QD-Zweiträger-Brückenkran: Hauptträgerquerschnitt & Durchbiegung
Kernpunkte Die Hauptträger des QD-Zweiträger-Brückenkrans werden nach Norm DIN 15018 ausgelegt und besitzen einen Doppelkastenquerschnitt. Dieser Artikel demonstriert anhand dreier Berechnungsbeispiele (5t/16t/32t) den vollständigen Berechnungsablauf für Hauptträger: Lastkombination, Querschnitts-Trägheitsmoment, Biegespannungsnachweis, Schubspannungsnachweis und Durchbiegungsnachweis – inklusive empfohlener Querschnittsparameter-Tabellen für jede Tragfähigkeit. Zulässige Spannung [σ]=170MPa (Q235B), zulässige Durchbiegung [f]=S/700~S/1000.
Der Hauptträger des QD-Zweiträger-Brückenkrans ist das tragende Kernelement der gesamten Konstruktion; seine Querschnittsauslegung und Festigkeitsnachweise bestimmen unmittelbar die Sicherheit und Lebensdauer der gesamten Krananlage. Im Gegensatz zu Standard-Auswahlartikeln, die lediglich fertige Querschnittsmaße angeben, wird hier der vollständige ingenieurtechnische Berechnungsweg systematisch hergeleitet: Querschnittsparameter, Lastkombinationen, Festigkeits- und Durchbiegungsnachweise für den QD-Doppelhauptträger gemäß Norm DIN 15018 „Krane – Konstruktionsvorschriften“ und FEM 1.001 „Allgemeiner Brückenkran“. Drei vollständige Berechnungsbeispiele für 5t, 16t und 32t verifizieren die Auslegungsmethodik.
Lastannahmen und Krafteinleitung am Hauptträger
Die auf den Hauptträger des QD-Zweiträger-Brückenkrans einwirkenden Lasten werden in drei Kategorien unterteilt: reguläre Lasten, Zusatzlasten und Sonderlasten. Für die Querschnittsauslegung und den Festigkeitsnachweis werden ausschließlich die regulären Lasten (Lastkombination A) berücksichtigt – bestehend aus Eigengewicht, Hublast und horizontaler Trägheitslast.
Eigengewicht (gleichmäßig verteilt q): Das Gesamtgewicht aus Doppelhauptträger, Kopfträger, Laufsteg, Schiene und Katzbahn wird gleichmäßig über die Spannweite verteilt. Schätzformel: q = (G_Träger + G_Kopf + G_Bühne)/S, wobei G_Träger das Gewicht beider Hauptträger, G_Kopf das Gewicht der Kopfträger und G_Bühne das Gewicht von Laufsteg und Zubehör darstellt. Für den QD-Typ kann das Eigengewicht mit PG = 0,3~0,5×Q abgeschätzt werden (Q = Nenntragfähigkeit); mit zunehmender Spannweite und Tragfähigkeit nimmt dieser Koeffizient ab.
Hublast (Einzellast P): Das Eigengewicht der Laufkatze, die Nenntragfähigkeit und das Gewicht des Anschlagmittels wirken über die Laufräder auf den Hauptträger. P = G_Katze + 1,25×Q (Norm DIN 15018 fordert einen dynamischen Lastfaktor φ2 = 1,0~1,25 für das Heben; der ungünstigste Fall 1,25 wird angesetzt). Der Radabstand b der Laufkatze liegt typischerweise zwischen 1,5 und 3,5 m; sein Einfluss auf das Biegemoment des Hauptträgers muss bei einer detaillierten Berechnung durch die Zweifach-Radlast berücksichtigt werden.
Lastkombination A (Normalbetrieb): M_A = γ_p × (M_q + M_P), wobei γ_p der Lastkombinationsbeiwert mit 1,0~1,16 ist. Lastkombination B (mit Wind-/Temperaturlast): für Außenmontage-Bedingungen. Lastkombination C (mit Anprall-/Pufferlast): für Stoßnachweise. Die reguläre Hauptträgerauslegung prüft ausschließlich die Lastkombination A.
