Mocowanie ładunków a bezpieczeństwo transportu drogowego

Transkrypt

1 OLSZEWSKI Zbigniew 1 KRAWIEC Piotr 2 WALUŚ Konrad 3 Mocowanie ładunków a bezpieczeństwo transportu drogowego WSTĘP Wzrastające zapotrzebowanie na usługi przewozowe oraz wynikające z niego zwiększenie ilości przemieszczanych towarów prowadzi bezpośrednio do wzrostu zagrożeń dla bezpieczeństwa ludzi, środowiska naturalnego i mienia. Jednym z kluczowych zagadnień związanych z bezpieczeństwem przewozu jest optymalne zabezpieczenie ładunku, w sposób niewpływający na cechy użytkowe transportowanych dóbr przy jednoczesnym zminimalizowaniu zagrożeń dla otoczenia, operatora środka transportu oraz ładunku. W warunkach polskiego rynku usług transportowych, zgodnie z danymi Głównego Urzędu Statystycznego dominującą gałęzią transportu jest transport samochodowy, za którego pośrednictwem w 2013 przewieziono ponad 84% masy wszystkich ładunków [15]. Zgodnie z danymi Komendy Głównej Policji w 2014 [17] w Polsce doszło do wypadków i kolizji z udziałem samochodów ciężarowych - ocenia się, że do 25% spowodowanych było niewłaściwym zamocowaniem ładunku [18]. Analizując natężenie przepływu towarów oraz znaczenie skutków wypadków i zdarzeń drogowych z udziałem pojazdów ciężarowych, należy uznać, że właśnie ta gałąź transportu ma największe znaczenie dla bezpieczeństwa całego procesu transportowego. Dlatego zakładając brak możliwości całkowitego wyeliminowania wypadków z udziałem pojazdów ciężarowych oraz innych zdarzeń prowadzących do zniszczenia lub uszkodzenia przewożonych towarów należy dołożyć wszelkich starań, aby ich liczba była jak najmniejsza. 1. ZABEZPIECZENIE ŁADUNKU W TRANSPORCIE DROGOWYM - STAN PRAWNY Podstawowym polskim dokumentem regulującym zasady zabezpieczenia ładunku w transporcie drogowym jest Ustawa Prawo o Ruchu Drogowym, a w szczególności art. 61 zgodnie, z którym ładunek powinien być umieszczony na pojeździe w sposób niepowodujący przekroczenia dopuszczalnej masy całkowitej lub ładowności pojazdu. Ponadto ładunek na pojeździe powinien być umieszczony w taki sposób, aby: nie powodował przekroczenia dopuszczalnych nacisków osi pojazdu na drogę; nie naruszał stateczności pojazdu; nie utrudniał kierowania pojazdem; oraz nie ograniczał widoczności drogi lub nie zasłaniał świateł, urządzeń sygnalizacyjnych, tablic rejestracyjnych lub innych tablic albo znaków, w które pojazd jest wyposażony. Ustawodawca nakazuje również by ładunek umieszczony na pojeździe był zabezpieczony przed zmianą położenia lub wywoływaniem nadmiernego hałasu, a urządzenia służące do mocowania ładunku powinny być zabezpieczone przed rozluźnieniem się, swobodnym zwisaniem lub spadnięciem podczas jazdy [14]. Drugim aktem prawnym jest obowiązująca od 2004 r. norma PN-EN 12195, określająca wymagania stawiane technicznym środkom zabezpieczenia ładunku oraz metody ich użycia. Wymieniona wyżej norma składa się z czterech części [11]: Zestawy do utwierdzania ładunków na pojazdach drogowych -- Bezpieczeństwo -- Część 1: Obliczanie sił mocowania 1 Politechnika Poznańska, Wydział Maszyn Roboczych i Transportu, Katedra Podstaw Konstrukcji Maszyn, ul. Piotrowo 3, Poznań, zbigniew.olszewski@put.poznan.pl, tel Politechnika Poznańska, Wydział Maszyn Roboczych i Transportu, Katedra Podstaw Konstrukcji Maszyn, ul. Piotrowo 3, Poznań, piotr.krawiec@put.poznan.pl, tel Politechnika Poznańska, Wydział Maszyn Roboczych i Transportu, Katedra Podstaw Konstrukcji Maszyn, ul. Piotrowo 3, Poznań, piotr.krawiec@put.poznan.pl, tel

