CH675739A5 - - Google Patents
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Description
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CH 675 739 A5 CH 675 739 A5
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Beschreibung description
Die Erfindung bezieht sich auf Betonfundamente für Stahlmasten von elektrischen Hochspannungsleitungen, Eisenbahn-Oberleitungen, Skiliften oder 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 masts of electrical high-voltage lines, railway overhead lines, ski lifts or the like. With a base which continues the foundation above ground, on the top of which an embedded in the foundation and approximately vertical penetrating steel profile emerges, which holds a mast post or continues.
Aus Sicherheitsgründen besitzen Hochspannungsmasten, wie sie aus der DE-AS 1 172 022 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, high-voltage pylons, as are known from DE-AS 1 172 022, have foundations which extend deep into the ground and have above-ground bases, which serve above all as ram protection for the mast posts. In principle, the same applies to masts of 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 generally known as an extraordinarily strong and resistant building material. In addition, concrete adheres extremely well to iron and steel, while iron and steel are effectively protected against rust.
Gleichwohl werden im Bereich der Austrittsstelle des Stahlprofils an Fundamenten von Stahlmasten elektrischer Hochspannungsleitungen u.dgl. oftmals Korrosion und Rißbildung beobachtet. Diese Risse überziehen die Oberseite des Sockeis sowie dessen vertikale Mantelflächen. Durch diese Risse kann von außen Wasser in die Sockei bzw. das Fundament eintreten, mit der Folge, daß die Korrosionsgefahr für das Stahlprofil erhöht wird. Aus diesem Grunde werden die Sockei oftmals mit Schutzanstrichen auf bituminöser Basis abgedeckt, außerdem werden die Austrittsstellen 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 Abdichtmaßnahmen 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 pylons, electrical high-voltage lines and the like. often corrosion and cracking observed. These cracks cover the top of the sock and its vertical surface. Through these cracks, water can enter the base or the foundation from the outside, with the result that the risk of corrosion for the steel profile is increased. For this reason, the base is often covered with protective coatings on a bituminous basis, and the exit points of the steel profiles are protected against the ingress of water by special seals. However, these measures do not have a lasting effect, because the protective coating often peels off, and despite the sealing measures, the concrete in the area of the exit points is often moist.
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, progressive corrosion of the steel profiles within the base or the foundation must be expected, so that extensive tests are regularly necessary.
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 an object of the invention to provide a mast foundation which protects the steel profile embedded therein, which carries the mast or mast arm, in a particularly reliable manner.
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 consists of segments which are separated from one another, from the steel profile and the foundation which adjoins at the bottom by separating joints with flexible, moisture-proof filling.
Aufgrund der segmentierten Bauweise der Sockel an der Austrittsstelle können mechanische Schwingungen, die im Maststiel durch den in den Hochspannungsleitungen, Eisenbahn-Oberleitun-gen od.dgl. geführten Wechselstrom erregt werden, keine Zerstörungen bewirken. Vielmehr werden derartige 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. Dementsprechend wird die Gefahr von Rißbildung aufgrund der vorgenannten Schwingungen ausgeräumt. Due to the segmented design of the base at the exit point, mechanical vibrations caused in the mast arm by the in the high-voltage lines, railway overhead lines or the like. led alternating current are excited, do not cause destruction. Rather, such vibrations are effectively dampened by the resilient mounting of the segments, so that the vibrations only enter the base or the foundation below the segments with a greatly reduced intensity and range. Accordingly, the risk of cracking due to the aforementioned vibrations is 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 upper surface of the base, which is illuminated by the sun, heats up strongly compared to the areas that are less exposed or shaded by the sun, no destructive thermal stresses can occur due to the segmented design.
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, the segmented base may attain very high temperatures, but 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 Rissbildung 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 erheblichen, von außen nicht sichtbaren Korrosionserscheinungen führen kann. Since the invention eliminates essential causes of crack formation on the bases of previous foundations, the invention simultaneously ensures that rainwater or condensation water contaminated with pollutants, which may also flow down or drip down onto the base in large quantities from mast posts, cannot penetrate the base. This is essential because acid rain * or condensation when penetrating the concrete severely impairs its rust-protecting effect on the steel profiles and can lead to considerable corrosion phenomena that are not visible from the outside in a relatively short time.
