Lastprüfung von Kranen nach GB/T 5905-2011
Die Norm GB/T 5905-2011 „Krane – Prüfvorschriften und -verfahren“ ist die allgemeingültige nationale Norm für Lastprüfungen von Kranen. Sie legt die Verfahren und Anforderungen für statische Belastungsprüfungen, dynamische Belastungsprüfungen und Stabilitätsprüfungen fest. Werksabnahme- und Typprüfungen aller Kranarten – Brückenkrane, Portalkrane, Turmkrane, Mobilkrane – basieren auf dieser Norm. Dieser Beitrag erläutert detailliert die Prüfabläufe, Lastbeiwerte und Beurteilungskriterien.
Die Norm GB/T 5905-2011 „Krane – Prüfvorschriften und -verfahren“ ist eine äquivalente Übernahme der ISO 4310:2009 und gilt als allgemeine technische Spezifikation für die Prüfung aller Kranarten. Sie definiert drei grundlegende Prüfarten: statische Belastungsprüfung, dynamische Belastungsprüfung und Stabilitätsprüfung, einschließlich der jeweiligen Lastbeiwerte, Prüfabläufe und Beurteilungskriterien. Die von Kelude Schwerindustrie hergestellten Brücken- und Portalkrane werden gemäß dieser Norm strengen Stückprüfungen unterzogen.
Statische Belastungsprüfung: Verfahren und Anforderungen
Die statische Belastungsprüfung dient dem Nachweis der Tragfähigkeit der Metallkonstruktion und der tragenden Systeme des Krans. Die Prüflast beträgt das 1,25-fache der Nennlast. Das Prüfverfahren ist wie folgt festgelegt:
Prüfablauf: Die Prüflast wird gleichmäßig auf etwa 100 mm über dem Boden angehoben und in dieser Position 10 Minuten gehalten. Nach dem Absenken werden Hauptträger, Stützbeine und weitere tragende Strukturbauteile auf bleibende Verformungen und Risse untersucht. Bei Brückenkranen liegt der Prüfschwerpunkt auf der Durchbiegung in der Mitte der Spannweite des Hauptträgers; bei Portalkranen sind zusätzlich die Verbindungsstellen der Stützbeine zu prüfen.
Beurteilungskriterien: Nach dem Entlasten darf die Durchbiegung des Brückenträgers 1/2000 der Spannweite nicht überschreiten; Struktur und Schweißnähte dürfen keine bleibenden Verformungen oder Risse aufweisen. An Strukturverbindungen darf keine relative Verschiebung auftreten. Zu beachten ist: Der Wert 1/2000 bezieht sich auf die Restverformung nach dem Entlasten und ist von der elastischen Durchbiegung unter Volllast (1/700 bis 1/800) als eigenständiger Kennwert zu unterscheiden.
Prüfgewichte: Als Prüflast werden in der Regel kalibrierte Prüfgewichte, Massestücke oder spezielle Lastprüf-Wassertanks verwendet. Die Masse der Prüflast ist messtechnisch zu überprüfen; die Abweichung darf ±1 % nicht überschreiten. Bei Verwendung von Wassertanks wird das Tankvolumen mit der Dichte von Wasser von 1 t/m³ berechnet; die Füllstandsskala ist vorab zu markieren.
Dynamische Belastungsprüfung: Verfahren und Anforderungen
Die dynamische Belastungsprüfung verifiziert die Arbeitsfähigkeit der einzelnen Mechanismen des Krans unter Überlastbedingungen. Die Prüflast beträgt das 1,1-fache der Nennlast.
Prüfablauf: Die Mechanismen für Heben, Kranfahren, Katzfahren (bzw. Wippen, Drehen) werden gleichzeitig oder nacheinander betätigt; dabei sind mindestens drei vollständige Hin- und Herfahrten durchzuführen. Alle Mechanismen arbeiten im Bereich der Nenngeschwindigkeit, einschließlich Anfahren, Betrieb und Bremsung. Das Hubwerk ist über den gesamten Hub dreimal im Auf- und Abstieg zu betreiben.
Beurteilungskriterien: Während der Prüfung müssen alle Mechanismen einwandfrei funktionieren, ohne ungewöhnliche Vibrationen oder Geräusche. Die Bremsen müssen zuverlässig wirken; der Senkweg der Last nach dem Bremsen darf die in der Norm festgelegten Werte nicht überschreiten. Motoren, Getriebe und Kupplungen der einzelnen Mechanismen dürfen keine übermäßige Erwärmung oder unzulässige Übertemperatur aufweisen. Spurkränze und Schienen dürfen keine deutlichen Reibspuren zeigen.
Stabilitätsprüfung: Kippsicherheit unter Last
Die Stabilitätsprüfung gilt für Kranarten mit Kipprisiko, insbesondere Portalkrane, Turmkrane und Mobilkrane. Brückenkrane sind aufgrund ihrer Fahrweise auf Schienen und des tiefen Schwerpunkts in der Regel von dieser Prüfung ausgenommen.
Stabilitätsprüfung für Portalkrane: Bei maximaler Arbeitsausladung (am äußersten Ende des Kragarms) wird die 1,25-fache Nennlast aufgebracht. Dabei wird kontrolliert, ob sich die Stützbeine von der Schiene abheben – ein Abheben ist in keinem Fall zulässig. Zusätzlich wird eine horizontale Kraft zur Simulation der Windlast aufgebracht; die Horizontalkraft wird nach der Windlastformel der Norm GB/T 3811 berechnet.
