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Geyer Anlagenbau GmbH & Co. KG | Brunnenstr. 22 | 92318 Neumarkt | Kontakt: +49 9181 440784 | Schutznetzkonfigurator

Mastrevision - Mastinspektion: Ganzheitliches Mast-Prüfverfahren sichert Bestand

Baustoffe besitzen eine gewisse Halbwertszeit. Beton besteht aus der Addition vieler, exakt aufeinander abgestimmter Komponenten. Äußere Einflüsse wie Änderungen der Temperatur und/oder der Umgebungsfeuchte oder dauerhafte Exposition in chloridhaltiger Umgebung (z.B. aus Taumitteln) tragen zu sichtbaren Gefügeänderungen bei.

Beton schwindet oder schrumpft, bekommt Risse, verliert dadurch an Tragfähigkeit und wird in seiner bauphysikalischen und nutzungsspezifischen Funktion geschwächt. Spannstahl in Form von vorgespannten Drähten übernimmt einerseits die erforderliche Aufnahme von Zugkräften in dem Mastbauteil bei max. Beanspruchung. Bei üblichen Nutzungszuständen sichern sie gleichfalls die Rissefreiheit des Bauteils (horizontale Biegerisse).

Der Vermeidung von Rissen kommt insbesondere bei chloridbeanspruchten (Tausalzeinsatz) Zonen besondere Bedeutung zu, da durch sie die chloridhaltigen Flüssigkeiten an den hinsichtlich Korrosion sehr empfindlichen Spannstahl transportiert werden.

Der Mastbetreiber ist für seine Masten voll und ganz verantwortlich

Bei fortschreitender, nicht identifizierter Schädigung der Konstruktion ist nicht nur das Objekt selbst gefährdet. Bei einem Kollaps sind Gefahren für Leib und Leben nicht auszuschließen. Die Verantwortung hierzu trägt in der Regel der Betreiber im Zuge seiner Sorgfaltspflicht. Er ist – im eventuellen Schadenfall – dazu verpflichtet, die regelmäßige und sachgerechte Überprüfung des Bauwerkes zu dokumentieren und somit darzulegen, seiner Sorgfaltspflicht nachgekommen zu sein. Aus statischer Sicht ist der Mast ein eingespannter Kragarm und damit ein statisch bestimmtes System. Im Versagensfall ist damit eine Systemumlagerung des Lastabtrages nicht möglich. Besonders bei vorgespannten Masten, besteht somit die Gefahr eines (schlagartigen) Versagens ohne Vorankündigung. Das gilt es unbedingt zu vermeiden.

Wichtig ist deshalb: Regelmäßiges Überprüfen, die Durchführung von notwendigen Instandsetzungen und gegebenenfalls Austauschen der betroffenen Objekte.

Die Grundsätze zur Durchführung von Inspektionen und die zugehörigen Intervalle für Masten im Straßenbahnbereich zum Beispiel sind in der Straßenbahn-Bau- und Betriebsordnung (BOStrab) sowie in der Richtlinie VDI 6200 geregelt.

Datenerfassung Und Archivierung

Datenerfassung und Archivierung

Um die Mast-Inspektion nicht nur auf Dauer zu dokumentieren sondern den dafür zuständigen Stellen sowohl eine intuitive Erfassungs- als auch Auswertungs-Möglichkeit zu geben, hat die Firma Geyer Anlagenbau eine auf allen gängigen Endgeräten lauffähige GIS-Software entwickelt.

Die Software ist für jede Art von Kataster-Komponenten anpassbar.

Bauwerk überprüfen - regelmäßig und sachgerecht

Die Firma Geyer Anlagenbau aus Neumarkt/Opf. beschäftigt sich schon mehrere Jahre mit dieser Thematik im Bereich der Schleuderbetonmasten und hat in dieser Zeit in Zusammenarbeit mit der TU Graz und der König und Heinisch Planungsgesellschaft in Leipzig ein ganzheitliches Prüfungsverfahren entwickelt. Im Gegensatz zu anderen Prüfungsverfahren, die in gewissen Teilen sicherlich ihre Berechtigung haben, betrachtet die Geyer Anlagenbau eben ganzheitlich.

ine simple, oft kostenintensive „Kraft-Weg-Messung“ oder der Weg über die „Erreger-Frequenz“ reichen Inhaber Burkard Geyer nicht aus. Sein Team nimmt den Standort selbst in Augenschein, sichtet und bewertet Anbauteile, betrachtet den Betonmast im Ganzen und entnimmt gegebenenfalls auch Proben.

Ganzheitliche Betrachtung von Masten

Was bedeutet „ganzheitliche Betrachtung“?

Im Detail wird fest gehalten, ob sich der Mast im Streubereich oder im Grünbereich befindet. Direkt an der Straße ist die Belastung durch Taumittel erheblich höher, was die Lebensdauer und daraus abgeleitet auch das Überprüfungsintervall erheblich beeinflusst. Welche Anbauteile sind an dem Mast fixiert? Wie schwer sind diese? Ist der Mast von Werk aus überhaupt für diese Belastung ausgelegt? Ist der Mast ob der Belastung vielleicht schon verformt?

