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Tiefbauunfälle: Weitere Bruchlasttests

Die im Bild gezeigten Objekte haben wir gestern zerstört: das hat nicht nur Spaß gemacht, sondern auch wertvolle Erkenntnisse geliefert. Genauer ging es um:

  • Ermittlung der Bruchlast eines 16er Kantholz (Brettschichtholz, Fichte), einmal “blank” und einmal mit zwei eingeschraubten Eckprofilen aus Stahl (Resultate: 9 Tonnen, 13 Tonnen)
  • Ermittlung der Bruchlast einer HLF-Rettungstafel (mehr dazu hier) (Resultat: 7,5 Tonnen)

Der Rettungsverbau bei einem Tiefbauunfall soll logischerweise dem potenziellen Erddruck standhalten. Dazu müssen die Bruchlasten der Komponenten und des Systems bekannt sein.

Diese Versuche können nicht als “wissenschaftlich” betrachtet werden, sondern können nur Annäherungswerte liefern. Die Versuchsaufbauten werden immer mit gleichen Abständen und Größenklasse der Hebekissen gefahren, um relative, vergleichbare Werte zu erhalten, analog MUSAR Typ 1.

We broke the components in the picture above to define values for load capacities. These were:

  • Comparison of a 16×16 waler with and without corner brackets, and
  • Load capacity of the small “rescue engine” trench panel (more information here)

This testing is by no means academic and serves to deliver an approximate value. All tests are run with the same distances and lifting airbags of the same size category in order to have comparable values, as per MUSAR testing type 1.

Die HLF Rettungstafel

Die getestete Tafel ist eine kleine Version der Standard-Rettungstafel (Praxistipp) – die Größe richtet sich nach dem verfügbaren Platz im HLF. Wesentlicher Unterschied ist der Einsatz einer kompakteren Multiplexplatte (Buche, 18mm, 20cm breit, verschraubt und verleimt) anstatt der Fichtenbohle. Das Resultat ist eine Platzeinsparung von 32mm pro Tafel.

Der Versuchsaufbau: Kissen in 1,25m Tiefe, Rettungstafel mittig, Abstand zwischen den Stützen 1,25m.

The tested panel is a small version of the standard trench panel, with an 18mm multiplex strongback (20cm width, screwed and glued) instead of the normal 50mm version, making it more compact by 32mm.

Als Resultat konnten wir eine Bruchlast von ca. 7,5 Tonnen ermitteln (die roten Pfeile am Manometer zeigen die maximale Belastung an), was uns doch sehr positiv erstaunt hat, und wir somit grundsätzlich kein Problem damit haben, die Tafeln in dieser Form auch für den Tiefbauunfall zu empfehlen.

Die Platten eignen sich somit auch potenziell als Auffahrbohlen für das Fahrzeug (müssen wir noch testen), weitere Anwendungen finden sich z.B. bei Schüttgut, Aufstauung eines Baches für Wasser ansaugen, usw.

Wir möchten uns auch vornehmen, die normalen Rettungstafeln (250×125) mit einer Multiplexbohle zu testen – sollten ähnliche Werte wie bei Fichte (Bruchlast: ca. 8 Tonnen) erreicht werden, so könnte das vor Allem wegen der Platzeinsparung eine echte Alternative werden.

The result was a breaking strength of approximately 7,5 metric tonnes, which surprised us in a positive way – from our perspective, these panels can be used in Trench Rescue with the idea of “getting something in there” (initial or emergency shoring) with the first due rescue engine. We are also considering testing a full size panel with a multiplex strongback; should the results be similar to the normal panels (about 8 tons), this might be a viable alternative with much less storing space. 

16er Kantholz ohne und mit Eckprofilen (“Verstärktes Gurtholz” / “Reinforced Waler”)

16x16cm ist aus unserer Sicht die maximale zumutbare Größe im Fundus einer hiesigen Feuerwehr für das Gurtholz (Binderiegel). 20×20 ist überdimensioniert und birgt auch die Gefahr, zuviel Platz in der Tiefbaugrube einzunehmen.

Der Grundgedanke ist, mit 200cm langen Eckprofilen aus Stahl (30x30mm, 3mm Materialstärke, je 14 Schrauben in 30cm Abständen – alles willkürliche Werte) das Kantholz entscheidend zu verstärken. Dies hätte den Vorteil, dass man fast kein extra Lagerplatz benötigt, und auch das Gesamtgewicht kaum mehr wird.

16x16cm is normally the maximum size encountered in our fire services (if at all). Our quest was to determine how much more the breaking strength would become by adding corner brackets of steel (200cm length, 30x30mm, 3mm thickness, 14 screws at 30cm distance, all arbitrary values), thus saving storage space at little weight gain.

A: Test Kantholz ohne Verstärkung (“Blank”)

Leider haben wir hier Platten mit Kugelgelenk verbaut, so dass das Gurtholz uns abgehauen ist. Jedoch erfolgte der kritische Bruch davor, so dass wir hier einen halbwegs verwertbaren Wert ermitteln konnten. Diesen Versuch müssen wir jedoch wiederholen.

Die Bruchlast wurde mit ca. 9 Tonnen ermittelt. Es handelt sich um Brettschichtholz Fichte, die Stützen sind 250cm auseinander.

We made the mistake of using swivel bases, meaning the waler popped out instead of breaking clean. The decisive break happened before, though, meaning we have a value to work with. This test will have to be duplicated with solid bases. 

We used a 16×16 board plywood of fir. The struts are spaced at 250cm apart (8′). Breaking strength was determined at 9 metric tonnes.

B Kantholz mit Verstärkung (“Verstärktes Gurtholz” // “Reinforced Waler”)

Hier die absolut positive Überraschung, die Bruchlast betrug knapp unter 13 Tonnen (vorbehaltlich eines erneuten Tests ohne Verstärkung), das wäre eine Erhöhung der Bruchlast um fast die Hälfte.

Ab hier stellt sich natürlich die Frage, wie dieses taktisch umzusetzen wäre – man könnte vorgefertigte, verstärkte Gurthölzer vorhalten. Bei Bedarf würde man die Verstärkungen abmontieren, und ganz notfalls  – bei Zuschnitt – mit dem Winkelschleifer trennen bevor die Hölzer gesägt werden.

Die verstärkten Gurthölzer sind vermutlich auch in der äußeren Ecke einer “L-“Grube sinnvoll, auch hier sind weitere Tests angebracht.

An absolutely positive surprise, the load capacity was increased by almost half (pending retesting the first waler).

The next logical question would be how to implement this in the field. We should think it could make sense to have prepared walers available, where the corner brackets could be taken off or cut through with an angle grinder if necessary.

Further testing is required, also in view of strengthening the outer corners in an L Trench.

Fazit

Auch hier gilt: probieren geht über studieren! Die Bruchlasten der HLF Tafel und des verstärkten Gurtholzes (vorbehaltlich erneuten Test) haben uns doch sehr überrascht und zwei sehr offene Fragen beantwortet. Die Erkenntnisse müssen wir natürlich weiter verfolgen, aber das hier war zumindest schon ein großer Schritt nach vorne. Wir sind sehr auf die anstehenden Testresultate mit der Rettungstafel mit Multiplex in voller Größe gespannt.

An dieser Stelle ein erneutes dickes Dankeschön an die Feuerwehr Freilassing für die Unterstützung.

Conclusion

The two results (pending retesting the waler) did surprise us in a positive way, and will be used to further develop the entire concept. We are in particular looking forward to testing the full size panel with multiplex strongback, which should result in much more compact storage.

Again, a big thank you to the Freilassing Fire Department for the support.

 

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