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Patent Searching and Data


Title:
METHOD AND DEVICE FOR CHECKING THE SOLIDITY OF ANCHORED STANDING MASTS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1998/025117
Kind Code:
A1
Abstract:
According to the method suggested, the mast (1) is submitted to an increasing force (S1), and both this force and the deflection path are correlated to establish a characteristic load line (22). After it has been loaded, the mast is again relieved from the load, a characteristic load relief line (23) is determined and the return force is correlated to the decreasing return path (S2). The findings related to the mast solidity (1) and anchorage (2) are based on the tracing of the characteristic load relief line(s) and the comparaison with the characteristic load line(s).

Inventors:
ROCH MATHIAS (DE)
ROCH OLIVER (DE)
Application Number:
PCT/DE1996/002319
Publication Date:
June 11, 1998
Filing Date:
December 04, 1996
Export Citation:
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Assignee:
ROCH MATHIAS (DE)
ROCH OLIVER (DE)
International Classes:
G01L5/00; G01M5/00; G01M99/00; (IPC1-7): G01L5/00
Foreign References:
US5212654A1993-05-18
DE29607045U11996-07-11
Attorney, Agent or Firm:
Wilcken, Thomas (L�beck, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zum Prüfen der Standfestigkeit eines stehend verankerten Mastes, bei dem der Mast mit einer oberhalb seiner Verankerung eingelei teten ansteigenden Kraft F1 belastet wird, wobei diese Kraft und das Ma S1, um welches der Mast aufgrund der Krafteinwirkung in einer Richtung seitlich ausgelenkt wird, gegebenenfalls erfa t werden und sich eine Funktion fl = F1 (S1) ergibt, und bei dem der Mast nach Beendigung des Belastungsvorganges wieder entlastet wird, dadurch gekennzeichnet, da die beim Entlastungsvorgang abnehmende Rückstellkraft F2 des Mastes in Abhängigkeit von der sich reduzierenden seitlichen Auslenkung S2 als Rückstellbewegung erfa t wird, wobei sich eine Funktion f2 = F2 (S2) ergibt, und da anhand des Verlaufes der Funktion f2 und einer weiteren Funktion (fi; f4) Rückschlüsse auf die Festigkeit des Mastes und seiner Verankerung gezogen werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da a. einander entsprechende Verläufe der Funktionen fl und f2 als ein Kriterium für einen in der Prüfebene schadenfreien Mast und seiner Ver ankerung und b. einander nicht entsprechende Verläufe dieser Funktionen als Kriteri um für einen beim Belastungsvorgang aufgetretenen Kippversatz des Mastesim Bereich seiner Verankerung oder für eine Schädigung des Mastes und einen Kippversatz seiner Verankerung ausgewertet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, da die Kraft F1 linear ansteigend in den Mast eingeleitet wird und da a. eine Übereinstimmung der Steigungen C1 und C2 und der linearen, auf den gleichen Nullpunkt bezogenen Verläufe der Funktionen fl und f2 als ein Kriterium für einen schadenfreien Mast und b. ein Verlauf einer nicht in den Nullpunkt der Kraft F1 zurückkehrenden Rückstellkraft F2 als Kriterium für den erwähnten Versatz des Mastes ausgewertet werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem der Mast nach einem ersten Prüfvorgang gemä einem der Ansprüche 1 bis 3 in gleicher Prüfebene bei einem zweiten Prüfvorgang mit einer der Kraft F1 ent gegengesetzt gerichteten Kraft F3 belastet und diese Kraft sowie die sich beim zweiten Prüfvorgang ergebende seitliche Auslenkung S3 des Mastes erfa t werden, wobei sich eine Funktion f3 = F3 (S3) ergibt, dadurch gekennzeichnet, da auch in den zweiten Prüfvorgang eine Entlastung des Mastes einbezogen wird, indem die sich bei dieser Entlastung ergebende Rückstellkraft F4 und die sich reduzierende Auslenkung S4 des Mastes erfa t werden, wobei sich eine Funktion f4 = F4 (S4) mit einer Steigung C4 ergibt, und da folgende Funktionsbeziehungen als folgende Aussagen ausgewertet werden, wobei «Kippversatz» eine Lageänderung des Mastes bzw. seiner Verankerung am oder im Boden bedeutet, Funktionsbeziehung Aussage <BR> <BR> <BR> <BR> f1 # f2 # f3 # f4 keine Schädigung des Mastes und<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> Cl # C2 # C3 # C4 kein Kippversatz seiner Veranke rung fl = f2, f3 + f4 keine Schädigung des Mastes, C2 C C4 C1 aber Versatz beim zweiten Prüf vorgang, f1 # f2, f2 # f4, f3 # f4, keine Schädigung des Mastes, C2 = C4 aber Versatz beim ersten und zweiten Prüfvorgang, f1 # f2, f3 # f4 Schädigung des Mastes, aber ein C2 + C4 Versatz, fl C f2, f2 t f4, f3 t f4 Schädigung des Mastes und Ver C2 t C4 satz beim zweiten Prüfvorgang und fl * f2, f2 + f4, f3 + f4, Schädigung des Mastes und Ver C2 t C4 satz bei beiden Prüfvorgängen.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, da die Steigun gen C2 und C4 der Funktionen f2 und f4 so ausgewertet werden, da eine Beziehung C2 ^ C4 als Aussage für einen schadenfreien Mast und eine Beziehung C2 W C4 als Aussage für einen geschädigten Mast gewertet werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, da bei Fest stellung der Beziehung C2 + C4 die Seite des Mastes ermittelt wird, an welcher der Mast geschädigt ist, wobei eine Beziehung C2 < C4 als aus sage dafür gilt, da ein Schaden auf der Mastseite vorliegt, an der die Kraft F1 wirkte, und eine Beziehung C2 > C4 besagt, da ein Schaden auf der Mastseite liegt, an der die Kraft F3 zur Wirkung gebracht wurde.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, da nur die Verläufe der Funktionen f2 und f4 ermittelt und hinsichtlich eines etwaigen Mastschadens und/oder Versatzes ausgewertet werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, da der lineare Verlauf der Funktion f2 bzw. f4 durch Messung mindestens zweier Werte für jeweils F2 und S2 bzw. für F4 und S4 bestimmt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Mast nach einem ersten Prüfvorgang gemä einem der Ansprüche 1 bis 3 in gleicher Prüfebene bei einem zweiten Prüfvorgang mit einer der Kraft F1 entgegengesetzt ge richteten Kraft F3 belastet und diese Kraft sowie die sich beim zweiten Prüfvorgang ergebende seitliche Auslenkung S3 des Mastes erfa t werden, wobei sich eine Funktion f3 = F3 (S3) ergibt, dadurch gekennzeichnet, da auch in den zweiten Prüfvorgang eine Entlastung des Mastes einbezogen wird, indem die sich bei dieser Entlastung ergebende Rückstellkraft F4 und die sich reduzierende Auslenkung S4 des Mastes erfa t werden, wobei sich eine Funktion f4 = F4 (S4) ergibt, da beim ersten und zweiten Prüfvorgang im Falle des Nichterreichens der maximalen Prüfkraft (FPmax) sowohl der Verlauf und die Endwerte von Belastungskennlinien (50, 52) als auch die Restauslenkungen (S2, S4) von ermittelten Entla stungskennlinien (51, 53) erfa t und für die Feststellung einer Schädi gungsart des Mastes ausgewertet werden.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, da folgende Resultate als folgende Aussagen ausgewertet werden, wobei «Kippversatz» eine Lageänderung des Mastes bzw. seiner Verankerung am oder im Boden bedeutet: Resultat Aussage a) S2 > 0, S4 > 0 kein Kippversatz, aber Plastizie Kennlinienverlauf gleich, deren ren des Mastes in beiden Prüf Endkraftwerte gleich vorgängen b) S2 > 0, S4 = 0/S2 = 0, S4 > 0 kein Kippversatz, aber ein beim KennlinienVerlauf ungleich, Er Prüfen verlängerter Ri reichen von FPmax in einem Prüfvorgang c) S2 > 0, S4 > 0 kein Kippversatz, aber Span Kennlinienverlauf oben ungleich, nungsri korrosion oder interkri Endkraftwerte in 2. Prüfvorgang stalline Korrosion im Mast höher d) S2 = S4' nur Kippversatz in 1. Prüf insgesamt ungleicher vorgang, kein Plastizieren des Kennlinienverlauf, 2. Belastungs Mastes linie sehr flach beginnend und bei S4' steil ansteigend bis FPmax e) S2 < S4 Kippversatz im 1. Prüfvorgang, insgesamt ungleicher Belastungs Ri verlängerung beim 2. Prüf linienverlauf, 2. Belastungslinie vorgang sehr flach beginnend und bei S4' steil ansteigend f) S2 > S3 Kippversatz und Plastizierung des insgesamt ungleicher Belastungs Mastes beim 1. Prüfvorgang linienverlauf, 2. Belastungslinie sehr flach beginnend und bei S3 stark ansteigend, Prüfkräfte bei beiden Prüfvorgängen gleich 11. Vorrichtung zur Prüfung der Standfestigkeit von stehend verankerten Masten mit einer Krafteinheit, mit der in den Mast oberhalb seiner Ver ankerung ansteigende, mit einem Kraftsensor erfa bare Biegekräfte F einleitbar sind, um den Mast mit Biegemomenten zu belasten und wieder zu zu entlasten, und mit einem oberhalb der Mastverankerung gegen den Mast zur Anlage bringbaren Sensor zum Messen der aufgrund der Biegemomen te auftretenden seitlichen Auslenkung S des Mastes, wobei die von den Sensoren erzeugten Me werte für die Kraft F und die Auslenkung S zeitgleich in einer Auswerteeinheit in bezug auf die Funktionen f = F(S) bzw.
11. f = S(F) verarbeitbar sind, und zwar gesondert nach Verläufen der Funktion fl für einen ersten Biegebelastungsfall und f2 für wenigstens einen weiteren Prüfvorgang, dadurch gekennzeichnet, da die Auswerte einheit (9) mit Mitteln (20) zum Feststellen einer zu der ermittelten Belastungskennlinie (22) entsprechend der Funktion fl gehörenden Entla stungskennlinie (23) ausgerüstet ist, die eine Funktion f2 aus den von den Sensoren (7, 8) gemessenen Rückstellwerten (F2, S2) darstellt.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, da die Auswerteinheit (9) mit Mitteln (21) zum Vergleichen der Verläufe der Funktionen fl und f2 zwecks Feststellung einer Abweichung der beiden Kennlinien voneinander als Kriterium für eine Schädigung des Mastes (1) und/oder seiner Verankerung (2) versehen ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, da die Funktionen der Belastungskennlinien und der Entlastungskennlinien optisch gemeinsam auf einem an die Auswerteeinheit (9) angeschlossenen Monitor darstellbar sind.
14. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, da die Funktionen der Belastungskennlinien und der Entlastungskennlinien mit einem an die Auswerteeinheit (9) angeschlossenen Drucker (12) ge meinsam dokumentierbar sind.
Description:
Verfahren und Vorrichtung zur Prüfung der Standfestigkeit von stehend verankerten Masten Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prüfung der Standfestigkeit von stehend verankerten Masten, gemä dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Weiterhin betrifft die Erfindung eine insbesondere zur Durchführung dieses Verfahrens geeignete Vorrichtung gemä dem Oberbegriff nach Anspruch 9.

