Kranarten im Vergleich: Brücken-, Portalkran & Hängekran
Kernpunkte Die vier Krantypen unterscheiden sich grundlegend in ihrem Tragsystem: Brückenkran (Hauptträger auf Biegung und Scherung, Kopfträger, Laufräder, Kranbahnträger, Konsolen, Stützen, Radlast 30–300 kN/Rad), Portalkran (Hauptträger auf Biegung und Scherung + Stützbeine auf Druck und Biegung, Bodenfundament, Radlast 50–400 kN/Rad, Kippsicherheit K ≥ 1,3), Kragarmkran (Kragarm M = Q × L, Ankerbolzen im Stützenfuß auf Zug und Biegung, Bodenbelastung ≥ 200 kPa), Hängekran (Drahtseil/Kette auf reinen Zug, Hänger, Dachbinder, Stützen, Anschlagpunkt 5–50 kN). Die Auswahl muss anhand der baulichen Gegebenheiten, Tragfähigkeit und Einsatzbedingungen getroffen werden.
Krane werden nach ihrer Bauart in vier Kategorien unterteilt: Brückenkrane, Portalkrane, Kragarmkrane und Hängekrane. Kelude Schwerindustrie deckt mit seinem Produktsortiment die drei Kategorien Brückenkran, Portalkran und Kragarmkran ab und bietet Tragfähigkeiten von 0,25 t bis 100 t sowie die komplette Kranauswahl, Projektierung und Lieferung aus einer Hand. Die Tragsysteme der vier Krantypen unterscheiden sich grundlegend und beeinflussen direkt die Konstruktion der Werkshalle, die Fundamentplanung und die Auswahl der Kranausrüstung. Dieser Beitrag erläutert aus strukturmechanischer Sicht die statischen Modelle, Lastpfade und maßgebenden Auslegungsparameter der vier Krantypen, um Ingenieuren und Technikern eine fundierte Kranauswahl bereits in der Projektplanungsphase zu ermöglichen.
Grundlegende Begriffe und die Nomenklatur von Kranen finden Sie unter Brückenkran – Begriffsabgrenzung und Konzepte. Detaillierte Auswahlparameter für Brückenkrane finden Sie unter LD-Typ elektrischer Einträger-Brückenkran und LH-Typ Brückenkran mit Elektroseilzug. Für die Auswahl von Portalkranen siehe Portalkran – Parameter, Preise und Auswahlhilfe nach Typ.
Lastpfade und Auswahlempfehlung für die vier Krantypen
Statisches System des Brückenkrans
Beim Brückenkran sind die Enden des Hauptträgers gelenkig auf den Kopfträgern gelagert. Der Lastpfad verläuft: Hublast → Biegung des Hauptträgers (maximales Biegemoment in Feldmitte) → Kopfträger → Laufräder → Kranbahnträger der Werkshalle → Konsolen → Stützen → Fundament. Das statische Modell besteht aus einem Hauptträger, der vertikale Biegemomente (M = qL²/8 + φQL/4) und Querkräfte aufnimmt, sowie Kopfträgern, die vertikale Querkräfte und horizontale Biegemomente übertragen. Die Radlast Pmax ist der maßgebende Eingangsparameter für die Hallenkonstruktion: Beim LD-Typ Einträger-Brückenkran etwa 30–50 kN/Rad, beim QD-Typ Zweiträger-Brückenkran etwa 100–300 kN/Rad. Der Brückenkran erfordert die Ausbildung von Konsolen und Kranbahnträgern in der Werkshalle – der bauliche Aufwand ist am höchsten, die Zusatzinvestition für bestehende Hallen jedoch am geringsten.
Statisches System des Portalkrans
Beim Portalkran stützt sich der Hauptträger über Stützbeine auf Bodenfundamenten ab. Der Lastpfad verläuft: Hublast → Biegung des Hauptträgers → Stützbeine (Bauteile auf Druck und Biegung) → Laufräder → Radlaufbahn → Betonfundament → Baugrund. Die Stützbeine werden als exzentrisch gedrückte Bauteile modelliert (vertikale Auflagerreaktion aus dem Hauptträger + horizontale Trägheitskräfte + Biegemoment aus Windlast) und bilden den Kern der strukturellen Auslegung des Portalkrans. Die Gesamtstabilität ist mit einer Kippsicherheit von K ≥ 1,3 im Betriebszustand und K ≥ 1,5 im Nichtbetriebszustand nachzuweisen. Der Portalkran benötigt keine tragende Hallenkonstruktion, sondern lediglich ein Streifenfundament für die Radlaufbahn (etwa 200–400 €/m). Er eignet sich daher besonders für den Einsatz ohne Halle oder im Freigelände.
Statisches System des Kragarmkrans
Beim Kragarmkran (Säulenschwenkkran) wird der Stützenfuß über Ankerbolzen im Hallenboden befestigt; der Kragarm ragt horizontal von der Säule aus. Das maximale Biegemoment tritt am Stützenfuß auf: M = Q × L + GArm × L/2. Das statische Modell entspricht einem eingespannten Kragarm: Die Ankerbolzen werden auf Zug und Biegung beansprucht, die Fußplatte auf Druck und Biegung. Der Kragarmkran erzeugt keine Radlasten und benötigt keine Schienen; die Last wird direkt in den Hallenboden eingeleitet, der eine Mindesttragfähigkeit von ≥ 200 kPa aufweisen muss. Da das Biegemoment des Kragarms linear mit Q und L ansteigt, liegt der wirtschaftliche Einsatzbereich bei Tragfähigkeiten von 0,25–5 t und Ausladungen von 3–8 m.
