Wie werden Container gestapelt und wie hoch ist das Stapelgewicht?

Containerschiffe sind derzeit die wichtigsten Arbeitspferde im globalen Handel und in der interkontinentalen Lieferkette. Da der Seetransport bis heute weltweit das wichtigste Instrument der kommerziellen Logistik ist, nehmen Containerschiffe einen enormen Anteil am Funktionieren der globalen Märkte ein.

Berichten zufolge wurden im Geschäftsjahr 2021–2022 weltweit rund 230 Millionen Container verschifft. Die Zahl wird im Laufe der Jahre aufgrund des Bevölkerungsbooms und der rasant steigenden Verbrauchernachfrage weltweit kontinuierlich zunehmen.

Containerschiffe brauchen keine Einführung. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass es sich hierbei um Handelsschiffe handelt, die Güter und Vorräte in Form standardisierter verpackter Einheiten, sogenannter Container, transportieren.

Alles, von der Industrie bis zur landwirtschaftlichen Versorgung, vom Haushalt bis zur Verteidigung, vom zivilen bis zum medizinischen Bedarf usw., wird transportiert, nachdem es in diesen Containern von einem Hafen oder Terminal zum anderen verstaut wurde.

Diese Container werden mit speziellen Eisenbahnen und LKWs von ihrem Herkunftsort oder zu ihrem Verbrauchsort weiter ins Landesinnere transportiert.

Diese Behälter haben standardisierte „quaderförmige“ Größen gemäß ISO-Spezifikationen. Die Container, die hauptsächlich von Containerschiffen verschifft werden, haben eine variable Länge von 10 Fuß, 20 Fuß, 40 Fuß und 45 Fuß. Die Breite und Höhe dieser Behälter sind mehr oder weniger festgelegt. Die Breite dieser Container beträgt etwa 2,44 m oder 8 Fuß, und die Höhe dieser Container beträgt etwa 2,59 m oder etwa 8,5 Fuß. (Alle diese Abmessungen sind Außenmaße).

Weiterführende Literatur:16 Arten von Containereinheiten und Designs für den Frachttransport

Obwohl auch andere Arten und Größen von Containern auf dem Markt erhältlich sind, sind die oben genannten praktisch gesehen die am häufigsten verbreiteten und für den kommerziellen Frachttransport in Containerschiffen auf der ganzen Welt verwendeten. Diese Containergrößen werden häufig in Form einer speziellen Einheit klassifiziert, die als TEU oder Twenty Foot Equivalent bekannt ist. 1 TEU bezieht sich typischerweise auf eine Standardcontainergröße von 20 Fuß.

Ein 40-Fuß-Container entspricht also 2 TEU, oder beispielsweise ein Satz aus dreißig 10-Fuß- und fünf 40-Fuß-Containern ergibt insgesamt 25 TEU (rechnen Sie nach!).

Containerschiffe werden meist nach diesen TEUs klassifiziert. Ein Containerschiff mit einer Tonnagekapazität von 5000 TEU bedeutet im Wesentlichen, dass das Schiff maximal 5000 voll gefüllte 20-Fuß-Container transportieren kann.

TEU ist meist eine volumenbasierte Größe. Aus praktischen Gründen befördert ein Containerschiff in der Regel mehrere Containergrößen.

Weiterführende Literatur:Ein Leitfaden zu den Abmessungen von Versandbehältern

Aus konstruktiver Sicht sind Containerschiffe schneller als andere Frachtschiffe wie Massengutfrachter und haben daher eine typische Rumpfform, die sowohl den Anforderungen an Geschwindigkeit als auch Nachhaltigkeit der Ladung gerecht wird. Beim Thema Nachhaltigkeit kommt vor allem die Stärke ins Spiel

. Festigkeit wiederum umfasst nicht nur die unabdingbare Anforderung der strukturellen Integrität des Schiffes im lokalen und globalen Modus, sondern auch die Unversehrtheit der gestauten Container.

