Bericht B24 des HTG-Fachausschusses »Hafenumschlagtechnik« (AHU)

1 Einleitung

Zwischen Kran und Kranbahn treten während des Betriebs ständig Wechselwirkungen auf. Einerseits müssen die Kräfte aus dem Kranbetrieb von der Kranbahn aufgenommen und in die Gründung übertragen werden. Andererseits dürfen die Maßabweichungen und Verformungen der Kranbahn nicht zu überhöhten Belastungen des Kranes führen.

Eine unzureichende Abstimmung der Planungen von Kran und Kranbahn kann auf unterschiedliche Weise zu unnötig hohen Kosten bei Herstellung und Betrieb des aus Kran und Kranbahn bestehenden Gesamtsystems führen. Werden z.B. an Kran oder Kranbahn zu hohe Anforderungen bezüglich ihrer Eigenschaften an der Schnittstelle gestellt, führt dies zu erhöhten Kosten bei der Herstellung. Werden die Anforderungen andererseits den tatsächlich eintretenden Bedingungen nicht gerecht, kann dies zu Störungen im Betriebsablauf führen und in der Folge insbesondere hohe Wartungs- und Betriebskosten verursachen. Insofern ist die Beachtung der an der Schnittstelle zu erwartenden Wechselwirkungen von großer betriebswirtschaftlicher Bedeutung.

Das vorliegende Formblatt versteht sich als Ergänzung zum HTG-Bericht B8 »Beziehungen zwischen Kranbahn und Kransystem«. Es umfasst diverse Felder und Tabellen, in denen Angaben zum Kran, zur Kranbahn, zu den während des Kranbetriebs auftretenden Kräften und zu den Maßabweichungen der Kranbahn erfasst werden können. Mit diesen Angaben sollen die erforderlichen Abstimmungsarbeiten für die Planung und Konstruktion von Kran und Kranbahn erleichtert werden. Sie können damit während der Entwurfs- und Planungsphase anstehende wirtschaftliche Lösungen unterstützen und zur Vermeidung von Schäden im Betrieb beitragen. Zu empfehlen ist in diesem Zusammenhang eine Zusammenarbeit aller beteiligten Partner, beispielsweise unter Führung des Vorhabenträgers.

Das Formblatt wurde im Hinblick auf Portalkrane erstellt. Es kann bei der Neuprojektierung einer Krananlage aber auch bei Beschaffung eines Ersatzkranes auf vorhandener Kranbahn Anwendung finden.

2 Lasteinwirkungen

2.1 Ecklasten und Streckenlasten

eines Portalkranes

Die folgenden Kräfte (mit Ausnahme der Lastkombinationen) verstehen sich als charakteristische und statische Rad- bzw. Ecklasten auf die Kranbahnen der Fest- und der Pendelstützenseite für die Lasten, die während des Kranbetriebs auftreten können. Bei den charakteristischen Lasten handelt es sich um Lasten ohne Teilsicherheitsbeiwerte und bei den statischen Lasten um Lasten ohne Beiwerte aus dynamischen Effekten. Es sind jeweils die zu erwartenden Maximalwerte anzugeben.

Exemplarisch wird hier ein Portalkran mit Feststütze und Pendelstütze betrachtet. Die Tabellen 1 und 2 können sinngemäß auch für eine abweichende Konfiguration der Stützen genutzt werden.

Die aus den Radlasten resultierende Streckenlast bezieht sich auf eine zu vereinbarende Verteilungslänge. Abhängig von der Kranbahnkonstruktion ist es möglich, eine Verteilungslänge festzulegen, die über die Länge der Fahrwerke hinausgeht.

2.2 Beschreibung der geometrischen Lastverteilung des Kranfahrwerks

Nach Möglichkeit soll eine erläuternde Darstellung der Fahrwerksgeometrie angefügt werden (Beispiele s. Abb. 1 und Abb. 2). Aus dieser Darstellung sollte z.B. der Abstand der Hauptschwingenbolzen, der Abstand der Laufradachsen und ggf. die Anordnung der Spurführungsrollen hervorgehen.

