Förderpreis der Berufsgenossenschaft für Handel und Warendistribution. Innovationen in der Prävention 2009

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1 Förderpreis der Berufsgenossenschaft für Handel und Warendistribution Innovationen in der Prävention 2009 Thema: sicherer Transport von konventioneller Ladung am Container Terminal Altenwerder Datum: Teilnehmer: HHLA Container Terminal Altenwerder GmbH Matthias Schult/ Sicherheitsingenieur Bei St. Annen Hamburg Mitgliedsnr. des Unternehmens: 4/ / 18

2 1 Verzeichnisse 1.1 Inhaltsverzeichnis 1 Verzeichnisse Inhaltsverzeichnis Abbildungsverzeichnis 2 2 Terminologie Abkürzungen Begriffsdefinitionen 4 3 Präambel 5 4 Allgemeines zum Arbeitsbereich 6 5 Gefährdungen beim innerbetrieblichen Transport von konventioneller Ladung _ Gefährdungsbeurteilung Definition eines Schutzzieles 10 6 Entwicklung einer Lösung Kippstabilitätstest Ergebnisse der Untersuchungen CTA Standardchassis Rolltrailer Erkenntnisse aus dem Kippstabilitätstests 14 7 OOG Chassis Anforderungen an das OOG Chassis Stabilitätsnachweis durch Kipptest Standfestigkeit des OOG Chassis 16 8 Fazit Abbildungsverzeichnis Abbildung 1 Blick in den Automatikbereich...6 Abbildung 2 Zweikatzcontainerbrücken, AGV, DRMG...7 Abbildung 3 Blick auf die Sonderlagerfläche OOG 3 mit bereitstehender konventioneller Ladung...7 Abbildung 4 Bsp. Unklarer Gesamtschwerpunkt...8 Abbildung 5 Bsp. hoher Ladungsschwerpunkt...8 Abbildung 6 Bsp. unzureichende Ladungssicherung; Verrutschen der Ladung...8 Abbildung 7 Standardchassis 50t mit Tankcontainer (unbekannt ist der Füllstand im Tankcontainer)...9 Abbildung 8 Colli mit asymmetrischer Schwerpunktslage auf einem Rolltrailer...9 Abbildung 9 Eingesetztes 50t Standardchassis mit einem Flatrack am CTA...10 Abbildung 10 Vorbereitung Kipptest mit dem CTA Standardchassis...11 Abbildung 11 Kipptest mit dem Rolltrailer RT 40/ 80t / 18

3 Abbildung 12 Ladeschema, Vorgabe der Ladepositionen + max. Lasten für Tankcontainer und 2x 20 ISO Standardcontainer...12 Abbildung 13 Ladeschema, Vorgabe der Ladepositionen + max. Lasten für 45`und 40 ISO Standardcontainer...13 Abbildung 14 Ladeschema, Vorgabe der Ladepositionen + max. Lasten für 30`und 1x20 ISO Standardcontainer...13 Abbildung 15 Angaben zur max. Geschwindigkeit, Last/ Zuladung und Kurvenradien..13 Abbildung 16 Ladeschema für Rolltrailer RT 40/ 80t...14 Abbildung 17 praktischer Nachweis der Kippstabilität im Kippversuch, gut zu erkennen welche Kräfte bei der Kurvenfahrt auf das OOG Chassis wirken...15 Abbildung 18 das Umkippmoment setz ein; Das Stützrad verhindert den Umsturz...16 Abbildung 19 Beschilderung am OOG Chassis: Ladeschema für OOG Ladung mit Lastverteilung...16 Abbildung 20 Beschilderung am OOG Chassis: Ladeschema für ISO-Standardcontainer...17 Abbildung 21 Beschilderung am OOG Chassis: max. zul. Geschwindigkeiten, Tragfähigkeit und Angaben zu den Kurvenradien...17 Abbildung 22 OOG Chassis im Einsatz / 18