Beurteilungskriterien: Kein Stützbein darf sich von der Schiene oder der Aufstandsfläche abheben. Der Kippstabilitätsfaktor muss die Normanforderungen erfüllen (ohne Wind ≥ 1,5; bei Arbeitswind ≥ 1,33; bei Nicht-Arbeitswind ≥ 1,15).
Vergleichstabelle der drei Prüfverfahren
| Prüfart | Prüflast | Prüfablauf | Beurteilungskriterien |
|---|---|---|---|
| Statische Belastungsprüfung | 1,25 × Nennlast | Anheben auf ca. 100 mm, 10 min halten, dann absenken | Durchbiegung ≤ 1/2000 der Spannweite; keine bleibenden Verformungen, Risse oder relative Verschiebungen |
| Dynamische Belastungsprüfung | 1,1 × Nennlast | Alle Mechanismen (Heben, Kranfahren, Katzfahren bzw. Wippen, Drehen) – mind. 3 vollständige Zyklen | Einwandfreie Funktion, keine unzulässigen Vibrationen/Geräusche, zuverlässige Bremsung, keine Übertemperatur |
| Stabilitätsprüfung | 1,25 × Nennlast bei maximaler Arbeitsausladung | Last am äußersten Kragarmende aufbringen; horizontale Windlast simulieren | Kein Abheben der Stützbeine; Kippstabilitätsfaktor: ohne Wind ≥ 1,5 / Arbeitswind ≥ 1,33 / Nicht-Arbeitswind ≥ 1,15 |
| PrüfungTyp | LastKoeffizient | PrüfungZeit | ErkennungProjekt | Zulässigkeitskriterien |
|---|---|---|---|---|
| Statische Belastungsprüfung | 1.25fach | Schweben10min | Durchbiegung des Hauptträgers,StrukturVerformung,Riss | Restverformung≤S/2000 |
| Dynamische Belastungsprüfung | 1.1fach | Hin- und Herfahrt≥3Mal | MechanismusBetrieb,Bremsung,Übertemperatur,Geräusch | ohne AbweichungVibrationundÜbertemperatur |
| Stabilitätsprüfung | 1.25fach+Windlast | Dauerlast | StützbeinAbheben,Kippmoment | Stützbeinkein Abheben Stabilitätsbeiwertnormgerecht |
| Kelude Norm | Werksabnahme100%durchführenstatische Last+Dynamische Belastungsprüfung,offiziell vorlegenPrüfbericht | |||
Häufige Fragen zur Kranprüfung
F: Warum wird die statische Belastungsprüfung mit dem 1,25-fachen und nicht mit dem 1,5-fachen durchgeführt?
A: Der Koeffizient 1,25 ist der charakteristische Wert gemäß Norm ISO 4310 und Norm ISO 4306. Er berücksichtigt die Sicherheitsmarge zwischen der Streckgrenze des Materials und der Konstruktionsspannung. Bereits bei der Konstruktion des Krans wird nach Norm DIN 15018 ein Sicherheitsfaktor von 1,5 angesetzt. Die 1,25-fache statische Last entspricht der maximal möglichen Last im Betrieb und dient dazu, das elastische Verhalten der Struktur unter extremen Betriebsbedingungen zu verifizieren – nicht als zerstörende Prüfung.
F: Worin unterscheiden sich Typprüfung und Stückprüfung?
A: Die Stückprüfung wird vor Auslieferung an jedem Kran stückweise durchgeführt und umfasst Leerlauftest sowie statische und dynamische Belastungsprüfung. Die Typprüfung ist eine umfassende Inspektion, die bei der Typgenehmigung neuer Produkte oder bei wesentlichen Änderungen erfolgt. Sie umfasst neben der Lastprüfung auch Strukturfestigkeitstests, Materialnachprüfungen und Lebensdauerprüfungen. Die Typprüfung wird von einer staatlich anerkannten Prüfstelle durchgeführt, während die Stückprüfung vom Hersteller selbst vorgenommen wird.
F: Muss nach der Montage vor Ort eine erneute Lastprüfung durchgeführt werden?
A: Ja. Gemäß Vorschrift TSG 51-2023 muss nach der Montage eine Lastprüfung am Aufstellungsort erfolgen, einschließlich der 1,25-fachen statischen und 1,1-fachen dynamischen Belastung. Ziel der Prüfung vor Ort ist die Verifizierung der Montagequalität – wie Schienengeradheit und Montagegenauigkeit der Laufräder – gegenüber den Konstruktionsanforderungen. Bei Kelude Schwerindustrie ist die Lastprüfung vor Ort im Lieferumfang enthalten; die Montageabnahme wird mit einem Abnahmeprotokoll dokumentiert.
F: In welchen Intervallen muss bei bestehenden Kranen eine Lastprüfung durchgeführt werden?
A: Bei bestehenden Kranen wird die Lastprüfung in zwei Kategorien unterteilt: die Lastprüfung im Rahmen der regelmäßigen Inspektion (alle 2 Jahre gemäß TSG 51) sowie die Lastprüfung nach größeren Instandsetzungen (zwingend erforderlich nach Austausch von Hauptträger, Hubwerk oder anderen tragenden Bauteilen). Für Krane der Triebwerksgruppe A6 und höher wird empfohlen, alle 4 Jahre eine dynamische Belastungsprüfung und alle 6 Jahre eine statische Belastungsprüfung durchzuführen.