2 Mocowanie ładunków -- Bezpieczeństwo -- Część 2: Pasy mocujące ładunki Mocowanie ładunków -- Bezpieczeństwo -- Część 3: Odciągi łańcuchowe Arkusz 4: Elementy mocujące ładunki na pojazdach drogowych -- Bezpieczeństwo -- Część 4: Liny stalowe mocujące. Dla osób odpowiedzialnych za bezpieczeństwo przewozu najistotniejsza z nich jest część pierwsza, podająca zależności matematyczne umożliwiające określenie sił niezbędnych do unieruchomienia ładunku oraz dobór liczby i zdolności mocujących elementów zabezpieczających, pozwalających na zrównoważenie sił bezwładności na podstawie szacunkowych maksymalnych wartości przyśpieszeń działających na ładunek w trakcie realizacji procesu transportowego (Rys. 1). Rys. 1 Maksymalne teoretyczne przyśpieszenia działające na ładunek w trakcie transportu drogowego zgodnie z PN-EN [12] Zgodnie z przedstawioną normą w przypadku pasów mocujących minimalna ich ilość opisana jest zależnością gdzie m masa ładunku, g przyśpieszenie ziemskie, c x, c y, c z są wartościami przyśpieszeniem działających w poszczególnych kierunkach, µ D współczynnik tarcia dynamicznego, k jest współczynnikiem zależnym od ilości urządzeń napinających i równym 1,5 dla przypadku z jednym urządzeniem napinającym oraz α kąt pomiędzy elementem napinającym, a podłogą ładowni, F T nominalna siła napięcia [6]. Norma PN-EN opracowana została na podstawie wytycznych VDI 2700, VDI 2701 oraz VDI 2702 obowiązujących wszystkich przewoźników działających na terenie Niemiec, łącznie z tranzytem. Wytyczne VDI 2700 [8] obejmują zagadnienia związane z siłami działającymi na ładunek, sposobem jego rozmieszczenia oraz sposobem zamontowania urządzeń mocujących. W normie VDI 2701 [9] zawarto opis urządzeń mocujących, a VDI 2702[10] opisuje metodykę obliczeń sił wymaganych do poprawnego zamocowania ładunku. W stosunku do PN-EN wytyczne VDI są znacznie bardziej rozbudowane i zawierają wiele szczegółowych przykładów dotyczących zabezpieczenia przykładowych ładunków., 5119

3 2. ZABEZPIECZENIE ŁADUNKÓW ZA POMOCĄ PASÓW MOCUJĄCYCH CHARAKTERYSTYKA Pasy mocujące wykonane są z materiałów polimerowych, które ze względu na swoją budowę molekularną podatne są na działanie zjawisk związanych z lepkosprężystością. Na podstawie eksploatacji pasów można przyjąć, że wartość siły resztkowej pochodzącej z napięcia wstępnego nie jest stała w czasie, co w konsekwencji może doprowadzić do obniżenia zdolności mocującej pasa i przemieszczenia ładunku pod wpływem sił bezwładności. Podstawowymi czynnikami mogącymi mieć wpływ na wartość siły mocującej z uwzględnieniem zjawisk lepkosprężystych są: temperatura otoczenia, wartość siły napięcia wstępnego, oraz obecność wody. Czynniki te przez wpływ na charakter oddziaływania pomiędzy molekułami polimeru, mogą zmieniać właściwości mechaniczne pasa, prowadząc do pogorszenia jego zdolności utrzymywania pożądanej wartości siły mocującej oraz wywierać negatywny wpływ na stabilność wymiarową, a w konsekwencji przyczynić się do pogorszenia bezpieczeństwa przewozu ładunku. Głównym zadaniem elementów zabezpieczających, jest przeniesienie takich wartości sił mocujących, aby wartości przemieszczeń ładunku względem przewożącego go pojazdu nie przekroczyły bezpiecznych wartości. Najpowszechniej wykorzystywanymi w praktyce urządzeniami zabezpieczającymi, są pasy mocujące wykonane z włókien polimerowych [13]. Typowy pas zabezpieczający przedstawiony został na rysunku 2. Zbudowany jest z taśmy poliestrowej lub poliamidowej lub polipropylenowej oraz haków i zapadkowego mechanizmu napinającego, wykonanych najczęściej ze stali chromowo-niklowej. Rys. 2 Zestaw pasów mocujących [3] Każdy pas spełniający wymagania normy PN-EN musi być również wyposażony w etykietę zgodną z określonym wzorem (Rys. 3). Zawiera ona informacje na temat materiału, z którego wykonany został pas, jego długości, nominalnej sile ręcznej (siła, którą należy zadziałać na rączkę mechanizmu napinającego, aby uzyskać nominalną siłę napięcia), nominalnej sile napięcia, wartość wydłużenia pasa w % dla LC, oraz informacji na temat producenta, kodu produktu oraz roku produkcji. W przypadku, kiedy etykieta pasa jest nieczytelna, została uszkodzona lub zerwana należy natychmiast wycofać pas z eksploatacji i zastąpić nowym. 5120

