BM-Messtechnik GmbH Standsicherheitsprüfung und Gebrauchsdauerprognose

Das Verfahren der BM-Messtechnik GmbH Mastanalyse kombiniert detaillierte statische Berechnungen und präzise Messungen. Unsere Möglichkeit der gezielten Einbeziehung aller Faktoren, die für die Standsicherheit eines Leuchtenträgers notwendig sind, lässt ein besonders mast- und gründungsschonendes Biegeverfahren zu.
Im Vorfeld der Prüfung wird der Mast eingehend auf Schäden untersucht und gründlich vermessen. Insbesondere ziehen wir die Wandstärke, die Gründung und zusätzliche Lasten, die auf den Mastprüfling einwirken, zur Berechnung heran.

Anschließend wird vom Mast eine individuelle Statik erstellt. Die Berechnung beinhaltet Ergebnisse zur Grenztragfähigkeit, zum Sicherheitsbeiwert und zur Prüflast. Sie ermöglicht auch Prognosen über die zu erwartende Durchbiegung oder den Korrosionsabtrag. Bevor wir mit den Messungen beginnen, liegt uns eine ausführliche Analyse vor. Die von uns ermittelte Prüflast wird in Lastrampen schonend in den Mast eingeleitet. Gleichzeitig wird die Durchbiegung des Materials an zwei Punkten, jeweils  ober- und unterhalb des Türbereiches, gemessen.
Diese Analyse anhand von zwei Messpunkten bietet viele Vorteile. Unter anderem liefert es Aufschluss über die Position und Beschaffenheit vorhandener Schwachstellen am Prüfling und ermöglicht genaue Aussagen über den Zustand der Gründung, ohne sich auf die Ergebnisse des Biegeverhaltens auszuwirken.

Nach der Prüfung werden die Ergebnisse von uns dokumentiert. Unser QM- und Dokumentationssystem ist so aufgestellt, dass jeder einzelne Prüfling inkl. der  Messergebnisse eindeutig identifizierbar ist. Zusätzlich wird von schadhaften Masten eine Fotodokumentation erstellt.

Auf Anfrage bieten wir zu der Standsicherheitsprüfung zusätzliche Sonderleistungen an. Für eine bessere Bewirtschaftung und Planbarkeit des Netzes erstellen wir für jeden Prüfling eine Gebrauchsdauerprognose von bis zu 15 Jahren. Weiterhin unterstützen wir Sie bei der Lokalisation und Katalogisierung Ihrer Leuchtenträger. Wir erfassen alle gewünschten Zusatzinformationen Ihrer Lichtmasten wie den Zustand der Lackierung, Bewuchs an Leuchte und Mast, Zustand der Mastklappe und Leuchte, etc.
Unsere Prüfgeräte sind im Stadtverkehr flexibel einsetzbar und schonen die Oberfläche bei weichen Böden. Unser Angebot umfasst die Prüfung von Straßenbeleuchtung und Flutlichtmasten aus Stahl, Aluminium, Holz, Beton und glasfaserverstärktem Kunststoff. Für viele Formen und Querschnitte kann eine Statik erstellt und der Mast geprüft werden. Tragwerke sollten ab einer Betriebsdauer von etwa 10-20 Jahren auf Standsicherheit überprüft werden.

Wir sprechen mit unseren Dienstleistungen Eigentümer, Betreiber und Hersteller von Mastanlagen und Tragwerken an.Bei Bedarf nehmen wir eine umfangreiche Ortsbestimmung und Nummerierung der Masten nach Ihren Wünschen vor. Dies kann geschehen via Ortsangabe, GPS-Einmessung oder Eintrag in einen Katasterplan.

Statische Vorausberechnung und Prüfergebnisse

In der statischen Vorausberechnung werden im Vorfeld alle Mastdaten erfasst und die Eigenschaftswerte bestimmt. Hierbei werden ebenfalls der Türbereich, verschiedene Querschnitte, Konizität, Sonderformen und Zusatzlasten einbezogen.
Daraus ergeben sich Daten über die Durchbiegung des Materials bei einer genau definierten Prüflast nach u.a. DIN EN 40 und DIN EN 1993-3 oberhalb und unterhalb des Türbereiches.

Ein Prüfling ohne Schäden (wie z.B. Korrosion oder eine Beeinträchtigung durch ein unzureichendes Fundament) wird sich entsprechend der statischen Vorausberechnung verhalten. Darüber hinaus wird ein Sicherheitsbeiwert bestimmt, der unter Einbeziehung verschiedener Faktoren, Auskunft über die Reserven des Tragpotentials liefert. Somit werden die Soll-Daten für einen positiven Prüfverlauf bestimmt und es wird sichergestellt, dass keine Überbeanspruchung des Mastes bei der Krafteinleitung stattfindet. Weiterhin ermitteln wir den zu erwartenden Korrosionsabtrag. Es werden mehrere Gelände- und bauliche Faktoren einbezogen (z.B. eine küstennahe Lage oder eine schadhafte Kunststoffmanschette). Dadurch kann eine langfristige Voraussage über die zu erwartende Gebrauchsdauer getroffen werden.

