Kuormaus & Sidonta; Teräskelat

artikkelikuva; kuormaus & sidonta; teräskelat

Suomen lainsäädäntö antaa yleisellä tasolla määräyksiä siitä, miten kuorman paikallaan pysyminen tulee varmistaa. Näihin määräyksiin kuuluvat esimerkiksi kiinnityspisteiden ja sidontavälineiden nimellislujuudet, määräykset kuorman sijoittamisesta kuormatilaan, sekä sidonnan lujuudet suhteessa kuorman painoon tai kiihtyvyyksiin. Sidonnan lujuusvaatimukset pysyvät samoina, oli kuormana mitä tahansa.

Tämän artikkelin pohjana on Euroopan komission julkaisu; eurooppalaisia parhaita toimintatapoja koskevat suuntaviivat / kuorman varmistaminen tieliikenteessä. Artikkelissa esitetyt lujuudet ja laskelmat perustuvat standardissa EN 12195-1 esitettyihin määritelmiin ja ne eivät (ainakaan vielä) ole kaikilta osin Suomen lainsäädännössä mukana.


Teräskelat ovat rullalle pakattua ohutta teräslevyä, joka voi törmäys tai jarrutustilanteessa purkautua teleskooppimaisesti sisältäpäin. Tähän vaikuttaa kerrosten välissä vaikuttava kitka ja se miten kela on pakattu. Purkautumista ei voi onnettomuustilanteessa estää pakkaamiseen käytetyillä teräsvanteilla, jos materiaali on liukasta, huonosti rullattua tai kuorman varmistus on muuten puutteellinen.

Teräs katkaisee helposti tekokuituiset sidontavälineet. Tämän vuoksi isoimpien kelojen varmistuksessa käytetään yleisesti kettinkejä, kulmasuojia ja tuentapylväitä. Lisävarmistusta tarjoaa kelojen kuljetukseen suunniteltu kelavaunu.

Kelavaunu

Erittäin painavat (yli > 12 000 kg) teräs- / alumiinikelat on turvallisin kuljettaa tarkoitukseen rakennetulla ajoneuvolla, eli kelavaunulla (kuva 1).

Kelavaunun lattiassa oleva kouru / syvennys, johon kela lasketaan ja varmistetaan.
Kuva 1; kelavaunun lattiaan avautuva kiila ja tuentapylväät.

Kelavaunussa on perävaunun pituussuunnassa lattiarakenteeseen rakennettu syvennys (kiila), johon kela voidaan laskea aukeavan kattorakenteen kautta. Kiila on kiinteä osa perävaunun rakennetta, mutta se voidaan myös peittää.

Lattialla olevan kiilan kulmat ovat yleensä 29–35 astetta vaakatasoon nähden. Jos kuormatessa kelan paino saadaan asettumaan kiilan kaltevan osan varaan, ei sivuttaissuuntaiseen varmistukseen tarvita muuta menetelmää. Kouru estää kelan liukumisen tai vierimisen sivuttain.

Kelan varmistaminen eteen- ja taaksepäin vaatii muita varmistusmenetelmiä, mutta kitkan voi huomioida varmistuksessa. Puu – metalli materiaaliyhdistelmän kitkakerroin on 0,3.

Pylväät

Kuormatilan lattiaan sijoitettavat tuentapylväät ovat yksi kuormanvarmistusmenetelmä. Pylväät voivat olla pysyvästi kiinnitetty ajoneuvon korirakenteeseen, tai ne voidaan nostaa paikoilleen omiin kiinnitysreikiinsä, kelan mittojen ja sijoittamisen mukaan. Irrotettavat pylväät mahdollistavat perävaunun monipuolisemman käytön. Kun pylväät saa irrotettua ja lattiakourun peitettyä, voi perävaunua käyttää esimerkiksi tavallisten kappaletavarakuormien kuljetukseen.

Pylväitä voidaan ajoneuvosta riippuen sijoittaa kuormatilan sivuille ja/tai menosuuntaan. Sivuille sijoitettuja pylväitä käytetään sivuttaissuuntaisten voimien varmistamiseen ja keskelle asetetuilla pylväillä tuetaan ja varmistetaan eteen- tai taaksepäin suuntautuvia voimia.

