4  Fallbeispiele

4.1  Direktsicherung in Längsrichtung mit Gurten und Holzblockierung

Dieses Fallbeispiel soll deutlich machen, welche Fehlbeurteilung einer Ladungssicherungsanordnung mit Hilfe der konventionellen Berechnungsmethode möglich ist, wenn Ladungssicherungsmittel unterschiedlicher Federkonstante parallel belastet werden. Das Einbeziehen der Ladungsbewegung kann den Fehler aufdecken.

Eine schwere Ladungseinheit wird mit quer über Kreuz geführten Ketten gegen Verrutschen in Querrichtung und mit längs über Kreuz geführten Gurten gegen Verrutschen in Längsrichtung gesichert. Die Sicherungsanordnung ist weitgehend symmetrisch. Wegen des größeren Sicherungsbedarfs gegen Verrutschen nach vorn wird zusätzlich mit zwei Kanthölzern gegen die Stirnwand der Ladefläche geblockt. Die beiden Längshölzer drücken auf quer liegende Kanthölzer gleichen Querschnitts. Die Ladungseinheit selbst steht auf flachen Holzkufen.

Bild 17: Sicherung des Schwerstücks gegen Verrutschen nach vorn

Es wird in diesem Beispiel ausschließlich die Sicherung gegen Verrutschen nach vorn untersucht. Die Ketten tragen zur Sicherung in Längsrichtung allenfalls mit ihrer die Reibung erhöhenden Vorspannung bei. Da sie jedoch nur "handfest" angezogen worden sind, wird dies nicht berücksichtigt.

Ladungsmasse m = 18 t, Abmessungen l x b x h = 5,0 x 2,4 x 1,9 m, m = 0,3

Die äußere Kraft wird nach den üblichen Vereinbarungen bestimmt.

F_X = c_x × m × g = 0,8 × 18 × 9,81 = 141,3 kN

Konventionelle Bewertung der Sicherung gegen Rutschen nach vorn:

Die Sicherung ist nach konventioneller Bewertung mit gut 13% Überschuss erfüllt, wenn wie üblich die Belastung LC für jedes Sicherungsmittel eingesetzt wird.

Berücksichtigung von Ladungsverschiebung:

Im vorliegenden Fall ist die Blockung eindeutig das steifere Ladungssicherungsmittel. Unter Anwendung des zuvor beschriebenen selektiven Verfahrens wird zunächst berechnet, um welche Strecke sich die Ladung nach vorn verschoben hat, wenn die Blockung das LC von 55,3 kN erreicht hat. Dazu wird die Federkonstante der Blockung benötigt.

Die Blockung besteht aus zwei parallelen Längshölzern von je 2,2 m Länge mit je zwei seriellen Querhölzern von 9,6 cm Dicke. Das E-Modul bei Belastung längs ist 1100 kN/cm² und bei Belastung quer zur Faser 100 kN/cm². Damit erhält man folgende Federkonstanten:

In serieller Anordnung erhält man für ein Holz: D = D₁ × D₂ /(D₁ + D₂) = 23510 kN/m und für beide Hölzer den doppelten Wert von 47020 kN/m. Daraus ergibt sich eine Ladungsverschiebung von DL = DF / D = 55,3 / 47020 = 0,0012 m = 1,2 mm. Da die Hölzer horizontal verlaufen, ist dies auch der Versatz DX der Ladungseinheit.

Durch den Versatz DX dehnen sich die nach hinten weisenden Gurte um den Betrag

Die Federkonstante der Gurte beträgt D_G = DF / DL = 25 / (5,22 × 0,045) = 106 kN/m. Durch die Dehnung um 0,0011 m erhöhen die nach hinten weisenden Gurte ihre Zugkraft um DF = D_G × DL = 106 × 0,0011 = 0,117 kN von 2,5 auf 2,617 kN. Die nach vorn weisenden Gurte verringern ihre Zugkraft um den gleichen Betrag von 2,5 auf 2,383 kN. Sie ziehen also noch nach vorn und unterstützen die Längskraft F_X. Beide Werte werden in eine Bilanz eingesetzt:

Die Bilanz ist nicht ausgeglichen. Das Defizit liegt bei gut 22%. Im gegebenen Lastfall würde die Blockung überlastet und könnte dabei sogar die kritische Knicklast erreichen. Als Abhilfe wird hier vorgeschlagen, die Blockung mit vier anstatt zwei Längshölzern vorzunehmen, damit sie die Sicherung nach vorn zusammen mit der Reibung allein erfüllen kann.