Krantragfähigkeitstabelle
Tabelle ablesen. Dann die Lastgrundlage prüfen.
Die richtige Tabellenzelle bestimmen, die Annahme zum dynamischen Faktor ermitteln und die Bruttolast von der Netto-Nutzlast trennen.
Eine Tabellenzelle Schritt für Schritt ablesen.
BEISPIEL A · Illustrative Tabelle für den Offshore-Haupthaken. Der markierte Schnittpunkt liegt bei 20 m Ausladung und im Band Hs ≤ 2.5 m.
| Ausladung | Nennwert — Untergrenze ψ 1.30 | Hs ≤ 2.0 m — ψ ≈ 1.5 | Hs ≤ 2.5 m — ψ ≈ 1.7 | Hs ≤ 3.0 m — ψ ≈ 1.95 |
|---|---|---|---|---|
| 12 m | 10.0 t | 8.7 t | 7.6 t | 6.7 t |
| 16 m | 8.4 t | 7.3 t | 6.4 t | 5.6 t |
| 20 m | 6.9 t | 6.0 t | 5.3 t | 4.6 t |
| 24 m | 5.6 t | 4.9 t | 4.3 t | 3.7 t |
- Die eigene Ausladungszeile finden. Die Arbeitsausladung am ungünstigsten Punkt des Hebewegs verwenden — die Ausladung wächst, wenn der Ausleger auswippt, und die Tragfähigkeit sinkt entsprechend.
- Die Seegangsspalte wählen. Die prognostizierte signifikante Wellenhöhe Hs für den Einsatz nehmen und auf das nächste Tabellenband aufrunden — zwischen Spalten gilt der ungünstigere Wert.
- Den Schnittpunkt ablesen. Diese Zelle ist die zulässige Bruttolast der Hängelast für den Fall, nicht die Nettofracht. Haken, Einscherung, Anschlagmittel, Traverse, Lastaufnahmemittel und sonstige Hängetara abziehen, um die zulässige Netto-Nutzlast zu erhalten.
- Die Grundlage prüfen. Der Schritt zwischen den Spalten ist ein fester dynamischer Faktor ψ, der in dieser illustrativen Tabelle hinterlegt ist. Wird ψ aus der gesamten wirksamen Hängemasse berechnet, sind der Faktor und diese Ersatzmasse wie unten gezeigt gemeinsam zu lösen. Der DAF-Artikel erläutert, woher der Faktor stammt — und wie Kompensation ihn senkt.
Ändert sich der Faktor mit der Masse?
BEISPIEL B · Ein separates Rechenbeispiel: eine Referenz-Tabellenzelle von 10 t mit einem Mindestfaktor von 1.30. Diese Zweige verwenden unterschiedliche Annahmen; dies ist kein Vergleich mit/ohne Kompensation.
Die Verhältnisregel anwenden.
Der Faktor wird unabhängig vorgegeben und ändert sich nicht mit der Hängemasse.
Masse und Faktor gemeinsam lösen.
In der Geschwindigkeitsformel steigt der Faktor, wenn die wirksame Hängemasse sinkt.
Veröffentlichte Eingangswerte des Rechenbeispiels: vr = 1.25 m/s und k = 400 kN/m.
Gekoppelte Berechnung lesen ↗Vor Anwendung eines der beiden Zweige die freigegebene Tabelle und die Projektgrundlage bestätigen. Dies sind die Rechenbeispiele des Artikels, keine zertifizierten Tragfähigkeitswerte für ein Projekt.
Die Bruttolast ist nicht die Nettofracht.
Haken, Einscherung, Anschlagmittel, Traverse, Lastaufnahmemittel und sonstige Hängetara von der Bruttolast abziehen.
Was verursacht die Spitzenlast?
Den vorhandenen Ausrüstungsleitfaden nutzen, um ein einzelnes Stoßereignis von wiederholter Wellenzyklusbewegung zu unterscheiden.
Gleichungen, Annahmen und ergänzende Hinweise.
Es folgt die vollständige technische Erläuterung mit den Originalwerten, Quellenangaben und Rechenbeispielen.
Eine Krantragfähigkeitstabelle gibt die maximale sichere Arbeitslast (SWL) an, die ein Kran bei unterschiedlichen Ausladungen, Auslegerlängen und -winkeln heben kann. Offshore muss die verfügbare Tabellenkapazität gegen die dynamische Belastung geprüft werden, da sich Haken, Nutzlast, Deck und Wasseroberfläche relativ zueinander bewegen können.
Der dynamische Lastfaktor (ψ), oft zusammen mit DAF diskutiert, ist der Multiplikator, den das maßgebende Regelwerk beim Abgleich mit der Tabelle auf die gesamte statische Hängelast am Tabellenbezugspunkt anwendet. Beide Größen sind verwandt, aber nicht austauschbar: Ein DAF ist ein gemessenes oder berechnetes Antwortverhältnis für einen angegebenen Lastpfad, während ψ dem eigenen Regelwerk der Tabelle folgt. Ein Faktor von 1.5 bedeutet, dass Kran und Anschlagmittel 50% mehr Last standhalten müssen als der angegebene statische Referenzwert der Hängelast.
