VDI 3576-2011 Rails for crane systems - Rail connections rail beddings rail fastenings tolerances for crane tracks.pdf

1、VEREIN DEUTSCHERINGENIEURESchienen fr KrananlagenSchienenverbindungen, Schienenlagerungen, Schienenbefestigungen, Toleranzen fr KranbahnenRails for crane systemsRail connections, rail beddings, rail fastenings, tolerances for crane tracksVDI 3576Ausg. deutsch/englischIssue German/EnglishVDI-Handbuch

2、 Technische Logistik, Band 1: KraneVDI-RICHTLINIENZubeziehen durch /Available at BeuthVerlag GmbH,10772 Berlin AlleRechtevorbehalten /All rights reserved Verein Deutscher Ingenieuree.V.,Dsseldorf 2011Vervielfltigung auchfr innerbetrieblicheZwecke nichtgestattet / Reproduction evenfor internal use no

3、t permittedDie deutsche Version dieser Richtlinie ist verbindlich.ICS 53.020.20 Mrz 2011 March 2011The German version of this guideline shall be taken as authorita-tive. No guarantee can be given with respect to the English trans-lation.Inhalt SeiteVorbemerkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4、2Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Anwendungsbereich . . . . . . . . . . . . . . 32 Schienen fr Krananlagen . . . . . . . . . . . 32.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . 32.2 Gebruchliche Schienenarten . . . . . . . . 42.3 Sonderschienen . . . . . . . . . . . . . .

5、 . 62.4 Technische Neuerungen bei Schienen . . . 72.5 Bewertung der Schienenarten . . . . . . . . 72.6 Mae und technische Daten. . . . . . . . . 73 Schienenverbindungen. . . . . . . . . . . . . 113.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . 113.2 Offene Verbindungen . . . . . . . . . . . . 113.

6、3 Geschweite Verbindungen . . . . . . . . . 123.4 Geschraubte Verbindungen . . . . . . . . . 123.5 Bewertung der Schienenverbindungen . . . 134 Schienenlagerungen . . . . . . . . . . . . . . 134.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . 134.2 Kontinuierliche Schienenlagerung auf fester Fahrbah

7、n . . . . . . . . . . . . . . . 134.3 Diskontinuierliche Schienenlagerung. . . . 174.4 Diskontinuierliche Schienenlagerung auf Schotter . . . . . . . . . . . . . . . . . 204.5 Bewertung. . . . . . . . . . . . . . . . . . 245 Schienenbefestigungen . . . . . . . . . . . . 245.1 Allgemeines . . . . . .

8、 . . . . . . . . . . . 245.2 Starre Befestigungen . . . . . . . . . . . . 265.3 Befestigung mit Schienenklemmen . . . . . 265.4 Befestigung mit Fhrungssystemen. . . . . 295.5 Befestigung auf Schwellen im Schotterbett. 305.6 Bewertung der Schienenbefestigungen . . . 30Contents PagePreliminary note .

9、. . . . . . . . . . . . . . . . . 2Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Scope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Rails for crane systems . . . . . . . . . . . . 32.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32.2 Common rail types . . . . . . . . . . . . . 42.3 Spe

10、cial rails . . . . . . . . . . . . . . . . . 62.4 Technical innovations in rails. . . . . . . . 72.5 Evaluation of rail types . . . . . . . . . . . 72.6 Dimensions and technical data . . . . . . . 73 Rail connections . . . . . . . . . . . . . . . . 113.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

11、 113.2 Open connections. . . . . . . . . . . . . . 113.3 Welded connections. . . . . . . . . . . . . 123.4 Screwed connections . . . . . . . . . . . . 123.5 Evaluation of rail connections . . . . . . . 134 Rail beddings . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134.1 General . . . . . . . . . . . . . . .

12、. . . . 134.2 Continuous rail bedding on a massive track . . . . . . . . . . . . . . . . 134.3 Discontinuous rail bedding . . . . . . . . . 174.4 Discontinuous rail bedding on ballast . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204.5 Evaluation. . . . . . . . . . . . . . . . . . 245 Rail fastenings . .