Kelan eteen asennetut pylväät estävät purkautumista teleskooppimaisesti eteenpäin, kun pylvään ja kelan väliin jäävä rako on alle 40 mm (EN 12195-1)

Vaihtokuormakorin etuseinän eteen asennetut tuentapylväät, mahdollistavat etuseinän nimellislujuutta painavamman kuorman tuennan etuseinää vasten.
Kuva 2; vaihtokuormakorin etuseinän eteen asennetut tuentapylväät, mahdollistavat etuseinän nimellislujuutta painavamman kuorman tuennan etuseinää vasten.

Pylväiden lujuus

Pylväiden kuormituksen kestävyys, eli paljonko pylväiden voidaan laskea varmistavan kuorman painosta tiettyyn suuntaan, riippuu seuraavista tekijöistä;

  1. kuormituksen tyypistä
  2. vipuvoimasta
  3. pylväille annetusta RBC-arvosta.

1. Kuormituksen tyyppi tarkoittaa aiheuttaako kuorma pistemäisen vai tasaisen voiman pylvääseen.

Kuva 3; tuentapylvääseen kohdistuva tasainen tai pistemäinen kuormitus

2. Vipuvoimaan vaikuttaa kuorman korkeus. Mitä korkeampi esimerkiksi teräskela on, sitä suuremman vipuvoiman se tuottaa pylvääseen.

3. Vertailutuentakyky, eli RBC-arvo puolestaan ilmoittaa suurimman mahdollisen voiman, minkä pylväs kestää yhden metrin korkeudelle, kun kuorma on tasaisesti jakautunut pylvästä vasten.

Pylväiden RBC-arvo vaihtelee laajalla skaalalla (250 -10 000 daN) ja se riippuu useista tekijöistä; pylvään materiaalin lujuudesta, leikkauspinnan koosta ja kiinnityksen kestävyydestä. RBC-arvosta tulisi olla ajoneuvon valmistajan antama todistus.


Jotta pylväitä voi virallisesti käyttää kuorman varmistamiseen, kuljettajan täytyy tietää niiden RBC -arvo ja kyetä laskemaan pylväiden tuentakyky kuormituksen tyypin ja kappaleen korkeuden perusteella.

Lisäksi standardin EN 12195-1 mukaan, pylväitä tulisi käyttää ainoastaan ajoneuvotyypissä, johon ne on suunniteltu ja testattu. Pylväiden tukena suositellaan myös käytettävän sidontaa lastin yli.

Irrotettavien pylväiden kohdalla kiinnityksen lujuuteen vaikuttaa lisäksi esimerkiksi onko kiinnitysreiässä roskaa tai likaa, niin ettei pylvästä saa kunnolla perille reikään.

RBC-arvoa ei mainita Suomen lainsäädännössä, mutta uuden tieliikennelain myötä valmisteilla on seuraavanlainen luonnos;

Määräys ajoneuvojen kuormakoreista ja kuorman varmistamisesta
TRAFICOM/149639/03.04.03.00/2019
Perustelumuistioluonnos

7.2. Kuormansidontapeitteet ja kuormantuentavälineet. Kuormantuentaan käytettävien lattiaan asennettavien pylväiden sekä lattian ja katon väliin asennettavien tankojen ja erilaisten pukkien yhteyteen tulisi olla merkittynä suurin sallittu kuormitus. Kuormantuen käytettävillä tangoilla estetään yleensä korkean tavaran kaatuminen. Kuormantuentaa käytettävät pylväät ovat lyhyitä ja hyvin järeitä rakenteita joilla toteutetaan kuorman varmistusta pituussuunnassa. Molempien kohdalla turvallinen käyttö edellyttää selkeitä merkintöjä joista selviää suurimmat rakenteille mitoitetut kuormitukset.

Kettingit ja kiristimet

Teräskelojen varmistukseen voidaan käyttää tekokuituisia sidontaliinoja tai kettinkejä.