Querschnittsberechnung des Kastenträgers
Der QD-Doppelhauptträger besitzt einen Kastenquerschnitt; beide Hauptträger sind identisch dimensioniert und parallel angeordnet. Die Querschnittskennwerte eines einzelnen Hauptträgers berechnen sich wie folgt:
Flächenträgheitsmoment I_x: I_x = 2×[t_w×(H-2t_f)³/12 + B×t_f×(H-t_f)²/2]
Dabei gilt: H = Gesamthöhe des Hauptträgers, B = Breite des Hauptträgers, t_f = Dicke des Flanschblechs, t_w = Dicke des Stegblechs. Der Elastizitätsmodul für Q235B- und Q345B-Stahl beträgt E=2,06×10⁵MPa.
Widerstandsmoment W_x: W_x = 2I_x/H. Das gesamte Widerstandsmoment beider Hauptträger beträgt ΣW = 2×W_x.
Empirische Querschnittsvorwahl (mm): Für den QD-Hauptträger gelten folgende Erfahrungsformeln zur Vorwahl: H = S/14~S/18, B = (0,33~0,5)×H, t_f = 10~20mm (nach Tragfähigkeit), t_w = 6~10mm (nach Tragfähigkeit). Die Vorwahl ist anschließend durch Festigkeits- und Durchbiegungsnachweise zu verifizieren.
Festigkeitsnachweis des Hauptträgers
Normalspannungsnachweis: σ = M_max/W ≤ [σ]. M_max ist das maximale Biegemoment in Feldmitte, W das gesamte Widerstandsmoment beider Hauptträger. Die zulässige Spannung [σ] wird nach Norm DIN 15018 angesetzt: Q235B = 170MPa, Q345B = 235MPa (Sicherheitsfaktor n=1,34~1,48).
Maximales Biegemoment in Feldmitte M_max: M_max = γ_p × (P×S/4 + q×S²/8), wobei S die Spannweite ist. Diese Formel setzt die Einzellast P in Feldmitte an (ungünstigste Position) und das gleichmäßig verteilte Eigengewicht q über die gesamte Länge.
Schubspannungsnachweis: τ_max = V_max×S_x/(I_x×t_w) ≤ [τ], zulässige Schubspannung [τ] = [σ]/√3 = 98MPa (Q235B). V_max = P/2 + q×S/2 (maximale Querkraft am Auflager), S_x = B×t_f×(H-t_f) + t_w×(H/2-t_f)²/2 (statisches Moment des Querschnitts oberhalb der neutralen Achse). In der Praxis kann auf einen separaten Schubspannungsnachweis verzichtet werden, wenn τ_max deutlich unter [τ] liegt.
Lokaler Stabilitätsnachweis: Bei einem Verhältnis Stegblechhöhe/Dicke H/t_w > 80 sind quer verlaufende Steifen erforderlich; bei H/t_w > 160 müssen sowohl quer- als auch längsverlaufende Steifen angeordnet werden. Der Steifenabstand a muss a ≤ 2h₀ und a ≤ 2000mm erfüllen (h₀ = lichte Stegblechhöhe = H-2t_f).
Durchbiegungsnachweis und Vorbiegung
Berechnung der statischen Durchbiegung: f_max = P×S³/(48E×ΣI_x) + 5q×S⁴/(384E×ΣI_x). Dabei ist ΣI_x das gesamte Flächenträgheitsmoment beider Hauptträger.
Zulässige Durchbiegung [f]: Nach Norm DIN 15018 und FEM 1.001: Bei Triebwerksgruppe A1~A5 gilt [f]=S/700; bei A6 und A7 gilt [f]=S/800; bei A8 gilt [f]=S/1000. Die Triebwerksgruppe des QD-Typs liegt üblicherweise bei A4~A7; empfohlen wird [f]=S/700 (für A4~A5) bzw. S/800 (für A6~A7).
Vorbiegung: Neu gefertigte QD-Doppelhauptträger erhalten in Feldmitte eine Vorbiegung von f₀ = S/1000~S/500. Die Vorbiegekurve folgt einer Parabel: y = 4f₀×x(S-x)/S² (x mit Ursprung am Auflager). Nach Aufbringen der Nennlast biegt sich der Hauptträger auf die horizontale Lage zurück bzw. bleibt geringfügig überhöht (Rest-Vorbiegung von ca. S/2000).
