DE102005032363B4

DE102005032363B4 - Mastfundament für einen Mast

Info

Publication number: DE102005032363B4
Application number: DE200510032363
Authority: DE
Inventors: Oliver Lichti; Dieter Lichti; Rainer Wirtz
Original assignee: Dipl-Ing Lichti & Dipl-Ing Laig GmbH; Lichti & Dipl Ing Laig Di GmbH
Current assignee: Wulle Lichti Walz De GmbH
Priority date: 2005-07-08
Filing date: 2005-07-08
Publication date: 2009-04-09
Anticipated expiration: 2025-07-09
Also published as: DE102005032363A1

Abstract

Mastfundament (2) für einen Mast (1), bestehend aus einem Fertigteiltrog (3), dessen Höhe (H), Außendurchmesser (D), Wandstärke (d) und Bodenhöhe (h) entsprechend den durch den Mast (1) und den auf ihn wirkenden Kräften vorgegebenen statischen Anforderungen ausgebildet ist, und in den Fertigteiltrog (3) übereinander eingelegten Fertigteilringen (4 bis 10), deren Außendurchmesser etwa dem Innendurchmesser (D-2d) des Fertigteiltrogs (3) und deren Innendurchmesser etwa dem Außendurchmesser des Mastes (1) entspricht und deren Anzahl sich nach der notwendigen Höhe des Mastfundaments und damit nach der Höhe (H) des Fertigteiltrogs (3) richtet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Mastfundament für einen Mast.
Herkömmlicherweise werden Masten aus Stahlbeton, Stahl oder anderen geeigneten Werkstoffen vor Ort in einen Fundamentsockel eingesetzt, der mit einer entsprechenden Bewehrung ausgestattet und anschließend mit Ortbeton verfüllt wird ( DE 40 37 438 C2 ). Der Ortbeton wird anschließend in herkömmlicher Weise verdichtet. Diese Arbeitsweise ist zeitaufwändig und teuer.
Es ist ferner bekannt ( GB 2 314 860 A ), ein Fundament für Stützen einer zeitweiligen Einfriedung aus rechteckigen, aufeinander geschichteten Fertigteilen zu bilden, die einzeln ein zentrales Loch aufweisen. In die fluchtenden Löcher der Fertigteile wird eine Stütze eingesetzt. Das derart aufgebaute Fundament kann nur in einer Richtung Querkräfte aufnehmen und ist damit für die Fundamentierung von Masten untauglich.
Bei der Fundamentierung von Windkraftanlagen ist es bekannt ( DE 30 07 442 A1 ), den Mast der Anlage in einem zylindrischen Fundamenttrog schwenkbar und elastisch zu lagern. Zu diesem Zweck weist der Mast an seinen im Fundamenttrog befindlichen unteren Ende einen sich konisch zu einer Kugel verjüngenden Abschnitt auf. Mit der Kugel ist der Mast in einer Kalotte am Boden des Fundamenttrogs schwenkbar gelagert. Mit Abstand davon und nahe dem oberen Rand des Fundamenttrogs weist der Mast einen zylindrischen Abschnitt auf, mit dem er über elastische Dampfungsringe an der Innenwand des Fundamenttrogs abgestützt ist. Diese dynamisch, elastische Abstützung ist für Masten anderer Arten, mit denen sich die Erfindung befasst zu aufwändig und technisch nicht geeignet.
Es sind ferner Fundamente aus Stahlbauteilen bekannt, die technisch aufwändig und aufgrund der heutigen Stahlpreise sehr teuer sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Mastfundament mit einer starren Einspannung des Mastes, das in einfachem Montagebau erstellt werden kann, und einen hieran angepassten Mast zu schaffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Mastfundament aus einem Fertigteiltrog, dessen Höhe H, Außendurchmesser D, Wandstärke d und Bodenhöhe h entsprechend den durch den Mast und den auf ihn wirkenden Kräften vorgegebenen statischen Anforderungen ausgebildet ist, und in den Fertigteiltrog übereinander eingelegten Fertigteilringen besteht, deren Außendurchmesser etwa dem Innendurchmesser (D-2d) des Fertigteiltrogs und deren Innendurchmesser etwa dem Außendurchmesser des Mastes entspricht und deren Anzahl sich nach der notwendigen Höhe des Mastfundaments und damit nach der Höhe (H) des Fertigteiltrogs richtet.
