[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erhöhen eines Hochspannungsfreileitungsmastes
gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
[0002] Solche Vorrichtungen kommen dort zur Anwendung, wo eine Erhöhung von Hochspannungsfreileitungsmasten
mit spannungsführenden Leitersystemen durchgeführt werden muß, und das Abschalten
der Leitersysteme nicht möglich ist. Eine Erhöhung von Freileitungsmasten kann erforderlich
sein, wenn die Abstände zwischen dem Boden und den Leitersystemen vergrößert werden
müssen.
[0003] Aus der DE 198 03 954 A1 sind ein Verfahren und ein Vorrichtung zum Erhöhen von Hochspannungsfreileitungsmasten
bekannt. Bei der Durchführung des Verfahrens wird innerhalb des Hochspannungsfreileitungsmastes
zunächst ein Montagestiel installiert, der mit einem Ende auf dem Fundament des Freileitungsmasts
steht. Die Länge des Montagestiels ist so bemessen, dass sein zweites Ende in geringem
Abstand unterhalb der ersten Traverse des Freileitungsmasts angeordnet ist. Der Freileitungsmast
wird für die Erhöhung in einem definierten Abstand über dem Boden horizontal durchtrennt.
Zuvor werden innerhalb des anzuhebenden Abschnitts zwei Zentiereinrichtungen in definierten
Abständen untereinander installiert. Diese werden mit dem anzuhebenden Abschnitt des
Freileitungsmastes verbunden. Sie sind mit Rollen versehen, die so installiert sind,
dass sie entlang des Montagestiels geführt werden können. Nach dem Durchtrennen des
Freileitungsmasts wird der die Traversen tragende Mastabschnitt mit Hilfe von Zugseilen
nach oben gezogen. Zum Anheben des oberen Mastabschnitts wird eine Hebevorrichtung
verwendet, zu der ein Aussteifungsrahmen gehört, der mit dem anzuhebenden Mastabschnitt
verbunden ist. Dieser Aussteifungsrahmen ist mit Umlenkrollen versehen. Über diese
werden Zugseile umgelenkt, die über Umlenkrollen an einem Haltekreuz geführt sind,
das am oberen Ende des Montagestiels befestigt ist. Diese Zugseile stehen mit Greifzügen
in Verbindung, die am unteren Ende des Montagestiels angeordnet sind. Von diesen Greifzügen
werden die Zugseile zum Anheben des oberen Mastabschnitts mit einer Zugkraft beaufschlagt.
Das Erhöhen von Freileitungsmasten mit Hilfe von Zugseilen ist zeitaufwendig, da neben
den Zugseilen auch Greifzüge und Abspannseile zu installierten sind, mit denen das
Oberteil des Masts hochgezogen und beim Ausfüllen der Lücke zwischen dem unteren Mastabschnitt
und dem angehobenen Mastabschnitt gehalten wird.
[0004] Aus der EP 0607915 B1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erhöhen von Freileitungsmasten
bekannt. Hierfür wird eine Hebevorrichtung verwendet, die so auf dem Boden angeordnet
wird, dass sie das untere Ende des Freileitungsmasts hüllenartig umschließt. Daraufhin
wird sie in zwei im Abstand untereinander liegenden Ebenen mit dem Freileitungsmast
verbunden. Anschließend wird der Freileitungsmast von seinem Fuß getrennt. Die Trennlinie
liegt unterhalb der Ebenen in den die Hebevorrichtung mit dem Freileitungsmast verbunden
ist. Anschließend wird die Hebevorrichtung betätigt, und der Freileitungsmast so weit
angehoben, dass der Abstand zwischen dem Fuß des Freileitungsmasts und dem mit der
Hebevorrichtung verbundenen Teil des Freileitungsmasts so groß wie die gewünschte
Erhöhung ist. In die Lücke zwischen dem Fuß des Freileitungsmasts und dem angehobenen
Teil wird dann ein Maststück eingefügt. Dieses wird dann mit dem Fuß des Freileitungsmasts
und dem angehobenen Abschnitt des Freileitungsmasts fest verbunden.