4 Rys. 3 Etykieta pasa w/g PN-EN Sposób zamocowania, liczba oraz cechy pasa powinny być dobrane na podstawie charakterystyki ładunku, jego rozmieszczenia na pojeździe oraz z uwzględnieniem cech zastosowanego środka transportu. W praktyce stosowanych jest kilka sposobów mocowania ładunku za pomocą pasów (rys. 4): a) b) c) d) Rys. 4 Sposoby mocowania ładunku z użyciem pasów. a przepasanie od góry, b mocowanie pętlowe, c mocowanie bezpośrednie, d mocowanie z pętlą narożną a) Mocowanie przez przepasanie ładunku od góry zabezpiecza ładunek przed przewróceniem, oraz przesuwaniem poprzez dociśnięcie ładunku do powierzchni ładowni, a tym samym zwiększenie współczynnika tarcia. b) Mocowanie pętlowe ładunek zamocowany jest za pomocą pasów do jednego z boków nadwozia, uniemożliwiając przemieszczenie ładunku w kierunku przeciwnym. W celu unieruchomienia ładunku w obydwu kierunkach należy posłużyć się parą odciągów, a aby zabezpieczyć ładunek przed skręceniem dwiema parami. Dodatkowo w celu zabezpieczenia ładunku przed przemieszczeniem w kierunku wzdłużnym, konieczne jest zablokowanie jego podstawy. 5121

5 c) Mocowanie za pomocą odciągów prostych ładunek wyposażony w zaczepy o wytrzymałości nie mniejszej od wytrzymałości pasa, mocowany jest bezpośrednio za pomocą odciągów do zaczepów na pojeździe. d) Mocowanie szpringowe zabezpiecza ładunek przed przewróceniem, oraz przemieszczaniem w kierunku wzdłużnym, poprzez przepasanie cięgien pomiędzy warstwami ładunku, lub poprzez zastosowanie pojedynczej, lub podwójnej pętli na rogach ładunku. Kąt pomiędzy pasem, a podłogą ładowni nie powinien przekraczać MOCOWANIE ŁADUNKU WPŁYW NA BEZPIECZEŃSTWO PRZEWOZU Poprawne, bezpieczne i optymalne zabezpieczenie ładunku jest podstawowym elementem właściwie zaprojektowanego procesu przewozowego. W policyjnych statystykach wypadków i zdarzeń drogowych brak jest szczegółowych informacji, które nich zostały spowodowane przez nieprawidłowo zabezpieczony ładunek. Jednak na podstawie doniesień prasowych oraz publikacji dostępnych w prasie branżowej można wnioskować o istnieniu istotnego związku pomiędzy prawidłowym zabezpieczeniem ładunku, a częstotliwością oraz znaczeniem skutków zdarzeń i wypadków drogowych z udziałem pojazdów ciężarowych (Fot. 1-4). Fot. 1-4 Niewłaściwie zabezpieczony ładunek, jako przyczyna wypadków i zdarzeń drogowych [4], [5], [6], [8] W pracy [19] przedstawiono wyniki badań w trakcie, których analizie poddanych zostało 30 pojazdów ciężarowych, należących do krajowych przewoźników. Ocenie poddany został stan techniczny pojazdu i ładowni, rodzaj, liczba i kondycja zastosowanych środków zabezpieczających, oraz poprawność i skuteczność ich wykorzystania. Tylko dwa pojazdy uzyskały maksymalną ocenę, przy czym obydwa wykorzystywane były w transporcie międzynarodowym. Ponadto jedynie w sześciu przypadkach autor uznaje uchybienia za niewielkie, a aż piętnaście pojazdów uzyskało ocenę niedostateczną, z czego w przypadku sześciu ocena była rażąco zła. Do głównych uchybień należały: zły stan techniczny pojazdu, brak punktów kotwiczenia pasów, niewłaściwy dobór pojazdu do 5122