Korrosion

Die häufigsten Schäden, die bei Leuchtenträgern auftreten können, sind Korrosion und Deformierungen durch Unfälle.
In beiden Fällen wird die Gesamttragkraft des Mastes vermindert. Daher gilt es insbesondere unterschiedliche Korrosionsarten wie Lochfraßkorrosion und Schwingungsrisskorrosion zu bestimmen und festzustellen, ob die Standsicherheit des Mastes weiterhin gewährleistet ist.
Bei der Oxidation findet eine Wandstärkenreduktion des Materials statt. Dies verändert das Biegeverhalten des Prüflings messbar.
Je geringer die Wandstärke des Materials, desto größer ist die gemessene Durchbiegung. Da die Prüfkraft ohne Konterpunkt eingeleitet wird, werden alle relevanten Mastteile, auch unterhalb der Erdoberkante, berücksichtigt.

Durch die Verwendung von zwei Messpunkten kann darüber hinaus festgestellt werden, ob sich der Schaden an der Erdoberkante oder am Türbereich befindet. Die Signatur der Messwerte ändert sich spezifisch bei unterschiedlichen Schadensbereichen am Mast. Beim Aufbau und Abbau der Last in verschiedenen Stufen werden die Ist-Werte ständig mit den berechneten Soll-Werten verglichen. Durch die hohe Genauigkeit der Messwerkzeuge kann im Einzelfall eine Aussage über die Tragfähigkeit des Mastes getroffen werden, ohne die Maximallast einleiten zu müssen.
So können Schäden an den Leuchtenträgern durch den Prüfvorgang verhindert werden.
Nach Abschluss des Prüfvorgangs werden die gesammelten Daten ausgewertet und eine eingehende Analyse erstellt. Die Ergebnisse werden erfasst, dokumentiert und jedem Prüfling eindeutig zugeordnet. Im Falle eines positiven Ergebnisses wird die Standsicherheit des Prüflings für mindestens 6 Jahre gewährleistet.

Gelockerte Gründung

Befindet sich der Mast in einer gelockerten Gründung, kann dies die Ergebnisse einer Ein-Punkt-Wegmessung beeinflussen. Die Durchbiegung des Materials kann nur schwer von der Bewegung des Mastes im Erdreich unterschieden werden. Die Bewegung des Mastes in der Gründung würde sich zur gemessenen Durchbiegung addieren und das Messergebnis verfälschen.
Durch die Verwendung von zwei Messpunkten kann zwischen der Bewegung des Mastes in der Gründung und der eigentlichen Durchbiegung differenziert werden. Bei unserem Verfahren setzen wir während der Prüfung die Neigung des Mastes und seine Durchbiegung in Beziehung. So erhalten wir ein bereinigtes Prüfergebnis.

Der Kraftaufbau auf den Mast wird langsam und stufenweise durchgeführt. So können Defizite sowohl beim Material, als auch bei der Gründung genau erkannt werden. Eine unnötige Belastung des Fundaments kann vermieden werden und eine etwaig auftretende Schiefstellung des Mastes wird hiermit verhindert.

Prüfung von Holzmasten

Der Einsatz von Holzmasten ist weit verbreitet. Seine guten mechanischen Eigenschaften, das günstige Verhältnis von Festigkeit zu Eigengewicht und die Nachhaltigkeit des Rohstoffes sind dafür ausschlaggebend.

Im Freien aufgestellte Licht- und Abspannmaste sind ständig Witterung und Schädlingen ausgesetzt. Fäulnis, Insektenfraß, und geringe Holzdichte können, besonders bei älteren Masten, auch durch Tränkung und Imprägnierung nicht ausgeschlossen werden. Insbesondere Schäden, die sich im Inneren des Mastes oder unterhalb des Bodenniveaus befinden, sind problematisch.

„Der Materialzustand von Holzmasten kann bei beschädigten und bei älteren Masten, z. B. durch Fäulnis, nicht ausreichend sein. Dies kann auch bei äußerlich gesund erscheinenden Masten der Fall sein. Ein ausreichender Materialzustand ist gegeben bei
• neuwertigen Masten und
• Masten, deren ausreichender Materialzustand durch qualifizierte Personen im Rahmen eines Prüf- oder Messverfahrens nachgewiesen wurde.