Die gesamte Fundamentierung des Mastes besteht aus Fertigteilen, die systematisch nach Bedarf vorgefertigt werden können. Die Dimensionierung des Fertigteiltrogs richtet sich ausschließlich nach den statischen Vorgaben durch den Mast. Dies gilt insbesondere auch für die Höhe des Fertigteiltrogs und damit auch für die Anzahl der zur Abstützung des Mastes erforderlichen Fertigteilringe, die die Einspannlänge des Mastes bestimmen. Die Fertigteile lassen sich vor Ort allein mit Hilfe eines Hebezeugs montieren und der Mast nachträglich in den freien Ringraum einführen.
Vorteilhafter Weise sind die Fertigteilringe in dem Fertigteiltrog zentriert, um einen stufenlosen zylindrischen Hohlraum zu bilden.
Mit Vorteil erfolgt die Zentrierung durch an den einander zugekehrten Ringflächen kreissymmetrisch angeordnete Dollen.
In einer bevorzugten Ausführung weisen die Fertigteilringe zwei kreissymmetrisch angeordnete Löcher auf und sind benachbarte Fertigteilringe mittels in fluchtende Löcher eingreifender Dollen zentriert. Die Dollen bestehen vorzugsweise aus Stahl oder Kunststoff und können an ihren Enden leicht angeschrägt sein, um die Einführung in die Löcher zu erleichtern.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist der Mast an seinem unteren Ende einen Einführkonus auf, dessen axiale Länge etwa der Höhe des untersten Fertigteilrings entspricht, wobei letzteres an seinem Innendurchmesser einen Konussitz für den Einführkonus des Mastes aufweist. Dadurch wird der Mast in seiner Einbaulage zentriert. Der Einführkonus am Mast und der Konussitz am untersten Fertigteilring bestehen vorteilhafter Weise aus Metall, wobei der Konussitz mittels Ankern im untersten Fertigteilring einbetoniert ist.
In weiterhin vorteilhafter Ausführung der Erfindung sind wenigstens zwischen dem untersten Fertigteilring und der Innenwand des Fertigteiltrogs Keile eingesetzt, die diesen Fertigteilring in einer Fixposition halten.
Ebenso ist von Vorteil, wenn zwischen dem obersten Fertigteilring und der Innenwand des Fertigteiltrogs Keile eingesetzt sind, mit deren Hilfe auch dieser Fertigteilring in einer Fixposition gehalten wird.
Mit Vorteil weist der oberste Fertigteilring an seinem Innendurchmesser eine Einlaufschräge für den Mast mit seinem endständigen Einführkonus auf. Die Einlaufschräge erleichtert einerseits das Einführen des Mastes in das Fundament, zum anderen können zwischen dem obersten Fertigteilring im Bereich dessen Einlaufschräge und dem Mast Keile eingesetzt werden, die den Mast mit Abstand von dem unteren Konussitz zusätzlich fixieren und zentrieren.
Die in Verbindung mit dem Fundament und dem Mast eingesetzten Keile bestehen vorzugsweise aus Kunststoff oder Metall, insbesondere Stahl.
Wenn es die Gegebenheiten erfordern, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass auf die obere Stirnfläche des Fertigteiltrogs und den obersten Fertigteilring weitere Fertigteilringe, die einen Radialschlitz mit ausgerundetem Grund aufweisen und den eingesetzten Mast umgreifen, als Beschwergewichte aufgesetzt sind.
Die Anzahl der als Beschwergewicht dienenden Fertigteilringe hängt von den statischen Anforderungen, die durch den Mast und die auf ihn wirkenden Kräfte und die vorhandene Einspannlänge im Mastfundament ab.