13、. . . . . . . . . . . . . . . 245.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245.2 Rigid fastenings. . . . . . . . . . . . . . . 265.3 Fastening by means of rails clamps. . . . . 265.4 Fastening by means of guide systems . . . 295.5 Fastening on sleepers in the ballast. . . . . 305.6 Evaluation

14、 of the rail fastenings . . . . . . 30VDI-Gesellschaft Produktion und Logistik (GPL)Fachbereich Technische LogistikFrhere Ausgabe: 08.08 EntwurfFormeredition: 08/08DraftB55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF8AD9NormCD - Stand 2012-04Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dssel

15、dorf 2011 2 VDI 3576Seite6 Herstelltoleranzen . . . . . . . . . . . . . . . 316.1 Allgemeines. . . . . . . . . . . . . . . . . 316.2 Festlegungen . . . . . . . . . . . . . . . . 326.3 Erluterung der Kenngren . . . . . . . . 326.4 Toleranzen fr die Herstellung von Kranbahnen . . . . . . . . . . . . .

16、 . . . . 347 Betriebstoleranzen . . . . . . . . . . . . . . . 348 Zusammenfassung. . . . . . . . . . . . . . . 34Schrifttum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37VorbemerkungDer Inhalt dieser Richtlinie ist entstanden unter Be-achtung der Vorgaben und Empfehlungen der Richt-linie VDI 1000.Alle

17、 Rechte, insbesondere die des Nachdrucks, der Fotokopie, der elektronischen Verwendung und der bersetzung, jeweils auszugsweise oder vollstndig, sind vorbehalten.Die Nutzung dieser VDI-Richtlinie ist unter Wahrung des Urheberrechts und unter Beachtung der Lizenz-bedingungen (www.vdi-richtlinien.de),

18、 die in den VDI-Merkblttern geregelt sind, mglich.Allen, die ehrenamtlich an der Erarbeitung dieser VDI-Richtlinie mitgewirkt haben, sei gedankt.EinleitungDie fachgerechte Verlegung der Schienen fr Kran-anlagen ist Voraussetzung fr einen strungsfreien Betrieb. Instandsetzungen an Schienen verursache

19、n hohe Kosten und lngere Stillstandzeiten.Die richtige Auswahl der Schienenart (Abschnitt 2), der konstruktiven Ausbildung (Abschnitt 3 und Abschnitt 4), der Schienenbefestigung (Abschnitt 5) sowie der Werkstoffe fr Kranbahn und Schienehaben auf die Gesamtbetriebsdauer der Anlagen gro-en Einfluss.Ei

20、ne lsbare Schienenbefestigung ist im Allgemei-nen zu bevorzugen.Zweckmige Untergrundvorbereitung, geeignete Schienenverbindungen und die Beachtung der Tole-ranzen vermindern Verschlei und Bruch an Schie-nen und Laufrdern und erhhen die Verfgbarkeit. Die sptere Nachrichtmglichkeit der Kranschienen, m

21、glichst nach Richtung und Hhe, sollte bei Neu-bauten vereinbart und bei Instandsetzungen berck-sichtigt werden.Page6 Production tolerances . . . . . . . . . . . . . 316.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 316.2 Specifications. . . . . . . . . . . . . . . . 326.3 Explanations of the param

22、eters . . . . . . 326.4 Production tolerances of crane tracks. . . . . . . . . . . . . . . . . 347 Operational tolerances . . . . . . . . . . . . 348 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34Bibliography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37Preliminary noteThe content of this guideline

23、 has been developed in strict accordance with the requirements and recom-mendations of the guideline VDI 1000.All rights are reserved, including those of reprinting, reproduction (photocopying, micro copying), storage in data processing systems and translation, either of the full text or of extracts

24、.The use of this guideline without infringement of copy-right is permitted subject to the licensing conditions specified in the VDI notices (www.vdi-richtlinien.de). We wish to express our gratitude to all honorary con-tributors to this guideline.IntroductionThe proper installation of the rails for

25、crane systems is a prerequisite for a trouble-free operation. Repairs on rails cause high costs and prolonged rest periods. The correct selection of the rail type (Section 2), the design and construction (Sections 3 and Sec-tion 4), the rail fastening (Section 5), as well as of the materials for the

