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Förderpreis der Berufsgenossenschaft für Handel und Waren-

distribution

Innovationen in der Prävention 2009

Thema: „sicherer Transport von konventioneller Ladung

am Container – Terminal Altenwerder“

Datum: 22.04.2009

Teilnehmer: HHLA Container – Terminal Altenwerder GmbH

Matthias Schult/ Sicherheitsingenieur Bei St. Annen 1

20457 Hamburg

Mitgliedsnr. des Unternehmens: 4/4460139

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1 Verzeichnisse

1.1 Inhaltsverzeichnis

1 Verzeichnisse_______________________________________________________ 2

1.1 Inhaltsverzeichnis_____________________________________________________ 2

1.2 Abbildungsverzeichnis _________________________________________________ 2

2 Terminologie _______________________________________________________ 4

2.1 Abkürzungen ________________________________________________________ 4

2.2 Begriffsdefinitionen ___________________________________________________ 4

3 Präambel __________________________________________________________ 5

4 Allgemeines zum Arbeitsbereich _______________________________________ 6

5 Gefährdungen beim innerbetrieblichen Transport von konventioneller Ladung _ 8

5.1 Gefährdungsbeurteilung _______________________________________________ 8

5.2 Definition eines Schutzzieles ___________________________________________ 10

6 Entwicklung einer Lösung ___________________________________________ 11

6.1 Kippstabilitätstest ____________________________________________________ 11

6.2 Ergebnisse der Untersuchungen ________________________________________ 12 6.2.1 CTA Standardchassis ______________________________________________________12 6.2.2 Rolltrailer _______________________________________________________________13

6.3 Erkenntnisse aus dem Kippstabilitätstests_________________________________ 14

7 OOG Chassis ______________________________________________________ 15

7.1 Anforderungen an das OOG Chassis ____________________________________ 15

7.2 Stabilitätsnachweis durch Kipptest ______________________________________ 15

7.3 Standfestigkeit des OOG Chassis________________________________________ 16

8 Fazit _____________________________________________________________ 18

1.2 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....................................................12

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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 ........................................................................17

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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 Beschreibung Automatikbereich Der normale Arbeitsbereich der Lagerkrane und fahrerlo-

sen Automatikfahrzeuge. Box Sprachgebrauch für Container Portalkran Anderer Begriff für die bei CTA eingesetzten automati-

schen Lagerkrane Spreader Lastaufnahmemittel (Container) am Kran TEU Maß für Ladefähigkeit v. Containerschiffen; Als Einheit gilt

der 20 Fuß – Container (20´Container) der ISO – Baurei-he.

Flat Rack ist ein Container mit zwei Stirnwänden, jedoch ohne Sei-tenwände und Dach (für überbreite und überhohe Ladung geeignet)

Open Top container Oben offener Container (ermöglicht die Kranbeladung des Containers)

Trailer, Rolltrailer Spezieller Anhänger/ Transportmittel für Schwergut (niedri-ge Ladefläche) für innerbetriebliche Transporte

Chassis Anhänger/ Transportmittel zur Aufnahme von ISO Stan-dardcontainer für innerbetriebliche Transporte

Konventionelle Ladung Stückgüter und OOG- Ladungen, am CTA nicht container-lagerfähig

Collis Stückgüter OOG – Ladung Ladung, die in ihrer Abmessung die Groesse eines Contai-

nerstellplatzes überschreitet, d.h. Überhöhen, -längen oder -breiten aufweist.

löschen Entladen eines Schiffes AGV AGV (Fahrerloses Transportfahrzeug) wird für fahrerlosen

– automatischen Transport zwischen den Conatinerbrü-cken und dem Containerlager eingesetzt.

Schwanenhals Ankupplungseinheit zwischen Zugamschine und Chassis oder Rolltrailer

Yard Containerlager

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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 Ha-fenumschlagsbetrieb im Hamburger Hafen und zur Zeit einer der modernsten Container – Terminals weltweit. CTA zeichnet sich einerseits durch umfassend automatisierte Be-triebsabläufe, 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 Unter-nehmen 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 innerbe-trieblichen Transport von Container und insbesondere von konventioneller Ladung hin-weisen.

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4 Allgemeines zum Arbeitsbereich Das HHLA Container Terminal Altenwerder GmbH, kurz auch CTA genannt, als jüngs-tes Containerterminal der Hamburger Hafen und Logistik AG hat im Jahre 2008 1,65 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 Flurför-derfahrzeugen – den AGV´s – transportiert. Die AGV- Flotte arbeitet auf einer personen-freien und entsprechend abgesicherten Verkehrsfläche. Das Containerlager ist ein voll-automatisiertes 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 hin-tereinander eingestapelt. Jeder Block wird von zwei Automatikportalkranen – auch La-gerkrane genannt, bedient. Die Lagerkrane, die sich aufgrund ihrer unterschiedlichen Breite und Höhe gegenseitig passieren können, arbeiten in einem für Personen gesperr-ten Bereich.