Im Patent US 5 212 654 sind Verfahren für eine zerstörungsfreie Prüfung von Masten auf deren Restfestigkeit beschrieben, um die noch mögliche Belastung eines Mastes zu ermitteln, bevor dieser brechen könnte. Wenn festgestellt wird, da die Restfestigkeit und die somit noch zu erwartende Lebensdauer zu gering sind, mu der betreffende Mast ausgetauscht wer- den.

Bei diesen bekannten Verfahren wird beispielsweise so vorgegangen, da der Mast oberhalb seiner Verankerung mit einer fest vorgegebenen Kraft belastet wird, die seiner vorab berechneten zulässigen Restfestigkeit entspricht. Wenn die seitliche Auslenkung des Mastes, nachdem die Kraft den vorgegebenen Wert erreicht hat, als übermä ig gro festgestellt wird, ist dies ein Kriterium für eine Schädigung und notwendige Auswechslung des Mastes.

Zu einem entsprechenden Ergebnis kommt man auch, wenn eine vorab berechnete und der theoretischen Restfestigkeit entsprechende Auslenkung vorgegeben wird und dann der Mast von der Seite her mit einer ansteigen- den Kraft so lange belastet wird, bis die Auslenkung erreicht ist. Falls die am Ende des Prüfvorganges gemessene Kraft als übermä ig gering fest- gestellt wird, ist ein Austausch des Mastes vorzunehmen, da bei einem schadenfreien und weniger elastischen Mast die Kraft zum Erreichen der festgelegten Auslenkung vergleichsweise grö er wäre.

Schlie lich wird im vorerwähnten Patent noch ein Prüfverfahren vor- geschlagen, bei dem der Mast mit einer laufend gemessenen Kraft belastet und gleichzeitig die seitliche Mastauslenkung gemessen wird, um aus diesen Werten am Ende des Prüfvorganges die Restfestigkeit des Mastes zu berechnen.

Bei diesen Verfahren werden keine Vorkehrungen für den Fall getroffen, da ein geschädigter Mast bei ansteigenden Belastungskräften und Biege- momenten aus dem Bereich einer elastischen Verformung in eine plasti- sche Verformung übergeht, also sogar knicken oder durchbrechen könnte, ohne da dies vorher erkannt und die Prüfung durch Aufhebung der Mast- belastung abgebrochen werden könnte. Insofern wird für diesen Fall nur vorgesehen, den Mast vor dem Prüfvorgang mit einem Gestell oder mit Seilen, Ketten oder dergleichen zu stützen oder den Mast lose an einem Kran zu sichern, damit beim Knicken oder Brechen des Mastes kein Schaden entstehen kann.

Au erdem wird der Mast noch unten oberhalb seiner Verankerung mit einer Konterung gesichert, so da er oder seine Verankerung gegen Ver- satz im Boden fixiert sind. Dies hat allerdings zur Folge, da in die Prü- fung des Mastes nur der frei oberhalb der Verankerung bzw. des Bodens befindliche Mastteil einbezogen werden kann und keine Aussage zu der

Frage möglich ist, ob evtl. nur oder auch der andere Teil des Mastes geschädigt sein könnte oder ob der Mast überhaupt ausreichend standfest ist.

In der EP 0 638 794 A1 ist ein Verfahren zum Prüfen der Stand- und Biegefestigkeit eines stehend verankerten Mastes beschrieben, bei dem der Mast ebenfalls einem variablen Biegemoment ausgesetzt wird, indem er mit einer oberhalb seiner Verankerung eingeleiteten und im Verlauf des Prüfvorganges ansteigenden Kraft belastet wird, deren gemessener Wert und Verlauf zur Bestimmung der Festigkeit des Mastes herangezogen werden. Sowohl die erwähnte Kraft als auch die Strecke, um die der Mast an einer ausgewählten Stelle aufgrund des Biegemomentes seitlich ausge- lenkt wird, werden zeitgleich mit Sensoren gemessen.

Eine lineare Abhängigkeit der erwähnten Strecke von der eingeleiteten Kraft wird als Aussage für eine im Bereich der elastischen Verformung liegende Mastauslenkung verwertet, während die Feststellung einer nicht linearen Abhängigkeit der von den Sensoren gemessenen Werte als Aus- sage für eine plastische Verformung und/oder für eine nicht stabile Ver- ankerung des dann als nicht biegefest bzw. nicht standfest erkannten Mastes verwertet und der Prüfvorgang durch Entlasten des Mastes abge- brochen wird. Deshalb sind bei diesem Verfahren keine Sicherheitsvor- kehrungen für den auch nicht zu erwartenden Fall zu treffen, nämlich da der Mast bei diesem Prüfschritt umknicken oder brechen könnte. Im übrigen wird der Prüfvorgang durch Entlasten des Mastes erst dann abge- brochen, wenn ein vorgegebener Sollwert des Biegemomentes im elasti- schen Bereich der Verformung erreicht wird, was bedeutet, da der Mast ausreichend stand- und biegefest ist und nicht gegen einen anderen ausge- wechselt werden mu .

Mit allen vorerwähnten Verfahren ist es nicht möglich festzustellen, ob der jeweils geprüfte Mast trotz einer im elastischen Bereich liegenden Verfor- mung bis zum Erreichen der Prüflast z. B. durch einen Ri oder durch einen den Mast ggf. durchsetzenden Korrosionsbereich geschädigt ist, so da es für den Fall eines solchen Schadens möglicherweise zu einer fal- schen Beurteilung der verbleibenden Festigkeit des Mastes kommen kann, weil beispielsweise bei Anwendung des Verfahrens nach der EP 0 638 794 A1 ein linearer Verlauf der Funktion f = F(S), wobei F die eingeleitete Kraft und S die seitliche Mastauslenkung oder der sich im Belastungsfall ändernde Biegewinkel des Mastes bedeuten, vortäuschen könnte, da der Mast nicht geschädigt ist.