Berechnungsbeispiele für gängige Tragfähigkeiten
Beispiel 1: QD5t×22,5m (Triebwerksgruppe A5)
Bei einer Tragfähigkeit von Q = 5 t, einer Spannweite von S = 22,5 m, einem Laufkatzen-Eigengewicht von Gc = 1,5 t und einem Anschlagmittel-Gewicht von Gh = 0,2 t wird das Gesamtgewicht der Doppelhauptträger auf GTräger = 3,2 t, der Kopfträger auf GKopf = 0,8 t und der Laufstege auf GSteg = 0,6 t geschätzt. Das gesamte Eigengewicht beträgt somit G = 4,6 t. Die Streckenlast ergibt sich zu q = G/S = 4,6 × 9,81 × 10³ / 22,5 = 2005 N/m. Die Einzellast beträgt P = (Gc + 1,25 Q + Gh) × 9,81 × 10³ = (1,5 + 6,25 + 0,2) × 9,81 × 10³ = 78,0 kN. Die Vorwahl des Querschnitts: H = 22,5 / 16 = 1,4 m = 1400 mm, B = 0,4 H = 560 mm, gewählt 550 mm, tf = 12 mm, tw = 8 mm. Das Flächenträgheitsmoment beträgt Ix = 2 × [8 × (1400 − 24)³ / 12 + 550 × 12 × (1400 − 12)² / 2] = 2 × [8 × 1376³ / 12 + 550 × 12 × 1388² / 2]. Daraus ergibt sich Ix = 2 × [1,733 × 10⁹ + 6,358 × 10⁹] = 1,618 × 10¹⁰ mm⁴. Das gesamte ΣIx = 2 × 1,618 × 10¹⁰ = 3,236 × 10¹⁰ mm⁴. Das Widerstandsmoment beträgt Wx = 2 Ix / H = 2 × 1,618 × 10¹⁰ / 1400 = 2,311 × 10⁷ mm³. Das maximale Biegemoment Mmax = 1,0 × (78,0 × 10³ × 22,5 / 4 + 2005 × 22,5² / 8) = 1,0 × (438,8 × 10³ + 126,9 × 10³) = 565,7 kN·m. Die Biegespannung σ = Mmax / W = 565,7 × 10⁶ / 2,311 × 10⁷ = 24,5 MPa ≤ [σ] = 170 MPa. Die Durchbiegung fmax = 78,0 × 10³ × 22500³ / (48 × 2,06 × 10⁵ × 3,236 × 10¹⁰) + 5 × 2005 × 22500⁴ / (384 × 2,06 × 10⁵ × 3,236 × 10¹⁰) = 34,7 + 18,9 = 53,6 mm. Der zulässige Grenzwert S/700 = 22500 / 700 = 32,1 mm. Da fmax = 53,6 > 32,1 mm, ist die Durchbiegung zu groß; der Querschnitt muss vergrößert werden.
Neuberechnung mit vergrößertem Querschnitt: H wird auf 1550 mm erhöht, tf auf 14 mm. Das neue Ix = 2 × [8 × 1522³ / 12 + 550 × 14 × (1550 − 14)² / 2] = 2 × [2,351 × 10⁹ + 8,868 × 10⁹] = 2,244 × 10¹⁰ mm⁴. ΣIx = 4,488 × 10¹⁰ mm⁴. Wx = 2 × 2,244 × 10¹⁰ / 1550 = 2,895 × 10⁷ mm³. σ = 565,7 × 10⁶ / 2,895 × 10⁷ = 19,5 MPa. fmax = 34,7 × 3,236 / 4,488 + 18,9 × 3,236 / 4,488 = 25,0 + 13,6 = 38,6 mm. Der Grenzwert S/700 = 32,1 mm; 38,6 > 32,1 mm, daher ist eine weitere Vergrößerung erforderlich.
Weitere Vergrößerung: H = 1700 mm, tf = 16 mm. Ix = 2 × [8 × 1668³ / 12 + 550 × 16 × (1700 − 16)² / 2] = 2 × [3,093 × 10⁹ + 1,265 × 10¹⁰] = 3,149 × 10¹⁰ mm⁴. ΣIx = 6,298 × 10¹⁰ mm⁴. Wx = 2 × 3,149 × 10¹⁰ / 1700 = 3,705 × 10⁷ mm³. σ = 565,7 × 10⁶ / 3,705 × 10⁷ = 15,3 MPa. fmax = 34,7 × 3,236 / 6,298 + 18,9 × 3,236 / 6,298 = 17,8 + 9,7 = 27,5 mm ≤ 32,1 mm. Der endgültige Querschnitt beträgt H = 1700 mm, B = 550 mm, tf = 16 mm, tw = 8 mm.
