Wie entwirft man einen hochhebbaren Mastmast?

 

Die Konstruktion eines Hubmastes erfordert eine sorgfältige Koordination seiner strukturellen, mechanischen und elektrischen Systeme. Dieser Leitfaden beschreibt die wichtigsten Anforderungen an den Leuchtenträger, den Mast, das Hebesystem, den Blitzschutz, die elektrische Ausrüstung und das Fundament vonHebender HochmastPole.

 

1. Leuchtenwagen mit anhebbarem Hochmastmast

Die folgende Abbildung zeigt den Aufbau eines Hubmastes. Eine Hubmast-Beleuchtungsanlage besteht aus einem Leuchtenwagen, einem Mast, einem Fundament, einem Hebesystem, einem Stromverteilungssystem, einem Blitzschutzsystem und anderen Komponenten. Der Leuchtenschlitten ist die Baugruppe, auf der die Leuchten, Lichtquellen und deren elektrisches Zubehör montiert sind. Das Gewicht des Schlittens einschließlich der darauf montierten Leuchten und weiteren Zubehörteile stellt die Hauptlast für das Hubsystem dar.

 

 

Der Wagen sollte in erster Linie auf Funktionalität ausgelegt sein. Die Leuchtenhalterungen sollten verstellbar sein, um eine einfache Ausrichtung des Lichts zu ermöglichen. Darüber hinaus sollte der Wagen optisch ansprechend sein und sich in die Umgebung einfügen. Allerdings ist die Kutsche umso schwerer, je dekorativer sie ist. Dies erhöht die Festigkeitsanforderungen an Mast, Fundament, Flansch und Hebesystem und reduziert möglicherweise gleichzeitig die Beleuchtungsstärke im beleuchteten Bereich. Ein schwererer Schlitten verringert auch die Sicherheitsreserven der zugehörigen Brems- und Positionierungsvorrichtungen sowie der Drahtseile. Zudem werden Wartung und Reinigung erheblich erschwert.

 

Geschlossene Wagen sollten über eine ausreichende Wärmeableitung verfügen. Wenn Glasfaser verwendet wird, muss diese aus flammhemmendem Harz hergestellt sein. Wagen bestehen üblicherweise aus leichten, korrosionsbeständigen Materialien wie Stahl oder Aluminiumlegierungen und müssen über eine ausreichende mechanische Festigkeit verfügen. Sie können als Baugruppen aus mehreren Abschnitten konzipiert sein.

 

Im Inneren des Wagens sollten vorzugsweise flammhemmende Leitungen verwendet werden. Sie sollten mit Stützen angeordnet und gesichert werden und dürfen keiner übermäßigen mechanischen Beanspruchung ausgesetzt werden. Stellen Sie bei einem mehrstufigen Rahmendesign sicher, dass die Lichtstrahlen der Leuchten der oberen Reihe nicht durch Leuchten der unteren Reihe oder den Rahmen behindert werden, damit die Beleuchtungsstärke nicht verringert wird und Schatten vermieden werden.

 

 

2. Mastschaft des hochhebbaren Mastmastes

Mastschäfte werden im Allgemeinen in zwei Typen unterteilt: konisch und vieleckig. Bei konischen Masten sollte die Rundheitsabweichung des Querschnitts 5‰ nicht überschreiten. Polygonale, sich verjüngende Stangen haben im Allgemeinen 12 bis 18 Seiten; Abweichungen im Schlüssel- und Eckmaß sollten jeweils weniger als 1 % betragen.

 

Der Mastschaft besteht aus mehreren Gleitgelenkabschnitten. Die Überlappungslänge sollte das 1,7-fache des Außendurchmessers am größeren Ende der Verbindung betragen. Nach der Montage darf der Abstand an jeder Verbindungsstelle 3 mm nicht überschreiten. Um der Länge der Feuerverzinkungsbäder und den Transportanforderungen gerecht zu werden, sind einzelne Schachtabschnitte in der Regel weniger als 12 m lang. Die Verdrehung jedes Abschnitts sollte 7 Grad nicht überschreiten. Nach der Montage sollte die Vertikalabweichung des Mastes und die Horizontalabweichung an der Spitze jeweils weniger als 2‰ der Masthöhe betragen. Die axiale Ausrichtungsabweichung der Mastwelle sollte 1 % nicht überschreiten.

 

Mastschäfte bestehen im Allgemeinen aus hochwertigem, hochfestem kohlenstoffarmen Stahl, niedriglegiertem Baustahl oder Edelstahl. Die Stahleigenschaften sollten ISO 630 und ISO 4950 entsprechen.

 

Zum Schutz vor Korrosion sollte die Mastoberfläche feuerverzinkt sein. Die Zinkbeschichtung sollte mindestens 70 μm dick sein, wenn die Schachtwand dicker als 6 mm ist, und mindestens 85 μm dick, wenn die Wand dicker als 6 mm ist. Wenn das Erscheinungsbild besonders wichtig ist, kann die verzinkte Schicht mit einer Pulverbeschichtung überzogen werden. Die Zinkbeschichtung sollte gleichmäßig und glatt sein, ohne Grate, Ausläufer oder übermäßige Ablagerungen. Es muss fest mit dem Stahluntergrund verbunden sein; Bei einem Hammertest darf sich die Beschichtung nicht ablösen oder Blasen bilden.