[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung aufzuzeigen, mit der die
Erhöhung von bereits im Betrieb befindlichen Freileitungsmasten beliebiger Größe schneller
und zudem kostengünstiger als bisher durchgeführt werden kann.
[0006] Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
[0007] Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung können Hochspannungsfreileitungsmaste bis zu
einem Gesamtgewicht von 80 kN erhöht werden. Das Erhöhen eines Hochspannungsfreileitungsmasts
kann hiermit in einem halben Tag durchgeführt werden. Der hierfür erforderliche Zeitaufwand
ist weit aus geringer als bei den bekannten Verfahren. Die Leitungssysteme müssen
hierfür weder spannungsfrei geschaltet noch abgehängt werden. Vor dem Erhöhen wird
jeder Freileitungsmast in einen unteren Mastabschnitt und einen oberen Mastabschnitt
unterteilt. Der obere Mastabschnitt wird mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung
auf die gewünschte Höhe angehoben. Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird im Innenbereich
des Hochspannungsfreileitungsmasts installiert. Das Anheben des oberen Mastabschnitts
erfolgt vom Innenbereich des Freileitungsmastes aus erfolgt. Die Vorrichtung weist
eine Stütz- und Führungsvorrichtung sowie eine Hebevorrichtung auf. Die Stütz- und
Führungsvorrichtung wird durch einen Zentralmast gebildet, der von der Hebevorrichtung
bereichsweise umgeben ist. Die Hebevorrichtung ist mit dem oberen Mastabschnitt über
eine erste Rollenebene verbunden, die den Zentralmast umschließt und an diesem abgestützt
werden kann. Die Hebevorrichtung kann mit Hilfe von Hydraulikzylindern entlang des
Zentralmasts bewegt werden. In einem definierten Abstand über der ersten Rollenebene
ist eine zweite Rollenebene angeordnet, die ebenfalls mit dem oberen Mastabschnitt
verbunden ist. Beim Trennen der beiden Mastabschnitte, sowie beim Anheben des oberen
Mastabschnitts und dem Schließen der Lücke zwischen dem unteren Mastabschnitt und
dem angehobenen, oberen Mastabschnitt wird der obere Mastabschnitt vom Innenbereich
des Freileitungsmasts mit Hilfe der beiden Rollenebenen, die sich an dem Zentralmast
abstützen können, geführt und zentriert.
[0008] Weitere erfinderische Merkmale sind in den abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet.
[0009] Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von schematischen Zeichnungen näher erläutert.
[0010] Es zeigen:
Fig. 1 einen zum Erhöhen vorbereiteten Freileitungsmast,
Fig. 2 den Innenbereich des Freileitungsmastes gemäß Fig. 1,
Fig. 3 den Aufbau von zwei Rollenebenen,
Fig. 4 einen Freileitungsmast 1, der mit zwei Rollenebenen verbunden ist,
Fig. 3 den erhöhten Freileitungsmast gemäß Fig. 1.
[0011] Fig. 1 zeigt einen Hochspannungsfreileitungsmast 1 nachfolgend auch kurz Freileitungsmast
genannt, der als Stahlgittermast ausgebildet ist. Er weist einen unteren Mastabschnitt
2 und einen oberen Mastabschnitt 3 auf, wobei sich die beiden Mastabschnitte 2 und
3 unterhalb bzw. oberhalb einer Trennlinie A-A' befinden. Vorzugsweise wird hierfür
eine Stelle gewählt, an der Bauteile (hier nicht dargestellt) des Freileitungsmastes
1 lösbar miteinander verbunden sind. Entlang dieser Trennlinie A-A' werden die beiden
Mastabschnitte 2 und 3 zum Erhöhen des Freileitungsmastes 1 horizontal voneinander
getrennt. Zunächst wird jedoch innerhalb des Freileitungsmastes 1 eine Stütz- und
Führungsvorrichtung in Form eines Zentralmasts 4 mittig auf einem Fundament 5 installiert
und damit lösbar verbunden. Der Zentralmast 4 ist als quadratischer Stahlgittermast
ausgebildet. Vorzugsweise wird er auf einem Fundament 5 aus Holzschwellen installiert.
