CN101365844A - 双t形板桩 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双T形钢板桩，所述板桩包括腹板(12)及两个凸缘(14、14′)，其中，每个凸缘(14、14′)均具有面对所述腹板(12)的内侧(18、18′)、背对所述腹板(12)的外侧(20、20′)、以及两条纵向边缘(22、22′)，并且所述板桩还包括用于沿至少一个凸缘(14、14′)的至少一条纵向边缘(22、22′)的连接轮廓件(30)的接合装置。在第一实施例中，所述接合装置由凹槽(24，24′)形成，所述凹槽沿至少一条纵向边缘(22、22′)延伸到至少一个凸缘(14、14′)的外侧(20、20′)中。

Description

双T形板桩
技术领域
本发明总体上涉及一种双T形板桩，该双T形板桩具有中心腹板(web)及两个凸缘，并且还具有用于沿至少一个凸缘的至少一条纵向边缘的连接轮廓件(profile)的接合装置。本发明还涉及一种包括至少一个接合的连接轮廓件的这类板桩。
背景技术
早在1936年，专利DE 613 210中就描述了这种双T形钢板桩。在该板桩中，接合装置由凸缘端部的外侧处的楔形加厚部分形成。相关的连接轮廓件包括夹钳形的锁定部件，该锁定部件压在凸缘端部的楔形加厚部上，从而在该凸缘端部与连接轮廓件之间产生直接连接。
现在，其中接合装置由在凸缘的外侧上沿凸缘的纵向边缘延伸的楔形接合焊道形成的双T形板桩由Peiner Tr
Figure A200680051183D0007084537QIETU
ger GmbH旗下的“Peiner Stahlpf
Figure A200680051183D0007084537QIETU
hle PSt”以及ARCELOR RPS旗下的“HZ KingPiles”生产。该接合焊道具有大约45°的楔形角，并且具有介于15mm与20mm之间的高度，这取决于钢桩的尺寸焊道。
如在专利DE 613 210中的连接轮廓件的情况下，相关的连接轮廓件具有夹钳形的第一锁定部件，该第一锁定部件压在凸缘端部的楔形接合焊道上。该第一锁定部件包括：向内弯曲的上条板，该上条板接合在凸缘外侧上的楔形接合焊道周围；以及平直的下条板，该下条板靠在凸缘内侧上。连接轮廓件的第二锁定部件于是可以将另一双T形板桩的凸缘端部接合至该连接轮廓件，或者将该连接轮廓件连接至U形或Z形板桩，从而形成“混合型”的板桩壁(例如，参见DE 28 19 737)。
为了增大已知的双T形板桩的截面模数，DE 103 39 957提出将介于支承楔形接合焊道的接合端部之间的凸缘以中凸的方式弯成拱形。此处，凸缘的外侧上的加厚部分旨在沿凸缘的纵向边缘方向逐渐变薄。
WO 2005/038148同样提出通过从距离凸缘的纵向边缘的限定距离处开始加厚凸缘的外侧来增大双T形桩板的截面模数，从而保持支承该接合装置的锥形凸缘端部。
已知的具有楔形接合焊道的双T形钢板桩通过热轧制成。然而，在热轧操作期间，难以实现楔形接合焊道的均一结构。为了确保接合焊道都具有相同的高度，已知例如将这些焊道轧制成具有某一特定的额外高度并随后用割炬将这些焊道修整成所期望的高度。然而，对双T形钢板桩进行的该修整操作需要相当高的成本，并且还可能导致凸缘外侧受损。还经常发生的是，接合焊道形成得不完全并且随后必须通过堆焊(deposition welding)进行手工再加工。
将如上所述的、已经直接连接于凸缘端部的连接轮廓件另外焊接于凸缘端部也是已知的实践。为此，连接轮廓件的上条板或下条板的末端边缘与凸缘的外侧或内侧之间设置有焊缝。然而，如果条板的末端边缘与凸缘表面之间形成有相对较大的间隙，则难以形成该焊缝。然而，假如连接轮廓件和板桩的制造公差相对较宽，则这种情况发生得相对频繁。
发明内容