Berechnungsbeispiel 2: QD16t × 28,5m (Triebwerksgruppe A5)
Q = 16 t, S = 28,5 m, Laufkatze Gc = 3,5 t, Anschlagmittel 0,4 t. Geschätztes Gesamtgewicht der Hauptträger GTräger = 9,6 t, Kopfträger 1,6 t, Laufstege 0,8 t, Gesamtgewicht 12 t. q = 12 × 9,81 × 10³ / 28,5 = 4131 N/m. P = (3,5 + 1,25 × 16 + 0,4) × 9,81 × 10³ = 248 kN. Vorwahl H = 28,5 / 16 = 1,78 m = 1800 mm, B = 700 mm, tf = 18 mm, tw = 10 mm. Ix = 2 × [10 × (1800 − 36)³ / 12 + 700 × 18 × (1800 − 18)² / 2] = 2 × [10 × 1764³ / 12 + 700 × 18 × 1782² / 2] = 2 × [4,571 × 10⁹ + 2,001 × 10¹⁰] = 4,916 × 10¹⁰ mm⁴. ΣIx = 9,832 × 10¹⁰ mm⁴. Wx = 2 × 4,916 × 10¹⁰ / 1800 = 5,462 × 10⁷ mm³. Mmax = 1,0 × (248 × 10³ × 28,5 / 4 + 4131 × 28,5² / 8) = 1,0 × (1767 + 419) = 2186 kN·m. σ = 2186 × 10⁶ / 5,462 × 10⁷ = 40,0 MPa ≤ 170 MPa. fmax = 248 × 10³ × 28500³ / (48 × 2,06 × 10⁵ × 9,832 × 10¹⁰) + 5 × 4131 × 28500⁴ / (384 × 2,06 × 10⁵ × 9,832 × 10¹⁰) = 59,3 + 24,2 = 83,5 mm. S/700 = 28500 / 700 = 40,7 mm; 83,5 > 40,7. Vergrößerung des Querschnitts auf H = 2200 mm, B = 750 mm, tf = 22 mm, tw = 10 mm. Ix = 2 × [10 × 2156³ / 12 + 750 × 22 × (2200 − 22)² / 2] = 2 × [8,358 × 10⁹ + 3,988 × 10¹⁰] = 9,648 × 10¹⁰ mm⁴. ΣIx = 1,930 × 10¹¹ mm⁴. fmax = 59,3 × 9,832 / 19,30 + 24,2 × 9,832 / 19,30 = 30,2 + 12,3 = 42,5 mm. 42,5 ≈ 40,7 mm, nahe am Grenzwert, aber nicht ausreichend; H sollte weiter auf 2300 mm erhöht oder B auf 800 mm vergrößert werden. Nach Iteration ergibt sich bei H = 2300 mm und tf = 22 mm eine Durchbiegung von f = 38,2 mm ≤ 40,7 mm.
Berechnungsbeispiel 3: QD32t × 31,5m (Triebwerksgruppe A6)
Q = 32 t, S = 31,5 m, Laufkatze Gc = 6,0 t, Anschlagmittel 0,6 t. Gesamtgewicht der Hauptträger ca. 18 t, Kopfträger 2,5 t, Laufstege 1,0 t, Gesamtgewicht 21,5 t. q = 21,5 × 9,81 × 10³ / 31,5 = 6695 N/m. P = (6,0 + 1,25 × 32 + 0,6) × 9,81 × 10³ = 470 kN. Die zulässige Durchbiegung für Triebwerksgruppe A6 beträgt [f] = S/800 = 39,4 mm. Vorwahl H = 31,5 / 15 = 2,1 m = 2100 mm, B = 850 mm, tf = 25 mm, tw = 12 mm. Ix = 2 × [12 × (2100 − 50)³ / 12 + 850 × 25 × (2100 − 25)² / 2] = 2 × [12 × 2050³ / 12 + 850 × 25 × 2075² / 2] = 2 × [8,615 × 10⁹ + 4,579 × 10¹⁰] = 1,088 × 10¹¹ mm⁴. ΣIx = 2,176 × 10¹¹ mm⁴. Wx = 2 × 1,088 × 10¹¹ / 2100 = 1,036 × 10⁸ mm³. Mmax = 1,0 × (470 × 10³ × 31,5 / 4 + 6695 × 31,5² / 8) = 1,0 × (3701 + 830) = 4531 kN·m. σ = 4531 × 10⁶ / 1,036 × 10⁸ = 43,7 MPa ≤ 170 MPa. fmax = 470 × 10³ × 31500³ / (48 × 2,06 × 10⁵ × 2,176 × 10¹¹) + 5 × 6695 × 31500⁴ / (384 × 2,06 × 10⁵ × 2,176 × 10¹¹) = 66,7 + 24,8 = 91,5 mm > 39,4 mm. Die Durchbiegungsanforderung der Stufe A6 ist streng; der Querschnitt muss deutlich vergrößert werden. H = 2800 mm, tf = 28 mm. Ix = 2 × [12 × 2744³ / 12 + 850 × 28 × (2800 − 28)² / 2] = 2 × [2,070 × 10¹⁰ + 9,521 × 10¹⁰] = 2,318 × 10¹¹ mm⁴. ΣIx = 4,636 × 10¹¹ mm⁴. fmax = 66,7 × 2,176 / 4,636 + 24,8 × 2,176 / 4,636 = 31,3 + 11,6 = 42,9 mm. 42,9 > 39,4. Bei H = 3000 mm beträgt f = 38,2 mm ≤ 39,4 mm.