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. Wettereinflüssen nicht zu weitreichenden Dampfdiffusionen bzw. Feuchtigkeitstransporten führen. Soweit sich nämlich der Dampfdruck innerhalb der Segmente aufgrund stark wechselnder Temperaturen verändert, hat dies keinerlei Einfluß auf die von den jeweiligen Segmenten durch die Trennfugen abgeteilten Bereiche. In dem unterhalb der Segmente liegenden Fundament kann dagegen kein größeres Temperaturgefälle eintreten, dementsprechend können dort Diffusionserscheinungen 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 or vapor-tight separation of the segments from the underlying foundation, strong heating or cooling of the top of the base due to sunshine or weather influences cannot lead to extensive vapor diffusion or moisture transport. Insofar as the vapor pressure changes within the segments due to strongly changing temperatures, this has no influence whatsoever on the areas separated from the respective segments by the parting lines. On the other hand, no major temperature gradient can occur in the foundation below the segments, so that diffusion phenomena can be largely neglected there. This has the advantage that no significant moisture transport occurs within the foundations, which is necessary for the crystallization of previously dissolved salts and the like. can lead.
Aufgrund der weitestgehend unterbundenen Dampfdiffusion innerhalb des Fundamentes bzw. Sockels wird auch verhindert, daß sich gegebenenfalls auf der Oberseite des Sockels angebrachte Schutzanstriche oder dgl. durch unter ihnen angesammeltes Wasser abgelöst bzw. in der Frostperiode abgesprengt werden. Due to the largely prevented vapor diffusion within the foundation or base, it is also prevented that any protective coatings or the like attached to the top of the base are detached by water that has accumulated beneath them or are blown off in the frost period.
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 is distinguished by a high level of security against frost damage due to the prevention of cracking and significant moisture migration.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die vertikalen Trennfugen zwischen benachbarten, an das Stahlprofil angrenzenden Segmenten radial zum Stahlprofil According to a preferred embodiment of the invention it is provided that the vertical parting lines between adjacent segments adjacent to the steel profile are radial to the steel profile
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verlaufen. Zusätzlich ist zweckmäßigerweise vorgesehen, daß zwischen den Segmenten und dem nach unten anschließenden Fundament eine gemeinsame horizontale Trennfuge angeordnet ist, d.h. diese Trennfuge bildet eine durchgehende Trennebene. Alle diese Merkmale tragen zu einer erleichterten Erstellung des Fundamentes bzw. des Sockels bei. run. In addition, it is expediently provided that a common horizontal parting line is arranged between the segments and the foundation which adjoins the bottom, i.e. this parting line forms a continuous parting plane. All of these features contribute to an easier creation of the foundation or the base.
Ais Füllung der Trennfugen dient bevorzugt ein verrottungsfreier Kunststoff mit guter Haft- und Klebewirkung, Wurzelfestigkeit sowie Unempfind-lichkeit 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 gewährleistet sind. Die Nachgiebigkeit des Trennfugenmaterials kann durch Beigabe von Sand bzw. Quarz optimiert werden. As a filling of the parting lines, a rot-free plastic with good adhesive and adhesive properties, root resistance and insensitivity to UV radiation is preferred. 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 zeigt Otherwise, with regard to preferred features of the invention, reference is made to the subclaims and the following explanation of preferred embodiments with reference to the drawing. 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 Basisplatte 3, welche sich einstückig in einen säulenförmigen bzw. gestuften Teil 4 fortsetzt, der seinerseits oberhalb des Erdbodens 5 einen Sockel 6 bildet. Innerhalb des Fundamentes 1 ist ein mit dem Maststiel 2 verbundenes bzw. dasselbe fortsetzendes Stahlprofil 7 eingebettet, welches auf der Oberseite des Sockels 6 austritt und in den Maststiel 2 übergeht. The foundation of a mast pole 2 of a steel pole for high-voltage lines, designated overall by 1, essentially consists of a base plate 3 embedded deeply in the ground, which continues in one piece into a columnar or stepped part 4, which in turn forms a base 6 above the ground 5. A steel profile 7 which is connected to the mast post 2 or continues the same is embedded within the foundation 1, 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 Segmenten 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 Trennfugen 9 sind mit einem gut haftenden, wurzelfesten sowie gegenüber UV-Strahlung unempfindlichen Kunststoff ausgefüllt, weicher nicht zur Versprödung neigt. In dieser Hinsicht ist Teerpolyurethan besonders bevorzugt, da alle vorgenannten Forderungen im höchsten Maße erfüllt werden und die Belastbarkeit 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 segments 8 which are separated from one another and by the steel profile 7 and the region of the base 6 or foundation 1 which adjoins downwards by means of parting lines 9. The parting lines 9 are filled with a well-adhering, root-resistant plastic that is insensitive to UV radiation, 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 resilience 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 degree of compliance or elasticity of the plastic or tar polyurethane material can be adjusted by adding sand or quartz.