4 2 Terminologie 2.1 Abkürzungen Abkürzung Beschreibung CTA Container Terminal Altenwerder BGHW Berufsgenossenschaft für Handel und Warendistribution Sparte GroLa Sparte Großhandels- und Lagerei HHLA Hamburger Hafen- und Logistik AG TEU Twenty Feet Equivalent - Unit AGV Automated Guided Vehicles OOG - Ladung Out of Gauge-Ladung 2.2 Begriffsdefinitionen Begriff Automatikbereich Box Portalkran Spreader TEU Flat Rack Open Top container Trailer, Rolltrailer Chassis Konventionelle Ladung Collis OOG Ladung löschen AGV Schwanenhals Yard Beschreibung Der normale Arbeitsbereich der Lagerkrane und fahrerlosen Automatikfahrzeuge. Sprachgebrauch für Container Anderer Begriff für die bei CTA eingesetzten automatischen Lagerkrane Lastaufnahmemittel (Container) am Kran Maß für Ladefähigkeit v. Containerschiffen; Als Einheit gilt der 20 Fuß Container (20 Container) der ISO Baureihe. ist ein Container mit zwei Stirnwänden, jedoch ohne Seitenwände und Dach (für überbreite und überhohe Ladung geeignet) Oben offener Container (ermöglicht die Kranbeladung des Containers) Spezieller Anhänger/ Transportmittel für Schwergut (niedrige Ladefläche) für innerbetriebliche Transporte Anhänger/ Transportmittel zur Aufnahme von ISO Standardcontainer für innerbetriebliche Transporte Stückgüter und OOG- Ladungen, am CTA nicht containerlagerfähig Stückgüter Ladung, die in ihrer Abmessung die Groesse eines Containerstellplatzes überschreitet, d.h. Überhöhen, -längen oder -breiten aufweist. Entladen eines Schiffes AGV (Fahrerloses Transportfahrzeug) wird für fahrerlosen automatischen Transport zwischen den Conatinerbrücken und dem Containerlager eingesetzt. Ankupplungseinheit zwischen Zugamschine und Chassis oder Rolltrailer Containerlager 4 / 18

5 3 Präambel Mein Name ist Matthias Schult. Ich bin seit November 2000 als Sicherheitsingenieur bei der HHLA Container-Terminal Altenwerder GmbH - kurz CTA tätig. Wir sind ein Hafenumschlagsbetrieb im Hamburger Hafen und zur Zeit einer der modernsten Container Terminals weltweit. CTA zeichnet sich einerseits durch umfassend automatisierte Betriebsabläufe, die eine neue Qualität im Containerumschlag darstellen, und andererseits durch einen innovativen und präventiven Arbeitsschutz aus. Mit dem Beitrag sicherer Transport von konventioneller Ladung möchte unser Unternehmen die durchgeführten Arbeitsschutzmaßnahmen vorstellen und aufzeigen, auf welche spezifischen sicherheitstechnischen Anforderungen bei der Beschaffung von Nutzfahrzeugen und den dazugehörigen Transportchassis und trailer zu achten ist. Des Weiteren wollen wir mit diesem Beitrag auf mögliche Unfallrisiken beim innerbetrieblichen Transport von Container und insbesondere von konventioneller Ladung hinweisen. 5 / 18

6 4 Allgemeines zum Arbeitsbereich Das HHLA Container Terminal Altenwerder GmbH, kurz auch CTA genannt, als jüngstes Containerterminal der Hamburger Hafen und Logistik AG hat im Jahre ,65 Millionen Standardcontainer umgeschlagen. Unsere hochmoderne Umschlagsanlage transportiert und lagert die umgeschlagenen Container weitestgehend vollautomatisiert. Abbildung 1 Blick in den Automatikbereich Am CTA stehen für den schiffsseitigen Umschlagsbetrieb insgesamt 14 sogenannte Zweikatzcontainerbrücken sowie eine Feederbrücke zur Verfügung. Die zu ladenden bzw. zu löschenden ISO - Standardcontainer werden zwischen der Containerbrücke und dem Containerlager durch eine Flotte von fahrerlosen und automatisierten Flurförderfahrzeugen den AGV s transportiert. Die AGV- Flotte arbeitet auf einer personenfreien und entsprechend abgesicherten Verkehrsfläche. Das Containerlager ist ein vollautomatisiertes Kompaktlager mit 26 Lagerblöcken, in dem die ISO Standardcontainer für den Weitertransport bereitgestellt werden. In jedem dieser Lagerböcke werden die Container jeweils 10 TEU nebeneinander, bis zu 5 TEU übereinander und 37 TEU hintereinander eingestapelt. Jeder Block wird von zwei Automatikportalkranen auch Lagerkrane genannt, bedient. Die Lagerkrane, die sich aufgrund ihrer unterschiedlichen Breite und Höhe gegenseitig passieren können, arbeiten in einem für Personen gesperrten Bereich. 6 / 18