Neuwertig sind Maste, die nicht älter als zwei Jahre und nicht länger als drei Monate eingebaut
sind. Das Alter eines Holzmastes kann i. d. R. aus der bei der Imprägnierung angebrachten
Kennzeichnung festgestellt werden.“

(DGUV Information 203-046 „Umgang mit Holzmasten“ (bisher BGI 5136), S.17)

Energieunternehmen, Telekommunikationsanbieter und Betreiber der Straßenbeleuchtung sollten in regelmäßigen Abständen eine Standsicherheitsprüfung ihrer Holzmasten durchführen, da die Schäden oftmals mit bloßem Auge nicht zu erkennen sind. Dies gewährleistet zum einen die Verkehrssicherheit im öffentlichen Bereich, zum anderen unterstützt die Überprüfung die Instandhaltung des Netzes.

Unser Messverfahren

Die statische Berechnung des Gesamtsystems „Mast“ mit allen Abspannungen und Anbauteilen ist ein wichtiger Teil, um die Standfestigkeit des Mastes beurteilen zu können. Holzmaste haben unterschiedliche Durchmesser und es sind häufig unterschiedlich lange Freileitungen oder Ausleger angebracht. Dabei sind besonders einseitig verlaufende Abspannungen zu berücksichtigen.

Die Bohrwiderstandsmessung mit dem IML-RESI F – Gerät ist ein anerkanntes Verfahren zur Feststellung der Festigkeit eines Holzmastes. Es wird eine Bohrnadel mit konstanter Kraft in das Material gebohrt und der Widerstand der Bohrnadel wird während des Vorgangs aufgezeichnet. Dieses einfach anzuwendende Verfahren gibt unmissverständlich Aufschluss über den Zustand des Mastes. Da das Gerät klein und handlich ist, kann praktisch jeder Mast geprüft werden.

„Der Materialzustand an einem Holzmast kann durch Messung des Bohrwiderstandes beurteilt werden. Dazu wird im Neigungswinkel von 45° unterhalb der Erdgleiche gebohrt. Der Bohrwiderstand wird durch das Gerät über die gesamte Bohrtiefe aufgezeichnet und gibt Aufschluss über den Zustand des Holzes.“

(DGUV Information 203-046 „Umgang mit Holzmasten“ (bisher BGI 5136), S.18)

Die Auswertung des Bohrkernlinienverlaufs bietet eine genaue Aussage über die Biegefestigkeit und damit die Standsicherheit des Mastes. Bei der Auswertung durch unser Fachpersonal werden unter Berücksichtigung verschiedener Holzsorten präzise Aussagen über den Zustand des Holzmastes und besonders dessen Innerem möglich.

Standsicherheitsprüfungen an Lichtmasten als Teil eines hochwertigen Sicherheitsmanagements

Die planmäßige Inspektion von Lichtmasten ist fester Bestandteil eines modernen Konzeptes zur Instandhaltung. Der ungleiche Fortschritt der Abnutzung an Tragwerken lässt sich nur durch regelmäßige Kontrollen sicher dokumentieren.
Die BM-Messtechnik GmbH leistet zu Ihrem Sicherheitsmanagement einen wichtigen Beitrag.  Unsere standfeste Mastanalyse und sorgfältige Interpretation der Messergebnisse garantieren eine optimale Ausnutzung der Lebensdauer des Mastes.

Lichtmasten sind permanent Umwelteinflüssen ausgesetzt, die strukturelle Schwächen am Tragsystem zur Folge haben können. Dabei können offene, aber auch verdeckte Schäden entstehen, die zu einem Umsturz führen können. Starke Windereignisse sorgen für eine dauerhafte physikalische Belastung an Mast und Fundament. Je nach Gründung ist heftiger Niederschlag für eine Destabilisierung des Mastes verantwortlich. Nicht zuletzt werden erhebliche Schäden durch Unfälle und Vandalismus erzeugt. Eine unbeabsichtigte Überbelastung des Tragwerkes durch Schilder, Lichtsignalanlagen und zusätzliche Leuchten ist ohne korrekte Maststatik nicht ausgeschlossen.

Im Stadtbild kommen unterschiedliche Masttypen zum Einsatz. Materialien wie Stahl, Aluminium, Holz, Beton, glasfaserverstärkter Kunststoff oder Grauguss sind sehr differenziert in Bezug auf Alterung und Belastungsgrenzen zu betrachten.
Korrosion durch Feuchtigkeit an Metallmasten entsteht verstärkt an der Terrainoberkante und im Türbereich. Die Feuchtigkeit ist nicht nur außen am Mast, sondern dringt auch ins Innere ein und wirkt dort umso unauffälliger. Hauptursachen für übermäßig schnelle Korrosion sind Hundeurin, belastete Böden und aggressive Industrie-/Seeluft.