26、 crane track and railstrongly influence the total service life of the sys-tems.Generally, a detachable fastening of the rails is pref-erable.The proper preparation of the ground, suitable rail connections and the observance of the tolerances re-duce wear and breakages of rails and rail wheels and in

27、crease the availability. Subsequent adjustments (lateral and vertical, if feasible) should be possible. This feature should be agreed on for new installa-tions, and it should be given consideration when re-pairs are to be made.B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF8AD9NormCD - Stand 2012-04All r

28、ights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2011 VDI 3576 3 Zum Unterbau fr die Schienenverlegung auf Schwel-len sind in Abschnitt 4.4 ausfhrliche Hinweise gege-ben, da hierber wenig Schrifttum vorliegt.Bei Verwendung starrer oder elastischer Zwischen-lagen, zwischen Schienenfu und Sc

29、hienenauflage, sind diese zweckentsprechend auszuwhlen und zu verlegen. Die Auswirkungen auf die Spannungsvertei-lung in der Unterkonstruktion sind zu bercksichtigen.Die zu vereinbarende Zuordnung der Toleranzklasse nach Abschnitt 6 soll gleiche technische Anforderun-gen an das Fahrverhalten des Kra

30、ns als auch die Ver-fgbarkeit der Krananlage sicherstellen. In diesem Zusammenhang sei auch auf die Toleran-zen fr Krane nach ISO 12 488-1 hingewiesen.Die Planung und Ausfhrung von Kranbahnen liegt im bergangsbereich der Fachgebiete und Gewerke Maschinen-, Stahl- und Betonbau. Von den damit Be-auftr

31、agten werden daher spezielle Kenntnisse und hohes Verantwortungsbewusstsein gefordert.1 AnwendungsbereichDiese Richtlinie behandelt das Verlegen von Schie-nen fr Krananlagen, auf fester Fahrbahn (z. B. Stahl-trger, Stahlbetontrger, Stahlbetonfundamente) oder auf Schwellen im Schotterbett.Die Richtli

32、nie ist gltig fr Kranbahnen, kann aber auch fr Gleisfahrbahnen anderer Gerte der Frder- und Transporttechnik sinngem angewandt werden.2 Schienen fr Krananlagen2.1 AllgemeinesUm die Anzahl der Baustellenste gering zu halten, sind die Schienen in mglichst groen Herstelllngen einzuplanen. Schienenlngen

33、 von mehr als 50 m wur-den in besonderen Fllen schon eingebaut. Dabei sind auftretende logistische Probleme zu beachten. Die handelsblichen Lagerlngen der Schienen sind un-terschiedlich, sie betragen zwischen 10 m und 20 m.Die berprfung der Schweiste mittels zerst-rungsfreier Prfverfahren wird empfo

34、hlen.Fr eine zweckentsprechende Auswahl der Schienen-form sind folgende Punkte zu beachten: Gre der vertikalen Radkraft sowie der dazuge-hrigen horizontalen Quer- und Lngskrfte Werkstoffpaarung Schiene/Laufrad Laufraddurchmesser, Fahrgeschwindigkeit und Betriebsdauer Art der SchienenlagerungDetailed

35、 information on the substructure for the rail installation on sleepers is given in Section 4.4, as there are hardly any publications in this field.The selection and installation of rigid or resilient pads to be inserted between rail foot and rail support must be appropriate for the intended purpose.