 

 

3. Hochmastmast-Hebesystem

Das Hebesystem sollte sowohl den manuellen als auch den motorischen Betrieb unterstützen. Sein Übertragungsmechanismus sollte reibungslos funktionieren und ein gleichmäßiges, sicheres und zuverlässiges Heben und Senken des Leuchtenschlittens ermöglichen. Das Geschwindigkeitsverhältnis sollte entsprechend gewählt werden und die motorische Hubgeschwindigkeit des Schlittens sollte 6 m/min nicht überschreiten.

 

Das Hebesystem sollte eine Einzel- oder Doppeltrommelwinde verwenden. Das Windensystem sollte leichtgängig sein, leicht zu handhaben sein und über eine Selbsthemmungsfunktion verfügen. Ein Doppeltrommelmechanismus nutzt zwei Hauptdrahtseile und sorgt für mehr Sicherheit. Der Sicherheitsfaktor des Drahtseils sollte größer als 6–8 sein. Der Durchmesser jeder Drahtseilrolle sollte mindestens das 12-fache des Drahtseildurchmessers betragen.

 

Der Hubweg des Schlittens muss sowohl durch elektrische als auch mechanische Begrenzungsvorrichtungen kontrolliert werden, mit zusätzlichem Überlaufschutz. Dies verhindert eine Beschädigung der Kopfbaugruppe durch Stöße, wenn der Schlitten aufgrund einer Fehlbedienung nach Erreichen seiner Obergrenze weiter angehoben wird. Einige Systeme sind auch mit einem Feststellbremsmechanismus ausgestattet. Wenn ein Hauptdrahtseil reißt und der Schlitten zu sinken beginnt, kann der Mechanismus den Schlitten innerhalb eines bestimmten Abstands am Mast verriegeln und seinen Absturz stoppen.

 

Über der Zugangstür im Hochmastmast sollte eine Wartungsstütze installiert werden, um den Schlitten zu stützen, wenn er auf den Boden abgesenkt wurde. Sobald der Schlitten seine angehobene Position erreicht, sollte eine automatisch verriegelnde und entriegelnde Entlastungsvorrichtung vorgesehen werden. Dadurch wird der Schlitten sicher am Mast abgestützt und die Last von den Drahtseilen, der Winde und anderen tragenden Bauteilen weggeleitet.

 

 

4. Blitzschutz und Schutzerdung

An der Spitze jedes Hochmastes sollte eine Blitzschutzanlage installiert werden, wobei eine Schutzzone den gesamten Leuchtenwagen und Mast abdeckt. Das System sollte den relevanten Anforderungen der IEC 62305 entsprechen. Der Blitzableiter sollte entweder aus feuerverzinktem Rundstahl mit 25 mm Durchmesser oder aus feuerverzinktem Stahlrohr mit 40 mm Durchmesser und einer Wandstärke von mindestens 2,75 mm bestehen.

 

Zusätzlich zum Blitzschutzsystem müssen der Metallmast und die Metallgehäuse elektrischer Geräte wirksam mit der Schutzerde verbunden sein. Verbindungen zwischen Erdungsleiter, Erdungskörper und Erdungselektroden müssen sicher und mit Losdrehsicherungen versehen sein.

 

Als Vertikalerder eingesetzte feuerverzinkte Stahlrohre sollten eine Wandstärke von mindestens 3,5 mm haben; Stahlwinkel sollten mindestens 4 mm dick sein. Jeder Erder sollte mindestens 2,5 m lang sein und es sollten mindestens drei Elektroden vorhanden sein. Der Abstand zwischen den Elektroden sollte vorzugsweise das Doppelte ihrer Länge betragen. Die Oberseite jeder Elektrode sollte mindestens 0,6 m unter der Erdoberfläche vergraben sein. Der Erdungswiderstand des Erdungssystems sollte 10 Ω nicht überschreiten.

 

Anmerkung des Übersetzers: Die Quelle gibt „0,6 mm“ für die Eindringtiefe der Elektrode an und lässt die Einheit nach „10“ für den Erdungswiderstand weg. Diese wurden als wahrscheinlich beabsichtigte technische Werte mit 0,6 m bzw. 10 Ω angegeben.

 

 

5. Elektrisches System zum Heben hoher Mastmasten

Das elektrische System eines Hubmastes umfasst Stromverteilungs- und Steuergeräte, die Beleuchtung, Lichtsteuerung und Hubfunktionen für den Leuchtenträger bereitstellen. Kabel, die durch Stahlrohre und im Inneren des Mastes verlegt werden, dürfen keine Verbindungen aufweisen und müssen ausreichend Bewegungsspielraum bieten. Leiter müssen über eine ausreichende mechanische Festigkeit verfügen. Der Querschnitt der an die Stromversorgung angeschlossenen Kupferleiter muss mindestens 6 mm² betragen; Der Querschnitt der an jede Leuchte angeschlossenen Kupferleiter muss mindestens 1,5 mm² betragen. Es sollten flammhemmende Kabel verwendet werden.