Standardi EN 12195-3 listaa ne kettingit, joita voidaan käyttää kuormasidonnassa. Kuten muissakin sidontavälineissä, myös kettingeissä on oltava merkintä, josta LC-arvo käy ilmi. Alla olevassa kuvassa varmistukseen käytettyjen kettinkien LC-arvo on 63 kN, eli noin 6300 kg.

Kettinkien kiristämiseen käytetään esimerkiksi vanttiruuvikiristimiä, joissa on saman standardin mukaan oltava laite, joka estää itsestään löystymisen.

Kuvassa molemmin puolin kulkevat valjassidokset estävät kelan liukumisen ja purkautumisen taaksepäin.

Teräskelan varmistus taaksepäin kettingeillä ja vanttikiristimillä.
Kuva 4; teräskelan varmistus taaksepäin kettingeillä, kulmasuojilla ja vanttikiristimillä.

Alla olevassa taulukossa on kettinkien nimellishalkaisijan mukaan määräytyviä sidontalujuuksia.

Nimellishalkaisija (mm)Sidontakyky (daN)
62200
73000
84000
95000
106300
117500
1310 000

Kettingit soveltuvat parhaiten kuorman varmistamiseen, kun ne eivät pääse koskemaan kuormaa tai muuta kohtaa kuormatilassa. Kun tätä ei voida välttää, on tuotteen suojaamiseksi käytettävä kulmasuojia (kuva 4) tai muuta vastaavaa menetelmää, ettei kettinki vahingoita kelaa. Varmistettaessa teräskeloja kuvassa olevalla tavalla, tulee olla tarkkana ettei kettinki jää mistään kohdasta löysälle.

Varmistettaessa keloja kettingeillä tulee huomioida kuormakorin kiinnityspisteiden nimellislujuudet. Vaikka itse kettingin LC-arvo olisi 6300 kg, ei koko sidontalujuutta voida laskea hyväksi, jos kettinki kiinnitetään kuormatilan lattiakoukkuihin, joiden nimellislujuus on 2000 kg. Tällöin voidaan kettingin lujuudeksi laskea ainoastaan 2 * 2000 kg.

Käytettäessä nimellislujuudeltaan 2000 kg lattiakoukkuja, on myös syytä varoa ettei kiristämällä kettinkejä liikaa riko koukkuja.

Kuten kaikkien sidontavälineiden kohdalla, myös kettingit on poistettava käytöstä kun ne on kuluneet tai vahingoittuneet. Kettingin kulumisen voi mitata venymisestä. Jos kettinki on pidentynyt yli 3 % nimelliseen pituuteen verrattuna, ei sitä saisi enää käyttää.

Sijoittaminen kuormatilaan

Kuorman sijoittamisen periaatteet eivät muutu, vaikka kuormana olisi teräsrullia;

  • Raskaampi kuorma tulisi aina pyrkiä sijoittamaan vetoajoneuvoon, kantavuuksien rajoissa
  • Kelat tulee aina sijoittaa kuormatilan keskilinjalle
  • Kuorma tulisi tukea mahdollisuuksien mukaan kuormatilan etuseinää vasten

Raskaimpien teräskelojen sijoituksen ratkaisee kuitenkin useimmiten akseli- ja telikohtaiset kantavuudet, ja ne on sijoitettava kuormatilassa kohtaan missä kantavuutta löytyy eniten.

Varmistuksen tärkeimmät vaatimukset

Lujuuksien osalta teräskeloja koskevat täysin samat vaatimukset kuin kaikkia muitakin kuljetettavia kappaleita ja kuormia. Kela on varmistettava eteenpäin suuntautuvia kiihtyvyyksiä vastaan oman painonsa verran, sekä sivuille ja taakse 0,5 * oman painon verran.

Hyväksi voidaan laskea edellä mainitut kitka, pylväiden tarjoama lujuus, sekä kiilan tarjoama tuki kelalle sivuttaissuunnassa. Ylitse jäävä osuus kuorman massasta täytyy varmistaa sidonnalla.

Varmistuksen on estettävä kelan…Käytettävä menetelmä
liukuminen ja purkautuminen menosuunnassapylväät ja sidonta
liukuminen ja vieriminen sivusuunnassakelavaunu, kiila tai kehto
liukuminen ja purkautuminen taaksepäinsidonta
admin

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *