Hafenportalhubkran nach GB/T 17495: 6 Parameter
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Die Norm GB/T 17495-2009 „Hafenportalhubkran" ist eine nationale Norm, die Begriffe, Typklassifizierung, technische Anforderungen, Prüfverfahren und Inspektionsregeln für Hafenportalhubkrane festlegt. Sie gilt für Portalwippdrehkrane, die beim Be- und Entladen in Hafenterminals eingesetzt werden, und deckt die gesamte Produktpalette mit Tragfähigkeiten von 5t bis 500t und maximalen Ausladungen von 25m bis 45m ab. Dieser Artikel erläutert die zentralen technischen Anforderungen sowie die Auswahl- und Abnahmekriterien der Norm aus drei Perspektiven: 6 Konstruktionsparameter, 4 Triebwerksleistungen und 5 Sicherheitsschutzeinrichtungen.
Hafenportalhubkrane sind die zentrale Ausrüstung für den Umschlag von Massen- und Stückgut in Hafenterminals. Die nationale Norm GB/T 17495-2009 „Hafenportalhubkran" liefert die vollständige technische Grundlage für Konstruktion & Fertigung, Inspektion, Abnahme und sicheren Betrieb dieser Produkte. Dieser Artikel erläutert systematisch die Kernpunkte der Norm und ihre praktische Anwendung – von Anwendungsbereich, Auswahl der Konstruktionsparameter, Anforderungen an die Triebwerksleistung, Konfiguration der Sicherheitsschutzeinrichtungen bis hin zu Werksprüfungen und Abnahmeprüfungen.
Anwendungsbereich und Produktklassifizierung des Hafenportalhubkrans nach GB/T 17495
Die Norm DIN 15018 „Krane – Berechnungsgrundlagen für Stahltragwerke" legt die allgemeinen Lastkombinationen und Festigkeitsnachweise für die Krankonstruktion fest. Darauf aufbauend definiert GB/T 17495 spezifische technische Anforderungen für Hafenportalhubkrane. Die Norm gilt für ortsfeste und schienengebundene Portalwippdrehkrane zum Umschlag von Massengut, Stückgut und Containern in Hafenterminals. Die Nenntragfähigkeit umfasst 12 Laststufen: 5t, 10t, 16t, 25t, 40t, 63t, 100t, 160t, 250t, 320t, 400t und 500t.
Die Norm klassifiziert die Produkte nach der Auslegerkonstruktion in zwei Typen: Viergelenk-Wippausleger (für große Tragfähigkeiten im Massengutumschlag) und Einzelausleger (für kleine und mittlere Tragfähigkeiten im Stückgutumschlag). Nach dem Fahrwerk wird zwischen ortsfesten und schienengebundenen Ausführungen unterschieden. Nach dem Lastaufnahmemittel gibt es drei Grundkonfigurationen: Haken, Greifer und Magnetplatte. Die Triebwerksgruppe wird gemäß DIN 15018 in die Stufen A4 bis A7 eingeteilt, wobei für Massengut-Terminals üblicherweise die Stufe A7 (Schwerlastbetrieb) und für Stückgut-Terminals die Stufen A5 bis A6 verwendet werden.
Kelude Schwerindustrie fertigt Hafenportalhubkrane der gesamten Tragfähigkeitsklasse von 5t bis 100t, ausgestattet mit Viergelenk-Wippausleger und frequenzgesteuerter Drehzahlregelung, und deckt damit die Anforderungen aller Triebwerksgruppen von A4 bis A7 ab.
Die 6 wichtigsten Konstruktionsparameter und die Wahl der Triebwerksgruppe
GB/T 17495 legt 6 Kernparameter fest, die bei der Auswahl und Konstruktion eines Hafenportalhubkrans verbindlich zu bestimmen sind:
① Nenntragfähigkeit Q – nach der bevorzugten Zahlenreihe R10 (5t / 10t / 16t / 25t / 40t / 63t / 100t usw.); bei Greiferausführung ergibt sie sich aus Eigengewicht des Greifers plus Materialgewicht, bei Hakenausführung aus dem maximalen Einzelstückgewicht. Kelude Schwerindustrie empfiehlt für Massengut-Terminals die Rückrechnung der Nenntragfähigkeit nach der Formel: Jahresumschlag ÷ Arbeitstage pro Jahr ÷ Arbeitsstunden pro Tag × 1,5-facher Spitzenlastfaktor.