7 Abbildung 2 Zweikatzcontainerbrücken, AGV, DRMG Nicht jede Ladung, die am CTA umgeschlagen wird, passt in einen Standardcontainer. Es gibt die sogenannte konventionelle Ladung, dass sind überbreite oder überhohe Container, welche in Open-Top-Container oder auf Flatracks geladen werden, oder Stückgüter. Diese Ladungen können aus technischen Gründen nicht über das Automatiklager umgeschlagen werden. Im Jahre 2008 wurden ca Stück konventioneller Ladung am CTA umgeschlagen, welche mittels Zugmaschine und Transportchassis bzw. Rolltrailer einzeln auf eine Sonderfläche transportiert werden musste. Abbildung 3 Blick auf die Sonderlagerfläche OOG 3 mit bereitstehender konventioneller Ladung 7 / 18

8 5 Gefährdungen beim innerbetrieblichen Transport von konventioneller Ladung 5.1 Gefährdungsbeurteilung Der Transport von konventioneller Ladung auf dem Terminal birgt einige Gefahren. Das hafenweite Unfallgeschehen der letzten Jahre bestätigt diese Aussage. Durch unzureichende Ladungssicherung, unklare oder falsch gekennzeichnete Schwerpunktslagen, durch hohe Ladungsschwerpunkte und Überladung aber auch durch Fahrfehler, Witterungseinflüsse sowie unebene Fahrbahnverhältnisse erhöht sich die Gefahr des Kippens oder Verrutschen der Ladung. Abbildung 4 Bsp. Unklarer Gesamtschwerpunkt Abbildung 5 Bsp. hoher Ladungsschwerpunkt Abbildung 6 Bsp. unzureichende Ladungssicherung; Verrutschen der Ladung 8 / 18

9 Abbildung 7 Standardchassis 50t mit Tankcontainer (unbekannt ist der Füllstand im Tankcontainer) Abbildung 8 Colli mit asymmetrischer Schwerpunktslage auf einem Rolltrailer Die Erfahrungen der letzten Jahre haben gezeigt, dass die bisher eingesetzten Standardchassis mit Ihrer 1,50m hohen Ladefläche für die innerbetrieblichen Transporte von ISO Standardcontainern mit mittiger und symmetrischer Schwerpunktslage geeignet sind. Einschränkungen für den Einsatz der Standardchassis bestehen jedoch für den Transport von konventioneller Ladung. Der durch den Hersteller rechnerisch durchgeführte 9 / 18

10 Stabilitätsnachweis bezog sich aber nur auf mittig gelegene Schwerpunktslagen und einer sehr niedrigen Schwerpunktshöhe. Abbildung 9 Eingesetztes 50t Standardchassis mit einem Flatrack am CTA Die konventionelle Ladung insbesondere die auf Flat Rack geladenen Collis besitzen aber häufig einen sehr hohen Ladungsschwerpunkt. Häufig sind auch mehrere Collis auf einen Flatrack geladen, wobei nur auf den einzelnen Collis die jeweilige Schwerpunktslage gekennzeichnet ist. Die Angabe zur Lage des Gesamtschwerpunktes fehlt. Die Gefährdungsbeurteilung ergab, dass wir für die am zum Transport von konventioneller Ladung eingesetzten Transportmittel konkrete Angaben zur Kippstabilität benötigen. Des weiteren sind an den Transportmitteln angebrachte Kennzeichnungen für die zulässigen Schwerpunktslagen sowie die zulässigen Geschwindigkeiten in Geradeausund Kurvenfahrten im leeren und beladenen Zustand erforderlich. 5.2 Definition eines Schutzzieles Ziel der in der Gefährdungsbeurteilung benannten Maßnahmen war es die innerbetrieblichen Transporte von konventioneller Ladung kippstabiler und somit sicherer durchführen zu können. 10 / 18

11 6 Entwicklung einer Lösung Um konkrete Erkenntnisse zur Kippstabilität für alle eingesetzten Chassis und Rolltrailer zu erlangen und somit geeignete Maßnahmen für die Verbesserung der Arbeitssicherheit bei innerbetrieblichen Transporten festzulegen, wurden gemeinsam mit dem Hersteller sogenannte Kipptests geplant und durchgeführt. 6.1 Kippstabilitätstest Zur Vorbereitung der Testszenarien, wurden die Chassis bzw. Rolltrailer entsprechend mit einem Stützrad ausgestattet. Durch auf das Chassis geladene Testgewichte konnten verschiedene als kritisch angenommene Ladezustände mit unterschiedlichen Schwerpunktshöhen angenommen werden. Die gefahrenen Kurvengeschwindigkeiten wurden durch Fahrtenschreiber erfasst. Als Testfläche diente eine freie Verkehrsfläche auf der ein Fahrkreis mit einem R= 15m abgesteckt wurde. Dieser Kreis entspricht den Kurvenradien auf unserem Terminalgelände. Testgewichte die einen definierten und als kritisch angenommenen Ladungsschwerpunkt erzeugen Zugmaschine mit Fahrtenschreiber CTA Standardchassis 50t/ 45 Stützrad zur Sicherung während des Kipptests Abbildung 10 Vorbereitung Kipptest mit dem CTA Standardchassis 11 / 18

