Kranlasten-Diagramm
Von Tord Martinsen, CEO · Januar 2026
Projektpfad: Für die praktische Anwendung dieses Themas siehe POLARIS Kran-Stoßdämpfer und Ingenieurstudien und Analyse.
Ein Kran-Lastdiagramm gibt die maximale sichere Arbeitslast (SWL) an, die ein Kran bei verschiedenen Ausladungen, Auslegerlängen und Winkeln heben kann. Offshore muss die verfügbare Lastdiagramm-Kapazität gegen dynamische Lasten geprüft werden, weil Haken, Last, Deck und Wasseroberfläche sich relativ zueinander bewegen können.
Der dynamische Lastfaktor (ψ), oft zusammen mit DAF betrachtet, ist der Multiplikator auf die statische Last oder die Kran-Chart-Kapazität. Ein Faktor von 1,5 bedeutet, dass Kran und Anschlagmittel 50% mehr Last als das statische Gewicht aufnehmen müssen.
Woher die Zusatzlast kommt
Die größten Kapazitätsreduzierungen entstehen meist durch Relativgeschwindigkeit und plötzliche Zugkraftänderungen:
- Lift-off von Supply Vessel oder Barge – Kranhaken und Frachtdeck können sich in entgegengesetzte Richtungen bewegen. Hebt der Haken an, während Deck oder Container absinken, kann das Anschlagmittel fast schlagartig von lose auf voll belastet wechseln. Diese Stoßlast kann die statische Nutzlast deutlich übersteigen.
- Durchfahren der Splash Zone – Auftrieb, Widerstand, Added Mass und Wellenpartikelgeschwindigkeit ändern sich schnell, wenn die Last die freie Oberfläche passiert. Das führt zu wechselnder Hakenlast und höherem dynamischem Faktor.
- Elastizität von Kran und Seil – Kran, Drahtseil, Anschlagmittel und Last wirken wie ein Feder-Masse-System; schnelle Bewegung oder ungünstiges Timing kann die Spitzenspannung verstärken.
- Lift-off, Absetzen und Hängenbleiben – kurze Ereignisse können die maximale Hakenlast bestimmen, auch wenn der mittlere Seegang akzeptabel wirkt.
Der dynamische Lastfaktor fasst diese Effekte in einer Zahl zusammen, die auf das Kran-Lastdiagramm angewendet wird.
Wie berechnet man die Relativgeschwindigkeit?
Für Transfer Lifts vom Deck wird die Relativgeschwindigkeit in Klassifikationsregeln häufig wie folgt abgeschätzt:
v_r =\frac{1}{2}v_L + \sqrt{v_c^2+v_d^2}Dabei ist v_r die Relativgeschwindigkeit, v_L die Hubgeschwindigkeit des Krans, v_c die vertikale Geschwindigkeit der Kranspitze aus Schiffsbewegung und v_d die vertikale Geschwindigkeit von Deck oder Last.
v_c und v_d werden aus RAO-/Bewegungsdaten, Messungen, Metocean-Daten oder Zeitsimulationen bestimmt. Bei begrenzter Datenlage können konservative Regelwerte verwendet werden.
Wie berechnet man den dynamischen Faktor und die zulässige Nutzlast?
Für einen konventionellen Kran mit Anschlagmitteln kann ein dynamischer Faktor aus Relativgeschwindigkeit, Steifigkeit und Nutzlastmasse abgeschätzt werden:
\psi =1 + \frac{v_r}{g} \sqrt{\frac{k}{m}}Dabei ist v_r die Relativgeschwindigkeit, g die Erdbeschleunigung, k die effektive Kran- und Seilsteifigkeit und m die Nutzlastmasse.
\psi wird anschließend zur Reduzierung des Lastdiagramms verwendet. Viele Offshore-Prüfungen setzen außerdem einen Mindestwert an, häufig 1,3 je nach Regelwerk und Hebekategorie; ein niedriger berechneter Wert erhöht daher die Chart-Kapazität nicht.
Beispiel: Ein Kran hat 10 t Chart-Kapazität für einen Deck Lift, und der anzuwendende Mindestfaktor beträgt 1,3. Welche Overboard-Nutzlast ist zulässig, wenn der berechnete Faktor 1,2 oder 1,8 beträgt?
Bei 1,2 bleibt der Mindestfaktor maßgebend, die zulässige Nutzlast bleibt 10 t. Bei 1,8 wird die zulässige Nutzlast:
m = 10 \cdot \frac{1.3}{1.8} = 7.2\ \text{t}
Durch Stoßdämpfung für Snap Loads oder Heave-Kompensation für Haken-Last-Relativbewegung kann der Lift oft näher am Mindestfaktor bleiben, statt stark derated zu werden.
Illustrativer Load-Chart-Effekt
Das Beispiel zeigt dieselbe Chart-Kapazität mit verschiedenen dynamischen Faktoren. Es ist ein vereinfachtes Rechenbeispiel, kein zertifiziertes POLARIS-Lastdiagramm.
Berechnung: zulässige Nutzlast = Chart-Kapazität x 1,30 / dynamischer Faktor. Wenn ein Stoßdämpfer die Spitzenlast nahe am Mindestfaktor hält, kann dieselbe Chart-Zelle deutlich näher an der vollen Kapazität bleiben.
Wie lässt sich das Load-Chart-Derating reduzieren?
Die praktische Frage ist nicht nur, wie hoch der dynamische Faktor ist, sondern wodurch er entsteht. Unterschiedliche Lastfälle brauchen unterschiedliche Ausrüstung.
- Snap Loads und Deck-Pick-up: Verwenden Sie einen POLARIS Kran-Stoßdämpfer. Er ergänzt kontrollierten Hub und Dämpfung zwischen Kran und Last, sodass plötzlicher Geschwindigkeitsunterschied aufgenommen wird, bevor er zur Spitzenhakenlast wird.
- Splash-Zone und subsea Lifts: Verwenden Sie passive Heave-Kompensation, um Haken-Last-Relativbewegung zu reduzieren. RIGEL und CYGNUS decken einfachere passive Fälle ab; ANTARES wird für komplexe oder mehrstufige subsea Lifts mit wechselndem Auftrieb eingesetzt.
- Topside AHC: Verwenden Sie aktive Heave-Kompensation, wenn Restbewegung minimiert werden muss. VEGA ist der übliche Startpunkt für topside Motion Compensation.
- Betriebliche Maßnahmen: kontrollierte Hubgeschwindigkeit, soft lift-off, Re-Kontakt vermeiden, Resonanzseegänge vermeiden und passende Wetterfenster nutzen.
Für eine erste Produktauswahl nutzen Sie den Auswahlleitfaden für Heave-Kompensatoren. Für eine vollständige Prüfung senden Sie Ausladung, SWL, Hubgeschwindigkeit, Nutzlast, Seegang, Wellenperiode und Ablauf.
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