② Maximale Ausladung Rmax – der Normbereich liegt bei 25m bis 45m, ermittelt aus dem Abstand Kaiserkante bis zum entferntesten Arbeitspunkt im Schiffsraum plus 2m Sicherheitszuschlag. Für Terminals mit 100.000-t-Massengutfrachtern werden üblicherweise Ausladungen von 33m bis 35m gewählt, für 50.000-t-Frachter 25m bis 30m.
③ Hubhöhe H – die Hubhöhe über Schienenoberkante beträgt üblicherweise 22m bis 35m (entsprechend dem Höhenunterschied zwischen Schiffsdeck und Kainiveau), die Lastabsenkungshöhe unter Schienenoberkante 15m bis 20m (für den Einsatz im Schiffsraum). Die Gesamthubhöhe ergibt sich aus Hubhöhe plus Lastabsenkungshöhe und kann nach Norm maximal 55m betragen.
④ Arbeitsgeschwindigkeiten der Triebwerke – Hubgeschwindigkeit 15–90 m/min (6-stufige Drehzahlregelung), Wippgeschwindigkeit 5–60 m/min, Schwenkgeschwindigkeit 0,4–1,5 r/min, Fahrgeschwindigkeit 15–30 m/min. Die Geschwindigkeitswahl muss die Umschlagleistung (Hafenanforderung ≥ 600t/h) und die Positioniergenauigkeit (±50mm) gleichermaßen berücksichtigen.
⑤ Spurweite und Stützbasis – die Spurweite ist in drei Standardwerten von 6m, 10,5m und 12m festgelegt; die Stützbasis darf nicht kleiner als das 0,25-fache der Spurweite sein. Die Stabilität des Portalrahmens ist für den maximalen Winddruck im Nichtbetriebszustand (üblicherweise 800–1100 Pa) nachzuweisen.
⑥ Maximale Radlast – ≤ 250kN/Rad; dieser Wert ist die Grundlage für die Bemessung des Schienenfundaments im Terminal. Die Radlastverteilung muss so ausgelegt sein, dass die Abweichung der Radlasten der einzelnen Räder eines Stützbeins ±10% nicht überschreitet.
| Parameterposition | NormGeltungsbereich | Auswahlkriterium |
|---|---|---|
| NenntragfähigkeitQ | 5t~500t R10Baureihe | Schiffstyp/GutDichte/Jahresumschlag |
| maximale AusladungRmax | 25m~45m | entferntester Punkt von Kaimauer bis Schiffsraum+2m |
| HubhöheH | oberhalb Schienenoberkante22~35m+unterhalb Schienenoberkante15~20m | Deckshöhe des Schiffstyps+Laderaumtiefe |
| Hubgeschwindigkeit | 15~90 m/min | Umschlagleistung≥600t/hAnforderung |
| Spurweite×Basisabstand | 6m/10.5m/12m | KaiSchieneAnordnung+Stabilitätsnachweis |
| Maximale Radlast | ≤250kN/Rad | KaiSchieneBodenpressung |
Anforderungen an Stahlkonstruktion, Schweißqualität und Montagepräzision von Hafenportalhubkränen
Die Norm DIN EN 13000 – Krane – Mobilkrane legt die Prüfverfahren für Lasttests von Kranen fest. Hafenportalhubkrane müssen vor der Auslieferung eine Statische Belastungsprüfung mit 1,25-facher Nennlast sowie eine Dynamische Belastungsprüfung mit 1,1-facher Nennlast erfolgreich bestehen. Die Konstruktions- und Fertigungsgenauigkeit der Stahlkonstruktion hat dabei direkten Einfluss auf die Bewertung der Prüfergebnisse.
Die Stahlkonstruktion eines Hafenportalhubkrans umfasst im Wesentlichen folgende Bauteile: das runde Portalgestell, den Drehtisch, den Wippausleger, die Traverse sowie den A-Rahmen. Die Norm stellt folgende Kernanforderungen an die Stahlkonstruktion:
| Bereich | Anforderung |
|---|---|
| ① Werkstoff | Für die tragende Stahlkonstruktion wird Baustahl Q235B (≈S235JR) oder Q345B (≈S355J2) verwendet. Das Grundmaterial im Bereich tragender Schweißnähte muss einen Schlagversuch bei –20 °C bestehen (Anforderung für den Außenbetrieb im Hafen bei niedrigen Temperaturen). |
| ② Schweißen | Tragende Schweißnähte werden zu 100 % mittels Ultraschallprüfung (UT) und zu 10 % mittels Durchstrahlungsprüfung (RT) geprüft. Die Schweißnahtqualität entspricht mindestens Klasse II nach ISO 5817. Die Rundnähte des Portalgestells müssen vor dem Schweißen auf 120 °C–150 °C vorgewärmt und nach dem Schweißen einer Wasserstoffarmglühung unterzogen werden. |
| ③ Montagepräzision | Die Koaxialität der Ausleger-Gelenkpunkte ≤ 2 mm; die Ebenheit der Montagefläche für die Drehverbindung am Drehtisch ≤ 0,5 mm/m; die Spannweitenabweichung der Schienen ≤ ±3 mm (bei Spurweite 6 m) bzw. ≤ ±5 mm (bei Spurweite 10,5 m/12 m). |
| ④ Korrosionsschutz | Der Korrosionsschutz der gesamten Krananlage entspricht mindestens Klasse C4-M (ISO 12944); für Schüttguthäfen wird Klasse C5-M empfohlen. Die Oberflächenbehandlung erfolgt durch Sandstrahlen bis Grad Sa 2,5. Der Beschichtungsaufbau besteht aus Grundierung, Zwischen- und Deckbeschichtung mit einer Gesamt-Trockenschichtdicke von ≥ 280 μm. |
Die Hafenportalhubkrane von Kelude Schwerindustrie werden aus hochfestem Baustahl Q345B gefertigt. Alle tragenden Schweißnähte werden zu 100 % einer Ultraschallprüfung (UT) unterzogen. Der Korrosionsschutz der gesamten Krananlage entspricht der Klasse C5-M, wodurch eine Lebensdauer von mindestens 25 Jahren unter den hochkorrosiven Bedingungen in Seehäfen gewährleistet wird.
| Inspektionsprojekt | Normklausel | AbnahmeRichtlinie |
|---|---|---|
| mechanische Eigenschaften | GB/T 17495 §5.1 | Streckgrenze/Zugfestigkeit/Bruchdehnung/Kerbschlagarbeit |
| zerstörungsfreie Schweißnahtprüfung | GB/T 17495 §5.2 | UT 100%+RT 10%, ≥IIStufe |
| MontageGeometrieGenauigkeit | GB/T 17495 §5.3 | GelenkpunktKoaxialität≤2mm, Ebenheit≤0.5mm/m |
| OberflächeKorrosionsschutzbehandlung | GB/T 17495 §5.4 | Sa2.5Strahlgrad, Trockenfilm≥280μm |
| Statische Belastungsprüfung | GB/T 5905 §6 | 1.25Qfrei von bleibenderVerformung, frei vonRiss |
| Dynamische Belastungsprüfung | GB/T 5905 §7 | 1.1Qalle Antriebe funktionieren normal ohne Störungen |
Leistungsanforderungen der 4 Hauptwerke von Hafenportalhubkranen: Hubwerk, Wippwerk, Drehwerk und Fahrwerk
Hafenportalhubkrane verfügen über vier Hauptantriebswerke: Hubwerk, Wippwerk, Drehwerk und Fahrwerk. Die Norm GB/T 17495 legt die Leistungsparameter und Ausstattungsanforderungen für jedes Werk verbindlich fest:
Hubwerk – Ausführung mit zwei unabhängig angetriebenen Doppeltrommeln, die sowohl das Öffnen und Schließen des Greifers als auch den Hubvorgang ermöglicht. Die Bremse ist als redundante Doppelbremse ausgelegt (Betriebsbremse + Sicherheitsbremse) mit einem Bremssicherheitsfaktor ≥ 1,5. Die Hubgeschwindigkeit wird über eine frequenzgesteuerte Drehzahlregelung stufenlos geregelt, mit automatischer Umschaltung auf 2-fache Geschwindigkeit bei Teillast und 0,5-fache Geschwindigkeit bei Volllast. Der Sicherheitsfaktor des Drahtseils beträgt n ≥ 6 (bei mobilen Kranen n ≥ 5; für Hafenportalhubkrane gilt der höhere Wert). Die Standardausführung von Kelude Schwerindustrie umfasst eine frequenzgesteuerte Drehzahlregelung des Hubwerks mit SPS-Steuerung; bei einer Hubgeschwindigkeit von 60 m/min bei voller Last wird eine Positioniergenauigkeit von ± 30 mm erreicht.