Dieses Problem wird mit dem im Gebrauchsmuster DE 296 07 045 U beschriebenen Verfahren gelöst, bei dem mittels einer Krafteinheit der Mast oberhalb seiner Verankerung in gleicher Prüfebene von der Seite her nacheinander mit einer Druckkraft und einer Zugkraft, also mit entgegen- gesetzt gerichteten Biegemomenten belastet wird, so da sich für beide Belastungsfälle zwei Funktionen fx und fy ergeben werden und in einer Auswerteeinheit verarbeitet und verglichen werden können. Au erdem werden diese Funktionen zweckmä igerweise auf einem Monitor und/oder mit einem Drucker graphisch zur gleichzeitigen Begutachtung bzw. nach- träglichen Auswertung dargestellt.

Diese Funktionen sind bei angenommenem geraden Verlauf insbesondere insofern aussagekräftig, als sie Auskunft darüber geben, ob ein beispiels- weise durch einen Ri im Mast gegebener Schaden vorliegt und wo sich dieser Schaden befindet.

Wenn beide Funktionen fx fy den gleichen Verlauf und somit die gleiche Steigung haben, lä t dies darauf schlie en, da jedenfalls kein Schaden des Mastes in der vertikalen Prüfebene und im unmittelbar neben dieser

Ebene befindlichen Mastbereich vorliegen wird. Falls dagegen die Verläu- fe der beiden auf den gleichen Nullpunkt bezogenen Funktionen fx, fy divergieren und somit unterschiedliche Steigungen haben, lä t dies auf einen Mastschaden schlie en, selbst wenn die aus den beiden Funktionen gewonnenen Kennlinien linear bzw. gerade verlaufen, weil sich ein z. B.

mit einem Ri behafteter Mast sogar nach einer begrenzten Weiterbildung des Risses bei zunehmender Belastung des Mastes weiter elastisch ver- halten wird und sich eine Ri bildung höchstens in einem kleinen Knick in der im übrigen weiter linear verlaufenden Kennlinie auswirken wird.

Wie bereits erwähnt wurde, kann aus den beiden in gleicher Prüfebene gewonnenen Funktionen und deren Verläufen auch auf den Ort des Scha- dens geschlossen werden. Wenn nämlich z. B. die beim Druckvorgang ermittelte Funktion fx eine grö ere Steigung als die beim Zugvorgang festgestellte Funktion fy haben sollte, wird dies bedeuten, da sich der Ri auf der Seite des Mastes befinden wird, an welcher die Zugkraft eingelei- tet wurde, da zu erwarten ist, da sich der Mast aufgrund einer geringen Aufweitung eines quer verlaufenden Risses, ohne da dieser dabei grö er werden mü te, elastischer verhalten wird als bei entgegengesetzt gerichtet eingeleiteter Druckkraft, bei der sich gegenüberliegende Ri flächen zusammengepre t werden und sich der Mast bei dieser Belastungsrichtung wie einer ohne Ri bildung weniger elastisch verhalten wird. Sinngemä gilt gleiches, wenn der Ri vertikal oder mit einer vertikalen Komponente im Mast verlaufen würde. Wegen weiterer Kriterien zur Begutachtung eines zu prüfenden Mastes wird auf die im Gebrauchsmuster DE 296 07 045.9 U angegebenen Lösungen verwiesen, von denen auch die Erfindung wenigstens teilweise ausgeht und Gebrauch macht.

Allen vorher abgehandelten Verfahren ist der Nachteil gemeinsam, da bei ihnen nicht der Umstand exakt berücksichtigt werden kann, da der Mast bzw. seine Verankerung bei den jeweiligen Belastungsfällen seine bzw.

ihre Position im oder am Boden verändern kann. Jedenfalls kann es passie- ren, da es bei den Prüfvorgängen beispielsweise dazu kommen kann, da Bewegungen und ein Kippversatz des Mastes oder seiner Verankerung auf oder im Boden auftreten und dabei Bodenmaterial durch Kippen des Mastes bzw. seiner Verankerung bleibend verschoben wird, was sich natürlich auf den Verlauf der Funktionen f so auswirken würde, da diese nicht mehr eine eindeutige Aussage über die Festigkeit des Mastes als solchen geben werden.

Insbesondere dieser Nachteil soll durch die Erfindung beseitigt werden, indem ein Verfahren und eine Prüfvoreinrichtung vorgeschlagen werden, mit denen auf relativ einfache und vor allem sichere Weise eine aus- sagekräftige Entscheidung und Beantwortung der Frage erreicht werden kann, ob einerseits ein geprüfter Mast ausreichend standfest ist und ob andererseits die gewonnenen Me ergebnisse darauf schlie en lassen, ob ein Versatz des Mastes bzw. seiner Verankerung im Boden vorliegt, wobei selbst bei Feststellung eines solchen Versatzes dennoch eine Aussage möglich sein soll, ob der Mast geschädigt ist oder nicht.

Die Lösung der Aufgabe ist im Patentanspruch 1 angegeben. Eine bevor- zugte Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist in dem Patent- anspruch 9 gekennzeichnet.

Mit der Lösung nach dem erfindungsgemä en Verfahren ist es möglich, den Zustand der Verankerung des Mastes im Erdboden bei der Prüfung des Systemes Mast/Verankerung auch dann mit zu erfassen, wenn das System der maximalen Prüfkraft unterworfen worden ist. Es wird klar erkennbar, ob sich die Verankerung stabil bzw. standfest verhalten hat, d. h., ob sie allen auf sie einwirkenden Kräften widerstanden und sich demgemä nicht bewegt hat oder ob sie auch bei Erreichen der maximalen Prüfkraft nach- gegeben hat, sich also bewegt und in der Regel eine Kippbewegung durch-

geführt hat. Es gibt nämlich in der Praxis Situationen, wo nicht unbedingt an der Verankerung selbst und/oder an der Bodenumgebung der Ver- ankerung erkennbar ist, ob eine Kippbewegung und damit ein Kippversatz der Verankerung beim Prüfvorgang stattgefunden hat. Weiter ist erkenn- bar, ob bei Kippversatz des Mastes und seiner Verankerung eine Schädi- gung des Mastes vorliegt oder nicht. Ferner ist auch erkennbar, ob bei stabil gebliebener Verankerung eine Mastschädigung vorliegt oder nicht.

Ein wesentlicher Grund für die Gewinnung aussagefähiger Beurteilungs- kennlinien bei der Prüfung des Systemes Mast/Verankerung besteht neben der Aufzeichnung der jeweiligen Belastungskennlinie erfindungsgemä auch in der Aufzeichnung der jeweiligen zugehörigen Entlastungskenn- linie. Stellt sich bei der Prüfung heraus, da die betreffende ermittelte Entlastungskennlinie einen von ihrer zugehörigen Belastungskennlinie abweichenden Verlauf hat, also beispielsweise nicht in den Nullpunkt der Belastungskennlinie zurückkehrt, dann liegt mindestens ein Kippversatz der Mastverankerung vor. Stellt sich heraus, da das Linienpaar aus Bela- stungskennlinie und Entlastungskennlinie bis zur maximalen Prüflast identisch ist, da also die Entlastungskennlinie den gleichen steilen Ver- lauf hat wie die Belastungskennlinie und in den Nullpunkt der Belastungskennlinie zurückkehrt, dann steht fest, da sowohl der Mast als auch seine Verankerung in Ordnung sind. Ferner kann auch festgestellt werden, da der Mast trotz eines festgestellten Kippversatzes seiner Ver- ankerung in Ordnung ist.

Weil überraschenderweise festgestellt wurde, da die Entlastungskennlinie, die im aufgezeichneten Kraft-Auslenkung-Diagramm von ihrer maximalen, im elastischen Verformungsbereich des Mastes angewendeten Prüfkraft zurückverläuft, bis die Prüfkraft aufgehoben ist, eine Gerade darstellt, ist bei einem Vergleich der jeweiligen Entlastungskennlinie mit ihrer zu- gehörigen Belastungskennlinie oder der Entlastungskennlinien unterein-

ander erkennbar, ob der Mast allein und/oder seine Verankerung einen Schaden aufweist oder nicht, und zwar unter Einbeziehung der Mastver- ankerung bis zum Erreichen der maximalen Prüflast. Die Mastverankerung wird also normalerweise bei dem erfindungsgemä en Prüfverfahren mit einbezogen und nicht vom Mast isoliert. Das erfindungsgemä e Verfahren erlaubt also gegenüber den bisher bekannten Verfahren auf einfache Weise eine gesteigerte Aussagefähigkeit über das geprüfte System Mast und seine Verankerung.

