Artikkelin lähdemateriaalina on käytetty Vesa Ruotsalaisen opinnäytetyötä Maantiekuljetusten kuormansidonnan löystymisen tutkiminen mittaamalla, 2020, XAMK
Lähtökohdat
Ajoneuvon ollessa liikkeessä, kuormaan kohdistuu väistämättä voimia, jotka pyrkivät liikuttamaan kuormaa. Sitomalla kuormaa on lähes mahdotonta saada käytännössä pysymään täysin paikallaan. Kuormaan kohdistuvan tärinän ja muiden voimien johdosta myös varmistukseen käytetyt sidonnat löystyvät matkan edetessä.
Kokemuksen kautta on huomattu, että kuormat pyrkivät painumaan, tiivistymään
ja siirtymään siten, että kuormankiinnitys löystyy ja voi aiheuttaa siten
vaaraa liikenneturvallisuudelle ja huonontaa ajoneuvon ajo-ominaisuuksia.
Tämän lisäksi kuorma voi kaatua, tai painopisteen siirtyessä kaataa koko ajoneuvon.
Mikäli kuorman sidonta löystyy kuljetuksen aikana sellaiselle tasolle, että
kuorma liikkuu kuormatilassa heikentäen ajoneuvon ajo-ominaisuuksia, se
vaarantaa liikenneturvallisuuden, eikä se täytä kuormansidonnasta annettuja
asetuksia, säädöksiä ja määräyksiä.
Muutoksia kuormaukseen tehnyt vastaa siitä, että kuorman sijoittelu ja kiinnitys pysyvät edelleen säännösten ja määräysten mukaisina.
Tieliikennelaissa annetaan vastuut ajoneuvon kuormaamiseen liittyen. Ajoneuvonkuljettajan on ennen matkan alkamista varmistuttava siitä, että ajoneuvon kuormaus vastaa säännöksissä ja määräyksissä annettuja vaatimuksia. Lisäksi kuljettajan on ajon aikana huolehdittava siitä, että sijoittelu (kuorma ei ole päässyt liikkumaan) ja kiinnitys (sidontavälineiden kireys ja paikallaan pysyminen) pysyvät lain mukaisina.
Liikenneturvallisuuden kannalta on tärkeää, että kuorma ei
pääse liikkumaan kuljetettavassa ajoneuvossa kuljetuksen aikana. Suurimassaisten kuormien kuljetuksessa kuorman sidonnan löystyminen kuljetuksen aikana muodostaa merkittävän liikenne- ja kuormaturvallisuusriskin.
Kuinka kireälle kuorma pitää siis sitoa?
Mistään virallisesta julkaisusta tai laista ei löydy tarkkaa määritelmää sille, kuinka kireällä sidonnan tulisi olla, jotta sen ei katsota olevan vaaratekijä liikenneturvallisuudelle.
Julkaisussa Eurooppalaisia parhaita toimintatapoja koskevat suuntaviivat 2014 – Kuorman varmistaminen tieliikenteessä, joka perustuu nyt käytössä olevaan standardiin SFS-EN 12195-1 annetaan yksinkertaisesti määritelmä, jonka mukaan sidos olisi saatava mahdollisimman kireäksi.
Sidontavälineissä annetaan kuorman varmistuksen kannalta kaksi keskeistä arvoa, jotka määrittävät sidonnan antamaa lujuutta.
- LC-arvo, joka kertoo sidontavälineen tekstiili- ja metalliosien osuuden murtumalujuudesta ja tarkoittaa suurinta sallittua jännitysvoimaa, eli käytännössä sitä sidontakykyä, joka kyseiselle välineelle voidaan laskea kuormaa varmistettaessa.
- STF-arvo, joka kertoo millainen kiristysvoima sidontavälineellä saadaan aikaan.
Varmistusmenetelmissä lujuuslaskenta suoritetaan LC-arvon perusteella kaikissa muissa sidontamalleissa, paitsi ylisidonnassa.
Kun sidonnan lujuus perustuu LC-arvoon, eli siihen kuin suuren voiman sidontavälineen tekstiili- ja metalliosat kestävät, ei sidonnan kireydellä ole sen laskennalliseen lujuuteen merkitystä. Toisin sanoen kuorman varmistaja ei saa sidontavälinettä kiristämällä lisää lujuutta sidontaan. Sidonnan kireys on sopiva, kun sidontaväline pysyy varmasti paikallaan, eikä pääse valumaan tai kuorman liikkuessa muuttamaan asentoaan.
Ylisidonnassa sidonnan lujuus perustuu STF-arvoon, eli siihen kuinka suuri kiristysvoima sidontavälineellä saadaan aikaan. Tällöin sidonnan kireydellä suuri merkitys varmistuksessa. Mitä kireämmälle sidoksen saa kiristettyä, sitä suuremman voiman se tuottaa kuormaan ja lisää kitkaa.
Rataslukolla saa aikaan sidontavälineeseen merkittyä STF-arvoa suuremman voiman, jos lukkoa kiristää voimiensa takaa. Silti hyödyksi laskettavan kireyden määrittää sidontavälineelle annettu STF-arvo.