36、 Consider the effects on the distribution of stress in the substruc-ture.The tolerance classification as per Section 6, which is to be agreed, shall, if possible, ensure identical tech-nical requirements regarding the travelling behaviour of a crane, as well as guarantee the availability of the cran

37、e system.In this connection, reference is made to the tolerances for cranes according to ISO 12 488-1.The design and construction of crane tracks involve the fields of mechanical engineering, structural steel engineering and concrete construction, which de-mands a special knowledge and a high sense

38、of re-sponsibility of the persons involved.1 ScopeThis guideline deals with the installation of rails for crane systems on a fixed track (e. g. steel supports, reinforced concrete supports, reinforced concrete foundations) or on sleepers in ballast.The guideline applies to crane tracks but can also

39、be used for rail tracks of other conveying and transport equipment. 2 Rails for crane systems2.1 GeneralIn order to minimise the number of joints to be con-nected at site, longest possible rail lengths have to be planned. Rail lengths of more than 50 m have already been used in special cases. Consid

40、er logistic prob-lems arising in this case. The commercial lengths of rails commonly on stock vary between 10 m and 20 m. Checking of the welding joints by means of non-destructive test procedures is recommended. For an expedient selection of the rail shape the fol-lowing items have to be kept in mi

41、nd: magnitude of the vertical wheel load as well as the associated horizontal cross-axis and axial forces rail/wheel material pairing rail wheel diameter, driving speed and service life type of rail beddingB55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF8AD9NormCD - Stand 2012-04Alle Rechte vorbehalten Ve

42、rein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2011 4 VDI 3576Horizontale Fhrungsrollen, Sicherungen gegen Windabtrieb und Kippsicherungen erfordern zustz-lichen Platzbedarf. Die hieraus entstehenden Zusatz-krfte sind zu bercksichtigen.In Fllen besonderer Beanspruchung werden Schienen und Laufrder aus St

43、hlen hherer Festigkeit bzw. mit entsprechender Wrmebehandlung (Vergten, Hrten) eingesetzt. Die DIN 15 070 ist eine Berechnungs-grundlage zur Auswahl der zweckmigen Werkstoff-paarung Schiene/Laufrad in Abhngigkeit der Parame-ter: Nutzbare Schienenkopfbreite, Radkraft, Laufrad-Durchmesser, Fahrgeschwi

44、ndigkeit und Betriebs-dauer. Entscheidenden Einfluss haben die Seiten-krfte, deren Berechnung nach DIN 15 018-1 erfolgt.Schienen mit niedrigen Stegen, wie Kranschienen nach DIN 536 und Sonderprofile, eignen sich, bei kontinuierlicher Schienenlagerung, besonders fr groe vertikale und horizontale Radk

45、rfte.Hochstegige Schienen nach DIN EN 13 674-1, DIN EN 13 674-4, DIN 20 501 und nach UIC-Richt-linien sind wegen ihres groen Flchenmoments zweiten Grads, mit dem entsprechenden Wider-standsmoment, geeignet fr diskontinuierliche Lage-rung auf fester Fahrbahn bzw. auf Schwellen in Schotterbettung, bei

46、 mittleren vertikalen und gerin-gen horizontalen Radkrften.Soll die Schiene bei der Berechnung der Kranbahn als mittragend bercksichtigt werden, muss sie schubfest angeschlossen werden. Die Schienen-kopfabnutzung ist hierbei mit 25 % der Kopfhhe h3 einzusetzen. Niete sind hierbei nicht zulssig (DIN

47、15 018-2, Abschnitt 7.3).In der Kostenanalyse ist zu bercksichtigen, dass die kontinuierliche Lagerung zwar teuerer ist als die dis-kontinuierliche, Letztere aber einen hheren War-tungsaufwand erfordert und eine geringere Nut-zungsdauer hat.Die zweckmige Auswahl der Schienenarten erfolgt nach den in

48、 Tabelle 1 aufgefhrten Bewertungskri-terien.2.2 Gebruchliche SchienenartenMae und technische Daten siehe Tabelle 2. Bei-spiele gebruchlicher Schienenarten zeigt Bild 1. 2.2.1 Flach- bzw. VierkantschienenDie Herstellung erfolgt aus warmgewalztem Stahl nach DIN EN 10 058 und DIN EN 10 059. Werkstoffe

49、sind zweckmig nach DIN EN 10 025-1 auszuwhlen. Horizontal guide rollers, safety devices preventing wind drift and tilting require additional space. Con-sider the additional resulting forces. In case the rails are subject to excessive load, rails and rail wheels of high-tensile steels or heat-treated (quenched and tempered, hardened) steels are used. DIN 15 070 describes the basic calculation for the se-lection of the sui