Zur weiteren Verbesserung der Aussagefähigkeit über die Schädigung des Mastes und seiner Verankerung werden die unmittelbar auf den Mast aufgebrachten Prüfbelastungen zur Ermittlung der Belastungskennlinien und der Entlastungskennlinien je Prüfebene in zwei entgegengesetzten Richtungen angewendet. Das hei t, je Prüfebene eine Druckbelastung in der einen Richtung und eine Zugbelastung in der entgegengesetzten Rich- tung. Man erhält so vier Kennlinien, und aus einem Vergleich dieser Belastungskennlinien und Entlastungskennlinien miteinander ergibt sich eine noch genauere Aussage über eine Schädigung oder Nichtschädigung von Mast und/oder seiner Verankerung. Die Aussagefähigkeit kann noch weiter gesteigert werden, wenn eine Mehrzahl von Prüfebenen angewendet wird, insbesondere wenn dabei je Ebene in zwei entgegengesetzten Rich- tungen geprüft wird.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemä en Verfahrens weist eine Auswerteeinheit auf, die mit Mitteln zum Feststellen einer zu der ermittelten Belastungskurve entsprechend der Funktion fl gehörenden Entlastungskurve ausgerüstet ist, die eine Funktion f2 aus den von dem Kraft- und dem Wegsensor gemessenen Rückstellwerten darstellt. Diese Mittel können aus einem Rechner bestehen, der nach einem entsprechen- den Programm arbeitet.

In einer bevorzugten Ausgestaltung kann die Auswerteeinheit mit Mitteln zum Vergleichen der Verläufe der Funktionen fl und f2 zwecks Fest- stellung einer Abweichung der beiden Kurven voneinander als Kriterium für eine Schädigung des Mastes und/oder seiner Verankerung versehen sein. Diese Mittel können aus elektrischen Vergleichsschaltkreisen beste- hen.

Die Me ergebnisse der Prüfvorgänge, d. h. die Verläufe der Belastungs- kennlinien und der Entlastungskennlinien entsprechend den Funktionen fl bzw. f2 können optisch auf einem Monitor angezeigt und/oder mit einem Drucker dokumentiert werden. Eine solche Vorrichtung ist einfach im Aufbau und somit kostengünstig herzustellen sowie einfach zu handhaben.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung ist nachstehend an einem in den anliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen schematischen und stark vereinfachten Aufbau einer Vorrichtung in Verbindung mit einem damit zu prüfenden Mast und seiner Verankerung, Fig. 2 Prüfungsvorgänge an einem Mast und seiner Verankerung mit der Vorrichtung nach Fig. 1, Fig. 3 das System Mast und seine Verankerung in einwandfreiem und in versetztem Zustand, Fig. 4

bis 13 Diagramme, die Belastungs- und Entlastungskennlinien bei einem innerhalb einer Ebene in zwei einander entgegenge- setzten Richtungen geprüften Mast einschlie lich seiner Verankerung zeigen.

Gemä den Figuren 1 und 2 ist ein Mast 1 mittels einer Verankerung 2 stehend im Erdboden 3 befestigt. Der Mast 1 sei beispielsweise ein Licht- mast, der gegebenenfalls an seinem Oberende einen Ausleger la aufweist, an dessen Ende eine Stra enbeleuchtung 4 angebracht ist.

Eine Vorrichtung zur Prüfung der Standfestigkeit des Mastes 1 einschlie - lich seiner Verankerung 2 umfa t eine Krafteinheit 5, die beispielsweise an einem mobilen, schematisch angedeuteten Fahrzeug 6 anbringbar ist, einen Kraftsensor 7, der sich zwischen der Krafteinheit 5 und dem Mast 1 befindet, einen vorzugsweise als Wegstreckensensor ausgebildeten Weg- sensor 8, der in derselben vertikal Kraftsensors 7, beispielsweise auf der anderen Seite des Mastes angeord- net ist, sowie eine mit dem Kraftsensor und dem Wegsensor verschaltete Auswerteeinheit 9. Diese Auswerteeinheit umfa t einen Rechner 10, z. B.

einen Personalcomputer, der mit einem Monitor 11 und/oder einem Druk- ker 12 verbunden ist. Ferner ist ein Transmitter 13 vorgesehen, der die Signale des Kraftsensors und des Wegsensors 8 in aufbereiteter Form dem Rechner 10 zuleitet. Der genauere, hier nicht weiter entscheidende Aufbau der vorstehend beschriebenen Vorrichtung kann so ausgeführt sein, wie es in der DE-U-94 04 664 beschrieben ist.

Die Auswerteeinheit 9 ist derart ausgestaltet, da sowohl Druckkraftme - ergebnisse als auch Zugkraftme ergebnisse in der jeweiligen Prüfungs- ebene und jeweils bezogen auf die zugehörige Mastauslenkung gemeinsam angezeigt werden. Die Ausgestaltung der Einheit 9 umfa t somit Mittel 20 zum Feststellen von Belastungs- und Entlastungskennlinien. Hierzu kön-

nen entsprechend programmierbare Rechnerbausteine verwendet werden.

In einer Weiterbildung der Einheit 9 kann diese auch elektrische Vergleichsschaltkreise 21 enthalten, so da die erhaltenen momentanen Kurven bzw. Kennlinien in der Auswerteeinheit automatisch miteinander verglichen werden können. Wird bei einem Vergleich der Kennlinien eine Abweichung voneinander festgestellt, folgt daraus, da eine Schädigung des Mastes und/oder seiner Verankerung vorliegt. Die ermittelten Kenn- linien können optisch (symbolisch oder alphabetisch) vorzugsweise auf dem Monitor angezeigt und/oder mit dem Drucker dargestellt werden.

Zusätzlich kann zu den ermittelten Kennlinien auch ein akustisches Signal gegeben werden.

Die Prüfung des Mastes und seiner Verankerung auf Standfestigkeit wird wie folgt durchgeführt.

Es wird zunächst eine erste vertikale Prüfungsebene ausgewählt, in wel- cher der Mast 1 mittels einer Kraft, die oberhalb der Mastverankerung 2 an vorbestimmter Stelle am Mast angreift, belastet wird, d. h. auf Biegung beansprucht wird. Vorzugsweise wird eine solche Ebene ausgewählt werden, in welcher die Hauptbelastung des Mastes liegt. Hierbei wird vorzugsweise die Belastung des Mastes durch Windkräfte berücksichtigt.

In Fig. 2 ist mit dem Bezugszeichen 14 eine erste vertikale Prüfungsebene angedeutet, in welcher auch die Hauptbelastungskräfte im Betrieb des Mastes wirken. Es sei angenommen, da zunächst eine bis zum einem vorbestimmten, maximalen Prüfwert reichende Druckkraft kontinuierlich ansteigend auf den Mast ausgeübt wird. Der an vorbestimmter Stelle oberhalb der Verankerung 2 an den Mast 1 angeschlossene Wegsensor 8 umfa t bei diesem Beispiel die zur entsprechenden Druckkraft FD gehö- renden, seitlichen Wegstrecken-Auslenkungen S. Beide Werte werden dabei zeitgleich und fortlaufend in den Transmitter 13 eingegeben, der sie

wiederum entsprechend vorbereitet in den Rechner 10 eingibt. Dieser verarbeitet entsprechend einem Programm die eintreffenden Me werte, d.

h. er setzt sie in ein Verhältnis, und zwar als Funktion f von der Kraft FD in Abhängigkeit von der zugehörigen Mastauslenkung S. Es entsteht so eine momentane Belastungskennlinie 16, wie es auf dem Monitor 11 zu sehen ist. Alternativ oder zusätzlich kann diese Kennlinie 16 auch auf dem mit dem Rechner 10 verbundenen Drucker 12 ausgedruckt und somit doku- mentiert werden.

Nach Erreichen der maximalen Prüfkraft im elastischen Verformungs- bereich des Mastes wird die weiter als Druckkraft wirkende Prüfkraft kontinuierlich fallend verringert. Hierbei wird wiederum eine Kennlinie, in diesem Fall jedoch in form einer Entlastungskennlinie 17, in der vor- stehend beschriebenen Weise aufgenommen und auf dem Monitor 11 (gestrichelt angedeutet) angezeigt und/oder mit dem Drucker 12 aufge- zeichnet. Im Unterschied zur Ermittlung der Belastungskennlinie 16 erfolgt die Ermittlung der Entlastungskennlinie 17 mit Hilfe eines ent- sprechend programmierten Rechnerprogrammes in umgekehrter Richtung, d. h. ausgehend von der maximalen Prüfkraft bis zur Prüfkraft mit dem Wert 0, wobei die sich jeweils reduzierende Mastauslenkung S zu der sich verringernden Prüfkraft FD in das Verhältnis gesetzt wird. Je nach dem Zustand des geprüften Systemes Mast und seiner Verankerung wird die Entlastungskennlinie den gleichen Verlauf haben wie die Belastungskenn- linie oder beide Kennlinien werden voneinander abweichen. Aufgrund des Verlaufes der beiden ermittelten Kennlinien kann die prüfende Person schon eine Beurteilung des geprüften Systemes vornehmen.

Die Werte beider Kennlinien 16 und 17 können aber auch mittels Ver- gleichsschaltkreisen automatisch verglichen werden, und das jeweilige Ergebnis kann auf dem Monitor 11 angezeigt und/oder mit dem Drucker 12 dokumentiert werden.

Zur gesteigerten Aussagefähigkeit der Standfestigkeit oder Standsicherheit des Mastes 1 und/oder seiner Verankerung ist es vorteilhaft, in derselben vertikalen Prüfungsebene 14 in entgegengesetzter Richtung zur ersten Prüfkraft eine zweite Prüfkraft F anzuwenden. Wenn die erste Prüfkraft eine Druckkraft FD ist, ist die zweite Prüfkraft eine Zugkraft FZ, die kontinuierlich ansteigend und anschlie end wieder abfallend mit gleich- zeitiger Messung der jeweiligen Mastauslenkung ausgeübt wird. Ent- sprechend der vorstehenden Erläuterung wird wiederum eine momentane Belastungskennlinie 16 und eine momentane Entlastungskennlinie 17 erhalten, wie die Graphik auf dem Monitor 11 anzeigt. Diese Kennlinien können ebenfalls die gleiche Steigung aufweisen wie die zuvor erhaltenen Kennlinien beim ersten Prüfvorgang, sie können aber auch voneinander abweichen. Auch diese Kennlinien können auf dem Drucker 12 ausge- druckt werden.

Zur noch weiteren Steigerung der Aussagefähigkeit der Standfähigkeit des Mastes 1 und seiner Verankerung 2 kann der Mast in wenigstens einer weiteren vertikalen Prüfungsebene 19 wie vorstehend erläutert geprüft werden.

Diese weitere Prüfungsebene verläuft vorzugsweise im rechten Winkel zur ersten vertikalen Prüfungsebene 14. Es werden wiederum zwei momentane Kennlinien für Druckkraft- und Zugkraftanwendung erhalten, die auf dem Monitor 11 angezeigt werden und/oder mit dem Drucker 12 dauerhaft dokumentierbar sind. Wenn der Mast in beiden Prüfungsebenen 14 und 19 untersucht worden ist, ist damit seine sehr gute Aussage bezüglich der Standfestigkeit des Mastes und seiner Verankerung gegeben.

Die Kennlinien der Diagramme in den nachstehend beschriebenen Figuren 4a bis 9b geben die von der Auswerteeinheit 10 ausgewerteten Me ergeb- nisse wieder. Der Einfachheit halber sollen die Kennlinien dieser Figuren

die in nur einer vertikalen Prüfungsebene gewonnenen Resultate dar- stellen. Sie gelten sinngemä natürlich auch für gegebenenfalls mehrere ausgewählte vertikale Prüfungsebenen.

Es sei angenommen, da der Mast 1 und seine Verankerung 2 zunächst mit einer Druckkraft biegebelastet werden. Man erhält gemä Fig. 4a bei- spielsweise eine momentane Belastungskennlinie 22 mit dem Verlauf als gerade Linie nach der Funktion fl mit der gleichbleibenden Steigung Cl.

Diese Kennlinie 22 verläuft vom Nullpunkt in geneigter und gerader Form bis zum Erreichen der maximalen Prüflast FPmax. Anschlie end wird der Mast unter stetiger Verringerung der Druckkraft entlastet, so da eine Entlastungskennlinie 23 erhalten wird. Auch diese strichliert dargestellte Kennlinie verläuft gerade, und zwar im gezeigten Fall nach der Funktion f2 mit der gleichbleibenden Steigung C2. Diese Kennlinie wird als rück- laufende Kennlinie ermittelt, und zwar von der maximalen Prüflast FPmax zurück bis zum gleichen Nullpunkt der Belastungskennlinie 22, so da sich die beiden Kennlinien 22, 23 im vorliegenden Fall decken. Aus diesem bisherigen Prüfungsergebnis ergibt sich, da sich die Verankerung 2 des Mastes nicht verändert, d. h. ideal verhalten hat und da auch der Mast selbst keine Schädigung aufweist.

Um das Ergebnis des ersten Prüfungsvorganges abzusichern, wird in derselben Prüfungsebene mit entgegengesetzter Kraftrichtung geprüft.

Zwecks Vermeidung einer Umsetzung der Prüfvorrichtung wird der Mast von dieser Vorrichtung mit einer Zugkraft biegebelastet. Die Ergebnisse dieses zweiten Me vorganges sind in Fig. 4b wiedergegeben. Man erhält zunächst eine Belastungskennlinie 24 (ausgezogen gezeichnet), die einen geraden Verlauf hat nach der Funktion f3 mit der gleichbleibenden Stei- gung C3. Nach Erreichen der maximalen Prüflast FPmax erfolgt wieder eine sich stetig verringernde Zugkraft-Prüfbelastung des Mastes bis auf den Wert Null. Dabei entsteht eine gerade, gestrichelt dargestellte Entla-

stungskennlinie 25 nach der Funktion f4 mit der gleichbleibenden Stei- gung C4. Man erkennt aus Fig. 4b, da die Verläufe der bei den Kenn- linien 24 und 25 identisch sind, da auch in diesem Fall die gerade Entla- stungskennlinie 25 in den Nullpunkt der Belastungskennlinie 24 zurück- verläuft und mit ihrer Steigung C4 der Steigung C3 entspricht. Die Stei- gungen C1 bis C4 können auf dem Monitor 11 und/oder mit dem Drucker 12 in zahlenmä igen Winkelgraden angegeben werden.

Stellt sich nun bei den Prüfvorgängen gemä den Figuren 4a und 4b heraus, da die Funktionen fl, f2, f3 und f4 einander so entsprechen, da auch die jeweiligen Steigungen C1, C2, C3 und C4 über die gesamte Länge der geraden Kennlinien unverändert sind, also den gleichen Wert aufweisen, so folgt daraus, da das gesamte System Mast/Verankerung schadenfrei ist.

Gemä Fig. 5 wird ein weiterer Mast in einer vertikalen Ebene bis zur maximalen Prüfkraft FPmax geprüft, und zwar wird er zunächst mit einer Druckkraft, wie es Fig. 5a zeigt, und anschlie end mit einer Zugkraft, wie es Fig. 5b zeigt, biegebeansprucht. Man erhält auch hier eine vom Null- punkt beginnende und gleichmä ig ansteigende Belastungskennlinie 26 als Funktion fl der Druckkraft F1 in Abhängigkeit der Auslenkwegstrecke S1.

Zu dieser Belastungskennlinie gehört die Steigung C1. Nach Erreichen der maximalen Prüfkraft wurde die Entlastungskennlinie 27 aufgenommen.

Hierbei wurde die Entlastungsfunktion f2 erhalten, und zwar als Funktion der Rückstellkraft F2 in Abhängigkeit von der sich reduzierenden Aus- lenkwegstrecke S2. Zu dieser Entlastungskennlinie gehört die Steigung C2. Da sich beide Kennlinien decken und in den Nullpunkt zurückkehren, kann daraus geschlossen werden, da sowohl der Mast als auch seine Verankerung in Ordnung sind.

Es erfolgt dann der zweite Prüfungsvorgang in derselben Ebene mit einer Zugbelastung. Das Ergebnis ist in Fig. 5b wiedergegeben. Es wurde zu- nächst die ausgezogen dargestellte Belastungskennlinie 28 ermittelt, und zwar als Funktion f3 von der Prüfkraft F3 in Abhängigkeit von der Aus- lenkwegstrecke S3. Zu dieser Kennlinie gehört die Steigung C3, die zunächst einen steilen Verlauf und dann einen schwächer werdenden Verlauf hat. Anschlie end wurde die Entlastungskennlinie 29 als Funktion f4 von der Rückstellkraft F4 in Abhängigkeit von der sich reduzierenden Auslenkung S4 ermittelt. Zu der gerade zurückverlaufenden Entlastungs- kennlinie 29 gehört die Steigung C4. Man stellt fest, da die Entlastungs- kennlinie 29 nicht in den Nullpunkt zurückkehrt, sondern es verbleibt eine Restwegstrecke S4.