Die vertikalen Trennfugen 9 zwischen benachbarten Segmenten 8 sind zweckmäßigerweise radial zum Stahiprofil 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 entspricht 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 base 6, which is circular in plan view in the example shown. In the case of bases 6 with a square plan, the vertical height of the segments 8 corresponds in size to approximately 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 Hochspannungsleitung 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 have a certain mobility due to the resilient material in the parting lines, the material in the parting lines having a strong damping effect, vibrations which are excited in the mast post 2 due to the alternating current carried in the high-voltage line cannot have any destructive influence on the segments 8 to have. 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 Sockeis 6 können jedoch keine nennenswerten Wärmespannungen im Sockei 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 effects 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 cracks associated with strong temperature changes is also avoided.
Aufgrund der an der Oberseite des Sockels 6 stark schwankenden Temperaturen ändert sich auch der Dampfdruck der im Sockel 6 aufgenommenen Feuchtigkeit nahe der Oberseite entsprechend stark. Da jedoch die Trennfugen 9 feuchtigkeits-und dampfdicht sind, können dadurch keine Dampfdiffusionen 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 Feuchtigkeit auftritt, mit der Folge, daß Feuchtigkeit bzw. Dampf auf tieferen Bereichen des Fundamentes 1 nach oben diffundiert, wobei 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 and vapor tight, no steam 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 on the base upper side when the upper side of the base 6 is very hot, with the result that moisture or steam diffuses upward on deeper areas of the foundation 1, with the subsequent evaporation crystallizing out the dissolved components carried along and can reduce the quality of the concrete.
Im übrigen wird durch die Unterbindung der Dampf- und Feuchtigkeitsdiffusion der zusätzliche Vorteil erreicht, daß gegebenenfalls auf der Außenseite des Sockels 6 bzw. der Segmente 8 aufgetragene Schutzanstriche gut haften bleiben. Moreover, by preventing vapor and moisture diffusion, the additional advantage that protective coatings applied to the outside of the base 6 or the segments 8, if appropriate, remain well adhered.
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 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 parting lines 9 between adjacent segments 8 and between the segments 8 and the steel profile 7 are poured out with tar polyurethane. At
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der Sanierung schadhafter Fundamente 1 wird zuvor der marode Beton entfernt und eine ebene Oberseite 4' hergestellt. the renovation of damaged foundations 1, the dilapidated concrete is removed beforehand and a flat upper side 4 'is produced.
Der Oberbereich des Fundamentes 1 kann auch in anderer Weise als in Fig. 1 dargestellt segmentiert sein. Insbesondere bei Fundamenten 1 mit kleinem Querschnitt, wie z.B. bei Fundamenten von Oberleitungsmasten mit mehreren eng benachbart im Fundament 1 eingebetteten Stahiprofilen 7 oder dgl., können einzelne Segmente 8 auch vertikale Öffnungen zur Aufnahme der Stahiprofile 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 oder dgl. ausgegossen. The upper region of the foundation 1 can also be segmented in a different way than shown in FIG. 1. Especially for foundations 1 with a small cross-section, e.g. in the case of foundations of overhead line masts with a plurality of 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 filled with tar polyurethane or the like.
Claims (8)
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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Family Applications (1)
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Legal Events
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