Der Zentralmast 4 hat bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel einen Querschnitt,
der etwa einem Drittel des inneren Querschnitts des Freileitungsmasts 1 entspricht.
Er kann jedoch auch größer oder kleiner ausgebildet werden. Die Höhe des Zentralmasts
4 richtet nach der gewünschten Erhöhung des Freileitungsmasts 1. Je nachdem, welchen
Abstand die Trennlinie A-A' vom Boden hat, muß der Zentralmast 4 entsprechend gehaltert
werden. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Zentralmast 4 in einer
Höhe vom 3,50m über dem Fundament 5 horizontal zu dem unteren Mastabschnitt 2 hin
abgespannt (hier nicht dargestellt). Wie die Figuren 1 und 2 ferner zeigen, ist der
Zentralmast 4 bereichsweise von einer Hebevorrichtung 6 hüllenartig umgeben, die ebenso
wie der Zentralmast 4 einen quadratischen Querschnitt aufweist. Die Hebevorrichtung
6 kann entlang des Zentralmasts 4 nach oben und unten bewegt werden. Zu der Hebevorrichtung
6 gehören zwei Hydraulikzylinder 7, die außen am Zentralmast 4 einander gegenüberliegend
angeordnet sind. Das erste Ende 7A eines jeden Hydraulikzylinders 7 wird an einer
Konsole 8 gehaltert, die in geringem Abstand über dem Fundament 5 außen an dem Zentralmast
4 installiert ist. Das zweite Ende 7B eines jeden Hydraulikzylinders 7 wird mit der
nach unten weisenden Begrenzung der Hebevorrichtung 6 verbunden. Die Hebevorrichtung
6 ist aus Rohr- und/oder Gitterstützen 6G, 6R zusammengebaut. Ihre Länge wird an die
jeweils gewünschte Erhöhung des Freileitungsmasts 1 angepasst. Sie ist in jedem Fall
so bemessen, dass die Hebevorrichtung 6 in den oberen Mastabschnitt 3 hineinragt.
[0012] Wie die Figuren 1, 2, 4 und 5 zeigen, ist am oberen Ende der Hebevorrichtung 6 eine
erste Rollenebene 10 installiert. Für die Ausbildung der Rollenebene 10 sind jeweils
vier Träger 11 und 12 vorgesehen, wie den Figuren 3 und 4 zu entnehmen ist. Die Länge
aller Träger 11, 12 ist so bemessen, dass sie um mindestens 3m größer als der Durchmesser
des Mastabschnitts 3 im Bereich der Rollenebene 10 ist. Die Träger 11 sind bei dem
hier dargestellten Ausführungsbeispiel aus U-Profilen gefertigt, während die Träger
12 aus Doppel-T Profilen hergestellt sind. Von den vier Trägern 11 sind zwei Träger
11 unmittelbar auf dem oberen Ende der Hebevorrichtung 6 lösbar so befestigt, dass
sie parallel zueinander angeordnet sind. Die beiden anderen Träger 11 werden ebenfalls
parallel zueinander so auf den ersten beiden Trägern 11 installiert, dass ihre Längsachsen
senkrecht zu den Längsachsen der ersten beiden Träger 11 angeordnet sind. Die aneinander
grenzenden Träger 11 sind über Halteelemente 13 miteinander verbunden. Durch diese
Anordnung der vier Träger 11 wird der Zentralmast 4 von den vier Trägern 11 rahmenförmig
umschlossen. Alle vier Träger 11 sind zudem so angeordnet, dass ihre Enden alle aus
dem Mastabschnitt 3 nach außen überstehen. Jeder der Träger 11 ist im Bereich eines
jeden Eckstiels 4E des Zentralmasts 4 mit mindestens einer Gleitrolle 11G versehen,