Der Fertigteiltrog kann einstückig aus Stahlbeton gefertigt sein. Stehen jedoch im Fertigteilwerk oder am Einbauort keine ausreichend leistungsstarke Hebezeuge zur Verfügung, kann gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform vorgesehen sein, dass der Fertigteiltrog aus zwei Halbschalen mit halbem Boden und äußeren Flanschleisten besteht, und dass die Halbschalen mittels die Flanschleisten durchgreifender Schrauben verbunden sind. In diesem Fall sind ferner zweckmäßigerweise zwischen den Halbschalen und den halben Böden Zentrierdollen vorgesehen.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Montage eines Mastes in einem Mastfundament mit den zuvor beschriebenen Merkmalen. Dieses Verfahren zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass nach Einsetzen des Fertigteiltrogs in eine Baugrube der unterste Fertigteilring auf den Boden des Fertigteiltrogs aufgelegt und außenseitig mit der Innenwand des Fertigteiltrogs verkeilt wird, anschließend in die kreissymmetrisch angeordneten Löcher dieses Fertigteilrings Zentrierdollen eingesetzt werden und der nächste Fertigteilring aufgelegt wird, wobei dessen Löcher die Zentrierdollen übergreifen, dass daraufhin jeweils unter Einsetzen von Zentrierdollen und Aufsetzen eines Fertigteilrings die Fertigteilringe nacheinander bis zum obersten Fertigteilring in den Fertigteiltrog eingesetzt werden, dass der oberste Fertigteilring mit der Innenwand des Fertigteiltrogs verkeilt wird, dass anschließend der Mast eingeführt wird, bis er mit seinem endständigen Einführkonus in den Konussitz des untersten Fertigteilrings eingreift, und dass schließlich der Mast mit dem obersten Fertigteilring verkeilt wird.
Sofern es die statischen Gegebenheiten erfordern, werden nach dem Einsetzen des Mastes auf den Fertigteiltrog Fertigteilringe als Beschwergewichte aufgesetzt.
Nachstehend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispiels beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
1 einen Axialschnitt des Mastfundamentes vor Einführen des Mastes in das Mastfundament;
2 einen Axialschnitt einer Ausführungsform des Fertigteiltrogs;
3 einen Radialschnitt des Fertigteiltrogs gemäß 1;
4 eine Draufsicht auf einen der Fertigteilringe;
5 eine Draufsicht auf den untersten Fertigteilring;
6 einen Detailschnitt des untersten Fertigteilrings;
7 eine Ansicht des unteren Mastendes und
8 eine Draufsicht auf einen als Beschwergewicht dienenden Fertigteilring.
Das in 1 gezeigte Mastfundament 2 für einen Mast 1 (7) weist einen Fertigteiltrog 3 auf, dessen Höhe H und Durchmesser D sowie dessen Wandstärke d und Bodenhöhe h den durch den Mast vorgegebenen statischen Anforderungen angepasst sind. Das Mastfundament 2 weist ferner in den Fertigteiltrog 3 eingesetzte Fertigteilringe 4 bis 10 auf, die kreiszylindrisch ausgebildet sind und deren Dicke entsprechend den Anforderungen ausgelegt ist, insbesondere an die Hubkraft des zum Einsatz kommenden Hebezeugs angepasst ist. Die Dicke kann beispielsweise im Bereich von 20 cm liegen. Die Anzahl der Fertigteilringe 4 bis 10 richtet sich nach der notwendigen Höhe des Mastfundaments und damit nach der Höhe H des Fertigteiltrogs 3.
Die Fertigteilringe 5 bis 10 sind an beiden Stirnflächen mit zwei kreissymmetrisch angeordneten Sacklöchern versehen, wie dies anhand des Fertigteilrings 5 in 4 gezeigt ist. Der oberste Fertigteilring 4 braucht an seiner Oberseite keine Löcher aufzuweisen. Die Löcher 11 dienen zum Zentrieren der in den Fertigteiltrog 3 eingesetzten Fertigteilringe. Diese Zentrierung erfolgt mittels gleichförmiger Dollen 12 (1), die in die Löcher 11 benachbarter Fertigteilringe eingreifen. Der unterste Fertigteilring 10 ist gleichfalls mittels Dollen 12 in Löchern im Boden 13 des Fertigteiltrogs 3 zentriert. Der untere Fertigteilring 10 weist ferner in Abweichung von den übrigen Fertigteilringen an seinem Innendurchmesser einen metallischen Konussitz 14 auf, in den ein am unteren Ende des Mastes 1 (7) angeordneter Einführkonus 15 in der Montagelage satt eingreift.
