HANSA 01-2021

laschung, dynamische

laschung, dynamische Belastungen in längs- und Querachse des Kranes auftreten, vorrangig durch den Wellengang. angebrachte Schwingungssensoren können diese Belastung erfassen, so dass im Nachgang geprüft werden kann, ob beim transport die angenommenen Werte eingehalten wurden. 5.8 Überlagerung von dynamischen Kräften Ein besonderes augenmerk ist auf die Überlagerung von Kräften zu legen, also auf den Fall, wenn die nächste anregung in der abklingphase der vorherigen erfolgt. die Schwingungen in den Bauteilen der Stahlkonstruktion, welche durch ihre Bauteilform, abmessungen und Werkstoffdicken bestimmte Eigenfrequenzen aufweisen, werden durch Einleitung von dynamischen Kräften aus Kranfahren, Katzfahren und Hubbewegungen angeregt. Zusätzlich können auftretende Windkräfte solche Schwingungen anregen. die amplituden, d.h. die maximalen auslenkungen der Schwingweiten, ergeben sich aus der Größe der anregenden Kräfte. die dauer der Schwingung ergibt sich aus den dämpfungseigenschaften der Bauteile. Wirken nach der anregung einer Schwingung zusätzliche Kräfte aus einer weiteren Bewegung auf die betroffenen Bauteile ein, so kann es, je nach augenblicklicher Schwingungsamplitude, zu einer Überlagerung der Schwingungen kommen. dies ist z.B. gegeben, wenn die erste Schwingung durch die Katzfahrt angeregt wird und durch die Beschleunigung des Hubwerkes weitere Kräfte einwirken. die Spitzenwerte der resultierenden amplituden und somit auch die auf die Bauteile wirkenden Kräfte können erheblich größer sein als bei der anregung durch eine einzelne Bewegung. Wird dieser Sachverhalt bei der konstruktiven auslegung des Kranes nicht hinreichend berücksichtigt, kann es zu einer signifikanten Verringerung der Gesamtlebensdauer der betroffenen Bauteile und des Kranes führen. 5.9 Elektronische Pendeldämpfung die Pendeldämpfung wirkt üblicherweise über die antriebssteuerung. Ziel ist es, das lastpendeln zu minimieren, um eine Erhöhung der Umschlagsleistung zu erreichen. Hierbei setzen die Hersteller der elektronischen Systeme unterschiedliche regelalgorithmen ein. Je nach System / Hersteller können kurzzeitig höhere Beschleunigungskräfte auftreten. 5.10 Snag Load der Snag load Fall, d.h. das schlagartige Verhaken / Verkanten der last oder des lastaufnahmemittels in der Hubbewegung ist eine extreme Belastung des Kranes im Betrieb. der Snag load Fall ist ein spezifisches Problem der Containerkrane. durch eine Snag load Schutzeinrichtung kann die auswirkung auf das Krantragwerk begrenzt werden. der Snag load Fall hat in der regel aufgrund der geringen Häufigkeit keinen nennenswerten Einfluss auf die theoretische lebensdauer der Krane. 5.11 Beanspruchungen durch Prüfungen die auftretenden Beanspruchungen durch die abnahme und die wiederkehrenden Prüfungen 3 sind wegen ihrer geringen Häufigkeit hinsichtlich der lebensdauer des Krantragwerkes vernachlässigbar. 6 Wechselwirkung der Antriebstechnik 4 mit dem Krantragwerk die abstimmung zwischen den verantwortlichen Planungsbereichen 5 , d.h. Maschinenbau, Stahlbau und Elektrotechnik, gewinnt zunehmend an Bedeutung, um die Einflüsse der dynamischen Belastung auf das Krantragwerk zu berücksichtigen und ggf. zu minimieren. Normativ gibt es derzeit für diese aufgabe keine expliziten Vorgaben. die Kriterien, die abgestimmt werden, sind entweder vom Hersteller mit den Planungsbereichen festzulegen oder werden in Zusammenarbeit mit dem Betreiber gemeinsam vereinbart. die Einhaltung der bei der maschinenbau- / stahlbautechnischen auslegung zu 3 die Beanspruchungen sind gemäß der Maschinenrichtlinie § 4.1.2.3 definiert. Hierbei sind die statischen und dynamischen Festigkeitsfaktoren anzuwenden. die Prüfungen erfolgen üblicherweise bei Nenngeschwindigkeiten. Bei überlagertem Betrieb wird der ungünstigste Fall angewendet. 4 Zur antriebstechnik gehören Elektrotechnik, Maschinenbau und Hydraulik 5 Planungsbereiche sind üblicherweise verschiedene organisationseinheiten des Herstellers. Jedoch sind auch Vertragskonstellationen bekannt, z.B. Konsortium, bei denen die genannten Planungsbereiche bei unterschiedlichen Herstellern angesiedelt sind. Grunde gelegten Werte wie drehmomente, Geschwindigkeiten und Brems-/ Beschleunigungszeiten ist durch den Hersteller sicher zu stellen. dies gilt insbesondere auch bei Störungen, die zu einem schnellen abbremsen oder zu einer schnellen Entlastung führen, z.B. Not-Halt. diese lösen zusätzliche dynamische Wechsellasten aus. die dabei auftretenden Kräfte sind auf Grund der steileren Bremsrampen größer, siehe auch Kapitel 5.1 und 5.5. im Entstehungsprozess konkretisierte oder geänderte auslegungen sind zwingend abzustimmen, damit diese in der dimensionierung und Parametrierung der antriebe berücksichtigt werden. Bei betreiberseitig gewünschten optimierungen im Fahrverhalten ist vor Umsetzung immer die Einhaltung der oben beschriebenen Vorgaben zu prüfen. Können diese Vorgaben nicht eingehalten werden, bedarf es vorab einer Klärung mit dem maschinenbau- und stahlbautechnisch Verantwortlichen. im rahmen der Wartung sollte die Einhaltung der vorgesehenen Beschleunigungs- und Bremskurven regelmäßig geprüft und dokumentiert werden. alle Beteiligten sollten dabei stets berücksichtigen, dass durch neue antriebsund regelverfahren in der Elektrotechnik und Kransteuerung ggf. annahmen, die der statischen Berechnung zugrunde liegen, beeinflusst werden. Zusammenfassung die dynamischen Belastungen, die auf das Krantragwerk des Container-/ Portalkranes wirken, können zu unerwarteten und vorzeitigen Schäden und bei nicht rechtzeitigem Erkennen und Beseitigen zu einem Bruch im Krantragwerk führen. die Ursachen dieser Schädigung sind vielfältig und die Möglichkeiten zur reduzierung dieser Belastungen hängen von verschiedenen Faktoren ab, die praktisch jede lebensphase des Kranes betreffen. Mit der Kenntnis dieser Zusammenhänge ist es den Herstellern und Betreibern von Kranen möglich, die auswirkungen gravierender Betriebsfestigkeitsprobleme im Krantragwerk als Folge von dynamischen Belastungen besser einzuschätzen. die im Bericht enthaltenen Hinweise geben den Betreibern von Kranen und den Erstellern von Spezifikationen sowie allen Kran-interessierten die Möglichkeit, diese Problematik angemessen zu berücksichtigen. 70 HaNSa – international Maritime Journal 01 | 2021