die dem jeweiligen Eckstiel 4E zugewandt ist. Die Eckstiele 4E des Zentralmasts 4
werden durch jeweils zwei im rechten Winkel angeordnete, flächige Bauelemente gebildet,
so dass die Gleitrollen 11G zum Stützen des oberen Mastabschnitts 3 auf den Eckstielen
4E aufliegen und darauf abrollen können. Zu jedem Träger 11 ist parallel dazu, in
der gleichen Ebene, unmittelbar außerhalb des Mastabschnitts 3, einer der vier Träger
12 installiert. Jeder der vier Träger 12 ist zum einen mit den darunter bzw. darüber
angeordneten Trägern 11, 12 über Halteelemente 13 lösbar verbunden. Zudem sind sie
so angeordnet, dass sie mit Klemmen (hier nicht dargestellt) gefasst werden können,
die mit Eckstielhalterungen 14 versehen sind. Mit diesen Eckstielhalterungen 14 werden
die Träger 12 mit den Eckstielen 3E des oberen Mastabschnitts 3 lösbar verbunden.
Damit wird eine feste Verbindung zwischen der Hebevorrichtung 6 und dem Mastabschnitt
3 ausgebildet.
[0013] Wie die Figuren 1, 2, 4 und 5 desweiteren zeigen, ist in einem vorgegebenen Abstand
über der ersten Rollenebene 10 eine zweite Rollenebene 20 installiert. Der Abstand
zwischen den beiden Rollenebenen 10 und 20 muß mindest 4,50m betragen. Für die Ausbildung
der zweiten Rollenebene 20 sind jeweils vier Träger 21 und 22 vorgesehen, wie den
Figuren 3 und 4 zu entnehmen ist. Die Länge aller Träger 21, 22 ist so bemessen, dass
sie um mindestens 3m größer als der Durchmesser des Mastabschnitts 3 im Bereich der
Rollenebene 20 ist. Die Träger 21 sind bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel
aus U-Profilen gefertigt, während die Träger 22 aus Doppel-T Profilen hergestellt
sind. Die vier Träger 21 sind angeordnet, dass sie den Zentralmast 4 rahmenförmig
umgeben, und alle ihre Enden aus dem Mastabschnitt 3 nach außen überstehen. Sie sind
dabei so angeordnet wie die Träger 11 der Rollenebene 10, und ebenfalls wie diese
über Halteelemente 13 miteinander verbunden. Die Träger 21 sind zudem in der gleichen
Weise wie die Träger 11 mit Gleitrollen 21G versehen, die den Eckstielen des Zentralmasts
4 zu gewandt sind. Der Abstand zwischen den Trägern 21 und dem Zentralmast 3 ist auch
hierbei so gering, dass die Gleitrollen 21G zum Stützen des Mastabschnitts 3 auf den
Eckstielen 4E aufliegen und darauf abrollen können. Zu jedem Träger 21 ist parallel
dazu, in der gleichen Ebene, unmittelbar außerhalb des Mastabschnitts 3, einer der
vier Träger 22 installiert. Jeder der vier Träger 22 ist zum einen mit den darunter
bzw. darüber angeordneten Trägern 21, 22 über Halteelemente 13 lösbar verbunden. Zudem
sind alle vier Träger 22 so angeordnet, dass sie mit Klemmen (hier nicht dargestellt)
gefasst werden können, die mit Eckstielhalterungen 14 versehen sind. Mit diesen Eckstielhalterungen
14 sind die Träger 22 ebenso wie die Träger 12 mit den Eckstielen 3E des Mastabschnitts
3 lösbar verbunden.
[0014] Vor dem Anheben des oberen Mastabschnitts 3 wird der Zentralmast 4 zentral ausgerichtet.