Löystymisen mekanismi kuljetuksen aikana
Löystymisen mekanismi on pääpiirteissään tiedossa, eli puutavaranippujen ja
useista nipuista koostuvassa kuormassa on rakoja, jotka kuorman kiinnityksen
ja ajon aikaisen tärinän ja rasitusten seurauksena tiivistyvät, jolloin kuorman
kiinnitykseen käytettyjen kuormaliinojen jännitys pienenee. (Ruotsalainen 2020)
Käytännössä on helppo ymmärtää, ettei millään sidontavälineellä voida saada aikaan sellaista voimaa, joka puristaisi tiukaksi paketiksi esimerkiksi sahatavara niput. Sidontaväline tuottaa alaspäin suuntautuvan voiman, joka painaa päällimmäisiä lautoja alaspäin, mutta voima ei riitä millään vaikuttamaan koko nippuun. Näin ollen kuorman väliin jää rakoja ja kuorma pääsee liikkumaan ajon aikana löystyttäen sidontoja.
Kuormansidonnan löystymiseen vaikuttavat useat eri seikat. Kuljetusajoneuvo
ja sen kuormakori ei ole jäykkä, vaan kuormakori vääntyilee ja joustaa, mutta
kuljetettava tavara välttämättä ei, kuorma voi liikkua, tiivistyä, heilua ajotilanteiden,
tien epätasaisuuksien ja renkaiden pyörimisestä johtuvan tärinän vuoksi. Myös kuljettajan ajotavalla ja ajoneuvon jousituksella on suuri vaikutus kuormaan vaikuttavien voimien määrään ja suuntaan. (Ruotsalainen 2020)
Kuormansidonnan muuttuminen kuljetuksen aikana
Kappaleem kertomus mittauksista on otettu suoraan lähdemateriaalista.
Kuljetettavana vetoautossa oli neljä nippua kuusi metriä pitkää 32 x 135 kuusipuuta. Kuorman paino oli kahdella ensimmäisellä kuormalla 10,6 tonnia. Kuorma sidottiin tutkittavien liinojen osalta ylitsesidontamenetelmällä. Tutkimuksessa mitattavat kuormaliinat kiristettiin STF 400 daN:n kireyteen.
Ajoneuvolla ajettiin noin 37 kilometriä ensimmäiselle pysähdyspaikalle ja tarkistettiin
kuormaliinojen kireydet. Ylitsesidontaan kuormaa varmistaessa oli käytetty kolme kuormaliinaa. Ensimmäisen kuormaliinan kireys oli pudonnut 300 daN:iin. Toisen kuormaliinan kireys oli myös 300 daN:n ja kolmas kuormaliina oli 250 daN:n kireydellä.
Toinen pysähdys tehtiin noin 49 kilometrin päässä ensimmäisestä pysähdyksestä,
eli kuormaa oli kuljetettu toisen pysähdyksen alkaessa 85 kilometriä. Toisessa pysähdyksessä 1. kuormaliina oli 250 daN:n, 2. kuormaliina 200 daN:n ja kolmas oli myös 200 daN:n kireydellä.
Kolmas pysähdys tehtiin 133 kilometrin ajomatkan jälkeen, jolloin kuormaliinojen
kireydet olivat 1. kuormaliinan osalta 300 daN, 2. kuormaliinan osalta 250
daN ja kolmannen osalta mitattuna 250 daN. Tämä osoittaa sen, että kuorma
on löystynyt sen verran, että se on päässyt liikkumaan ainakin sivusuunnassa
siten, että se on painunut kuormaliinoja vasten siten, että kiristimen puolelta
mitattuna kuormaliina on kireämmällä, kuin edellisessä mittauksessa.
Viimeinen kuormaliinojen kireyden mittaus tehtiin 169 ajokilometrin jälkeen,
jolloin oltiin taas Anaikan Iisalmen sahalla. Kuormaliinojen kireydet mitattiin
vielä ennen kuorman purkamista ja kireysmittari näytti lukemaa 250 daN ensimmäiselle,
250 daN toiselle ja 200 daN kolmannelle kuormaliinalle.
Älyliina turvalliseen kuormansidontaan
Kuljettaja pystyy seuraamaan pysähdyksien aikana kuormaliinojen kireyksiä yksikertaisesti avaamalla kuormatilan ja kokeilemalla kireyttä käsin. Yllä olevassa esimerkissä ajetun 169 kilometrin siirtymän aikana ei todennäköisesti pysähdyksiä normaalisti tehdä ja kuormansidonnan kireys voi pudota pahimmillaan jopa puoleen alkuperäisestä.
Teknologian kehittyessä markkinoille on tullut älyliinoja, joihin on kiinnitetty kireyttä mittaava mittari. Mittari lukee liinojen kireyksiä kuljetuksen aikana ja lähettää tiedon suoraan kuljettajan älylaitteeseen, jolloin sidontojen kireyksiä on mahdollista seurata kuljetuksen aikana reaaliajassa.