„Der Standort und die Basis-Betrachtung eines Schleuderbetonmastes lassen oft Rückschlüsse auf dessen physischen Zustand zu“, weiß Burkard Geyer aus Erfahrung. Bei der folgenden näheren und zum Teil bis auf die Materialebene reichenden Begutachtung fallen insofern regelmäßig Fehler auf, die irgendwann zu einem unerwarteten Versagen des Mastes führen können. So wird die Beschaffenheit der Betonoberfläche betrachtet, dabei auf Abplatzungen, Lunker (bei der Erstarrung gegossener Teile entstandener Hohlraum) und andere Fehlstellen geachtet.

Geyers Team dokumentiert auch Risse, nimmt hier die Ausprägung und Anordnung bzw. dessen Lage sowie die Rissbreite auf. Weiter werden den Masten bei angezeigtem Bedarf Bohrmehlproben entnommen, um den Chlorid-Gehalt zu bestimmen. Bei vorgespannten Masten werden zusätzlich stichprobenartig Spannstahlproben entnommen und diese im Labor untersucht. Mit den daraus gewonnenen Informationen zum Zustand sowie den mechanischen Eigenschaften des Spannstahls können Aussagen zu einem möglichen Versagensrisiko getroffen werden. Über statistische Auswertungen lassen sich diese Aussagen bei der Einhaltung entsprechender Randbedingungen für eine Gruppe von Masten extrapolieren.

„Rissbreite“ ist ein Risikoparameter

Die Bewertung des Risikoparameters „Rissbreite“ erfolgt in Anlehnung an der aktuell gültigen Normung für Stahl- und Spannbeton (Normengruppe DIN-EN 1992), wonach die Dauerhaftigkeit von Bauwerken im Allgemeinen als gesichert gilt, wenn die vorhandenen Rissbreiten einen Wert von 0,2 mm nicht überschreiten. Unter Berücksichtigung der Trennrisswirkung infolge der Schalendicke des Mastes wird hier eine Rissbreite von 0,15 mm als Grenze betrachtet. Bei größeren Rissbreiten ist nicht auszuschließen, dass durch Transportvorgänge schädigende Substanzen (Chloride) in das Bauteilinnere bzw. zur Bewehrung vordringen können und beispielsweise Korrosionsprozesse initiieren. Die größte Gefahr geht dabei von eindringenden Chloriden aus.

Masten im Streusalzbereich bei denen Querrisse mit Rissbreiten größer 0,15 mm vorhanden sind, stellen den ungünstigsten Fall dar. Bei regelmäßigen Längsrissen mit annähernd konstantem Rissabstand wird eine Rissbreite von 0,1 mm als Obergrenze betrachtet. Weiterhin wird davon ausgegangen, dass einzelne Längsrisse mit Breite von mehr als 0,5 mm zu einer deutlichen Reduzierung der Querkrafttragfähigkeit führen können.

Schleuderbetonmasten mit Vorspannung: Sonderfall

Spannbetonmasten besitzen die Besonderheit, dass ein mögliches Versagen infolge Spannstahlausfalls schlagartig erfolgt. Eine mögliche Ursache dafür kann einerseits die wasserstoffinduzierte Spannungsrisskorrosion mit der Folge von Sprödbrüchen sein, die allerdings auf bestimmte Spannstahlchargen/-jahrgänge begrenzt ist.

Andererseits können Sprödbrüche durch chloridinduzierte Spannstahlkorrosion hervorgerufen werden.

Eine Bewertung sowie eine Risikoabschätzung solcher Masten können daher nur durch eine ganzheit-liche Betrachtung erfolgen. Vor Ort durchgeführte Kraft-Weg-Messungen oder dergleichen können, wenn überhaupt, nur eine Momentaufnahme geben.

Mastschäden sind materialunabhängig

„Schleuderbetonmasten und auch Masten aus anderen Materialen bedürfen stets einer ganzheitlichen Betrachtung“, meint Burkard Geyer. Eine punktuelle Überprüfung oder andere Verfahren seien nicht ausreichend für das Bewerten und Definieren weiterer Maßnahmen. Ob es sich nun um Betonmaste handelt, Maste aus Schleuderbeton, Stahl, GfK oder Holz: Mängel werden im Lauf der Jahre immer sichtbar und, so Geyer „sind direkt in Augenschein zu nehmen und zu bewerten“. Das einfachste Beispiel für eine visuelle Prüfung sei, ob Vorschädigungen wie zum Beispiel durch einen Anprall vorhanden sind.

„Die eigentlichen Gefahren für einen Mast lauern allerdings dort, wo man sie zwar vermutet aber nicht immer gleich sieht“, sagt Burkard Geyer und zählt auf: Wasser im Hohlraum, Risse im Innenraum, Schädigungen im Übergangsbereich zum Erdreich, defekter Spannstahl, Korrosion und beispielsweise auch Osmose (bei GfK-Masten).

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