Fazit der Berechnungsbeispiele: Die Querschnittsabmessungen des QD-Zweiträger-Hauptträgers werden primär durch die Durchbiegung bestimmt und nicht durch die Festigkeit – die Spannungen in allen drei Beispielen liegen zwischen 15 und 44 MPa, weit unterhalb der zulässigen Spannung von 170 MPa, während die Durchbiegung iterativ angepasst werden muss. Dies zeigt, dass die Hauptträgerauslegung im Kern eine Steifigkeitsaufgabe ist. Die Erhöhung der Querschnittshöhe H ist das effektivste Mittel zur Reduzierung der Durchbiegung (Ix ist proportional zu H³). Eine vergleichbare Berechnung für den Hauptträger eines LD-Einträger-Brückenkrans finden Sie unter LD-Einträger-Brückenkran: Querschnittsparameter und Durchbiegungsnachweis – technische Berechnung.
Technische Parameter im Vergleich
Die folgenden empfohlenen Hauptträger-Querschnittsparameter für QD-Zweiträger-Brückenkrane gelten für Q235B-Material (≈S235JR), Triebwerksgruppe A5 und eine zulässige Durchbiegung von S/700:
Industriekrane von Kelude: Maßgeschneiderte Lösungen für die DACH-Region
Kelude Heavy Industry (im Folgenden „Kelude“) hat sich auf die Entwicklung und Fertigung von Industriekranen spezialisiert, die nach den hohen Anforderungen des deutschen und europäischen Marktes konzipiert sind. Unsere Systeme werden gemäß den einschlägigen DIN- und EN-Normen gefertigt und bieten eine zuverlässige, wirtschaftliche Lösung für Ihre innerbetrieblichen Materialflussprozesse.
Produktprogramm: Brückenkrane, Portalkrane & mehr
Unser Portfolio umfasst eine breite Palette an Krananlagen für unterschiedlichste Anwendungen – von leichten Werkstattkranen bis hin zu schweren Hüttenkranen. Jedes System wird individuell auf Ihre spezifischen Anforderungen und Ihre vorhandene Infrastruktur abgestimmt.
| Krantyp | Typische Merkmale | Typische Anwendungsbereiche |
|---|---|---|
| Brückenkrane (Ein-/Zweitäger) | Hohe Tragfähigkeit, große Spannweiten, präzise Positionierung | Maschinenbau, Montagehallen, Lagerhaltung |
| Portalkrane | Flexibel einsetzbar, auch im Außenbereich, robuste Bauweise | Umschlagplätze, Containerterminals, Fertigung im Freien |
| Halbportalkrane | Kombination aus Brücken- und Portalkran, platzsparend | Produktionshallen mit begrenzter Stützenhöhe |
| Schwenkkrane | Direkte Lastaufnahme am Arbeitsplatz, geringer Platzbedarf | Werkzeugmaschinen-Beschickung, Montageplätze |
| Elektroseilzüge & Kettenzüge | Hohe Hubgeschwindigkeiten, wartungsarm, verschiedene Hubklassen | Als Komponente in Krananlagen oder als Einzelgerät |
Technische Auslegung nach DIN & EN Normen
Die Konstruktion aller Kelude-Krane erfolgt auf Basis der aktuellen europäischen und internationalen Normen. Dies gewährleistet nicht nur die Betriebssicherheit, sondern auch die Rechtssicherheit für den Betreiber in Deutschland und Österreich.