6 przewożonego ładunku (np. studnie betonowe przewożone na niskopodłogowej naczepie do przewozu maszyn, a także nadmierne zużycie środków zabezpieczających, oraz brak etykiet pozwalających określić wytrzymałość. Warto również zauważyć, że w kilku przypadkach ładunek był zupełnie niezabezpieczony kierowcy założyli, że ładunki bardzo ciężkie, np. granitowe bloki nie wymagają zabezpieczenia. Ponadto na podstawie wyników kontroli Państwowej Inspekcji Handlowej [2], można wnioskować, o niskiej jakości znacznej części środków mocujących dostępnych na Polskim rynku. Kontrola wykazała uchybienia w zakresie prawidłowości oznaczeń oraz wytrzymałości taśm niższych od zadeklarowanej. Autorzy pracy [1] przeprowadzili badania symulacyjne z zastosowaniem oprogramowania ANSYS, mające na celu wyznaczenie sił działających w elementach mocujących, w warunkach typowego przewozu ładunków oraz w trakcie gwałtownego hamowania. Uzyskane wyniki wskazują, że wartości parametrów dobranych na podstawie obowiązujących norm, wystarczają do zapewnienia bezpieczeństwa ładunku w typowych warunkach. Natomiast w sytuacji awaryjnego hamowania, szczególnie w przypadku krzywoliniowego ruchu pojazdu, wartości sił działających na ładunek przekraczają zdolność mocującą środków mocujących, co może prowadzić do zagrożenia bezpieczeństwa. Rys. 5 Zależność spadku siły napięcia pasa w funkcji napięcia wstępnego i czasu dla pasa suchego i mokrego [16] W 2013 r. autorzy [16] przeprowadzili serię badań pilotażowych, celem wyznaczenia relacji pomiędzy obecnością wody w tkaninie pasa, a jego właściwościami mechanicznymi. Badaniom zostały poddane dwie grupy wycinków taśmy o szerokości 50 mm i wytrzymałości na zrywanie odpowiadającej obciążeniu 4t. Jedna z grup poddana została działaniu wody, a następnie obydwie poddane zostały badaniom na maszynie wytrzymałościowej, celem określenia relacji pomiędzy zdolnością pasa do utrzymywania stałej wartości napięcia wstępnego, a czasem (Rys. 5). Uzyskane wyniki badań, a także relacje użytkowników pasów wskazują na istnienie związku pomiędzy zdolnością mocującą pasa a jego wilgotnością. W określonych warunkach, szczególnie w przypadku ładunków przewożonych na nadwoziach otwartych, może to doprowadzić niedostatecznego zamocowania ładunku, a tym samym być przyczyną wypadku. PODSUMOWANIE Przedstawione w pracy zagadnienia związane z mocowaniem ładunków, wskazują na istnienie wielu czynników mogących wywierać negatywny wpływ na bezpieczeństwo przewozu. Niedostateczne i ogólnikowe regulacje prawne obowiązujące na terenie Polski, nie dają 5123