die einzelnen Fälle sind weitgehend auf ihre auswirkungen hin betrachtet worden und geben damit die Einschätzungen des arbeitskreises wieder. im anhang wird ein Verfahren zur Beobachtung an Bestandskranen vorgestellt. ANHANG Praktisches Beispiel von Spannungsmessungen am Krantragwerk Bild 1: Acht Messorte mit insgesamt 46 Dehnmessstreifen (DMS) und acht Temperatursensoren Zur Überwachung von üblicherweise auffälligen Stellen des Krantragwerkes einer Containerbrücke wurde eine rissüberwachung installiert. Gewählt wurden die anschlüsse der Zugbänder an die ausleger bzw. an den Pylonen entsprechend Bild 1. in diesem Beispiel sind die Zugbänder an ihren Enden geschlitzt und auf die Knotenbleche aufgesteckt, siehe Bild 2 und Bild 3. die anschlüsse sind im auslauf der Knotenbleche stark rissgefährdet. in diesem Bereich wurden die Zugbänder beidseitig der Knotenbleche mit dehnmessstreifen versehen. deren Messdaten werden über licht wellen leiter (lWl) zentral erfasst und anschließend drahtlos an eine datenbank übertragen. auf diese art kann via Fernüberwachung eine Veränderung der Messwerte registriert werden, deren Ursache die Entstehung von rissen sein kann. außerdem ist es möglich, das Spannungskollektiv zu ermitteln. Unter der annahme, dass der Kran während seiner lebensdauer annähernd gleiche Belastungen erfährt, kann so die restlebensdauer für den beobachteten Bereich ermittelt werden. Zur Verifizierung der Messergebnisse empfehlen sich referenzmessungen für definierte lasten und Katz- bzw. Kranfahrten mit und ohne last. die gemessenen Spannungswerte können dann mit den Ergebnissen aus der statischen Berechnung der Kranstruktur abgeglichen werden. Bild 2: Einführung Knotenblech in die Rohrkonstruktion bei einem Zugband. Bild 3: Zugband mit Knotenblech HaNSa – international Maritime Journal 01 | 2021 71