Wippwerk – Antrieb über Zahnstange oder Spindel; der Wippbereich erstreckt sich von der minimalen Ausladung Rmin bis zur maximalen Ausladung Rmax. Das Wippwerk muss mit beidseitig wirkenden hydraulischen Puffern ausgestattet sein, mit einem Pufferhub ≥ 200 mm. Die Wippgeschwindigkeit ist im Bereich von 5 bis 60 m/min einstellbar; über einen Positions-Encoder/Drehgeber wird an jeder beliebigen Ausladung ein präziser Halt ermöglicht. Das Ausgleichssystem kombiniert Gegengewicht und Traverse, sodass die Leistungsschwankung über den gesamten Wippbereich ≤ 30 % beträgt.
Drehwerk – Antrieb über senkrechten Elektromotor, Planetengetriebe und Ritzel, das in den Außenzahnkranz der Drehverbindung eingreift. Die Drehverbindung ist als einreihige Vierpunktkugeldrehverbindung (Baureihe 01) ausgeführt; die Tragfähigkeit wird nach Lastkombination A gemäß Norm GB/T 3811 nachgewiesen. Die Drehbremse ist als geschlossene, hydraulisch lösbare Bremse mit manueller Löseeinrichtung für Montage & Inbetriebnahme ausgeführt. Die Schwenkgeschwindigkeit ist stufenlos von 0,4 bis 1,5 min⁻¹ einstellbar; über den 360°-Drehbereich sind 4 Endschalter-Zonen zur Geschwindigkeitsreduzierung vorgesehen.
Fahrwerk – Ausführung als mehrrädrige Laufkatzen-Fahrwerkgruppen mit Ausgleichsbalken (üblicherweise 8 bis 16 Räder); die Anzahl der Antriebsräder beträgt ≥ 50 % der Gesamtradzahl. Die Fahrgeschwindigkeit liegt zwischen 15 und 30 m/min; die frequenzgesteuerte Drehzahlregelung ermöglicht einen Sanftanlauf und ein sanftes Stoppen. Schienenreiniger und Puffer sind obligatorisch. Im Nichtbetriebszustand müssen eine Windverankerung und Schienenklemmen vorgesehen sein; die Windwiderstandsfähigkeit ist für eine Windlast ≥ 800 Pa nach Norm TJ 7-74 nachzuweisen.
Geforderte Sicherheitsschutzeinrichtungen für Hafenportalhubkrane nach GB/T 17495
Kapitel 6 der Norm GB/T 17495 legt detaillierte Anforderungen an Sicherheitsschutzeinrichtungen fest. Hafenportalhubkrane müssen zwingend über die folgenden 5 Kategorien von Sicherheitsschutzeinrichtungen verfügen – keine davon ist verzichtbar:
① Lastmomentbegrenzer – Bei Erreichen von 90 % des Nenn-Lastmoments wird ein akustischer und optischer Alarm ausgelöst; bei 100 % bis 110 % wird die Hub- und Wippbewegung in Richtung zunehmender Ausladung automatisch unterbrochen. Genauigkeit des Momentbegrenzers: Gesamtabweichung ≤ ± 5 % (gemäß GB 12602); eine Kalibrierung ist mindestens einmal jährlich erforderlich.
② Hubhöhenbegrenzer – Zweistufige Hubbegrenzung: Die erste Stufe (oberer Endschalter) unterbricht die Hubrichtung und aktiviert die Bremse; die zweite Stufe (Not-Endschalter) trennt die gesamte Stromversorgung. Nach Auslösung des Begrenzers beträgt der Sicherheitsabstand von der Hakenoberseite zur Trommel ≥ 3-facher Drahtseildurchmesser.
