch die Montagehilfskonstruktion 1 überspannten Schuss 16 durchgeführt werden. Der mittlere auszutauschende Eckstiel 2.2 ist auf einer Seite direkt oder indirekt mit dem oberen Eckstiel 2.1 und auf der anderen Seite direkt oder indirekt mit dem unteren Eckstiel 2.3 verbunden. Dabei wird die Last, die ursprünglich durch den auszutauschenden Eckstiel 2.2 abgeleitet wurde, vom oberen Schuss 15 über die Montagehilfskonstruktion 1 auf den unteren Schuss 17 abgeleitet. Die den Freileitungsmast 3 umspannende Montagehilfskonstruktion 1 ist aus mehreren Montagehilfskonstruktionselementen 6 selbst fachwerkartig aufgebaut und weist, nicht dargestellt, funktionsgemäß Hubgetriebe auf.
  • In Fig. 2 ist eine detailliertere Seitenansicht einer Montagehilfskonstruktion 1 dargestellt. Die Montagehilfskonstruktion 1 besteht aus Montagehilfskonstruktionselementen 6, die auch Montageeckstiele umfassen, welche über Kastenkonsolen 10 und einem daran befestigten oberen Konsolenrahmen 7 miteinander verbunden sind. Eine untere Verbindung der Montageeckstiele ist zudem über einen Horizontalrahmen mit Horizontalverband 9 gegeben, welcher der Montagehilfskonstruktion 1 zusätzliche Stabilität verleiht.
    Das untere Ende der Montageeckstiele ist jeweils mit einem Hubgetriebe 4 verbunden, welches die nötige Längenverstellung erreicht und die Arbeit zur Schaffung der Lastfreiheit an den Eckstielen 2 des Freileitungsmastes 3 verrichtet. Insgesamt umfasst die Montagehilfskonstruktion 1 vier Montagehilfskonstruktionselemente 6 und vier Hubgetriebe 4, wobei in der Seitenansicht lediglich zwei dargestellt sind. Die Hubgetriebe 4 sind zwischen den Montagehilfskonstruktionselementen 6 und weiteren Kastenkonsolen 10 installiert. An den Kastenkonsolen 10 ist ein unterer Konsolenrahmen 8 angebracht.
    Die Stabilität der Montagehilfskonstruktion 1 wird zusätzlich durch eine fachwerkartige Ausfachung erreicht. Die hier dargestellte Ausfachung besteht aus Montagehilfskonstruktionselementen 6 für die vertikale Ausfachung 11 und den Montagehilfskonstruktionselementen 6 des Verbandsfachwerks für die horizontale Ausfachung 12. Die Montagehilfskonstruktionselemente 6, der Horizontalrahmen 9 und die einzelnen Montagehilfskonstruktionselemente 6 der Ausfachung 11,12 sind mittels Knotenblechen 13, nur teilweise dargestellt, verbunden.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Montagehilfskonstruktion
    2.1
    Tragkonstruktionselement, das sich oberhalb oder seitlich des von der Montagehilfskonstruktion überspannten Schusses befindet, oberer Eckstiel
    2.2
    auszuwechselndes Tragkonstruktionselement, mittlerer Eckstiel, auszutauschendes Tragkonstruktionselement, mittleres Tragkonstruktionselement
    2.3
    Tragkonstruktionselement, das sich unterhalb oder seitlich des von der Montagehilfskonstruktion überspannten Schusses befindet, unterer Eckstiel, Fußanker eines Freileitungsmastes
    3
    Tragkonstruktion, Freileitungsmast
    4
    Hubgetriebe, Spindelhubgetriebe
    5
    Fixieröffnung
    6
    Montagehilfskonstruktionselement
    7
    Oberer Konsolenrahmen
    8
    Unterer Konsolenrahmen
    9
    Horizontalrahmen mit Horizontalverband
    10
    Kastenkonsole
    11
    Schräge oder vertikale Ausfachung
    12
    horizontale Ausfachung
    13
    Knotenblech
    14
    Stäbe des Fachwerks des Mastes
    15
    Oberer Schuss
    16
    überspannter Schuss
    17
    Unterer Schuss

Claims (11)

  1. Montagehilfskonstruktion (1) für eine mehrkomponentige Tragkonstruktion (3) zur Schaffung von Lastfreiheit an einem auszutauschenden Tragkonstruktionselement (2.2), wobei die Montagehilfskonstruktion (1) mindestens ein Montagehilfskonstruktionselement (6) und ein Hubgetriebe (4) umfasst, wobei das Montagehilfskonstruktionselement (6) und das Hubgetriebe (4) seriell und lastübertragend miteinander verbunden sind und die Montagehilfskonstruktion (1) das auszutauschende Tragkonstruktionselement (2.2) der Tragkonstruktion (3) überspannbar ausgebildet ist und mit den benachbarten Tragkonstruktionselementen (2.1, 2.3) jeweils lastübertragend verbindbar ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Hubgetriebe (4) einen Kraftsensor aufweist und eine Steuer- und Regeleinrichtung zur belastungsabhängigen Steuer- und Regelung des mindestens einen Hubgetriebes (4) zur Schaffung der Lastfreiheit vorgesehen ist.