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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 Automa-tiklager umgeschlagen werden. Im Jahre 2008 wurden ca. 12.000 Stück konventionel-ler 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 konventionel-ler Ladung

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5 Gefährdungen beim innerbetrieblichen Transport von kon-ventioneller 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 Schwer-punktslagen, durch hohe Ladungsschwerpunkte und Überladung aber auch durch Fahr-fehler, Witterungseinflüsse sowie unebene Fahrbahnverhältnisse erhöht sich die Ge-fahr des Kippens oder Verrutschen der Ladung.

Abbildung 4 Bsp. Unklarer Gesamtschwerpunkt

Abbildung 5 Bsp. hoher Ladungsschwerpunkt

Abbildung 6 Bsp. unzureichende Ladungssicherung; Verrutschen der Ladung

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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 Stan-dardchassis 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 Trans-port von konventioneller Ladung. Der durch den Hersteller rechnerisch durchgeführte

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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 Schwer-punktslage gekennzeichnet ist. Die Angabe zur Lage des Gesamtschwerpunktes fehlt. Die Gefährdungsbeurteilung ergab, dass wir für die am zum Transport von konventio-neller Ladung eingesetzten Transportmittel konkrete Angaben zur Kippstabilität benöti-gen. Des weiteren sind an den Transportmitteln angebrachte Kennzeichnungen für die zulässigen Schwerpunktslagen sowie die zulässigen Geschwindigkeiten in Geradeaus- und Kurvenfahrten im leeren und beladenen Zustand erforderlich.

5.2 Definition eines Schutzzieles

Ziel der in der Gefährdungsbeurteilung benannten Maßnahmen war es die innerbetrieb-lichen Transporte von konventioneller Ladung kippstabiler und somit sicherer durchfüh-ren zu können.

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6 Entwicklung einer Lösung Um konkrete Erkenntnisse zur Kippstabilität für alle eingesetzten Chassis und Rolltrai-ler zu erlangen und somit geeignete Maßnahmen für die Verbesserung der Arbeitssi-cherheit 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 konn-ten 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.

Abbildung 10 Vorbereitung Kipptest mit dem CTA Standardchassis

Zugmaschine mit Fahrtenschreiber

Stützrad zur Sicherung während des Kipptests

CTA Standardchassis 50t/ 45´

Testgewichte die einen definierten und als kritisch angenommenen Ladungsschwerpunkt erzeugen

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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

6.2.1 CTA Standardchassis

Die Kipptests mit dem Standardchassis haben gezeigt, dass innerbetriebliche Transpor-te von ISO - Standard Container mit mittigen Schwerpunkten sowie ordnungsgemäßer Ladungssicherung im Container kippstabil durchgeführt werden können. Allerdings be-steht 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 Bedie-nungsanleitung 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 nachfol-genden 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 Stan-dardcontainer

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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

6.2.2 Rolltrailer

Die Auswertung der Kippstabilitätstest mit dem Rolltrailer ergab eine sehr hohe Kipp-stabilität. 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 entspre-chend gekennzeichnet.

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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 Einsatzmöglich-keiten des Standardchassis mit der hervorragenden Standfestigkeit des Rolltrailers zu verbinden.

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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) lie-gen 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 Kräf-te bei der Kurvenfahrt auf das OOG Chassis wirken

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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 Kurven-geschwindigkeiten in Abhängigkeit von der Ladungsposition und –masse.

Abbildung 19 Beschilderung am OOG Chassis: Ladeschema für OOG – Ladung mit Lastverteilung

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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

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8 Fazit Die durchgeführten Untersuchungen haben gezeigt, dass praktische Nachweisführun-gen zur Standfestigkeit ein wichtiges Instrument sind, um den rechnerisch ermittelten Standfestigkeitsnachweis zu überprüfen. Des weiteren bleibt festzustellen, dass an allen innerbetrieblichen Transportmitteln ent-sprechende Kennzeichnungen mit Angaben zur Standfestigkeit vorhanden sein müs-sen. 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 ent-sprechende 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 Arbeitsschut-zes bei innerbetrieblichen Transporten geleistet werden. Ich bin fest davon überzeugt, dass auch andere Betriebe mit einer ähnlichen Problem-stellung 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.