③ Ausladungsanzeige und -begrenzer – Anzeige der aktuellen Ausladung in Echtzeit (Anzeigegenauigkeit ± 2 %); an den Positionen der minimalen Ausladung Rmin und der maximalen Ausladung Rmax sind Endschalter installiert. Das Wippwerk muss sowohl über mechanische Endanschläge als auch über elektrische Endschalter als doppelte Sicherung verfügen.
④ Windschutz- und Rutschsicherung – Umfasst Schienenklemmen (manuell oder elektrohydraulisch) und eine Verankerungseinrichtung (mit Bolzen oder Zugseil). Die Klemmkraft der Schienenklemmen muss ≥ 1,2-fache der maximalen Windlast im Nichtbetriebszustand betragen. Der Windmesser löst einen Alarm bei einer Windgeschwindigkeit von 20 m/s (Windstärke 8) aus; die automatische Windverankerung erfolgt bei Windgeschwindigkeiten ≥ 25 m/s (Windstärke 10). Die Standardausstattung von Kelude Schwerindustrie umfasst hydraulische Schienenklemmen mit automatischem Windschutzsystem in Verbindung mit dem Windmesser.
⑤ Überdrehzahlsicherung und akustischer/optischer Alarm – Das Hubwerk ist mit einer Überdrehzahlsicherung ausgestattet, die bei Überschreitung der Nenn-Senkgeschwindigkeit um 115 % automatisch bremst. Die gesamte Maschine ist mit einem akustischen und optischen Signalgeber für die Verfahrbewegung, einer Drehbewegungs-Warnleuchte sowie einer Verriegelung für den Maschinenaufzug bzw. die Steigleiter ausgestattet. Alle Sicherheitseinrichtungen müssen bei jeder Schichtübergabe einer Funktionsprüfung unterzogen und dokumentiert werden.
12 Tragfähigkeitsklassen
5t bis 500t nach R10-Vorzugsreihe
Greifer / Haken / Magnetplatte
Drei Lastaufnahmemittel-Konfigurationen
4 Hauptwerke
Hubwerk · Wippwerk · Drehwerk · Fahrwerk
Frequenzgesteuerte Drehzahlregelung
Redundante Doppelbremse für Sicherheit
Korrosionsschutz C4~C5-M
Sandstrahlen nach Sa2,5
Dreischichtiger Lackaufbau ≥ 280 μm
Salznebel-Lebensdauer im Hafen ≥ 25 Jahre
6 Kernparameter
Tragfähigkeit · Ausladung · Hubhöhe
Geschwindigkeit · Spurweite · Radlast
Standardisierte Auswahltabelle
5 Sicherheitseinrichtungen
Lastmomentbegrenzung · Hubbegrenzung
Ausladungsanzeige · Windverankerung
Überdrehzahlsicherung · Akustischer & Optischer Alarm
Triebwerksgruppe A4 bis A7
Schüttgutumschlag: Lastgruppe A7
Stückgutumschlag: Lastgruppe A5 bis A6
Überwachung nach Vorschrift TSG 51-2023
📖 Weiterführende Literatur
Häufige Probleme bei der täglichen Prüfung von Hafenportalhubkranen
F: Was unterscheidet einen Hafenportalhubkran grundlegend von einem Allzweck-Portalkran?
A: Der grundlegende Unterschied liegt in der Bauform und dem Einsatzgebiet. Der Hafenportalhubkran (Portalwippdrehkran) verfügt über eine drehbare, zylindrische Portalstruktur mit einem um 360° schwenkbaren Ausleger. Er ist speziell für den Schiffsbe- und -entladebetrieb an Hafenterminals konzipiert. Seine Nenntragfähigkeit liegt zwischen 5t und 500t, die Triebwerksgruppe entspricht A4 bis A7. Der Allzweck-Portalkran hingegen nutzt eine Torrahmenkonstruktion und verfährt mit seiner Kranbrücke auf bodennahen Schienen. Er wird hauptsächlich für den horizontalen Materialtransport auf Lager- und Umschlagplätzen eingesetzt, mit einer Tragfähigkeit von üblicherweise 5t bis 100t. Es gelten unterschiedliche Normen: Für Hafenportalhubkrane ist die ISO 4306 (ehem. GB/T 17495) maßgeblich, für Allzweck-Portalkrane die DIN 15018 (ehem. GB/T 14406). Kelude fertigt beide Serien und berät Sie gerne bei der Auswahl der optimalen Lösung für Ihre Terminalanforderungen.