Statisches System des Hängekrans
Beim Hängekran wird die I-Träger-Schiene über Hänger (Achsabstand etwa 1,5–3 m) an der Unterkante der Dachbinder oder an den Dachpfetten der Werkshalle befestigt; der Elektroseilzug verfährt auf dem unteren Flansch des I-Trägers. Der Lastpfad verläuft: Hublast → Biegung der I-Träger-Schiene → Hänger → Dachbinder → Stützen → Fundament. Das statische Modell ist ein Mehrfeldträger oder Einfeldträger (je nach Verteilung der Anschlagpunkte); Drahtseil und Kette werden auf reinen Zug beansprucht. Die Hängeschiene wird entweder als KBK-Baukastensystem (manuell, Leichtlast 0,1–2 t) oder als Sonder-I-Träger-Schiene (elektrisch, Schwerlast bis 10 t) ausgeführt. Sämtliche Lasten werden über den Dachbinder in die Stützen geleitet; die Tragfähigkeit der Dachkonstruktion muss daher bereits in der Planungsphase mit ausreichender Reserve ausgelegt werden.
Kranauswahl: Die vier Typen im Vergleich
| Vergleichsmerkmal | Brücken- | Portal- | Säulenschwenk- | Hänge- |
|---|---|---|---|---|
| Haupttragverhalten | Biegung und Querkraft | Biegung und Querkraft+Druck | Biegung/Torsion | Reine Zugbeanspruchung |
| LastÜbertragung auf | WerkshalleSäule | Bodenfundament | WerkshalleBodenplatte | Dachstuhlkonstruktion |
| Radlast/Auflagerkraft | 30~300kN/Rad | 50~400kN/Rad | Fundamentanker50~200kN | Anschlagpunkt5~50kN |
| erforderlichWerkshallein Kombination mit | Kragarm+Kranbahnträger | nur Bodenfundament | Fundamenteinbettung | Dachstuhlverstärkung |
| typischTragfähigkeit | 1~500t | 5~100t | 0.25~5t | 0.1~10t |
| Grundflächenbedarf | nurSchieneunterhalb | SchieneFundamentstreifen | SäuleFußbereich | keine Grundfläche erforderlich |
| Baukosten | am höchsten(einschließlichWerkshalle) | mittel(SchieneBodenfundament) | am niedrigsten(Ankerbolzen) | am niedrigsten(Dachstuhlverstärkung) |
Empfohlene Normen
• ISO 12480-5:2012 „Krane – Sicherer Gebrauch – Teil 5: Brücken- und Portalkrane“
• ISO 9374-5:1991 „Krane – Zu liefernde Informationen – Teil 5: Brücken- und Portalkrane“
• ISO 12488-5:2012 „Krane – Toleranzen – Teil 5: Brücken- und Portalkrane“
Häufige Fragen zu Krananlagen
F: Ist ein Brückenkran ohne Werkshalle montierbar?
A: Nein. Ein Brückenkran benötigt Hallenstützen und Konsolen zur Aufnahme der Kranbahnträger. Kelude bietet je nach Gegebenheiten vor Ort Alternativen an, etwa Portalkrane oder spezielle Freiluftkrane.
——Ohne tragende Hallenstruktur ist keine Montage möglich. Fehlt eine Halle, ist ein Portalkran die erste Wahl (mit eigenen Stützbeinen und Bodenverankerung); bei Neubauten lässt sich der Kranbahnträger bereits in die Rohbauplanung integrieren.F: Warum werden Schwenkkrane nur für kleine Lasten gebaut?
A: Der Kragarm ist ein Kragbalken. Das Biegemoment M=Q×L (Last × Ausladung) steigt linear mit beiden Variablen. Das zu große Biegemoment am Säulenfuß führt zu einer massiven Zunahme der Kastenquerschnitte und der Ankerbolzen-Spezifikation. Bei einem 5t/8m-Schwenkkran erreicht der Säulenquerschnitt bereits 400×400mm mit 8 Ankerbolzen M36 – größere Traglasten sind unwirtschaftlich. Über 5t empfehlen sich Portalkran oder Brückenkran.
F: Wie ermittelt man die Last an den Anschlagpunkten eines Hängekrans?
A: Jeder Anschlagpunkt nimmt eine Einzellast P=(Q+GSchiene)/n auf (n = Anzahl der Anschlagpunkte), zuzüglich des dynamischen Lastfaktors für das Heben φ₂=1,1. Bei der Dachstuhl-Nachrechnung sind gleichzeitig zu berücksichtigen: vertikale Zugkraft am Anschlagpunkt, horizontale Bremskraft der Schiene (ca. 0,1P) sowie Windlast (im Freien). War der Dachstuhl ursprünglich nicht für Hängelasten ausgelegt, ist eine statische Überprüfung erforderlich – gegebenenfalls muss der Untergurt des Dachstuhls verstärkt werden.
F: Welche Bauvariante ist günstiger – Brückenkran oder Portalkran?
A: Bei vorhandener Halle ist der Brückenkran am günstigsten (nur Verstärkung der Kranbahnträger, ca. 1.300–6.400 EUR). Bei einem Neubau, der gleichzeitig einen Kran benötigt, liegen die Gesamtkosten für Brückenkran plus Halle höher als für Portalkran plus einfacher Überdachung. Der Portalkran benötigt ein Schienenfundament (Stahlbeton-Streifenfundament ca. 26–51 EUR/m inkl. Ankerbolzen und Einbauteilen). Bei 30m Spannweite ergeben sich 60m Schiene auf beiden Seiten, die Fundamentkosten belaufen sich auf ca. 1.500–3.100 EUR.