- Berechnungsgrundlage: Die Tragwerksberechnung erfolgt nach DIN 15018 (Krane; Stahltragwerke; Bemessung und Konstruktion) und FEM 1.001 (Fahrzeugkrane).
- Sicherheit: Elektrische Ausrüstung und Steuerung entsprechen der EN 60204-32 (Sicherheit von Maschinen – Elektrische Ausrüstung von Maschinen – Teil 32: Forderungen für Krane).
- Terminologie & Klassifizierung: Die Einordnung der Krane erfolgt nach FEM 1.001 (Krane – Vokabular) und ISO 4301 (Krane – Klassifizierung).
Durch die Anwendung dieser harmonisierten Normen stellen wir sicher, dass unsere Produkte den hohen Erwartungen an Qualität, Langlebigkeit und Sicherheit im DACH-Raum entsprechen.
Individuelle Projektierung und Modernisierung
Über die reine Neulieferung hinaus bieten wir umfassende Dienstleistungen für bestehende Krananlagen. Ob Ersatzteilversorgung, technische Modernisierung oder die Erweiterung Ihrer Anlage – wir finden die passende Lösung.
- Modernisierung: Nachrüstung von Frequenzumrichtern, Funkfernsteuerungen oder Lastbegrenzungssystemen zur Steigerung der Effizienz und Sicherheit.
- Inspektion & Wartung: Regelmäßige Prüfungen gemäß Betriebssicherheitsverordnung (BetrSichV) durch unsere zertifizierten Fachkräfte.
- Ersatzteile: Schnelle und zuverlässige Lieferung von Original-Ersatzteilen für alle Kelude-Krane.
Häufige Fragen zu unseren Industriekranen
F:
Welche Normen liegen der Konstruktion Ihrer Krane zugrunde?A: Unsere Krane werden nach DIN 15018, FEM 1.001 sowie den relevanten Teilen der ISO 4300er Reihe ausgelegt. Die elektrische Ausrüstung entspricht der EN 60204-32. Dies garantiert einen Betrieb nach dem aktuellen Stand der Technik.
F:
Bieten Sie auch kundenspezifische Sonderlösungen an?A: Ja, ein wesentlicher Bestandteil unseres Angebots ist die individuelle Projektierung. Wir planen und fertigen Krane, die exakt auf Ihre Hallengeometrie, Ihre Lasten und Ihre Prozessabläufe zugeschnitten sind – von der Einzelanfertigung bis zur Serienlösung.
F:
Wie gestaltet sich die Zusammenarbeit bei einem Projekt in Deutschland?A: Sie erhalten einen festen Ansprechpartner, der Sie von der ersten Anfrage über die statische Berechnung bis zur Montage und Inbetriebnahme begleitet. Wir koordinieren alle Gewerke und stimmen die Terminplanung eng mit Ihnen ab.
F:
Können Sie bestehende Krane älterer Bauart modernisieren?A: Ja, die Modernisierung von Bestandskranen ist ein Kernbereich unserer Dienstleistung. Wir analysieren den Ist-Zustand, erstellen ein Konzept zur Ertüchtigung und setzen dieses fachgerecht um – oftmals ohne lange Stillstandszeiten.
Kontaktieren Sie uns für ein unverbindliches Angebot
A: Planen Sie eine Neuanschaffung oder eine Modernisierung Ihrer Krananlage? Unser Vertriebsteam berät Sie gerne ausführlich. Fordern Sie noch heute Ihr individuelles Angebot an.
