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Schwerpunkt und metazentrische Höhe (GM)

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Stabilität≈ 4 Min. Lesezeit

Hängende Lasten und Schwergutumschlag mit Bordgeschirr

1Die Lektion in einfachen Worten

In einem Satz

Eine gehobene Last wirkt am Aufhängepunkt. Prüfe Krängung und GM während des gesamten Hubs. Kopfhöhe, Ausladung und Ballast können die ungünstigste Phase verändern.

Wo die Last wirkt

Eine bereits an Bord befindliche Last wirkt am Aufhängepunkt, dem Kran- oder Ladebaumkopf, sobald sie frei über Deck oder Tankdecke hängt. G steigt um w × (Kopfhöhe − Kg der Last) ÷ Δ. Diese Formel für Gewichtsverschiebung an Bord gilt unabhängig davon, ob die Last 1 m oder 10 m über Deck hängt.

Zwei Wirkungen

Das Anheben von G verringert GM. Bei einer Last, die bereits an Bord ist, verschiebt sich G quer um w × (Kopfposition − ursprüngliche Lastposition) ÷ Δ. Miss beide Positionen ab der Mittschiffslinie und nutze je Seite ein einheitliches Vorzeichen. Die Ausladung des Krans, der Radius ab seiner Säule, kann davon abweichen. Prüfe in jeder Phase Kopfhöhe, seitlichen Kopfabstand, Ballast und die Bewegung des kraneigenen Schwerpunkts. Berücksichtige Änderungen der kraneigenen Gewichtsmomente.

Vom Kai heben

Beim Laden von Land kommt das Gewicht am Kopf hinzu: Δ wächst um w. Nutze die Momentenrechnung mit neuer Verdrängung und zusätzlichen Momenten. Die Verschiebungsformeln für bereits an Bord befindliche Lasten gelten hier nicht. Beim Löschen berechnest du den hängenden Zustand. Entferne Gewicht und Moment der Last, sobald sie an Land abgesetzt und ausgehakt ist. Prüfe vor Beginn den gesamten Ablauf.

Vorbereiten

2020 wurden Hebevorschriften in den IS-Code aufgenommen. Ihre Anwendung hängt von Schiffsdatum und Betriebsgrenzen ab. Kläre sie mit deiner Flaggenstaatsbehörde und Klassifikationsgesellschaft. Nutze die Grenzwerte im genehmigten Stabilitätshandbuch und Kranhandbuch. Kümmere dich um teilgefüllte Tanks, plane nötigen Gegenballast und betreue die Festmacherleinen, damit plötzliche Krängung sie nicht brechen lässt. Diese Schlagseitenformel ist eine Näherung für kleine Winkel bei positivem korrigiertem GM. Maßgeblich für die Zulässigkeit ist die genehmigte Hubberechnung.

Während des Hubs

Hebe langsam, verhindere das Pendeln der Last und halte Personen fern. Beobachte den Neigungsmesser, der den Krängungswinkel zeigt. Krängt das Schiff stärker als geplant, stoppe und setze die Last sicher ab. Improvisiere keine Ballaständerungen. Halte dich an den genehmigten Hub- und Ballastablauf.

2Schritt für Schritt

Rechenbeispiel: ein Packstück aus dem Laderaum heben

  1. 1

    Daten: Δ 15.000 t, GM korrigiert 0,55 m, anfangs aufrecht. Ein 60-t-Packstück liegt auf der Mittschiffslinie bei Kg 3,0 m. Der Krankopf bleibt 25,0 m über dem Kiel; Ballast bleibt gleich.

    Das Packstück gehört bereits zu Δ und liegt anfangs mittschiffs. In diesem vereinfachten Beispiel bleiben die kraneigenen Momente unverändert.

  2. 2

    Anhebung von G = 60 × (25,0 − 3,0) ÷ 15.000 = 0,088 m. GM = 0,55 − 0,088 = 0,462 m.

    Sobald die Last von der Tankdecke abhebt.