Kommen wir nun zum eigentlichen Thema und lassen Sie uns zunächst noch einmal auf die Art und Weise eingehen, wie Container verstaut werden. Container werden meist in vertikalen Säulen, sogenannten Stacks, gestapelt. Auf diese Weise werden die Behälter übersichtlich übereinander angeordnet. Sie werden sowohl in den internen Laderäumen als auch über dem Haupt- oder Wetterdeck verstaut. Die Stauung dieser Container erfolgt an speziellen Schlitzen oder Führungen, die für den Einbau in einen bestimmten Containertyp ausgelegt sind.

Wenn viele Container gestapelt werden, ist die Verteilung von entscheidender Bedeutung, insbesondere wenn sie unterschiedliche Größen und Ladungen aufweisen. Logischerweise werden die schwereren, größeren und vollständig gefüllten Behälter nach unten gestellt. Die teilweise gefüllten, leichteren und kleineren Behälter werden oben aufbewahrt. Dies hält den Schwerpunkt oder Schwerpunkt des Schiffes innerhalb zulässiger Grenzen, sorgt für die Stabilität des gesamten Systems und verhindert außerdem strukturelles Versagen von Containern aufgrund schwererer Lasten von oben.

An dieser Stelle kommt es vor allem darauf an, die Behälter so zu sichern, dass sie nicht wie ein Kartenhaus zusammenfallen. Im Laufe der Jahre ist die Sicherung von Containern zu einer Herausforderung geworden, und es wurden verschiedene Mittel eingesetzt, um diese Container sicher zu befestigen.

Wenn Container nun in den dafür vorgesehenen Laderäumen gestaut werden, stellt dies kein Problem dar, da in einem geschlossenen Laderaum, der vollständig mit Containern beladen ist, ein Verrutschen oder Herunterfallen kein Problem darstellt.

Bei Containerschiffen zeichnen sich die Laderäume durch mehrere horizontale und vertikale Trennwände oder Schotten aus, die keinen freien Platz bieten, was zum Umkippen der Container führen kann.

Darüber hinaus werden beim Beladen eines Schiffes aus Stabilitätsgründen zunächst die unteren Räume gefüllt, so dass die inneren Laderäume meist ohne Spielraum überfüllt sind.

Dennoch gibt es für seltene Fälle, etwa bei freiem Platz oder bei extremem Seegang, der durch ständig kollidierende Container zu strukturellen Schäden am Schiff führen kann, spezielle Ladungssicherungsvorkehrungen.

Der unterste Container wird zunächst mit der Bodenschale (bzw. dem Zwischendeck bei Mehrdeckschiffen) über Twistlocks verbunden, die an der Deckplatte oder der Bodenschalenplatte befestigt werden.

Diese werden durch Eckbeschläge oder Buchsen an den Ecken des Containers mit den Containern verbunden. An seitlichen Standorten werden sie meist mit Haken oder Stangen an der Seitenschale oder am Rahmen befestigt, um seitliche Bewegungen zu verhindern. Die Container werden meist mittels Gurten oder Zurrgurten aneinander befestigt.

Allerdings ist die Sicherung von Containern, die auf dem darüber liegenden freiliegenden oder wetterfesten Deck gestapelt sind, eine große Herausforderung. Dort kann jeder Fehler aufgrund der großen Kippmomente der Container zum Totalverlust der Container im Meer und im schlimmsten Fall sogar zum Kentern des Schiffes führen.

Bei den meisten Unfällen mit Containerverlust kam es aufgrund des „Dominoeffekts“, der dadurch entsteht, dass Stapel nacheinander aufgrund einer losen Verbindung oder einer Lücke in der Sicherung verloren gingen, zu einem Verlust einer großen Anzahl von Containern auf einmal Anordnung. Die Sicherung des Containers auf dem Deck erfolgt mit ähnlichen Methoden wie oben erwähnt, jedoch auf eine viel kompliziertere und strengere Art und Weise.

