Kippstabilität und Strukturfestigkeit: Turmkran-Prüfung
Die Norm GB/T 17807-1999 „Turmdrehkrane – Prüfverfahren für die Konstruktion“ ist das spezifische Prüfverfahren für den Kranstahlbau von Turmdrehkranen. Die Norm legt die Prüfverfahren für den Kranstahlbau (Turmmast, Ausleger, Ausgleichsarm, Drehbühne usw.) fest, einschließlich Dehnungsmessung, Durchbiegungsmessung, Spannungsanalyse und Bewertung der Strukturfestigkeit. Sie dient der Verifizierung der Sicherheit und Zuverlässigkeit der Konstruktion von Turmdrehkranen.
Prüfverfahren im Überblick
Die Norm legt die Prüfverfahren fest, die den Spannungstest, die Statische Belastungsprüfung, die Dynamische Belastungsprüfung und die Stabilitätsprüfung umfassen. Beim Spannungstest werden Dehnungsmessstreifen an den tragenden Querschnitten der Hauptbauteile angebracht – in der Mitte des Hauptgurts des Turms, an den gefährdeten Querschnitten der Ober- und Untergurte des Auslegers sowie an den Verbindungsstellen des Drehteils. Bei 100 % Nennlast darf die Spannung an allen Messstellen die zulässige Spannung des Werkstoffs nicht überschreiten. Auch die Wärmeeinflusszone wichtiger Schweißnähte ist mit Messstellen zu belegen.
Die Auswahl der Messstellen und die Qualität der Applikation der Dehnungsmessstreifen haben direkten Einfluss auf die Genauigkeit des Spannungstests. Die Messstellen sind in den Bereichen höchster Spannung anzuordnen – im mittleren Querschnitt des Hauptgurts des Turms, an den Querschnittsübergängen der Ober- und Untergurte des Auslegers sowie um die Verbindungsbolzenlöcher des Drehteils. Messstellen im Bereich der Wärmeeinflusszone von Schweißnähten sind 2–3 mm außerhalb der Nahtzehe auf der Seite des Grundwerkstoffs zu positionieren. Vor dem Aufkleben der Dehnungsmessstreifen ist die Oberfläche eben zu schleifen und mit Aceton zu reinigen; nach dem Aufkleben ist eine Aushärtezeit von mindestens 24 Stunden einzuhalten, bevor mit der Prüfung begonnen wird.
Die Datenerfassung beim Spannungstest erfolgt in fünf Betriebszuständen: Leerlauf, 25 % Last, 50 % Last, 75 % Last und 100 % Last. Jeder Betriebszustand ist nach Erreichen des Gleichgewichts mindestens 30 Sekunden zu halten. Anhand der aufgenommenen Last-Spannungs-Kurve lässt sich beurteilen, ob sich die Konstruktion im elastischen Verformungsbereich befindet. Die Abweichung zwischen gemessenen und berechneten Spannungswerten darf ±15 % nicht überschreiten.
Anforderungen an die Lastprüfung
Statische Belastungsprüfung – Das 1,25-fache der Nennlast wird in der ungünstigsten Richtung angehoben und 10 Minuten gehalten. Nach dem Entlasten darf die Restverformung 20 % der maximalen elastischen Verformung nicht überschreiten. Dynamische Belastungsprüfung – Das 1,1-fache der Nennlast wird in 3 Lastzyklen im Verbundbetrieb bewegt; die Bremsen müssen zuverlässig wirken und alle Mechanismen einwandfrei funktionieren. Stabilitätsprüfung – Im ungünstigsten Betriebszustand muss der Stützdruck ≥ 0 (bei mobilen Kranen) bzw. der Stabilitätskoeffizient ≥ 1,4 (bei stationären Kranen) betragen.