  3. 3

    Beim größten Kopfabstand von der Mittschiffslinie, 15 m: GGH = 60 × (15 − 0) ÷ 15.000 = 0,060 m.

    G bewegt sich zum Kopf hin.

  4. 4

    Näherung für kleine Winkel: tan θ ≈ 0,060 ÷ 0,462 = 0,130, θ ≈ 7,4°.

    Hier die größte Schlagseite: feste Kopfhöhe, gleicher Ballast und gleiche Kranmomente, größter Kopfabstand.

  5. 5

    Vergleiche mit den Grenzwerten beider Handbücher. Bei Überschreitung ändere den Hubplan oder genehmigten Gegenballastplan und berechne vor dem Heben jede Phase neu.

    Prüfe Zwischenphasen und beide Endzustände.

3Wichtige Daten

G-Anhebung: Last bereits an Bord
w × (Kopfhöhe − Kg der Last) ÷ Δ
Querverschiebung: Last bereits an Bord
w × (xKopf − xLast) ÷ Δ; Positionen ab Mittschiffslinie
Schlagseite
tan θ ≈ GGH ÷ GM korrigiert; kleine Winkel, positives GM
Ungünstigste Phase
Ungünstigste berechnete Phase, einschließlich voller Ausladung

4Kernpunkte

  1. 1

    Eine hängende Last wirkt am Aufhängepunkt, sobald sie vom Deck abhebt.

  2. 2

    Prüfe jede Hubphase. Volle Ausladung und kleinstes GM können in verschiedenen Phasen auftreten.

  3. 3

    Vorbereiten: teilgefüllte Tanks berücksichtigt, Gegenballast geplant, Festmacherleinen betreut.

  4. 4

    Stoppe und setze die Last ab, wenn die Schlagseite den Planwert überschreitet.

5Häufige Fehler

  • Falsch: Knapp über Deck beeinflusst die Last die Stabilität kaum.

    Richtig: Ihr Gewicht wirkt am Kopf, sobald sie vom Deck abhebt. Die Anhebung von G ist bei 1 m und 10 m gleich.

  • Falsch: Gleiche unerwartete Schlagseite durch improvisiertes Umpumpen aus, während die Last hängt.

    Richtig: Gegenballast kann das Schiff zur Gegenseite krängen, wenn die Last ausgehakt wird oder plötzlich verloren geht. Folge dem genehmigten Ablauf und prüfe diesen Ausfallzustand.

6Praxisfall & Prüfungstipps

Situation

Mit den Beispielwerten ergibt der Hub etwa 7,4°, doch der Plan erlaubt 5°. Darfst du unverändert fortfahren? Schätze das Gegenballastmoment und nenne die nötigen Prüfungen vor dem Heben.

Antwort zeigen

Näherung für kleine Winkel ohne Änderungen der kraneigenen Momente: Der Hub erzeugt 900 t·m. Bei 5° sind 15.000 × 0,462 × tan 5° ≈ 606 t·m zulässig: Gegenmoment 294 t·m, gerundet 300. Eine Verschiebung von 25 t über 12 m liefert es nur, wenn KG und FSC gleich bleiben. Prüfe Tankschwerpunkte, FSC, alle Phasen und beide Endzustände. Prüfe auch den plötzlichen Verlust der Hakenlast bei weiterhin vorhandenem Gegenballast.

Prüfungstipps

  • Eine hängende Last wirkt am Aufhängepunkt.
  • Last bereits an Bord: Anhebung = w × (Kopfhöhe − Kg) ÷ Δ; GGH = w × (xKopf − xLast) ÷ Δ, Positionen ab Mittschiffslinie. Näherung für kleine Schlagseiten bei positivem korrigiertem GM: tan θ ≈ GGH ÷ GM korrigiert.
  • Prüfe alle geplanten Hubphasen anhand von Kran- und Stabilitätshandbuch. Laden von Land erfordert neue Verdrängung und Momente.

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