Technische Universität Hamburg-Harburg, Institut für Konstruktion und Festigkeit von Schiffen
Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Fricke, Olav Feltz, Anatole von Lilienfeld-Toal, Julie Martens
Das Forschungsprojekt Untersuchungen zu Unterbauten der Decksausrüstung und Ladungssicherung wurde gefördert von der gemeinnützigen Stiftung Stahlanwendungsforschung im Stifterverband für die Deutsche Wissenschaft e.V. Zweck der Stiftung ist die Förderung der Forschung auf dem Gebiet der Stahlverarbeitung und -anwendung in der Bundesrepublik Deutschland. Geprüft wurde das Forschungsvorhaben von einem Gutachtergremien der Forschungsvereinigung der Arbeitsgemeinschaft der Eisen und Metall verarbeitenden Industrie e.V. (AVIF), das sich aus Sachverständigen der Stahl anwendenden Industrie und der Wissenschaft zusammensetzt. Begleitet wurde das Projekt von einem Arbeitskreis des Center of Maritime Technologies e.V.
Der Bericht kann beim FSM bestellt werden. Bitte senden Sie eine E-Mail an info(at)fsm-net.org
Zusammenfassung
Die Ladungssicherung auf Schiffen, z. B. an Deck von Container- und Ro/Ro-Schiffen, erfolgt mittels Ketten oder Stangen sowie auf Fundamenten mit Twistlocks. Zur Übertragung der Kräfte in die Schiffskonstruktion werden in der Regel Unterbauten in Form von Schlingen (interkostale Steifen) vorgesehen. Da ihr Einbau aufwändig ist und nicht immer leicht in den Fertigungsablauf zu integrieren ist, wird versucht, auf Schlingen teilweise oder ganz zu verzichten – ggf. zugunsten einer dickeren Decksplatte. Hierbei müssen die Unterbauten sowohl hinsichtlich der Maximallasten zur Vermeidung von plastischen Verformungen als auch hinsichtlich der zyklischen Lasten zur Vermeidung von Ermüdungsrissen bemessen werden. Um mehr Klarheit über die zu erwartenden Lastkollektive zu bekommen, wurden in dem Vorhaben Messungen an den Laschketten eines Trailers auf einem Fährschiff vorgenommen. Die ermittelten Kräfte wurden mit Berechnungen auf Basis eines Mehrkörper-Systems sowie eines Finite-Elemente-Modells verglichen und auf die gesamte Betriebszeit extrapoliert. Herkömmliche Unterbauten in Form von Schlingen und Stützblechen wurden in mehreren Varianten am Beispiel von Containerfundamenten rechnerisch untersucht. Es zeigte sich, dass der Wegfall einzelner Unterstützungen generell zu Spannungsspitzen führt, welche eine Begrenzung der Belastung erfordern. Unterbauten in Form einer dickeren Platte wurden im Vorhaben mit Schwing- und Betriebsfestigkeitsversuchen untersucht. Als Bauteile wurde ein Laschauge, ein Containerfundament und ein Laschtopf ausgewählt, welche eine linienförmige, rechteckige und kreisförmige Krafteinleitung in die Platte repräsentieren. Die hier auftretenden Spannungsspitzen wurden mit Hilfe der Strukturspannung am Nahtübergang hinsichtlich der Schwingfestigkeit bewertet. Mit dieser kann auch die Maximalbeanspruchung hinsichtlich plastischer Verformungen bewertet werden, wobei entsprechende Grenzwerte in den Vorschriften noch festzulegen sind.
