クレーン定格荷重表

著者 Tord Martinsen, CEO · 2026年1月

実務への応用： 本トピックの実務への応用については、POLARIS クレーンショックアブソーバーおよびエンジニアリングスタディと解析をご覧ください。

クレーンの定格荷重表は、さまざまな作業半径、ブーム長さ、角度において、クレーンが揚重できる最大安全使用荷重（SWL）を規定します。オフショアでは、フック、ペイロード、甲板、海面がすべて互いに相対的に動きうるため、利用可能な荷重表の容量を動的荷重に照らして確認しなければなりません。

動的荷重係数（ψ）は、DAFとともに論じられることが多く、静的なペイロードまたはクレーンの荷重表容量に適用される乗数です。係数1.5は、クレーンと索具が静的重量のみの場合よりも50%大きい荷重に耐えなければならないことを意味します。

余分な荷重はどこから来るのか

最も大きな容量の低下は、通常、相対速度と急激な張力変化から生じます：

供給船やバージからの吊り上げ – クレーンフックと貨物甲板は逆方向に動くことがあります。甲板やコンテナが下がる一方でフックが上昇すると、スリングはほぼ瞬時にたるみ状態から満載状態へ移行しかねません。このスナップ荷重は、静的ペイロードを大幅に上回ることがあります。
スプラッシュゾーンの通過 – ペイロードが自由表面を通過する際、浮力、抗力、付加質量、波の粒子速度が急速に変化します。その結果、フック荷重が変動し、動的係数が高くなります。
クレーンとワイヤの弾性 – クレーン、ワイヤ、スリング、ペイロードはばね-質量系のように挙動するため、速い動きやタイミングの悪さがピーク張力を増幅させることがあります。
吊り上げ、着地、引っ掛かり – 平均的な海象が許容範囲に見える場合でも、短時間の事象が最大フック荷重を支配することがあります。

動的荷重係数は、これらの影響を、クレーンの荷重表に適用する単一の数値としてまとめます。

相対速度はどのように計算するか？

甲板リフトの場合、船級規則では相対速度を一般に次のように推定します：

v_r =\frac{1}{2}v_L + \sqrt{v_c^2+v_d^2}

ここで $v_r$ は相対速度、 $v_L$ はクレーンの揚重速度、 $v_c$ は船体運動によるクレーン先端の鉛直速度、 $v_d$ は波浪運動による甲板またはペイロードの鉛直速度です。

$v_c$ と $v_d$ は、船体応答データ、計測された運動、海象データ、または時間領域シミュレーションから推定します。データが限られている場合は、保守的な規則ベースの値を用いることができます。

動的係数と許容ペイロードはどのように計算するか？

従来型のクレーンと索具システムの場合、動的係数は相対速度、剛性、ペイロード質量から推定できます：

\psi =1 + \frac{v_r}{g} \sqrt{\frac{k}{m}}

ここで $v_r$ は相対速度、 $g$ は重力加速度、 $k$ はクレーンとワイヤの有効剛性、 $m$ はペイロード質量です。

$\psi$ はその後、クレーンの荷重表をディレーティングするために用いられます。多くのオフショアの照査では最小動的係数も適用され、規則の体系やリフトのカテゴリーに応じて一般に1.3とされるため、最小値を下回る計算値が荷重表の容量を増やすことはありません。

例として、あるクレーンが甲板リフトに対して10 tの荷重表容量を持ち、適用される最小動的係数が1.3であるとします。計算された動的係数が1.2または1.8の場合、許容される舷外ペイロードはいくらになるでしょうか。

1.2の場合は最小係数が依然として支配的であるため、許容ペイロードは10 tのままです。1.8の場合、許容ペイロードは次のようになります：
$m = 10 \cdot \frac{1.3}{1.8} = 7.2\ \text{t}$

ショックアブソーバーによってスナップ荷重を低減したり、ヒーブ補償によってフックとペイロード間の相対運動を低減したりすることで、大幅な荷重表のディレーティングを強いる代わりに、リフトを最小動的係数に近づけられることがよくあります。

計算例：速度から許容ペイロードまで

上記の2つの式は連鎖して1つのディレーティング計算になります。例示的な甲板リフト：揚重速度 v_L = 0.5 m/s、クレーン先端の鉛直速度 v_c = 0.6 m/s、供給船の甲板速度 v_d = 0.8 m/s、ペイロード 10 t、クレーンとワイヤの有効剛性 400 kN/m（例示値）、荷重表セル 10 t、最小係数 1.30。

相対速度。 v_r = ½ v_L + √(v_c² + v_d²) = 0.25 + √(0.36 + 0.64) = 1.25 m/s
動的係数。 √(k/m) = √(400 000 / 10 000) ≈ 6.3 s⁻¹ であるため、ψ = 1 + (1.25 / 9.81) × 6.3 ≈ 1.8
許容ペイロード。 ψ = 1.8 は下限の1.30を超えるため、荷重表セルはディレーティングされます：10 × 1.30 / 1.8 = 7.2 t — 相対運動だけで28%の容量損失です。