Der Konussitz 14 ist, wie 6 zeigt, mittels Ankern 16 im unteren Fertigteilring 10 eingebettet. Der Einführkonus 15 am unteren Mastende kann aus vier Sektorschalen zusammengesetzt und nachträglich angebracht sein.
Der untere Fertigteilring 10 ist zusätzlich mittels Keilen 17, die zwischen der Peripherie des Fertigteilrings und der Innenwand des Fertigteiltrogs 3 eingetrieben sind, fixiert.
Der oberste Fertigteilring 4 ist in gleicher Weise mittels Keilen 17 fixiert. Er kann ferner an seinem Innendurchmesser eine nicht gezeigte Einlaufschräge aufweisen, die das Einführen des Mastes mit seinem Konus 15 erleichtert. Zwischen den Mast und dem obersten Fertigteilring 4 werden Keile 18 eingetrieben, die den Mast in seiner Position fixieren. Die Keile bestehen vorzugsweise aus Kunststoff.
Bei der Montage des Mastfundamentes wird zunächst der Fertigteiltrog 3 in eine vorbreitete Baugrube abgesenkt und ggf. außenseitig vorhandene Hohlräume verfüllt. Anschließend wird mit einem Hebezeug der unterste Fertigteilring 10 mit dem Konussitz 14 in den Fertigteiltrog 3 abgesenkt, bis er mit seinen kreissymmetrisch angeordneten Löchern die bereits zuvor in den Boden 13 eingesetzten Dollen 12 übergreift. Anschließend wird dieser Fertigteilring mit den Keilen 17 fixiert. Daraufhin werden nacheinander die Fertigteilringe 9, 8, 7, 6, 5 und 4 eingesetzt, nachdem jeweils zuvor die Zentrierdollen 12 eingesetzt wurden. Der oberste Fertigteilring 4 wird anschließend mittels der Keile 17 fixiert und schließlich der Mast 1 mit dem Einführkonus 15 eingeführt, bis letzterer in dem Konussitz 14 positioniert ist. Anschließend wird der Mast 1 mittels der Keile 18, die zwischen ihm und dem obersten Fertigteilring 4 eingetrieben werden, fixiert.
Im Einzelfall kann es erforderlich sein, das Mastfundament 2 zusätzlich zu beschweren. Hierzu dienen Fertigteilringe 19, die auf den Fertigteiltrog 3 und den obersten Fertigteilring 4 aufgelegt werden. Die Fertigteilringe 19 weisen, wie 8 zeigt, einen Radialschlitz 20 auf, dessen Breite etwas größer ist als der Durchmesser des Mastes 1 und der in seinem Grund 21 mit einem Radius ausgerundet ist, der etwa dem Radius des Mastes entspricht
Der Fertigteiltrog 3 kann einteilig vorgefertigt sein. Bei größerer Dimensionierung oder dann, wenn keine ausreichend leistungsstarken Hebezeuge zur Verfügung stehen, kann der Trog auch zweiteilig ausgeführt sein. Hierfür zeigen 2 und 3 ein Ausführungsbeispiel. Der Fertigteiltrog 3 besteht aus zwei Halbschalen 30 und 31 mit je einer Bodenhälfte 32, 33. Die Halbschalen 30, 31 und Bodenhälften 32, 33 sind über Zentrierdollen 34 bzw. 35 in der Montagelage ausgerichtet. Jede Halbschale 30, 31 weist eine Flanschleiste 36 bzw. 37 auf, die in der Montagelage einander anliegen und von Schraubbolzen 38 durchgriffen sind. Durch Gegenschrauben einer Mutter werden die beiden Halbschalen 30, 31 mit den Bodenhälften 32, 33 verspannt.

Claims

Mastfundament (2) für einen Mast (1), bestehend aus einem Fertigteiltrog (3), dessen Höhe (H), Außendurchmesser (D), Wandstärke (d) und Bodenhöhe (h) entsprechend den durch den Mast (1) und den auf ihn wirkenden Kräften vorgegebenen statischen Anforderungen ausgebildet ist, und in den Fertigteiltrog (3) übereinander eingelegten Fertigteilringen (4 bis 10), deren Außendurchmesser etwa dem Innendurchmesser (D-2d) des Fertigteiltrogs (3) und deren Innendurchmesser etwa dem Außendurchmesser des Mastes (1) entspricht und deren Anzahl sich nach der notwendigen Höhe des Mastfundaments und damit nach der Höhe (H) des Fertigteiltrogs (3) richtet.