12 Abbildung 11 Kipptest mit dem Rolltrailer RT 40/ 80t Die mit dem Herstellern gemeinsam durchgeführten Tests zeigten, dass tatsächliche Kippverhalten der eingesetzten Chassis und Rolltrailer. Die gewonnenen Erkenntnisse wurden analysiert und durch den Hersteller bewertet. 6.2 Ergebnisse der Untersuchungen CTA Standardchassis Die Kipptests mit dem Standardchassis haben gezeigt, dass innerbetriebliche Transporte von ISO - Standard Container mit mittigen Schwerpunkten sowie ordnungsgemäßer Ladungssicherung im Container kippstabil durchgeführt werden können. Allerdings besteht beim Transport von konventioneller Ladung mit dem Standardchassis immer ein nicht zu unterschätzendes Restrisiko in Punkto Umkippen und Verrutschen von Ladung. Der Hersteller hat aufgrund der gewonnenen Erkenntnisse in seiner geänderten Bedienungsanleitung vorgegeben, dass die zu transportierenden Ladungsschwerpunkte nur mittig auf dem Standardchassis transportiert werden dürfen. Der Hersteller kennzeichnete nachträglich alle gelieferten Chassis und Trailer mit einem Ladeschema sowie Angaben zu den zulässigen Höchstgeschwindigkeiten. Die nachfolgenden Abbildungen zeigen die neuen Ladeschemen sowie die neue Vorgaben für die zulässigen Höchstgeschwindigkeiten. Abbildung 12 Ladeschema, Vorgabe der Ladepositionen + max. Lasten für Tankcontainer und 2x 20 ISO Standardcontainer 12 / 18

13 Abbildung 13 Ladeschema, Vorgabe der Ladepositionen + max. Lasten für 45`und 40 ISO Standardcontainer Abbildung 14 Ladeschema, Vorgabe der Ladepositionen + max. Lasten für 30`und 1x20 ISO Standardcontainer Abbildung 15 Angaben zur max. Geschwindigkeit, Last/ Zuladung und Kurvenradien Rolltrailer Die Auswertung der Kippstabilitätstest mit dem Rolltrailer ergab eine sehr hohe Kippstabilität. In den Fahrversuchen ist es nicht gelungen ein Umkippen zu simulieren. Hier wurde aufgrund der gewonnenen Erkenntnisse sogar die Angabe zur zulässigen Höchstgeschwindigkeit durch den Hersteller erhöht. Der Hersteller hat Ladeschemen mit Lastverteilungsdiagrammen und Angaben zur Höchstgeschwindigkeit erstellt und mit diesen Informationen die Rolltrailer entsprechend gekennzeichnet. 13 / 18

14 Abbildung 16 Ladeschema für Rolltrailer RT 40/ 80t 6.3 Erkenntnisse aus dem Kippstabilitätstests Die durchgeführten Fahrversuche haben dem Hersteller und auch CTA Aufschluss über die tatsächlich vorhandenen fahrdynamischen Eigenschaften und die Kippstabilität der Standardchassis und der Rolltrailer gegeben. Unter Beachtung der Herstellerangaben und den geltenden betrieblichen Anweisungen sowie einem verantwortungsvollen Umgang mit den Umschlagsgeräten ist der Rolltrailer für den sicheren Transport von konventioneller Ladung am besten geeignet. Das auch für den Transport von konventioneller Ladung eingesetzte Standardchassis unterliegt den unter.abschnitt 5.1 Gefährdungsbeurteilung genannten Risiken. Das Standardchassis besitzt aufgrund seiner Konstruktion eine sehr geringe Standfestigkeit. Daher wurde beschlossen, ein spezielles Chassis für den Transport der konventioneller Ladung zu entwickeln. Ziel der Entwicklung sollte es sein, die flexiblen Einsatzmöglichkeiten des Standardchassis mit der hervorragenden Standfestigkeit des Rolltrailers zu verbinden. 14 / 18