相対速度を削減すれば — 吊り上げ時の単発スナップにはショックアブソーバーを、波周期ごとに繰り返される運動にはヒーブ補償を — ψ は下限へと戻り、同じ荷重表セルは満載の10 tへと回復します。これらの値は例示であり、実際のリフトの設計係数は解析から得られます。

荷重表への影響の例示

下記の例は、同じクレーン荷重表容量を異なる動的係数で照査したものを示しています。これは簡略化された計算例であり、認証されたPOLARISの荷重表ではありません。

荷重表容量の例10 t選択した1つの作業半径において

最小動的係数1.30基準下限として使用

制御されたケース 10.0 t

DAF 1.5 8.7 t

DAF 1.8 7.2 t

計算：許容ペイロード = 荷重表容量 x 1.30 / 動的係数。POLARIS クレーンショックアブソーバーがピーク荷重を最小係数の近くに保てば、同じ荷重表セルは満載容量にはるかに近いまま維持できます。

図1 — 上記の例を連続曲線として示したもの：ψが下限を超えると、許容ペイロード = 10 t × 1.30/ψ となります。ピーク荷重を下限近くに保つこと — 単発のスナップ事象にはショックアブソーバーを、波周期ごとに繰り返される運動にはヒーブ補償を — によって、荷重表セルは満載容量近くに維持されます。簡略化された例であり、認証された荷重表ではありません。

荷重表のディレーティングを低減する方法

実務上の問題は、動的係数がいくらかだけでなく、その原因が何かということです。荷重ケースが異なれば、必要な機器も異なります。

スナップ荷重と甲板からの吊り上げ： POLARIS クレーンショックアブソーバーを使用します。このアブソーバーはクレーンとペイロードの間に制御されたストロークと減衰を付加するため、単一の速度不整合 — 甲板からの吊り上げ、スナップ、過負荷 — がピークフック荷重になる前に吸収されます。事象と事象の間にリセットする時間が必要です。たるみ-スナップのサイクルが波浪ゾーンを通じて繰り返される場合は、ヒーブ補償が適切なツールです。
スプラッシュゾーンの通過と海中リフト： パッシブヒーブ補償を使用してフックとペイロード間の相対運動を低減します。RIGELとCYGNUSはより単純なパッシブのケースをカバーします。ANTARESは、浮力が変化する複雑または多段階の海中リフトに使用されます。
トップサイドのアクティブヒーブ補償： 残留運動を最小化しなければならない場合にはアクティブヒーブ補償を使用します。実務上は、性能がコストと複雑さを正当化する限られた範囲のケースに限定されます。ほとんどの荷重表のケースでは、ANTARESのような適応型パッシブ補償装置が、外部動力なしにその差の大部分を埋めます。
運用面の管理： 揚重速度を制御し、ソフトな吊り上げを計画し、再接触を避け、共振する海象を避け、適切なウェザーウィンドウを利用します。機器はピーク荷重を低減しますが、リフト手順が依然として初期条件を決定します。

一次的な製品確認には、ヒーブ補償装置選定ガイドをご利用ください。詳細なレビューには、クレーンの作業半径、SWL、揚重速度、ペイロード、海象、波周期、リフトシーケンスをお送りください。

規格と船級

オフショア作業のクレーン荷重表は、DNV-ST-0378、DNV-RP-N202、API 2C、EN 13852によって規定されます。Norwegian Dynamicsの製品は、該当する場合、DNV-ST-0378に従って設計・船級認証されます。

クレーン荷重表 — よくある質問

クレーン荷重表とは何ですか？

各作業半径、ブーム長さ、角度において、クレーンが揚重できる最大安全使用荷重（SWL）の表です。オフショアでは、荷重表の値は照査の始まりであって終わりではありません — その上に動的荷重を適用しなければなりません。

なぜオフショアのクレーン荷重表はディレーティングされるのですか？

フック、ペイロード、甲板、海面が互いに相対的に動くためです。吊り上げ時のスナップ荷重、スプラッシュゾーンでの力の変化、クレーンとワイヤにおけるばね-質量の増幅は、いずれもピークフック荷重を静的重量以上に高めるため、荷重表は動的係数を通じてそれを吸収しなければなりません。

どの動的係数を使うべきですか？

相対速度、有効剛性、ペイロード質量から推定してください — そして適用される規則の体系を確認してください：多くのオフショアの照査では最小係数が適用され、規則やリフトのカテゴリーに応じて一般に1.3前後です。下限を下回る計算値が容量を戻すことはありません。

許容ペイロードはどのように計算されますか？

計算された係数 ψ が下限を超えると：許容ペイロード = 荷重表容量 × 下限 / ψ。1.3の下限を持つ10 tのセルは、ψ = 1.2では依然として10 tを許容しますが、1.5では8.7 t、1.8では7.2 tにとどまります。

容量を取り戻すにはどうすればよいですか？

書類ではなくピークを削減してください：POLARIS クレーンショックアブソーバーは甲板からの吊り上げ時の単発スナップ事象を抑えます。パッシブヒーブ補償は波浪ゾーンを通じたフックとペイロード間の繰り返し運動を削減します。そして手順 — 揚重速度、ソフトな吊り上げ、ウェザーウィンドウ — が初期条件を決定します。この係数の背後にある力学はDAFのページにあります。