  2. Montagehilfskonstruktion (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Montagehilfskonstruktionselement (6) und das Hubgetriebe (4) als ein Element einteilig ausgebildet ist.
  3. Montagehilfskonstruktion (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Montagehilfskonstruktion (1) als Hubgetriebe (4) ein Spindelhubgetriebe (4) umfasst.
  4. Montagehilfskonstruktion (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Montagehilfskonstruktion (1) als Hubgetriebe (4) ein Zahnstangengetriebe oder ein Kugelgewindetrieb umfasst.
  5. Montagehilfskonstruktion (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Montagehilfskonstruktion (1) als Hubgetriebe (4) ein pneumatisch oder hydraulisch angetriebenes Hubgetriebe (4) umfasst.
  6. Montagehilfskonstruktion (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Montagehilfskonstruktion (1) mehrere Tragkonstruktionselemente (2.2) gleichzeitig überspannbar ausgebildet ist, wobei mehrere Hubgetriebe (4) innerhalb der Montagehilfskonstruktion (1) angeordnet sind.
  7. Montagehilfskonstruktion (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Montagehilfskonstruktion (1) einen Schuss (16) eines Freileitungsmastes (3) als Tragkonstruktion (3) überspannbar ausgebildet ist.
  8. Montagehilfskonstruktion (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Montagehilfskonstruktion (1) Montagehilfskonstruktionselemente (6), einen oberen Konsolenrahmen (7), einen unteren Konsolenrahmen (8) und einen Horizontalrahmen mit Horizontalverband (9) sowie jeweils an einem Ende des Montagehilfskonstruktionselementes (6) ein Hubgetriebe (4) aufweist.
  9. Montagehilfskonstruktion (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Hubgetriebe (4) Zug- und Druckkräfte erzeugbar und aufnehmbar ausgebildet ist.
  10. Verfahren zum Auswechseln eines Tragkonstruktionselements (2.2) mit einer Montagehilfskonstruktion (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei folgende Schritte umfasst sind:
    - Einbau der Montagehilfskonstruktion (1), wobei das auszuwechselnde Tragkonstruktionselement (2.2) überspannt wird,
    - Ausfahren oder Einfahren des Hubgetriebes (4) zur Schaffung der Lastfreiheit am auszuwechselnden Tragkonstruktionselement (2.2), wobei über die Steuer- und Regeleinrichtung die Hubgetriebe (4) derart geregelt werden, dass das auszuwechselnde Tragkonstruktionselement (2.2) lastfrei gehalten wird,
    - Ausbau des lastfreien auszuwechselnden Tragkonstruktionselementes (2.2),
    - Einbau eines neuen Tragkonstruktionselementes (2.2),
    - Einfahren oder Ausfahren des Hubgetriebes (4) zum Belasten des neuen eingebauten Tragkonstruktionselementes (2.2) und
    - Rückbau der Montagehilfskonstruktion (1).
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass
    - eine Montagehilfskonstruktion (1) zum Auswechseln von Eckstielen (2.2) den betreffenden Schuss eines Freileitungsmastes (3) überspannend am Freileitungsmast (3) angebracht wird,
    - die Montagehilfskonstruktion (1) mittels Hubgetriebe (4) so eingestellt wird, dass der auszuwechselnde Eckstiel (2.2) lastfrei ist,
    - anschließend der lastfreie Eckstiel (2.2) ausgebaut und durch einen neuen Eckstiel ersetzt wird,
    - nachfolgend die Montagehilfskonstruktion (1) entlastet wird und
    - abschließend die Montagehilfskonstruktion (1) vom Freileitungsmast (3) abgebaut wird.
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