Mastfundament nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fertigteilringe (4 bis 10) in dem Fertigteiltrog (3) zentriert sind.
Mastfundament nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fertigteilringe (4 bis 10) an den einander zugekehrten Stirnflächen mittels kreissymmetrisch angeordneter Dollen (12) zentriert sind.
Mastfundament nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fertigteilringe (4 bis 10) kreissymmetrisch angeordnete Löcher (11) aufweisen und benachbarte Fertigteilringe mittels in fluchtende Löcher eingreifender Dollen (12) zentriert sind.
Mastfundament nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Mast (1) an seinem unteren Ende einen Einführkonus (15) aufweist, dessen axiale Länge etwa der Höhe des untersten Fertigteilrings (10) entspricht, und dass letzterer an seinem Innendurchmesser einen Konussitz (14) für den Einführkonus (15) des Mastes (1) aufweist.
Mastfundament nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Einführkonus (15) und der Konussitz (14) aus Metall bestehen.
Mastfundament nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Konussitz (14) in dem untersten Fertigteilring (10) verankert (16) ist.
Mastfundament nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwischen dem untersten Fertigteilring (10) und der Innenwand des Fertigteiltrogs (3) Keile (17) eingesetzt sind.
Mastfundament nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem obersten Fertigteilring (4) und der Innenwand des Fertigteiltrogs (3) Keile (17) eingesetzt sind.
Mastfundament nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der oberste Fertigteilring (4) an seinem Innendurchmesser eine Einlaufschräge (18) für den Mast (1) mit seinem endständigen Einführkonus (15) aufweist.
Mastfundament nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem obersten Fertigteilring (4) im Bereich dessen Einlaufschräge (18) und dem Mast (1) Keile (18) eingesetzt sind.
Mastfundament nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Keile (16, 17) aus Kunststoff, Metall oder dergleichen bestehen.
Mastfundament nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass auf die obere Stirnfläche des Fertigteiltrogs (3) und den obersten Fertigteilring (4) weitere Fertigteilringe (19), die einen Radialschlitz mit ausgerundetem Grund aufweisen und den eingesetzten Mast (1) umgreifen, als Beschwergewichte aufgesetzt sind.
Mastfundament nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Fertigteiltrog (3) aus zwei Halbschalen (20) mit halbem Boden und äußeren Flanschleisten (21) besteht und dass die Halbschalen (20) mittels die Flanschleisten (21) durchgreifender Schrauben (22) verbunden sind.
Mastfundament nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Halbschalen und den halben Böden Zentrierdollen eingesetzt sind.
Verfahren zur Montage eines Mastes (1) in einem Mastfundament (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass nach Einsetzen des Fertigteiltrogs (3) in eine Baugrube der unterste Fertigteilring (10) auf den Boden (13) des Fertigteiltrogs (3) aufgelegt, zentriert und außenseitig mit der Innenwand des Fertigteiltrogs verkeilt wird, anschließend in die kreissymmetrisch angeordneten Löcher (11) dieses Fertigteilrings Zentrierdollen (12) eingesetzt werden und der nächste Fertigteilring (9) aufgelegt wird, wobei dessen Löcher (11) die Zentrierdollen (12) übergreifen, dass daraufhin jeweils unter Einsetzen von Zentrierdollen (12) und Aufsetzen eines Fertigteilrings die Fertigteilringe (8 bis 4) nacheinander bis zum obersten Fertigteilring (4) in den Fertigteiltrog (3) eingesetzt werden, dass der oberste Fertigteilring (4) mit der Innenwand des Fertigteiltrogs verkeilt wird, dass anschließend der Mast (1) eingeführt wird, bis er mit seinem endständigen Einführkonus (15) in den Konussitz (14) des untersten Fertigteilrings (10) eingreift, und dass schließlich der Mast (1) mit dem obersten Fertigteilring (4) verkeilt wird.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Fertigteiltrog (3) nach Einsetzen des Mastes (1) Fertigteilringe (19) nach Anspruch 13 als Beschwergewichte aufgesetzt werden.