ISO 8686-5:2005 Lastkombinationen für Brückenkrane

Lastklassifizierung und charakteristische Werte

Ständige Lasten G (Eigengewicht von Kranbrücke, Laufkatze und Schiene), veränderliche Lasten Q (hängende Last, Windlast, Stoß) sowie außergewöhnliche Lasten A (Erdbeben, Kollision). Der dynamische Lastfaktor liegt zwischen 1,1 und 1,3 (höhere Werte bei schweren Betriebsarten), der Stoßbeiwert ebenfalls zwischen 1,1 und 1,3. Brückenkranspezifisch: Der Koeffizient für die Radlastverteilung der Laufkatze beträgt 1,05 bis 1,1, horizontale Kräfte (15 % der Antriebskraft der Kranbrücke, 10 % der Fahrkraft der Laufkatze, 5 % bis 8 % für die Auslenkung der hängenden Last).

Lastkombinationen für den Grenzzustand

ULS-Kombination I: γG × G + γQ × Q (γG = 1,2, γQ = 1,5). ULS-Kombination II: Grundkombination plus Windlast und Schräglauf mit dem Faktor 0,9. SLS-Kombination: G + Q mit charakteristischen Werten (Durchbiegung ≤ L/400 bis L/500). FLS-Kombination: Anwendung des Lastkollektivfaktors. Maßgebende Schnittgrößen: Mitte der Spannweite (maximales Biegemoment), Auflagerbereich (maximale Querkraft) und Viertelspunkt der Spannweite.

Prüfung der Hauptträgerstruktur

Die Vorbiegung wird monatlich gemessen (≥S/2000, jährliche Durchbiegung ≤S/3000). Die horizontale Krümmung wird vierteljährlich geprüft (≤S/2000). Wellenverformungen werden halbjährlich kontrolliert (≤3mm/m). Die Beschichtung wird jährlich inspiziert (Korrosion ≤5%). Die Schrauben der Kopfträger werden vierteljährlich auf ihr Drehmoment geprüft.

Die ständige Last G bei der Konstruktion von Brückenkran-Stahlbauten umfasst das Eigengewicht des Hauptträgers, der Kopfträger, der Laufkatze, der Schienen samt Zubehör sowie der elektrischen Ausrüstung (Schleifleitung, Kabel usw.). Das Eigengewicht des Hauptträgers macht etwa 40 % bis 50 % der gesamten ständigen Last aus und ist der maßgebende Faktor für die Tragwerksplanung. Es lässt sich durch optimierte Querschnittsabmessungen und ein günstiges Verhältnis von Trägerhöhe zur Spannweite begrenzen – bei Kastenträgern wird wirtschaftlich ein Verhältnis von 1/12 bis 1/18 empfohlen (mit zunehmender Spannweite nimmt das Verhältnis ab), der Stegabstand (Kastenbreite) beträgt das 0,4- bis 0,5-Fache der Trägerhöhe. Die Radlasten der Laufkatze werden über die Schiene auf das obere Flanschblech des Hauptträgers übertragen; die daraus resultierenden lokalen Biegespannungen im oberen Flanschblech sind durch eine angemessene Anordnung von Quersteifen (Abstand ≤ 2-fache Stegblechhöhe) zu beherrschen.

Die horizontalen Lasten sind bei Brückenkranen zwar deutlich geringer als die vertikalen, dürfen jedoch bei großen Spannweiten und hoher Tragfähigkeit nicht vernachlässigt werden. Die beim Anfahren und Bremsen der Kranbrücke entstehende horizontale Längsträgheitskraft wird mit 15 % der maximalen Zugkraft der Antriebsräder angesetzt (die Anzahl der Antriebsräder richtet sich nach dem Gesamtgewicht der Kranbrücke und dem Reibungskoeffizienten zwischen Laufrad und Schiene, der mit 0,12 bis 0,15 angenommen wird). Die horizontale Querträgheitskraft beim Anfahren und Bremsen der Laufkatze wird mit 10 % der Antriebskraft der Laufkatze berücksichtigt. Die durch das Pendeln der hängenden Last erzeugte Horizontalkraft hängt von der Hubhöhe und der Schwingungsamplitude der Last ab – bei größeren Hubhöhen (> 12 m) kann die Pendelamplitude beim Heben und Fahren 0,5 bis 1 m erreichen; die daraus resultierende horizontale Trägheitskraft ist mit 5 % bis 8 % der hängenden Last anzusetzen. Bei im Freien eingesetzten Brückenkranen ist zusätzlich die Windlast zu berücksichtigen – der Winddruck auf die Hauptträgerseite wird im Arbeitszustand mit 250 N/m² angesetzt; die angeströmte Fläche ergibt sich aus der projizierten Seitenfläche des Hauptträgers multipliziert mit einem Füllungsfaktor von 0,5 (bei zwei gemeinsam angeströmten Trägern 0,4).

Häufige Fragen zur Lastannahme und Tragwerksplanung