15 7 OOG Chassis 7.1 Anforderungen an das OOG Chassis Die Grundanforderungen an das neue sogenannte OOG-Chassis waren Folgende: Sattelauflieger mit festem Schwanenhals, der kann einseitig aufgenommen und mit einer Zugmaschine verfahren werden kann Hohe Standfestigkeit und Tragkraft von 60t Flexible einsetzbar durch festen Schwanenhals als Ankupplungseinheit und Transport von Containern, Flat Racks mit Stückgut, OOG Containern, die in den Außenmaßen außerhalb der ISO- Containermaße (Überhöhen, Überbreiten) liegen können und Binnencontainern (20, 30, 40 ft- 2500mm breit). Einsatz im Außenbereich unter nordeuropäischen Witterungsbedingungen vorgesehen und erfolgt im 3- Schichtbetrieb an 365 Tagen im Jahr. Nachweis der Standfestigkeit durch praktischen Kippversuch Kennzeichnung durch an Angaben zur Standfestigkeit am Chassis Minimal möglich Ladeflächenhöhe Umklappbare Twistlockeinheit (Sicherung gegen Verrutschen) 7.2 Stabilitätsnachweis durch Kipptest Nach dem Bau eines Prototyps des OOG Chassis wurde in einem Kippversuch die Standfestigkeit des Gerätes überprüft. Abbildung 17 praktischer Nachweis der Kippstabilität im Kippversuch, gut zu erkennen welche Kräfte bei der Kurvenfahrt auf das OOG Chassis wirken 15 / 18

16 Abbildung 18 das Umkippmoment setz ein; Das Stützrad verhindert den Umsturz Die Kippversuche wurden unter den gleichen Bedingungen wir unter Abschnitt 6.1 Kippstabilitätstest beschrieben durchgeführt. 7.3 Standfestigkeit des OOG Chassis Das OOG - Chassis stellt in Punkto Kippstabilität bei Transport von OOG Ladung eine wesentliche Verbesserung gegenüber den Einsatz eines Standardchassis dar. Aus den Erkenntnissen des Kippversuches wurden Vorgaben bzgl. der Kippstabilität durch den Hersteller ermittelt. Dazu zählen Schwerpunktlagediagramme sowie mögliche Kurvengeschwindigkeiten in Abhängigkeit von der Ladungsposition und masse. Abbildung 19 Beschilderung am OOG Chassis: Ladeschema für OOG Ladung mit Lastverteilung 16 / 18

17 Abbildung 20 Beschilderung am OOG Chassis: Ladeschema für ISO-Standardcontainer Abbildung 21 Beschilderung am OOG Chassis: max. zul. Geschwindigkeiten, Tragfähigkeit und Angaben zu den Kurvenradien Abbildung 22 OOG Chassis im Einsatz 17 / 18

18 8 Fazit Die durchgeführten Untersuchungen haben gezeigt, dass praktische Nachweisführungen zur Standfestigkeit ein wichtiges Instrument sind, um den rechnerisch ermittelten Standfestigkeitsnachweis zu überprüfen. Des weiteren bleibt festzustellen, dass an allen innerbetrieblichen Transportmitteln entsprechende Kennzeichnungen mit Angaben zur Standfestigkeit vorhanden sein müssen. Dazu zählen Schwerpunktlagediagramme sowie mögliche Kurvengeschwindigkeiten in Abhängigkeit von der Ladungsposition und masse. Wir können jedem Betrieb empfehlen, bei Neubeschaffungen von innerbetrieblichen Transportmitteln auf eine praktische Nachweisführung des Kippstabilität sowie eine entsprechende Kennzeichnung zu bestehen. Das als Prototyp entwickelte OOG - Chassis stellt durch die erhöhte Standfestigkeit gegenüber den bisher häufig für den Transport konventioneller Ladung eingesetzten Standardchassis eine wesentliche Verbesserung dar. Das Umkipprisiko konnte dadurch weiter reduziert werden. Somit konnte ein wesentlicher Beitrag zur Verbesserung des betrieblichen Arbeitsschutzes bei innerbetrieblichen Transporten geleistet werden. Ich bin fest davon überzeugt, dass auch andere Betriebe mit einer ähnlichen Problemstellung von diesem sehr guten sicherheitstechnischen Konzept profitieren können. Die für den Förderpreis 2009 gedrehte Video DVD über den sicheren Transport von konventioneller Ladung dient im Übrigen bei uns im Betrieb als Unterweisungshilfe und hat somit einen doppelten Nutzen. 18 / 18