Anschließend werden die beiden Mastabschnitte 2 und 3 an der Trennlinie A-A' von einander
getrennt. Durch das Betätigen der Hydraulikzylinder 7 wird die Hebevorrichtung 6 angehoben.
Sie gleitet entlang des Zentralmastes 4 nach oben. Dadurch werden auch die beiden
Rollenebenen 10 und 20 und der mit ihnen verbundene obere Mastabschnitt 3 nach oben
bewegt, und zwar, falls erforderlich, so lange, bis die Hydraulikzylinder 7 vollständig
ausgefahren sind. Ist die gewünschte Erhöhung des Freileitungsmasts dann noch nicht
erreicht, müssen erst die Hydraulikzylinder 7 für eine weitere Erhöhung umgesetzt
werden. Hierfür werden zwischen der Unterseite der Hebevorrichtung und der Konsole
8 verstellbare Stützen (hier nicht dargestellt) angeordnet und lösbar befestigt. Anschließend
werden die Hydraulikzylinder 7 von der Hebevorrichtung 6 und der Konsole 8 gelöst
und zusammengeschoben. Daraufhin werden sie an einer weiteren Konsole (hier nicht
dargestellt), die in definiertem Abstand oberhalb der ersten Konsole 8 installiert
wird, mit ihren ersten Enden 7A wieder einander gegenüberliegend befestigt, während
ihre zweiten Enden 7B mit der Unterseite der Hebevorrichtung 6 verbunden werden. Der
obere Mastabschnitt 3 kann dann in gleicher Weise nochmals um die gleiche Strecke
angehoben werden. Während des nochmaligen Anhebens des Mastabschnitts 3 können die
Stützen (hier nicht dargestellt) wieder entfernt werden. Ist die gewünschte Höhe erreicht,
wird die Lücke 16, zwischen den beiden Mastabschnitten 2 und 3 des in Fig. 5 dargestellten
Freileitungsmastes 1 durch das Einfügen eines Zwischenstücks (hier nicht dargestellt)
geschlossen, das mit dem unteren Mastabschnitt 2 und dem oberen Mastabschnitt 3 verbunden
wird. Damit ist die Erhöhung des Freileitungsmasts 1 abgeschlossen. Jetzt können der
Zentralmast 4, das Fundament 5, die Hebevorrichtung 6 mit den Hydraulikzylindern 7
und die Rollenebenen 10 und 20 in der umgekehrten Reihenfolge wie vor der Erhöhung
wieder demontiert werden.
1. Vorrichtung zum Erhöhen eines in einen unteren Mastabschnitt (2) und einen oberen
Mastabschnitt (3) unterteilbaren Hochspannungsfreileitungsmast (1), die eine Hebevorrichtung
(6) sowie eine Stütz- und Führungsvorrichtung (4) in Form eines Zentralmasts aufweist,
der in den oberen Mastabschnitt (3) hineinragt, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentralmast (4) von der Hebevorrichtung (6) bereichsweise hüllenartig umgeben
und die Länge der Hebevorrichtung (6) so bemessen ist, dass sie in den oberen Mastabschnitt
(3) hineinragt, dass für den Antrieb der Hebevorrichtung (6) wenigstens zwei Hydraulikzylinder
(7) vorgesehen sind, und am oberen Ende der Hebevorrichtung (6) eine erste Rollenebene
(10) und in einem definierten Abstand darüber eine zweite Rollenebene (20) angeordnet
ist, und dass die erste Rollenebene (10) mit der Hebevorrichtung (6) und beide Rollenebenen
(10, 20) mit dem oberen Mastabschnitt (3) lösbar verbunden sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentralmast (4) einen quadratischen Querschnitt aufweist und in der Mitte des
Hochspannungsfreileitungsmasts (1) auf einem Fundament (5) aus Holz installiert ist,
und dass jeder Eckstiel (4E) des Zentralmastes (4) aus jeweils zwei im rechten Winkel
zueinander angeordneten flächigen Bauelementen gefertigt ist.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hebevorrichtung (6) aus Rohrgitter- und Stahlgitterstützen (6G, 6R) zusammengebaut
ist, und die beiden Hydraulikzylinder (7) auf einander gegenüberliegenden Seiten angeordnet
sind, dass die ersten Enden (7A) der Hydraulikzylinder (7) an einer Konsole (8) des
Zentralmastes (4) befestigt sind, die in geringem Abstand über dem Fundament (5) installiert
ist, und dass die zweiten Enden (7B) der Hydraulikzylinder (7) am unteren Ende der
Hebevorrichtung (6) befestigt sind.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Rollenebene (20) in einem Abstand von mindestens 4,50m über der ersten
Rollenebene (10) angeordnet ist, dass jede Rollenebene (10, 20) aus acht Trägern (11,
12, 21, 22) zusammengebaut ist, und die Träger (11, 21) U-Profile und die Träger (12,
22) Doppel-T Profile aufweisen, und dass die Länge der Träger (11, 12, 21, 22) um
mindest 3m größer ist als der Durchmesser des Mastabschnitts (3) im Bereich der Rollenebene
(10, 20).