Holzmasten sind in der Regel behandelt und mit einer Faulschutzmanschette ausgestattet. Dennoch besteht bei Holzmasten eine im Vergleich zu Stahlmasten höhere Umbruchgefahr. Masten aus glasfaserverstärktem Kunststoff verlieren Ihre Beständigkeit gegen UV-Strahlung und werden spröde. Betonmasten neigen zur Ausbildung von Rissen. Wenn Wasser in den Mast eindringt, sprengt Frost Bestandteile der Konstruktion ab. Metallbestandteile im Inneren des Betonmastes werden größer, sobald sie rosten und zersetzen so den Mast ebenfalls.

Rechtliche Grundlage

Nicht überprüfte Tragwerke im öffentlichen Raum bergen Gefahrenquellen. Der Betreiber muss im Schadensfall haften. Mit der Standsicherheitsprüfung erkennt der Betreiber nicht nur Gefahrenquellen im öffentlichen Raum. Es wird auch eine Prognose der Betriebsdauer der Anlage erstellt.
Viele Eigentümer und Betreiber von Straßenbeleuchtung führen eine regelmäßige Standsicherheitsprüfung ihrer Straßenbeleuchtung durch. Ziel dieser Inspektion im Rahmen der Instandhaltung ist es, den Zustand des Mastes möglichst präzise zu erfassen und rechtlich verwertbar zu dokumentieren. So kommt der Betreiber seiner Vorsorge- und Verkehrssicherungspflicht nach.

Das kosteneffiziente Instandhalten der Straßenbeleuchtung beinhaltet nicht nur eine regelmäßige und effektive Wartung. Eine zielgerichtete Inspektion muss eine detailliert dokumentierte Aussage über den Ist-Zustand des Mastes liefern.
Wir nehmen die Standsicherheitsprüfung gemäß DIN EN 40 und DIN EN 1993-3 (ehemals DIN 4131) mit modernster Messtechnik und innovativen Verfahren vor.
So können Sie sicher sein, dass die Prüfungsergebnisse den Zustand des Mastes richtig abbilden.
Jeder Mast wird eindeutig und nachvollziehbar, in Bezug auf seinen Standort und den Ist-Zustand, erfasst. Darüber hinaus erstellen wir aus den Messdaten jedes Prüflings eine bindende Prognose über die verbleibende Bewirtschaftungsdauer. Dies gibt Planungssicherheit und ermöglicht die Anlage wirtschaftlich effektiv zu nutzen.

Prüfung von Lichtmasten mit Biegeverfahren

Der Biegeversuch von Stahlrohren oder anderen Prüflingen ist ein weltweit anerkanntes Verfahren, welches von Fachleuten aus dem Kreis der Verbraucher, Produzenten und Prüfer aufgestellt und kontinuierlich weiterentwickelt wird.
Beim Zugprüfverfahren von Lichtmasten gilt es die mechanischen Eigenschaften des Leuchtenträgers und des umgebenden Fundaments zerstörungsfrei zu bestimmen. Insbesondere die Gesamttragkraft, Streckgrenze, Zug- und Fundamentfestigkeit sind entscheidend, um die Materialqualität beurteilen zu können.

Die unterschiedlichen Bauformen und Materialien von Lichtmasten, der Mastklappenbereich und ein in der Regel nicht einheitliches Fundament, machen ein Biegeverfahren mit zwei Messpunkten notwendig. Da die Durchbiegung und die Kraftverteilung über die gesamte Länge des Prüflings nicht konstant bleiben, wird an zwei Punkten gemessen, um die Festigkeit der gesamten Anlage zu bestimmen.

So kann eine zuverlässige Aussage über die Standfestigkeit getroffen werden, die auch bei außergewöhnlichen Windereignissen gilt. Im Bild rechts ist beispielhaft eine Kraftverteilung in einem Mast dargestellt. Die Farben am Mast zeigen Bereiche mit unterschiedlichen mechanischen Belastungen des Materials. Die Skala oben links im Bild erklärt schematisch das Verhältnis von schwacher bis starker Belastung mit einer Farbverteilung von blau nach violett. Die Belastungen sind im Bereich der Türöffnung und der Erdoberkante am höchsten.

Das Verfahren der BM-Messtechnik GmbH Mastanalyse kombiniert detaillierte statische Berechnungen und präzise Messungen. Unsere Möglichkeit der gezielten Einbeziehung aller Faktoren, die für die Standsicherheit von Lichtmasten notwendig sind, lässt ein besonders mast- und gründungsschonendes Biegeverfahren zu.
Unser Verfahren der Analyse anhand von zwei Messpunkten bietet viele Vorteile. Unter anderem liefert es Aufschluss über die Position und Beschaffenheit vorhandener Schwachstellen am Prüfling und ermöglicht genaue Aussagen über den Zustand der Gründung, ohne sich auf die Ergebnisse des Biegeverhaltens auszuwirken.