Ein Vergleich der Entlastungskennlinien 27 und 29 zeigt, da sie beide den gleichen Verlauf haben und somit die gleiche Steigung über ihren gesamten Verlauf aufweisen. Daraus kann geschlossen werden, da der Mast selbst in Ordnung ist, also beispielsweise keinen Ri aufweist. Da jedoch die Entlastungskennlinie 29 nicht in den Nullpunkt zurückkehrt, sondern es verbleibt bei vollständig aufgehobener Rückstellkraft eine Restweglänge S4, steht somit fest, da die Verankerung 2 des Mastes 1 sich im Sinne einer Kippbewegung versetzt hat, wie es in Fig. 3 gestri- chelt und übertrieben dargestellt ist. Der die Verankerung umgebende Erdboden hat also nachgegeben, was an der Belastungskennlinie 28 gemä Fig. 5b daran erkennbar ist, da sie in ihrem oberen Abschnitt in einen sehr flachen Verlauf, d. h. mit kleiner Steigung, übergeht. Aufgrund der Tatsache, da bei der Entlastung des Mastes die zugehörige Entlastungs- kennlinie 29 bezüglich ihrer Rückstellausklenkung nicht in den Nullpunkt zurückkehrt, ist der obere, sehr flache Abschnitt der Belastungskennlinie 28 als Versagen der Verankerung 2 zu werten. Die Funktionen f3 und f4 weichen somit voneinander ab.

Die Darstellungen nach den Figuren 6a und 6b zeigen die Prüfungsergeb- nisse eines nächsten Mastes und seiner Verankerung. Die Abläufe der Prüfungsvorgänge in der gemeinsamen Prüfungsebene sind auch hier wie vorstehend in Verbindung mit den Figuren 4 und 5 beschrieben. Man erkennt in Fig. 6a, da die Belastungskennlinie 30 zunächst einen erwarte- ten Verlauf nimmt, dann aber in ihrem oberen Abschnitt in eine zuneh- mend kleiner werdende Steigung übergeht. Die zurückkehrende Entla- stungslinie 31 stellt sich als eine gerade Linie dar, mit der gleichbleiben- den Steigung C2. Auch in diesem Fall verbleibt eine Restauslenkung S2.

Somit ist auch hier ein Kippversatz der Mastverankerung 2, etwa ver- gleichbar mit der Darstellung in Fig. 3, gegeben, wobei der Mast selbst keine Schädigung aufweist.

Beim zweiten Prüfvorgang, bei welchem der Mast mit einer Zugbelastung biegebeansprucht wurde, ergibt sich das Diagramm nach Fig. 6b. Die Belastungskennlinie 32 weicht erheblich von einer geraden Linie ab, und zwar hat sie einen zunächst flachen Verlauf, der nach kurzer Auslenkungs- strecke dann in einen steileren Verlauf übergeht und im oberen Abschnitt wieder in einen flacheren Verlauf zurückkehrt, bis die maximale Prüfkraft erreicht worden ist. Die anschlie ende Entlastung des Mastes ergab wieder eine geradlinige Entlastungskennlinie 33, die wiederum nicht in den Nullpunkt zurückkehrt, sondern eine Restauslenkung S4 zurücklä t.

Man erkennt, da sich die Verläufe der Entlastungslinien 31 und 33 dek- ken, so da die Steigung C2 der Steigung C4 entspricht. Jedoch weichen die Funktionen fl und f3 von den zugehörigen Funktionen f2 und f4 voneinander ab. Aus beiden Bildern nach den Figuren 6a und 6b kann wiederum geschlossen werden, da der Mast selbst keine Schädigung aufweist, da aber sowohl beim ersten als auch beim zweiten Prüfvorgang der Erdboden 3 gegenüber der Verankerung 2 des Mastes 1 nachgegeben hat und die Mastverankerung nicht einwandfrei ist.

Die Darstellungen nach den Figuren 7a und 7b zeigen die Prüfungsergeb- nisse eines weiteren Mastes und seiner Verankerung. Auch diesen Darstel- lungen liegen die zuvor beschriebenen Prüfungsabläufe zugrunde. Gemä Fig. 7a ergibt sich eine gerade, bis zur maximalen Prüfkraft verlaufende Belastungskennlinie 34. Die Entlastungskennlinie 35 deckt sich mit der Belastungskennlinie 34, so da die Funktionen f3 und f4 einschlie lich ihrer Steigung gleich sind. Beide Kennlinien haben denselben Nullpunkt.

Somit sind der Mast und seine Verankerung ohne Schaden.

Nach Fig. 7b verläuft die Belastungskennlinie 36 ebenfalls gerade, und die Entlastungskennlinie 37 deckt sich wiederum mit ihrer zugehörigen Bela- stungskennlinie 36. Auch in diesem Fall weisen beide Linien über ihre gesamte Länge die gleiche Steigung und zusätzlich den gleichen Nullpunkt auf.

Zwar ist in beiden Fällen keine Restauslenkung festgestellt worden, jedoch weichen die Steigungen des ersten Linienpaares 34, 35 von denjenigen des zweiten Linienpaares 36, 37 ab, wobei das zweite Linienpaar eine geringe- re Steigung aufweist als das erste Linienpaar. Insgesamt kann aus den Verläufen der Kennlinien nach den Figuren 7a und 7b geschlossen werden, da ein Versatz der Mastverankerung 2 nicht stattgefunden hat, da aber der Mast eine Schädigung aufweist. Die Schädigung, beispielsweise ein Ri , ist an der kleineren Steigung des Linienpaares 36, 37 erkennbar, weil sich der Mast im Schädigungsfall elastischer verhält.

Der nächste Prüffall ist in den Figuren 8a und 8b dargestellt. Auch in diesem Fall erfolgen die Prüfvorgänge so, wie sie in Verbindung mit den Figuren 4 und 5 erläutert sind. Figur 8a zeigt eine Belastungskennlinie 38 als gerade Linie und eine Entlastungskennlinie 39 ebenfalls als gerade Linie. Die Verläufe dieser beiden Kennlinien sind identisch, da sie jeweils über ihre gesamte Länge die gleiche Steigung aufweisen.

Fig. 8b zeigt, da die Belastungskennlinie 40 keinen geraden Verlauf aufweist, sondern in ihrer Steigung mit ansteigender Prüfkraft kleiner wird. Die zugehörige Entlastungskennlinie 41 verläuft wieder als gerade Linie mit gleichbleibender Steigung C4, die Entlastungskennlinie 41 kehrt jedoch nicht in den Nullpunkt zurück, sondern es verbleibt eine Rest- auslenkung S4.

Ein Vergleich der Linienpaare 38, 39 und 40, 41 zeigt, da au er der festgestellten Restauslenkung S4 auch eine unterschiedliche Steigung von C2 und C4, also eine unterschiedliche Steigung der Entlastungskennlinien 39 und 41, gegeben ist. Hieraus ist nun zu schlie en, da sowohl der Mast 1 geschädigt ist, und zwar aufgrund der unterschiedlichen Steigung von C2 und C4, als auch ein Kippversatz der Bodenverankerung 2 vorliegt.

Schlie lich ist noch ein Prüffall in den Figuren 9a und 9b dargestellt.

Auch in diesem Fall sind die Prüfvorgänge so durchgeführt worden, wie sie in Verbindung mit den Figuren 4 und 5 beschrieben sind.

Fig. 9a zeigt, da die Belastungskennlinie 42 einen einseitig gekrümmten Verlauf aufweist, und zwar mit geringer werdender Steigung C1. Die zugehörige Entlastungskennlinie 43 weist wieder einen geraden Verlauf auf mit gleichbleibender Steigung C2. Die Entlastungskennlinie 43 kehrt jedoch nicht in den Nullpunkt zurück, sondern es verbleibt eine Rest- auslenkung S2. Dies bedeutet, da die Bodenverankerung 2 des Mastes 1 nachgegeben hat.

Fig. 9b zeigt, da die Belastungskennlinie 44 ebenfalls einen gekrümmten Verlauf aufweist, und zwar zunächst mit einer flachen Steigung C3, die dann wieder grö er wird, um dann wieder kleiner zu werden. Die zu- gehörige Entlastungskennlinie 45 verläuft wieder als gerade Linie und kehrt ebenfalls nicht in den Nullpunkt zurück. Es verbleibt eine Rest-

auslenkung S4 des Mastes, die grö er ist als die zuerst festgestellte Rest- auslenkung S2. Aus den unterschiedlichen Restauslenkungen S2 und S4 folgt, da die Steigung C4 der Entlastungskennlinie 45 steiler ist als die Entlastungskennlinie 43.

Aus den Ergebnissen dieses Prüffalles ergibt sich, da der Mast eine Schädigung aufweist, beispielsweise in Form eines Risses, und da bei beiden Prüfvorgängen ein Kippversatz der Mastverankerung 2 gegeben ist.

Insbesondere aus den Prüffällen nach den Figuren 7, 8 und 9 ergibt sich, da die Steigungen C2 und C4 der Funktionen f2 und f4 so ausgewertet werden, da ein schadenfreier Mast vorliegt, wenn die Steigung C2 gleich der Steigung C4 ist, und da ein schadhafter Mast vorliegt, wenn die Steigungen C2 und C4 voneinander abweichen.