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster und ein zweiter Träger (11) der ersten Rollenebene (10) parallel einander
gegenüberliegend auf dem oberen Ende der Hebevorrichtung (6) angeordnet sind, dass
ein dritter und eine vierter Träger (11) ebenfalls parallel zueinander so auf den
ersten beiden Trägern (11) installiert sind, dass ihre Längsachsen senkrecht zu den
Längsachsen der ersten beiden Träger (11) ausgerichtet sind, und der Zentralmast (4)
von den vier Trägern (11) rahmenförmig umgeben ist, dass die Enden aller vier Träger
(11) aus dem Mastabschnitt (3) herausragen und alle aneinander grenzenden Träger (11)
über Halteelemente (13) miteinander verbunden sind, und dass jeder der vier Träger
(11) mit zwei Gleitrollen (11G) versehen ist, die jeweils gegenüber von zwei Eckstielen
(4E) des Zentralmasts 4 angeordnet sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zu jedem Träger 11 in der gleichen Ebene, unmittelbar außerhalb des Mastabschnitts
(3) einer der vier Träger 12 installiert ist, dass jeder der vier Träger (12) zum
einen mit den darunter und/oder darüber angeordneten Trägern (11, 12) über Halteelemente
(13) und über Eckstielhalterungen (14) mit wenigstens jeweils zwei Eckstielen (3E)
des oberen Mastabschnitts (3) lösbar verbunden ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster und ein zweiter Träger (21) der zweiten Rollenebene (20) im Abstand parallel
einander gegenüberliegend angeordnet sind, dass ein dritter und eine vierter Träger
(21)ebenfalls parallel zueinander so auf den ersten beiden Trägern (21) installiert
sind, dass ihre Längsachsen senkrecht zu den Längsachsen der ersten beiden Träger
(21) ausgerichtet sind, und der Zentralmast (4) von den vier Trägern (21) rahmenförmig
umgeben ist, dass die Enden aller vier Träger (21) aus dem Mastabschnitt (3) herausragen
und alle aneinander grenzenden Träger (21) über Halteelemente (13) miteinander verbunden
sind, und dass jeder der vier Träger (21) mit zwei Gleitrollen (21G) versehen ist,
die jeweils gegenüber von zwei Eckstielen (4E) des Zentralmasts 4 angeordnet sind.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zu jedem Träger 21, in der gleichen Ebene, unmittelbar außerhalb des Mastabschnitts
(3) einer der vier Träger 22 installiert ist, dass jeder der vier Träger (22) zum
einen mit den darunter und/oder darüber angeordneten Trägern (21, 22) über Halteelement
(13) und über Eckstielhalterungen (14) mit wenigstens jeweils zwei Eckstielen (3E)
des oberen Mastabschnitts (3) lösbar verbunden ist.