Woher die zusätzliche Last kommt
Die größten Kapazitätsminderungen entstehen meist durch Relativgeschwindigkeit und plötzliche Zugkraftänderungen:
- Abheben von einem Versorgungsschiff oder Leichter – der Kranhaken und das Frachtdeck können sich in entgegengesetzte Richtungen bewegen. Steigt der Haken, während Deck oder Container sinken, kann das Anschlagmittel fast augenblicklich von schlaff zu voll belastet wechseln. Diese Schnapplast kann die statische Nutzlast erheblich übersteigen.
- Durchquerungen der Spritzwasserzone – Auftrieb, Widerstand, hydrodynamische Zusatzmasse und Wellenpartikelgeschwindigkeit ändern sich schnell, während die Nutzlast die freie Oberfläche durchquert. Die Folge sind eine schwankende Hakenlast und ein höherer dynamischer Faktor.
- Elastizität von Kran und Seil – Kran, Seil, Anschlagmittel und Nutzlast verhalten sich wie ein Feder-Masse-System, sodass schnelle Bewegung oder ungünstiges Timing die Spitzenzugkraft verstärken können.
- Abheben, Aufsetzen und Verhaken – kurze Ereignisse können die maximale Hakenlast dominieren, selbst wenn der mittlere Seegang akzeptabel erscheint.
Der dynamische Lastfaktor fasst diese Effekte in einer einzigen Zahl zusammen, die auf die Krantragfähigkeitstabelle angewendet wird.
Wie wird die Relativgeschwindigkeit berechnet?
Für Decklasten schätzen Klassifikationsregeln die Relativgeschwindigkeit üblicherweise wie folgt:
v_r =\frac{1}{2}v_L + \sqrt{v_c^2+v_d^2}Dabei ist v_r die Relativgeschwindigkeit, v_L die Kranhubgeschwindigkeit, v_c die vertikale Geschwindigkeit der Kranspitze aus der Schiffsbewegung, und v_d die vertikale Geschwindigkeit von Deck oder Nutzlast aus der Wellenbewegung.
Wir schätzen v_c und v_d aus Schiffsantwortdaten, gemessener Bewegung, Metozean-Daten oder Zeitbereichssimulation. Bei begrenzter Datenlage können konservative regelbasierte Werte verwendet werden.
Wie werden der dynamische Faktor und die zulässige Bruttolast der Hängelast berechnet?
Für ein konventionelles Kran- und Anschlagsystem lässt sich ein dynamischer Faktor aus Relativgeschwindigkeit, Steifigkeit und der gesamten wirksamen Ersatzmasse der Hängelast am Tabellenbezugspunkt abschätzen:
\psi(m) =1 + \frac{v_r}{g} \sqrt{\frac{k}{m}}Hierbei ist v_r die Relativgeschwindigkeit, g die Erdbeschleunigung, k die wirksame Steifigkeit von Kran und Seil, und m die gesamte wirksame Ersatzmasse der Hängelast am Tabellenbezugspunkt. Viele Offshore-Prüfungen wenden zusätzlich einen vom Regelwerk und von der Kategorie des Hebevorgangs festgelegten Mindestfaktor an.
Das im Folgenden verwendete Rechenbeispiel: v_r=1.25\,\mathrm{m/s}, k=400\,\mathrm{kN/m}, eine Tabellenzelle von 10 t und ein Mindestfaktor von 1.30. Bei einer anfänglichen gesamten wirksamen Ersatzmasse der Hängelast von 10 t:
\psi(10)=1+\frac{1.25}{9.81}\sqrt{\frac{400\,000}{10\,000}}=1.8059Es gibt zwei unterschiedliche Berechnungszweige:
- Externer, massenunabhängiger Faktor. Ist ψ = 1.8 ein fester Wert aus einer Regeltabelle oder Analyse, ergibt die Verhältnisregel 10(1.30/1.8)=7.2\,\mathrm{t}. Die Vergleichskarte und Abbildung 1 unten veranschaulichen diesen Zweig mit festem Faktor.
- Massenabhängige Geschwindigkeitsformel. Stammt ψ aus der obigen Gleichung, steigt es, wenn die gesamte wirksame Hängemasse sinkt. Mit m in Tonnen ausgedrückt, \psi(m)=1+2.54842/\sqrt{m}, und die zulässige dynamische Last beträgt 10(1.30)=13\,\mathrm{t}. Daher:
Gerundet für die technische Kommunikation beträgt die gekoppelte zulässige Bruttolast der Hängelast 6,50 t bei ψ ≈ 2,00 — etwa 35% unter der 10-t-Tabellenzelle. Dies ist nicht die Nettofracht: Haken, Einscherung, Anschlagmittel, Traverse, Lastaufnahmemittel und sonstige Hängetara abziehen. Vor Anwendung der einfachen Verhältnisregel prüfen, ob der Faktor massenunabhängig ist.