Ferner kann festgestellt werden, an welcher Seite der Mast geschädigt ist, wenn die Steigungen C2 und C4 der jeweiligen Entlastungskennlinien ungleich sind. Ist die Steigung C2 (Druckkraft) kleiner als die Steigung C4 (Zugkraft), gilt dies als Aussage, da ein Schaden auf derjenigen Mastseite vorliegt, an der die Kraft F1 wirkte. Ist die Steigung C2 grö er als C4, dann liegt der Schaden auf derjenigen Mastseite, an der die Kraft F3 wirkte.

Ferner ist es möglich, da bei der Prüfung des Mastes und seiner Ver- ankerung nur die Verläufe der Funktionen f2 und f4, also die Verläufe der Entlastungskennlinien, ermittelt und hinsichtlich eines etwaigen Mast- schadens und/oder Kippversatzes des Systems Mast/Verankerung ausge- wertet werden.

Schlie lich ist es möglich, den linearen Verlauf der Funktionen f2 und f4, also den linearen Verlauf der Entlastungskennlinien, durch Messung

zweier Werte für jeweils F2 und S2 bzw. für F4 und S4 zu bestimmen.

Diese Vorgehensweise erleichtert die Ermittlung der Entlastungskenn- linien.

Bei dem vorstehend beschriebenen Verfahren kann auf das Vorhandensein von Referenz-Kennlinien verzichtet werden. Die Ermittlung und Beur- teilung der Entlastungskennlinien gibt eine hinreichend sichere Auskunft darüber, da der Mast und/oder seine Verankerung geschädigt sind, wobei die Schädigung der Verankerung als Veränderung ihrer Lage im Erdboden zu verstehen ist.

Bei den vorstehenden erläuterten Beispielen des vorgeschlagenen Verfah- rens wird vorausgesetzt, da die maximale Prüfkraft FPmax immer erreicht wird. Ist dies nicht der Fall, das hei t, die momentan herrschende und belastende Prüfkraft führt bereits vorher zu einer mehr oder weniger stetig flacher werdenden Steigung insbesondere des oberen Verlaufes der jeweili- gen Belastungskennlinie, so ist es in vielen Fällen ferner möglich, auch auf die eine oder andere Schadensart des Mastes selbst schlie en zu kön- nen. In solchen Fällen ergeben sich bei den Entlastungslinien in der Regel bleibende Mastauslenkungen, die zusammen mit den Verläufen der Bela- stungskennlinien und deren Endkraftwerten beurteilt werden können. Dies ist nachstehend in Verbindung mit den Fig. 10-13 näher erläutert.

Gemä Fig. 10a wird der zu prüfende Mast zunächst wiederum mit einer Druckkraft biegebeansprucht, und zwar mit einer stetig ansteigenden Kraft, so da die ausgezogen dargestellte Belastungskennlinie 50 nach der Funk- tion fl entsteht. Man erkennt, da die angestrebte maximale Prüfkraft FPmax nicht erreicht wird, sondern da die Linie 50 vorher in ihrer Stei- gung immer flacher wird und in ihrem oberen Endabschnitt in eine ge- krümmte Form übergeht. Dieser erste Prüfvorgang wird an dieser Stelle abgebrochen, und es entsteht aufgrund der noch vorhandenen Elastizität

des Mastes nach der Funktion f2 die gestrichelte Entlastungskennlinie 51.

Diese verläuft nicht in den Nullpunkt zurück, sondern es verbleibt eine bleibende Restauslenkung des Mastes S2, die am Monitor zahlenmä ig oder symbolisch abgelesen und/oder mit dem Drucker dokumentiert wird.

Gemä Fig. 10b wird nun der zweite Prüfvorgang durchgeführt, bei dem der Mast in der gleichen Ebene mit einer Zugkraft biegebeansprucht wird.

Auch in diesem Fall ergibt sich eine ausgezogen dargestellte Belastungs- kennlinie 52 nach der Funktion f3, wobei diese Linie vor Erreichen der maximalen Prüfkraft FPmax wiederum in eine flacher werdende Krüm- mung im oberen Abschnitt übergeht. Die sich daran anschlie ende Entla- stung ergibt die gestrichelt angedeutete Entlastungskennlinie 53 nach der Funktion f4. Auch diese Linie kehrt nicht in den Nullpunkt zurück, son- dern es ergibt sich eine bleibende Mastauslenkung S4.

Ein Vergleich der beiden Kennlinienpaare dieser Figuren zeigt, da die Belastungskennlinien 50, 52 von ihrem Nullpunkt geradlinig konstant ansteigen, sich in ihrem oberen Endabschnitt gleich oder etwa gleich flacher werdend krümmen, und zwar bei gleichem oder etwa gleichem Endwert unterhalb der maximalen Prüfkraft. Die Entlastungskennlinien 51 und 53 haben ebenfalls den gleichen Verlauf, und es ergeben sich gleiche oder etwa gleiche bleibende Mastauslenkungen, die beide grö er Null sind.

Das Resultat dieser beiden Prüfvorgänge besteht darin, da ein Kippver- satz der Mastverankerung nicht gegeben ist, da aber der Mast selbst einen Schaden aufweist. Aufgrund seines bisherigen Betriebes ist der Mast durch einen Korrosionsvorgang geschädigt worden, der sich bei den beiden Prüfvorgängen dadurch geäu ert hat, da während der beiden Prüfvorgän- ge ein Plastifizieren des Mastes im Bereich der Korrosionsstelle statt- gefunden hat. Wesentliche Merkmale hierfür sind, da die Mastschädigung bei beiden Prüfvorgängen bei der gleichen oder etwa gleichen momentanen

Prüfkraft unterhalb der maximalen Prüfkraft in Verbindung mit der blei- benden Restauslenkung erkennbar wird.

Die beiden Prüfvorgänge in den Fig. 11a und 11b offenbaren eine andere Schadensart des geprüften Mastes. Auch in diesem Fall werden die beiden Prüfvorgänge, zunächst Druckkraft, dann Zugkraft, wie vorstehend er- wähnt ausgeführt. Es entsteht zunächst eine Belastungskennlinie 54 nach der Funktion fl, die in ihrem oberen Endabschnitt mit einer flacher wer- denden Steigung vor Erreichen der maximalen Prüfkraft FPmax endet. Die zurückkehrende, gestrichelt dargestellte Entlastungskennlinie 55 nach der Funktion f2 endet wiederum in einer bleibenden Restauslenkung S2.

Beim zweiten Prüfvorgang nach Fig. itb ergibt sich ein anderes Bild des Prüfungsablaufes. Es entsteht zunächst eine Belastungskennlinie 56 nach der Funktion f3, die jedoch insgesamt gerade verläuft und bei der die maximale Prüfkraft FPmax erreicht wird. Da bei dieser Kraft der Prüf- vorgang wie vorgesehen abgebrochen wird, entsteht nun die Entlastungs- kennlinie 57 nach der Funktion f4, die sich in diesem Fall mit der Bela- stungskennlinie 56 deckt und somit in den Nullpunkt zurückkehrt, das hei t, es entsteht keinerlei bleibende Restauslenkung des Mastes.

Obwohl beim zweiten Prüfvorgang nach Fig. 11b keinerlei Schaden ent- deckt werden konnte, also weder am Mast selbst noch an seiner Ver- ankerung, lä t jedoch Fig. 11a zweifelsfrei auf einen Mastschaden schlies- sen, denn auch hier ist kein Versatz der Mastverankerung erkennbar. Der aus diesen beiden Prüfvorgängen resultierende Schaden ist ein Ri im Mast, der sich beim ersten Prüfvorgang vergrö ert, im wesentlichen ver- längert hat, und zwar in diesem Ma e, da eine bleibende Restauslenkung S2 festgestellt werden konnte. Der Verlauf der beiden Kennlinien 54 und 55 als Identifizierung als ein im Mast vorhandener Ri , der den Mast schon relativ stark geschwächt hat, lä t sich durch Fig. 11b erklären. Da

hier die Prüfung in entgegengesetzter Richtung stattgefunden hat und dabei die Ri hälften aufeinandergedrückt wurden, hat sich der Mast beim zweiten Prüfvorgang praktisch wie ein ungeschädigter Mast verhalten. Bei dem Prüfvorgang nach Fig. 11 ist also ebenfalls kein Versatz der Mastver- ankerung gegeben, wohl aber hat der Mast einen Ri schaden.

Eine noch weitere Schadensart ist aus den Fig. 12a und 12b zu entnehmen.

Beim ersten Prüfvorgang nach Fig. 12a (Druckkraft) ergibt sich zunächst eine ausgezogen dargestellte Belastungskennlinie 58 nach der Funktion fl.