| Tragfähigkeit(t) | SpannweiteS(m) | H(mm) | B(mm) | t_f(mm) | t_w(mm) | EinträgerI_x(×10⁹mm⁴) | Einträgergewicht(t) | S/700(mm) | BerechnungDurchbiegung(mm) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 5 | 22.5 | 1700 | 550 | 16 | 8 | 31.5 | 1.9 | 32.1 | 27.5 |
| 10 | 25.5 | 2000 | 650 | 20 | 8 | 63.3 | 2.9 | 36.4 | 31.8 |
| 16 | 28.5 | 2300 | 750 | 22 | 10 | 113.0 | 4.2 | 40.7 | 38.2 |
| 20 | 31.5 | 2600 | 800 | 24 | 10 | 173.2 | 5.1 | 45.0 | 36.5 |
| 32 | 31.5 | 3000 | 850 | 28 | 12 | 284.3 | 7.2 | 39.4 | 38.2 |
Die Tabellenquerschnitte sind empfohlene Vorwahlwerte. Für die tatsächliche Auslegung sind Werkstoffgüte (Q235B/Q345B), Triebwerksgruppe (A4~A7), Steifenanordnung und Fertigungsverfahren gemeinsam zu optimieren. Mit Q345B lässt sich der Querschnitt um 10~15 % reduzieren. Auswahlparameter und Preise für QD-Typ Brückenkrane verschiedener Traglasten finden Sie unter QD-Typ Zweiträger-Brückenkran: Parameter, Preise und Auswahl nach Traglast.
Häufige Fragen zur Hauptträgerauslegung
F: Warum bestehen die Festigkeitsnachweise in allen drei Beispielen problemlos, während die Durchbiegung iterativ berechnet werden muss?
A: Die Betriebsspannung des QD-Hauptträgers ist mit 15~44 MPa sehr niedrig und erreicht nur 9~26 % der zulässigen Spannung von Q235B (170 MPa). Ursache ist, dass die Hauptträgerbemessung durch die Steifigkeit (Durchbiegung) und nicht durch die Festigkeit bestimmt wird – die Durchbiegungsanforderung von S/700~S/1000 ist wesentlich strenger als die Festigkeitsanforderung. Die wirksamste Maßnahme zur Reduzierung der Durchbiegung ist die Vergrößerung der Trägerhöhe H (I∝H³), wobei eine größere Höhe auch das Eigengewicht und die Herstellungskosten erhöht. Bei Spannweiten über 30 m empfiehlt sich der Einsatz von Q345B oder eine Querschnittsoptimierung zur Gewichtsreduzierung.
F: Wie groß muss die Vorbiegung des Hauptträgers bei Zweiträger-Brückenkranen sein?
A: DIN 15018 sieht eine Vorbiegung von f_0 = S/1000~S/500 vor. S/500 entspricht einer größeren Vorbiegung (z. B. 45 mm bei 22,5 m Spannweite) und gilt für schwere Triebwerksgruppen ab A6 und darüber; S/1000 ergibt eine kleinere Vorbiegung (22,5 mm) für mittlere Triebwerksgruppen A4~A5. Die Vorbiegekurve folgt einer Parabel y=4f_0×x(S-x)/S², mit Maximum in Feldmitte und Null an den Auflagern. Nach Belastung sollte sich der Träger nahezu horizontal durchbiegen.
F: Wie stark beeinflussen die Werkstoffe Q235B und Q345B die Hauptträgerabmessungen?
A: Q345B hat eine zulässige Spannung von 235 MPa (38 % höher als Q235B mit 170 MPa), der Elastizitätsmodul E ist jedoch identisch (2,06×10⁵ MPa). Mit Q345B kann die Flanschblechdicke t_f ohne Festigkeitsverlust reduziert werden (z. B. von 16 mm auf 12 mm, von 20 mm auf 16 mm), wodurch das Eigengewicht des Hauptträgers um ca. 10~15 % sinkt. Wenn die Durchbiegung der maßgebende Faktor ist (typisch für QD-Typ), reduziert Q345B die Durchbiegung nicht direkt – das geringere Eigengewicht verringert sie jedoch indirekt um ca. 3~5 %.
F: Lässt sich ein Hauptträger mit zu großer Durchbiegung durch zusätzliche Steifen verstärken?
A: Nein. Steifen dienen zur Verhinderung lokalen Beulens des Stegblechs und erhöhen nicht die Gesamtbiegesteifigkeit (I_x) des Hauptträgers. Eine zu große Durchbiegung kann nur durch folgende Maßnahmen behoben werden: ① Erhöhung der Trägerhöhe H (wirksamste Maßnahme); ② Vergrößerung der Flanschblechdicke t_f; ③ Verbreiterung des Hauptträgers B; ④ Verwendung höherfester Werkstoffe zur Gewichtsreduzierung. Bei bereits gefertigten und montierten Trägern ist das Aufschweißen zusätzlicher Stahlbleche auf der Oberseite am praktikabelsten – eine 10 % größere Höhe H reduziert die Durchbiegung um ca. 25 %.