2.3 Besonderheiten

Besonderheiten des Kranfahrwerks und der Kranbahn können zusätzlichen Einfluss auf die Wechselwirkungen zwischen Kran und Kranbahn haben. Im Folgenden (Tabelle 3) sind solche Besonderheiten festzuhalten:

2.4 Häufigkeit der Belastung der Kranbahn

Generell sind bei der Dimensionierung und Konstruktion der Kranbahn auch die Auswirkungen der dynamischen Belastungen zu beachten. Neben der in Abschnitt 2.1 unter Fußnote 2 angegebenen Laststufung ist daher die Anzahl der geplanten Überrollungen der maßgebenden Schienenabschnitte zu berücksichtigen.

Hinweis: Abhängig von der Anzahl der Laufräder kann die Anzahl der Überrollungen ein Mehrfaches der Überfahrten betragen. Ggf. müssen Überrollungen durch mehrere Krane berücksichtigt werden (Tabelle 4).

3 Abweichungen von der ­Soll-Lage

Bei Herstellung und Betrieb von Kranbahnen treten zwangsläufig Abweichungen von der idealen Schienenlage auf. Diese ideale Schienenlage wird als Soll-Lage bezeichnet.

In Tabelle 5 sind zum einen Werte für die Herstellertoleranzen und zum anderen Werte für die während des Nutzungszeitraums der Kranbahn anzunehmenden Abweichungen, hier »betriebliche Grenzwerte« genannt, einzutragen. Sowohl die Herstellertoleranzen als auch die betrieblichen Grenzwerte beziehen sich auf die unbelastete Kranbahn.

Die Herstellertoleranzen sind vom Hersteller der Kranbahn einzuhalten. Bei Nutzung einer vorhandenen Kranbahn sind lediglich Angaben zu den betrieblichen Grenzwerten relevant.

Die betrieblichen Grenzwerte sind vom Kranhersteller zu beachten. Ggf. sind zusätzliche Abweichungen von der Soll-Lage unter Last ebenfalls zu berücksichtigen. In diesem Fall sind weitere Informationen erforderlich, die zwischen den Beteiligten auszutauschen sind.

4 Kranschienen

Um an der Schnittstelle zwischen Kran und Kranbahn eine geeignete Paarung von Laufrädern und Schienen zu gewährleisten, sind Informationen über die Kranschienen erforderlich.

In Tabelle 6 sind Informationen zu den Kranschienen einzutragen:

5 Ergänzende Schriften

Für zusätzliche Informationen werden folgende Schriften empfohlen:

• HTG AHU Bericht B6, Hinweise zu Messungen von vertikalen Eck- und Radkräften an schienengebundenen Hafenumschlaggeräten

• HTG AHU Bericht B8, Beziehungen zwischen Kranbahn und Kransystem

• VDI 3576, Schienen für Krananlagen

• ISO 12488-1, Cranes – Tolerances for wheels and travel and traversing tracks

• DIN 15018, Krane, Grundsätze für Stahltragwerke, Berechnung

• F.E.M. 1.001, Berechnungsgrundlagen für Krane

• EN 13001, Krane – Konstruktion allgemein

• EN 13001-3-3, Krane – Konstruktion allgemein – Teil 3-3: Grenzzustände und Sicherheitsnachweis von Laufrad/Schiene-Kontakten

• EN 15011, Krane – Brücken- und Portalkrane

• DIN 4132, Kranbahnen Stahltragwerke, Grundsätze für Berechnung, bauliche Durchbildung und Ausführung

• EN 1993-6, Eurocode 3: Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten – Teil 6: Kranbahnen

Herausgegeben im November 2018

s.a.: https://www.htg online.de/fachausschuesse/hafenumschlagtechnik/veroeffentlichungen/das-blaue-buch/

Verfasser aus dem HTG-Fachausschuss für Hafenumschlagtechnik (AHU) :

Dipl.-Ing. Antonio Schmidt (Projekt­leiter), Dipl.-Ing. Jörg Dzierbicki, ­Dipl.-Ing. Gerwin Eilers, Dr.-Ing. ­Jürgen Grießhaber, Dipl.-Ing. Jörg ­Lange, Dipl.-Ing. Horst Richter, Dipl.-Ing. Uwe Streb, Dipl.-Ing. Holger Strohbach

Ansprechpartner und Mitglieder des HTG-Fachausschusses für Hafenumschlagtechnik (AHU) unter:

https://www.htg-online.de/fachausschuesse/hafenumschlagtechnik/mitglieder-kontakt/