本发明的第一目的是提供一种双T形板桩，本板桩包括用于沿至少一个凸缘的至少一条纵向边缘的连接轮廓件的接合装置，与迄今已知的楔形接合焊道相比，本发明能够更简单地制成这些接合装置。
因此，本发明涉及一种双T形钢板桩，该钢板桩包括中心腹板及两个凸缘，其中，每个凸缘均具有面对腹板的内侧、背对腹板的外侧、以及两条纵向边缘，并且该钢板桩还包括用于沿至少一个凸缘的至少一条纵向边缘的连接轮廓件的接合装置。
根据本发明的第一方面，接合装置由在至少一条纵向边缘的至少一个凸缘的外侧中延伸的凹槽形成。换句话说，该接合装置不再由加厚的凸缘端部或由楔形接合焊道形成，而是由结合在沿纵向边缘的凸缘端部中的凹槽形成。此处，相关的连接轮廓件有利地可具有夹钳形的锁定部件，该夹钳形锁定部具有向内弯曲的条板，该条板在凸缘外侧处接合到凸缘的凹槽中。与在凸缘外侧上具有楔形接合焊道的情况相比，这种凹槽可在例如热轧双T形板桩的过程中更简单地(即，更可靠地)形成。此外，也可以随后将凹槽结合到已完成的双T形轮廓件的凸缘中。这可以例如在机械加工操作中通过铣削或刨削来完成。对于已被轧制的凹槽而言，也可以以相对简单的方式通过机械加工(例如通过铣削、刨削或磨削)最后形成。
在优选实施例中，凹槽具有基本为V形的横截面，该V形横截面具有优选为圆形的底部。然而，也可以将凹槽底部变平。
该凹槽的尺寸有利地可以设定如下。如果凸缘在直接邻近凹槽处具有的厚度为e，并且凹槽的开口宽度为b，则(0.5·e)≤b≤(1.5·e)，优选地，(0.9·e)≤b≤(1.1·e)。如果凹槽的深度为t，则10mm≤t≤(0.5·e)。如果距离凸缘的纵向边缘的距离为s，则4mm≤s≤12mm。如果由最靠近凸缘的纵向边缘的第一凹槽侧面与凸缘外侧限定出的角度为α，则40°≤α≤50°。如果由与第一凹槽侧面相对的第二凹槽侧面与凸缘外侧限定出的角度为β，则40°≤β≤90°，优选地，40°≤β≤50°。
该双T形钢板桩在其整个宽度上可具有不变的厚度。然而，该双T形钢板桩也可具有一个或多个加厚的凸缘端部，在这种情况下，凹槽可布置在加厚的凸缘端部之一中，或者该双T形钢板桩可具有一个或多个逐渐变薄的凸缘端部，在这种情况下，凹槽可布置在逐渐变薄的凸缘端部之一中。原则上，凸缘端部的厚度取决于待接合于其上的夹钳形的锁定部件的内部宽度“w”。
此外，至少一个凸缘可以在其内侧沿至少一个纵向边缘具有凹槽。如果凸缘端部在其外侧和内侧均具有凹槽，则这些凹槽可以具有更小的深度。另外，该夹钳形的锁定部件可对称地形成，从而可以例如利用单一的连接轮廓件接合具有Larssen锁定的Z形板桩。此外，双凹槽还允许连接轮廓件相对于凸缘端部进行一定程度的转动，从而可以在板桩壁中实现更少的角形截面(angled sections)。
该板桩可以是热轧轮廓件或者是其中凸缘由热轧宽扁钢形成而腹板由钢板形成的焊接在一起的轮廓件。
优选的连接轮廓件具有压在具有相邻凹槽的纵向边缘上的夹钳形的锁定部件，其中，该凹槽具有最靠近凸缘的纵向边缘的第一凹槽侧面以及与该第一凹槽侧面相对的第二凹槽侧面，并且该夹钳形的锁定部件具有向内弯曲的条板，该条板于凸缘外侧处接合到凸缘的凹槽中并且具有与第二凹槽侧面直接相对的末端边缘。因此，可以以简单且牢固的方式在形成于第二凹槽侧面与末端边缘的外侧之间的楔形间隙中设置焊缝。该向内弯曲的条板的末端边缘具有这样的中心平面，该中心平面优选地近似垂直于第二凹槽侧面，并与该第二凹槽侧面近似在该第二凹槽侧面的中心相交。
该夹钳形的锁定部件优选地形成向后受锁定后壁限制的锁定腔，该锁定后壁与凸缘的纵向边缘相对。该锁定腔的尺寸限定了凸缘中的凹槽的尺寸和位置。优选地，在此应该确保，如果末端边缘靠在第二凹槽侧面上，则锁定后壁位于距离凸缘的纵向边缘1mm至5mm的距离处。还应该确保，如果锁定后壁靠在凸缘的纵向边缘上，则末端边缘位于距离第二凹槽侧面小于5mm的距离处。