Schnapplasten mit Stoßdämpfung reduzieren, oder die Relativbewegung zwischen Haken und Nutzlast mit Seegangskompensation, kann den Hebevorgang näher an den Mindestfaktor bringen und die Abwertung verringern.
Vergleich mit festem Faktor (massenunabhängig)
Die Karte und die Kurve unten zeigen den separaten Verhältnisregel-Zweig, bei dem ψ ein fester externer Wert ist, der sich nicht mit der Nutzlast ändert. Sie sind ein vereinfachter Vergleich, keine zertifizierte POLARIS-Tragfähigkeitstabelle und nicht das oben gekoppelte ψ(m)-Ergebnis.
Massenunabhängige Verhältnisregel: zulässige Bruttolast der Hängelast = Tabellenkapazität × 1.30 / fester ψ. Wenn ein POLARIS-Kranstoßdämpfer die Spitzenlast nahe dem Mindestfaktor hält, kann dieselbe Tabellenzelle deutlich näher an der vollen Kapazität bleiben.
Wie sich die Abwertung der Tragfähigkeitstabelle verringern lässt
Die praktische Frage ist nicht nur, wie hoch der dynamische Faktor ist, sondern wodurch er verursacht wird. Unterschiedliche Lastfälle erfordern unterschiedliche Ausrüstung.
- Schnapplasten und Deckaufnahme: Einsatz eines POLARIS-Kranstoßdämpfers. Der Dämpfer fügt kontrollierten Hub und Dämpfung zwischen Kran und Nutzlast hinzu, sodass eine einzelne Geschwindigkeitsfehlanpassung (Deckaufnahme, Schnapplast, Überlast) aufgenommen wird, bevor sie zur Spitzenhakenlast wird. Er benötigt Zeit zum Zurücksetzen zwischen den Ereignissen; wiederholen sich Schlaff-Schnapp-Zyklen in der Wellenzone, ist Seegangskompensation das richtige Mittel.
- Durchquerungen der Spritzwasserzone und Unterwasserhebevorgänge: Einsatz von passiver Seegangskompensation zur Verringerung der Relativbewegung zwischen Haken und Nutzlast. RIGEL und CYGNUS decken einfachere passive Fälle ab; ANTARES wird für komplexe oder mehrstufige Unterwasserhebevorgänge mit wechselndem Auftrieb eingesetzt.
- Topside-aktive Seegangskompensation: Einsatz aktiver Seegangskompensation, wenn die Restbewegung minimiert werden muss. In der Praxis bleibt sie dem schmalen Anwendungsbereich vorbehalten, in dem die Leistung Kosten und Komplexität rechtfertigt; für die meisten Fälle der Tragfähigkeitstabelle schließt ein adaptiv-passiver Kompensator wie ANTARES einen Großteil der Lücke ohne externe Energiezufuhr.
- Betriebliche Maßnahmen: kontrollierte Hubgeschwindigkeit einsetzen, sanftes Abheben planen, erneuten Kontakt vermeiden, resonante Seegangszustände vermeiden und geeignete Wetterfenster nutzen. Ausrüstung verringert die Spitzenlast, aber der Hebeablauf legt weiterhin die Ausgangsbedingungen fest.
Für eine erste Produktprüfung nutzen Sie den Auswahlleitfaden für Seegangskompensatoren. Für eine vollständige Prüfung Ausladung, SWL, Hubgeschwindigkeit, Nutzlast, Seegang, Wellenperiode und Hebeablauf übermitteln.
Normen und Klassifikation
Krantragfähigkeitstabellen für Offshore-Einsätze unterliegen DNV-ST-0378, DNV-RP-N202, API 2C und EN 13852. Norwegian Dynamics-Produkte werden, soweit zutreffend, nach DNV-ST-0378 ausgelegt und klassifiziert.
Krantragfähigkeitstabellen — häufig gestellte Fragen
Was ist eine Krantragfähigkeitstabelle?
Warum werden Offshore-Krantragfähigkeitstabellen abgewertet?
Welcher dynamische Faktor gilt für einen Offshore-Hebevorgang?
Wie wird die zulässige Hängelast aus der Tragfähigkeitstabelle berechnet?
Wie lässt sich die Abwertung der Tragfähigkeitstabelle verringern?
Weiterführende Ressourcen
Tragfähigkeitstabelle für einen kompensierten Hebevorgang lesen?
Wenn die Abwertung der Tragfähigkeitstabelle den Hebevorgang einschränkt, Kran- und Lastfall übermitteln. Wir können Schnapplast-, Transferhebe- und Spritzwasserzonen-Fälle unterscheiden und den praktischen nächsten Schritt vorschlagen.
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Was ein Hebevorgang tatsächlich misst, mit und ohne passive Kompensation, aus Norwegian Dynamics’ eigenen Zeitbereichssimulationen. Er bildet keine Norm ab — der Wert liegt in den Zahlen, die keine Norm veröffentlicht.