In ihrem oberen Endbereich geht diese Linie wieder in eine flacher wer- dende Krümmung über, bei einer momentanen Prüfkraft, die ebenfalls unterhalb der maximalen Prüfkraft FPmax liegt. Der Prüfvorgang wird wiederum abgebrochen, um eine weitere Mastschädigung zu vermeiden.

Die dann ermittelte Entlastungskennlinie 59 nach der Funktion f2 verläuft gerade zurück, endet aber nicht im Nullpunkt des Kraft-Weg-Systemes, sondern hinterlä t eine bleibende Restauslenkung des Mastes S2. Der zweite Prüfvorgang in der selben Prüfebene mit entgegengesetzter Prüf- kraft (Zugkraft) ergibt zunächst eine Belastungskennlinie 60 nach der Funktion f3, die zunächst gerade ansteigt und in ihrem oberen Endbereich wiederum vor Erreichen der maximalen Prüfkraft in eine flacher werdende Krümmung übergeht. Der Prüfvorgang wird abgebrochen und ergibt nun eine rückkehrende Entlastungskennlinie 61 nach der Funktion f4, die ebenfalls nicht in den Nullpunkt des Kraft-Weg-Systemes zurückkehrt, sondern eine bleibende Restauslenkung S4 des Mastes ergibt.

Ein Vergleich der beiden Kennlinienpaare der Fig. 12a und 12b ergibt zunächst, da die Verläufe der Belastungskennlinien in ihrem oberen Bereich als solche gleich oder im wesentlichen gleich sind, da jedoch im zweiten Prüfvorgang eine grö ere momentane Prüfkraft erreicht wurde.

Ansonsten haben die Kennlinienpaare 58 bis 61 im wesentlichen den gleichen Verlauf. Das weiter festgestellte Merkmal besteht darin, da

beide Entlastungskennlinien 59, 61 zu bleibenden Restauslenkungen des Mastes bei Prüfungsabbruch führen. Diese Resultate weisen auf eine Spannungsri korrosion oder eine interkristalline Korrosion des Mastes hin.

Im Bereich des Risses, der sich beim ersten Prüfvorgang etwas aufgeweitet hat, hat während des Betriebes des Mastes eine Korrosion stattgefunden, die beim zweiten Prüfvorgang für eine Plastifizierung des Mastes im Bereich der Korrosion mitursächlich ist, so da im zweiten Prüfvorgang eine höhere momentane Prüfkraft aufgewendet werden mu te. Ein Versatz der Mastverankerung ist bei diesen beiden Prüfvorgängen nicht eingetre- ten.

Ein weiteres Prüfungsergebnis ist in den Fig. 13a und 13b dargestellt.

Nach Fig. 13a ergibt sich zunächst eine ausgezogen dargestellte Bela- stungskennlinie 62 nach der Funktion fl. Diese Linie 62 hat beispielsweise einen von Anfang an gekrümmten Verlauf, der in seinem Endbereich schon relativ flach geworden ist, so da der Prüfvorgang (Druck) bei einer momentanen Prüfkraft unterhalb der maximalen Prüfkraft FPmax abgebro- chen wird. Die sich anschlie ende zurückkehrende und gestrichelt dar- gestellte Entlastungskennlinie 63 verläuft im wesentlichen gerade und ergibt am Schlu eine bleibende Restauslenkung S2. Der sich anschlie en- de zweite Prüfvorgang in derselben Prüfebene, jedoch in entgegengesetzter Richtung (Zugkraft), ergibt eine Belastungskennlinie, die zunächst nur ganz sanft ansteigt und auf einem etwa gleichbleibenden Kraftwert ver- harrt, wobei eine Auslenkung des Systemes Mast/Verankerung über eine bestimmte Strecke festzustellen ist. Danach ergibt sich ein relativ steiles Ansteigen der Belastungskennlinie 64.

Beim Ansteigen der Belastungskennlinie 64 können nun verschiedene Varianten dieser Linie eintreten. In einer ersten Variante verläuft diese Linie mit konstanter Steigung bis zur maximalen Prüfkraft FPmax. Es ergibt sich dann eine rückkehrende strichdoppeltpunktiert gezeigte Entla-

stungskennlinie 65, die sich mit dem Verlauf des zweiten Abschnittes der Linie 64 deckt und somit eine Restauslenkung S4' anzeigt. Ein Vergleich dieses Ergebnisses mit der Restauslenkung S2 nach Fig. 13a bedeutet, da , wenn die Auslenkungen wie im hier gezeigten Fall gleich oder etwa gleich sind, kein Schaden im Mast festgestellt werden konnte, da aber ein Versatz der Mastverankerung vorliegt. Dieses Ergebnis zeigt auch an, da der Mast selbst keine Plastifizierung erfahren hat.

In einer zweiten Variante kann die Belastungskennlinie 64 im oberen Endbereich ihres zweiten Abschnittes vor Erreichen bei einer maximalen Prüfkraft, beispielsweise bei der momentanen Prüfkraft F10, eine flacher werdende Krümmung erfahren. Wenn der Prüfvorgang sofort abgebrochen wird, kann eine rückkehrende, strichpunktiert angedeutete Entlastungs- kennlinie 66 entstehen, die ebenfalls den zuvor festgestellten Restauslen- kungswert S4' ergibt. In diesem Fall liegt ein Versatz der Mastverankerung vor, wobei der Mast einen im zweiten Prüfversuch festgestellten Ri - schaden aufweist, der sich aber vollkommen elastisch verhalten hat, weil die Entlastungskennlinie 66 in den unteren Endpunkt zurückkehrt, von dem aus der zweite, steil ansteigende Abschnitt der Belastungskennlinie 64 beginnend gedacht werden mu , wie es sich aus Fig. 13b ergibt.

Eine dritte Variante im zweiten Prüfvorgang ergibt sich, wenn die Bela- stungskennlinie 64 ebenfalls im zweiten Abschnitt bei F11 vor Erreichen der maximalen Prüfkraft erheblich schwächer wird. Es erfolgt dann eine zurückkehrende, gestrichelt angedeutete Entlastungskennlinie 67, deren unteres Ende ebenfalls zu einer Restauslenkung S4 führt. Diese Rest- auslenkung ist jedoch grö er als die zuvor festgestellte Restauslenkung S4'. Dies weist darauf hin, da au er dem Versatz der Mastverankerung noch eine Schädigung des Mastes selbst in Form einer Ri verlängerung während des Prüfens vorliegt. In diesen Fällen ergibt sich eine Restauslen-

kung S4, die grö er ist als die im ersten Prüfvorgang festgestellte Rest- auslenkung S2.

Eine vierte Variante ergibt sich bei der Tatsache, da die Prüfbelastung des Mastes gemä der Linie 62 bis zur Prüfkraft F11 dazu geführt hat, da au er eines Versatzes der Mastverankerung auch ein Schaden am Mast selbst eingetreten ist, der aber durch die Restauslenkung S2 noch nicht genauer erkennbar ist. Beim zweiten Prüfvorgang nach Fig. 13b ergibt sich eine Belastungskennlinie 64a, die an ihrem Anfang etwa wie die Linie 64 verläuft, aber bereits nach einer Auslenkung S3 steil ansteigt und dann beispielsweise wie die Linie 64 weiterverläuft. Als Entlastungslinie ergibt sich Linie 67 mit der Restauslenkung S4. Da in diesem Fall S2 > S3 und die momentane Prüfkraft F11 in beiden Prüfvorgängen gleich oder nahezu gleich ist bei insgesamt ungleichem Verlauf insbesondere der Belastungs- kennlinien, resultiert daraus, da S3 für den Versatz der Mastverankerung im ersten Prüfvorgang kennzeichnend ist, während die Differenz der Auslenkungen AS = S2 - S3 für die bleibende Mastauslenkung aufgrund einer durch Korrosion bedingten Plastifizierung des Mastes typisch ist.

Wenn es gewünscht wird, den Einflu der Verankerung des Mastes bei der Prüfung auszuschalten, dann kann der Mast an seinem Unterende gekontert werden, das hei t,. der an die Verankerung angrenzende Endbereich des Mastes wird mit einer mechanischen Einrichtung verbunden und dadurch stabilisiert, so da die Verankerung unbeweglich ist. Es wird dann nur die Biegeauslenkung des Mastes allein me technisch erfa t und ausgewertet.

Auch in diesem Fall wird die jeweilige Entlastungskennlinie mit der zu- gehörigen Belastungskennlinie verglichen und das Ergebnis für die Schadenfreiheit des Mastes bewertet. Schlie lich sei noch betont, da die vorkommenden Auslenkungen des Systemes Mast/Verankerung auch mittels Winkelsensoren festgestellt und entsprechend in der Auswerteein- heit 9 verarbeitet werden können.