 

Die Verteilertafel oder der Verteilerschrank sollte Lichtsteuerungs- und Wagenhebefunktionen bieten. Die Beleuchtungssteuerung sollte sowohl den automatischen als auch den manuellen Betrieb unterstützen und die dreiphasige Last sollte einigermaßen ausgeglichen sein. Die Steuerknöpfe zum Anheben des Wagens müssen mithilfe eines Kabels mit einer Länge von mehr als 10 m, das den Anforderungen für Kabel für mobile elektrische Geräte entspricht, aus dem Inneren des Masts herausgeführt werden.

 

Der Isolationswiderstand zwischen den Stromversorgungsleitern der Beleuchtung und Erde muss mindestens 10 MΩ betragen. Der Beleuchtungsstromkreis muss einer dielektrischen Prüfung mit 1.000 V Wechselstrom bei 50 Hz für 1 Minute ohne Durchschlag oder Überschlag standhalten. Der Stromkreis muss einer dielektrischen Prüfung mit 2.000 V AC bei 50 Hz für 1 Minute standhalten, ebenfalls ohne Durchschlag oder Überschlag.

 

6. Hochmastfundament

Die Fundamentanforderungen für Hochmastbeleuchtungsanlagen sind streng. Das Fundament muss den einschlägigen Anforderungen von ISO 4356 und ISO 3010 entsprechen. Bei den Entwurfsüberlegungen sollten der charakteristische Winddruck und die seismischen Auswirkungen, die Bodenbedingungen am Standort, die Masthöhe, die Last, die betrieblichen Anforderungen und die Interaktion mit benachbarten Gebäuden berücksichtigt werden.

 

Die Stabilität der Baugrubenböschungen ist zu prüfen und die Auswirkungen auf angrenzende Bauwerke zu berücksichtigen. Bei der Bewertung müssen widrige Bedingungen berücksichtigt werden, z. B. Belastungen in der Nähe der Böschungsoberkante und Ansammlung von Oberflächenwasser. Bei Bedarf ist eine Abstützung vorzusehen. Beim maschinellen Aushub ist darauf zu achten, dass die natürliche Struktur des Bodens am Boden der Baugrube erhalten bleibt. Lassen Sie je nach Bodenhärte eine 20–40 cm dicke Schicht ungestörten Bodens über der Formationsebene und entfernen Sie diese dann manuell oder mit einer anderen Methode, die den Grundboden nicht stört. Nachdem die Baugrube besichtigt und abgenommen wurde, sollte zeitnah mit den Fundamentarbeiten begonnen werden.

 

 

Spannungsberechnungen für den Bewehrungsstahl und die Ankerbolzen, die zur Befestigung des Mastes verwendet werden, müssen den jeweils geltenden nationalen Normen entsprechen. Ziehen Sie vor dem Gießen des Betonfundaments die Muttern auf beiden Seiten der Fundamentschablone fest, um die Pfostenankerschrauben zu sichern. Positionieren Sie die Schablone waagerecht und schweißen Sie die Ankerbolzen fest an die Bewehrung. Das Schweißen von Betonstahl muss der ISO-Reihe 17660 entsprechen.

 

Bevor Sie das Fundament gießen, betten Sie unter der Fundamentschablone ein Stahl- oder Polyethylenrohr ein, das von der Außenseite des Fundaments bis zur Mitte des Masts verläuft und als Kabeleinführungskanal dient. Die Quelle gibt „660 mm“ an, was offenbar ein Formatierungs- oder Transkriptionsproblem ist; Möglicherweise war „Φ60 mm“ (60 mm Durchmesser) vorgesehen.

 

Der Fundamentbeton sollte vorzugsweise in einem Arbeitsgang gegossen werden. Sollte ein zweiter Betoniervorgang erforderlich sein, muss dieser den jeweils gültigen nationalen Betonbaunormen entsprechen und die Qualität der Arbeiten muss gewährleistet sein. Bevor Sie mit dem Gießen fortfahren, entfernen Sie Rückstände, waschen Sie die Oberfläche gründlich ab und stellen Sie sicher, dass die Güsse fest miteinander verbunden sind. Die Betonfestigkeitsklasse muss mindestens C20 betragen und durch eine Druckfestigkeitsprüfung nachgewiesen werden. Die Blitzschutz-Erdungsanlage muss vor dem Gießen des Fundaments fertiggestellt sein und der gemessene Erdungswiderstand muss den geltenden Anforderungen entsprechen.

 

Abschluss

Ein gut gestaltetesHebender HochmastPolebringt Lichtleistung, strukturelle Festigkeit, Betriebssicherheit und Wartungsfreundlichkeit in Einklang. Überprüfen Sie alle Konstruktionsdetails vor der Herstellung und Installation anhand geltender Standards und standortspezifischer Bedingungen.