Dehnungsmessstreifen 100 % Last
1,25-fach × 10 min Rest ≤ 20 %
1,1-fach × 3 Zyklen Bremse zuverlässig
Stützdruck ≥ 0 Koeffizient ≥ 1,4
Gurtstab / Ausleger Wärmeeinflusszone
Daten + Kurven Bewertungsgrundlage
| PrüfungProjekt | Last | Prüfverfahren | Beurteilung |
|---|---|---|---|
| Spannungstest | 100% | DehnungsmessstreifenMessung | ≤zulässige Spannung |
| statische Last | 1.25fach | Halten10min | Rest≤20% |
| dynamische Last | 1.1fach | 3Zyklus | BremsungZuverlässig |
| Stabilität | Maximale Ausladung | Stützdruck | ≥0 |
Die statische Belastungsprüfung ist das zentrale Verfahren zum Festigkeitsnachweis der Turmkranstruktur. Bei der Prüfung wird die ungünstigste Richtung gewählt – der Ausleger wird in einem Winkel von 45° zur Turmmastdiagonale positioniert. In dieser Richtung wird das 1,25-fache der Nennlast angehoben. Nach dem Heben wird die Last 10 Minuten lang gehalten, während mit einem Theodolit die horizontale Verschiebung der Turmspitze und die Durchbiegung am Auslegerende gemessen werden. Nach dem Entlasten wird die Struktur auf bleibende Verformungen und Risse untersucht.
Prüfbericht und Dokumentation
Der Prüfbericht umfasst das Prüfkonzept (Messpunktanordnung, Traglasttabelle, Prüfablauf), die Prüfdaten (Spannungswerte und Verformungen unter den jeweiligen Betriebsbedingungen, Last-Verformungs-Kurven) sowie die Ergebnisanalyse (Vergleich von berechneten und gemessenen Werten, Bewertung der Sicherheitsmarge). Das Fazit muss eindeutig die Konformität bzw. Nichtkonformität feststellen und entsprechend begründen.
| Messstellenposition | Messstellentyp | Zweck | Anzahl |
|---|---|---|---|
| Hauptgurt des Turms | Dehnungsmessstreifen | SpannungMessung | ≥4 |
| AuslegerOben/UntenGurtstab | Dehnungsmessstreifen | SpannungMessung | ≥4 |
| DrehenTurmmast | Dehnungsmessstreifen | SpannungMessung | ≥2 |
| SchweißnahtWärmeeinflusszone | Dehnungsmessstreifen | SchweißenSpannung | ≥2 |
Kelude Schwerindustrie bietet Strukturprüfungen für Turmkrane gemäß der Norm an.
Häufige Fragen zur Kranprüfung
F: Wie werden die Messstellen bei der Strukturprüfung eines Turmdrehkrans angeordnet?
A: Dehnungsmessstreifen werden an den Querschnitten der tragenden Bauteile angebracht – in der Mitte der Hauptgurte des Turmmasts, an den gefährdeten Querschnitten der Ober- und Untergurte des Auslegers sowie an den Verbindungsstellen des Drehteils. Auch in der Wärmeeinflusszone wichtiger Schweißnähte werden Messstellen eingerichtet. Bei 100 % Last darf die Spannung an keiner Messstelle die zulässige Spannung überschreiten.
F: Welche Lasten gelten für die statische und dynamische Belastungsprüfung und wie wird bewertet?
A: Bei der statischen Prüfung wird das 1,25-fache der Nennlast in der ungünstigsten Richtung 10 Minuten lang gehalten. Die Restverformung darf 20 % der maximalen elastischen Verformung nicht überschreiten. Bei der dynamischen Prüfung werden 1,1-fache Last über drei Arbeitszyklen gefahren; die Bremsung muss zuverlässig und alle Mechanismen funktionsfähig sein.
F: Welche Anforderungen gelten für die Stabilitätsprüfung?
A: Bei ortsfesten Turmdrehkranen muss der Stabilitätskoeffizient unter ungünstigsten Betriebsbedingungen mindestens 1,4 betragen. Der Stützdruck darf nicht negativ werden. Nach der Verankerung gegen Windlast muss der Koeffizient der Kippsicherheit mindestens 1,2 betragen.
F: Was enthält der Prüfbericht zur Strukturprüfung?
A: Der Bericht umfasst das Prüfkonzept (Messstellenplan, Traglasttabelle), die Prüfdaten (Spannungs- und Verformungswerte für jede Betriebsbedingung, Last-Verformungs-Kurven), die Ergebnisanalyse (Vergleich von berechneten und gemessenen Werten, Bewertung der Sicherheitsmarge) sowie die Schlussfolgerung (bestanden/nicht bestanden mit Begründung).