7 użytkownikom jednoznacznych wskazówek, co do tego, w jaki sposób należy stosować środki zabezpieczenia ładunku. Zły stan techniczny taboru, niska świadomość zagrożeń użytkowników, oraz niedostateczny poziom wiedzy wśród przewoźników i spedytorów, stanowi również istotną przeszkodę w dążeniach ku poprawie bezpieczeństwa przewozu. Dodatkowo sytuację pogarsza nieokreślony wpływ czynników środowiskowych na właściwości mechaniczne środków zabezpieczających oraz niska jakość pasów spowodowana źle ukierunkowanym dążeniem producentów do maksymalizacji zysków. Wszystkie powyższe czynniki wskazują na konieczność dalszych działań mogących w perspektywie odnieść pozytywny wpływ na jakość zabezpieczenia ładunków. Streszczenie Rosnące zapotrzebowanie na usługi transportowe oraz wynikające z niego zwiększenie natężenia ruchu, bezpośrednio prowadzi do zwiększenia narażenia uczestników ruchu drogowego na wypadki i zdażenia drogowe z udziałem pojazdów ciężarowych. Znaczne masy jednostkowe przewożonych ładunków, sprawiają, że skutki potencjalnych zdarzeń i wypadków są znacznie poważniejsze niż w przypadku ruchu pojazdów osobowych. W artykule omówiono regulacje prawne dotyczące zabezpieczenia ładunku, przedstawiono najważniejsze zagadnienia związane z metodyką mocowania ładunków oraz wskazano obszary w których należy poszukiwać przyczyn wypadków i zdarzeń niepożądanych. Słowa kluczowe: środki zabezpieczenia ładunku, bezpieczeństwo, transport, mocowanie Load securing issues in terms of road safety Abstract Growing demand for transport services and consequent increase in traffic, directly leads to increased exposure to road traffic accidents involving heavy vehicles. Considerable weight of freight, make the effects of potential incidents and accidents much more serious than in the case of passenger traffic. This paper discusses regulations for load securing, presents most important issues related to the lashing methodology and identifies areas in which to look for the causes of accidents and adverse events. Keywords: load securing gear, safety, transport, fastening BIBLIOGRAFIA 1. J. Stokłosa, G. Koszałka, L. Gill, Analiza Sił w Elementach Mocujących Ładunki na Pojazdach Samochodowych, Postępny Nauki nr 12, Politechnika Lubelska, Lublin Wojewódzki Inspektorat Inspekcji Handlowej w Białymstoku, Informacja z wyników kontroli bezpieczeństwa linek holowniczych, uchwytów do przewożenia rowerów, pasów mocujących ładunki i odciągów łańcuchowych, DNR (8)/12/TN z dnia 27 czerwca Białystok VDI-2700: Ladungssicherung auf Straßenfahrzeugen, Maj VDI-2701: VDI 2701: Ladungssicherung auf Straßenfahrzeugen. Zurrmittel, Januar VDI 2702: Ladungssicherung auf Straßenfahrzeugen - Zurrkräfte, Maj Karaś K., Mocowanie ładunków w transporcie drogowym, regulacje prawne, Politechnika Wrocławska PN-EN Zestawy do utwierdzania ładunków na pojazdach drogowych -- Bezpieczeństwo - - Część 1: Obliczanie sił mocowania 13. PN-EN Zestawy do utwierdzania ładunków na pojazdach drogowych -- Bezpieczeństwo - - Część 2: Pasy Mocujące Ładunki 14. Dz.U.1997 Nr 87 poz. 602 Ustawa z dnia 20 czerwca 1997 Prawo o ruchu drogowym 15. Główny Urząd Statystyczny, Przewozy ładunków i pasażerów w 2013r. Warszawa

8 16. Z. Olszewski, P. Krawiec, Study of trailer lashing mechanical properties in terms of transport safety, Visnik Nacional'nogo Universitetu "L'vivs'ka Politehnika" , no Biuro Prasowe Komendy Głównej Policji w Warszawie, Wypadki Drogowe - Raport Roczny, Warszawa Komisja Europejska Dyrekcja Generalna Ds. Energii i Transportu, Wytyczne odnośnie europejskiej dobrej praktyki w zakresie mocowania ładunków w transporcie drogowym, Bruksela C. Bednarski, Zwiększ tarcie i zapnij, Miesięcznik Ciężarówki, Bydgoszcz