Der unterste Container jedes Stapels ist mittels Drehverschlüssen, Spannschlössern, Zurrstangen, Zurrtöpfen und Sicherungspunkten fest an der Hauptdeckbeplattung befestigt.

Die Art der Sicherung ist aufwändig, besteht aber im einfachen Sinne darin, den Container an allen Ecken mittels Drehverschluss am Deck zu verriegeln und ihn zusätzlich mittels Spannschlössern und Zurrstangen zu befestigen. Zurrgurte und Sicherungspunkte sind an der Decksbeplankung angeschweißte Stützpunkte, an denen der Container befestigt wird.

Anschließend werden die über diesem untersten Container liegenden Container mittels Zurrstangen wieder untereinander und am Deck gesichert. Der Endpunkt dieser Zurrstangen ist immer über einen Befestigungspunkt wie einen D-Ring und ein Spannschloss mit der Hauptdeckplatte verbunden.

Darüber hinaus kommen auch andere Mittel zur Zwischenunterstützung wie Stapelkegel, Mittelschlösser und Metallbänder zum Einsatz. Midlocks werden als zusätzliche Verriegelungsmittel verwendet, zusammen mit Twistlocks und Spannschlössern, um die gestapelten Container auf dem Deck zu halten. Stapelkegel sind konische Unterlegkeile aus reibungsarmem Kunststoff oder Gummi, die zwischen zwei aufeinanderfolgenden Ebenen oder Etagen von Behältern platziert werden, um ein Verrutschen oder Verrutschen zu verhindern.

Darüber hinaus werden andere Befestigungsmittel, wie z. B. Brückenbeschläge, verwendet, um mehrere Containerstapel, insbesondere in höheren Etagen, zu verbinden und so für mehr Stabilität zu sorgen. Zur Versteifung gegen seitliche Bewegungen und Vibrationen werden auch an den Stirnseiten eines Containers Zurrstangen und Stützstangen eingesetzt.

Nachdem wir nun etwas über das Stapeln von Containern gelernt haben, wollen wir uns über das Stapelgewicht bzw. das Stapelgewicht informieren.

In einem sehr einfachen und allgemeinen Sinne ist das Stapelgewicht im Grunde die maximale Lastmenge, die eine Deckplatte, Tankdeckplatte oder Lukendeckelplatte tragen kann, bevor sie versagt.

Da Containerschiffe die häufigste Kategorie von Handelsschiffen sind, die ihre Ladung auf Deck verstauen, ist das Stapelgewicht jetzt aus praktischen Gründen nur noch auf Container beschränkt.

Um die Definition weiter zu verfeinern, ist das Stapelgewicht das maximale Gewicht von Containern, das auf dem Weg eines einzelnen Ladungsstapels für eine Deckplatte, eine Tankdeckplatte oder einen Lukendeckel platziert werden kann. Beachten Sie den Begriff „einzelner Ladungsstapel“ sorgfältig. Wir wissen heute, dass in Containerschiffen Container in Form von vertikalen Stapeln übereinander in dafür vorgesehenen Stellplätzen angeordnet sind. Das Stapelgewicht definiert das maximale Gewicht der Behälter, die auf diesen Stellplätzen selbst aufbewahrt werden können.

Geht man davon aus, dass ein vollständig gefüllter Behälter mit dem gleichen Inhalt auf einen Teller gestellt wird, verteilt sich das Gesamtgewicht gleichmäßig auf die Fläche, auf der er steht. Wenn wir also sagen, dass das Stapelgewicht oder die Ladung auf dem Hauptdeck eines Containerschiffs .

Wenn beispielsweise einer der Schlitze eine Fläche von beispielsweise einem Quadratmeter hat und wir dort einen Stapel Container mit einem vollen Stapelgewicht von X platzieren, beträgt die Druckbelastung auf dieser Plattenfläche X/A Tonnen/Quadrat. Meter oder kg/qm. Meter (unter der Annahme g=10).