F: Welche konkreten Anforderungen stellt die Norm an die Windschutz- und Rutschsicherung von Hafenportalhubkranen?
A: Gemäß Abschnitt 6.4 der einschlägigen Norm (ISO 4306 / EN 13000) müssen schienengebundene Hafenportalhubkrane mit einer doppelten Windschutzausrüstung aus Schienenklemme und Verankerungseinrichtung ausgestattet sein. Die Klemmkraft der Schienenklemme muss mindestens das 1,2-fache der maximalen Windlast im nicht betriebsbereiten Zustand betragen, berechnet auf Basis des in der Norm definierten Referenz-Staudrucks von 800~1100Pa für Hafenbereiche. Die Verankerungseinrichtung muss horizontalen Kräften standhalten, die mindestens dem 1,5-fachen der maximalen nicht betriebsbedingten Windlast entsprechen. Der Windmesser ist so eingestellt, dass er bei 20m/s (Windstärke 8) einen Alarm auslöst und bei 25m/s (Windstärke 10) automatisch den Verankerungsprozess startet. Eine Funktionsprüfung der Windsicherung ist vierteljährlich vorgeschrieben. Dabei ist der Verschleiß an den Klemmbacken der Schienenklemme zu messen (max. 1mm) und die Verankerungsbolzen sind auf plastische Verformung zu prüfen.
F: Wie lassen sich ungewöhnliche Geräusche und Vibrationen an der Drehverbindung eines Hafenportalhubkrans diagnostizieren?
A: Die Fehlersuche bei der Drehverbindung erfolgt systematisch: ① Prüfung der Schmierung: Die Laufbahn der Drehverbindung ist alle 200 Betriebsstunden mit Lithiumfett (EP 2) nachzuschmieren. Fettmangel führt zu trockenem Metallkontakt und typischen Quietschgeräuschen. ② Kontrolle des Anzugsmoments der Befestigungsschrauben: Für M24-Schrauben gilt eine Vorspannkraft von mindestens 640N·m. Lockerungen vergrößern das Spiel und verursachen periodische Schlaggeräusche. ③ Messung des Zahnflankenspiels: Der Normalwert liegt zwischen 0,3 und 0,8mm. Ein Wert über 1,5mm deutet auf starken Verschleiß der Zahnflanken hin und erfordert einen Austausch. ④ Prüfung des Laufbahnspiels: Mit einer Messuhr wird die axiale Spieländerung zwischen unbelastetem und volllastbetriebenem Zustand gemessen; sie darf 0,5mm nicht überschreiten. Überschreitungen erfordern eine Einstellung oder Erneuerung der Drehverbindung. Der Kundendienst von Kelude bietet Zustandsbewertungen sowie Reparatur- und Austauschservices für Drehverbindungen an und reagiert bei Notfällen in Häfen innerhalb von 24 Stunden.
F: Mit welchen Gesamtkosten ist für einen kompletten 40-Tonnen-Hafenportalhubkran zu rechnen?
A: Für einen kompletten Hafenportalhubkran mit 40t Tragfähigkeit und 33m Ausladung (Viergelenk-Auslegersystem, Greiferausführung, Triebwerksgruppe A7) liegt der Richtpreis für die Gesamtanlage bei ca. 358.000 € bis 576.000 €. Der Preis variiert stark je nach Ausstattung. Wesentliche Einflussfaktoren sind: ① Das Frequenzumrichter-Antriebssystem (Importkomponenten von Siemens/ABB sind 30%~50% teurer als vergleichbare Produkte); ② Die Korrosionsschutzklasse (C5-M verursacht etwa 15% Mehrkosten gegenüber C4-M); ③ Das Lastaufnahmemittel (ein Greifer kostet ca. 10.000 € bis 19.000 €, eine Magnetplatte ca. 6.400 € bis 10.200 €); ④ Transport- und Montageentfernung. Die genannten Preise verstehen sich als ab Werk und beinhalten weder die Erstellung des Schienenfundaments noch die Montage & Inbetriebnahme vor Ort. Kelude bietet eine kostenlose Auslegungsberatung und ein detailliertes Angebot an, um die optimale Konfiguration passgenau für Ihre Terminalbedingungen zu ermitteln.