Angenommen, wir haben eine Deckführung oder einen Schlitz für einen 2-TEU-Containerstapel und das vorgesehene Stapelgewicht beträgt dort beispielsweise 100 Tonnen. Wenn wir zum Beispiel einen Vorrat an zu befördernden Containern mit einem Gewicht von jeweils 15 Tonnen haben, wie viele Container können wir dann maximal sicher verstauen? Die Antwort ist 6. Wenn also das Gewicht der Ladung bekannt ist, gibt das Stapelgewicht über eine Fläche die maximale Anzahl der zu stauenden Container an.

Für dieses Stapelgewicht gibt es zwei sehr wichtige Faktoren:

Strukturelle Stärke: Zuallererst gibt es für jede Schiffsstruktur eine zulässige Festigkeitskapazität, sowohl im globalen als auch im lokalen Sinne. Daher hängt das Stapelgewicht, das für die freiliegende Decks- oder Tankinnenbodenbeplattung eines Schiffes vorgesehen ist, von der strukturellen Festigkeit an diesen Stellen selbst ab. Dies ist wiederum ein wesentlicher Bestandteil des gesamten strukturellen Designs des Schiffes.

Stabilität: Wie wir oben gesehen haben, gibt uns das Stapelgewicht auch eine Vorstellung von der Anzahl der Behälter in einem Stapel. Bei Containerschiffen gibt die Zahl nun direkt Aufschluss über die Ladungshöhe. Wie auch immer, ein zu hoher Containerstapel, insbesondere auf dem Hauptdeck, ist gefährlich.

Dies beeinträchtigt die Stabilität des Schiffes (GM) und sich selbst und birgt gleichzeitig ein hohes Risiko eines Versagens der Sicherungsanordnung aufgrund der Entstehung hoher Momente. Somit wird das Stapelgewicht nicht nur von der strukturellen Festigkeit des Schiffes, sondern auch vom Standpunkt der Stabilität aus bestimmt. Wenn wir also im obigen Beispiel 10 statt 6 Container stapeln, kann es sein, dass die Deckplatte immer noch nicht versagt, aber das kann die Stabilität erheblich verringern.

Das Stapelgewicht ist in den Ladeplänen und Sicherungshandbüchern aller Containerschiffe angegeben.

Stapelgewicht oder Stapelgewicht hat auch eine andere Definition. Bisher haben wir das Stapelgewicht im Zusammenhang mit dem Schiff besprochen. Allerdings hat jeder Behälter auch selbst ein Stapelgewicht! Dies berücksichtigt die Tatsache, dass mehrere Containerebenen auf dem Container selbst gestapelt werden können. Das Stapeln von Containern erfolgt nicht nur in Containerschiffen, sondern auch anderswo.

Wenn Sie jemals ein Containerterminal oder einen Hafen gesehen haben, müssen Sie unweigerlich große Ladungen von Containern gesehen haben, die in Stapeln gestapelt waren, um entweder über den Seeweg oder von dort aus ins Landesinnere transportiert zu werden. Auch in großen Sattelzügen und Güterwaggons werden für den Binnentransport oft mehrere Containerlagen gestaut.

Wenn man also das Gewicht eines Containers stapelt, erhält man das maximale Gewicht, das darüber gestaut werden kann. Wenn wir beispielsweise von einem Stapelgewicht von 150 Tonnen für einen Container sprechen, bedeutet das im Wesentlichen, dass 150 Tonnen Containergewicht darüber gestapelt werden können. Das Stapelgewicht eines Containers hat nichts mit seinem Eigengewicht zu tun!

Für jeden Container ist das vorgesehene Stapelgewicht auf einem daran angebrachten CSC-Detailschild angegeben.

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Subhodeep ist Absolvent der Marinearchitektur und Meerestechnik. Er interessiert sich für die Feinheiten von Meeresstrukturen und zielgerichteten Designaspekten und widmet sich dem Austausch und der Verbreitung gemeinsamen technischen Wissens in diesem Sektor, der gerade in diesem Moment einen Umschwung erfordert, um wieder zu altem Glanz zu erblühen.