根据本发明的第二方面，该接合装置由通过堆焊制成的接合焊道形成。该堆焊可以以完全自动的方式进行且因此费力相对少。因此，可以随后通过对沿至少一个凸缘的至少一条纵向边缘的接合焊道进行堆焊而在凸缘端部上没有接合装置的情况下，将已被轧制的热轧双T形轮廓件转换成双T形板桩。也可以通过堆焊将接合焊道应用于宽扁钢并随后将这些扁钢与腹板焊接在一起以形成双T形轮廓件。
附图说明
从下面所给出的参照附图对本发明可能实施例的描述中，可以理解本发明的其他细节和优点，附图中：
图1示出了双T形板桩的横截面；
图2示出了图1中的放大的细节；
图3示出了穿过凸缘端部的第一实施例的横截面，其中连接轮廓件固定于该凸缘端部；
图4示出了穿过凸缘端部的第二实施例的横截面，其中连接轮廓件固定于该凸缘端部；
图5示出了穿过凸缘端部的第三实施例的横截面，其中连接轮廓件固定于该凸缘端部；
图6示出了穿过代表第一可替换解决方案的凸缘端部的变体的横截面；以及
图7示出了穿过凸缘的另一实施例的横截面，其中连接轮廓件固定于该凸缘。
具体实施方式
图1中所示的双T形钢板桩10包括腹板12及两个凸缘14、14′。板桩10的第一对称平面16由腹板12的中心平面形成。第二对称平面19垂直于第一对称平面16在两个凸缘14、14′之间延伸。凸缘14、14′的面对腹板12的侧面被称为凸缘内侧18、18′。凸缘14、14′的背对腹板12的侧面被称为凸缘外侧20、20′。凸缘外侧20、20′基本是平坦的且垂直于第一对称平面16。在所示实施例中，凸缘内侧18、18′平行于凸缘外侧20、20′。然而，类似于“Peiner板桩”，凸缘内侧18、18′也可与对称平面16形成大于90°的角。参考标号22、22′用于表示凸缘14、14′的纵向边缘。
这种双T形轮廓件可制造成热轧轮廓件，其中，腹板12及凸缘14、14′在通用辊架中以公知的方式制成。然而，腹板12及两个凸缘14、14′也可被轧制成扁铁(iron flat)，且然后焊接到一起。
如从图1中可以看出，每个凸缘14、14′均在其凸缘外侧20、20′中设置有沿其纵向边缘22、22′的相应凹槽24、24′。
如从图3中显而易见的，这些凹槽24、24′用于将连接轮廓件30固定于凸缘14、14′的纵向边缘22、22′。图3中所示的连接轮廓件30例如是源自ARCELOR RPS的RZD型的连接轮廓件。该连接轮廓件在其一侧上包括夹钳形的锁定部件32，该锁定部件压在凸缘14、14′之一的纵向边缘22、22′之一上，而该连接轮廓件在其另一侧上包括锁定部件34，该锁定部件能够接合于另一板桩，例如在具有Larssen锁定的板桩的这种情况下。夹钳形的锁定部件32包括：向内弯曲的条板36，该条板于凸缘外侧20处接合到凸缘14的凹槽24中；以及平直的条板38，该条板正好靠在凸缘14的内侧18上。两个条板36、38限定出锁定腔，该锁定腔向后由锁定后壁39限制。
在对图3做进一步描述之前，现在将首先参照图2对凹槽24、24′之一的几何形状做更详细的描述。布置在具有厚度“e”的凸缘端部中的凹槽24具有基本为V形的横截面，尽管该凹槽底部有利地为圆形。该凹槽通常具有开口宽度“b”，该开口宽度“b”的尺寸被设计成使得(0.5·e)≤b≤(1.5·e)，优选地(0.8·e)≤b≤(1.1·e)，其中通常20mm≤b≤45mm。凹槽24与凸缘边缘22之间的距离“s”通常介于4mm与10mm之间。该凹槽的深度“t”的尺寸通常被设计成使得10mm≤t≤(0.5·e)。最靠近凸缘边缘22的第一凹槽侧面(flank)40与凸缘外侧20成角度α，该角度介于40°与50°之间，且优选地为45°。与第一凹槽侧面相对的第二凹槽侧面42与凸缘外侧20成角度β，该角度介于40°与90°之间，优选地介于40°与50°之间。凹槽底部的曲率半径“r”通常介于6mm与12mm之间。
如从图3中显而易见的，杯状的锁定部件32的向内弯曲的条板36具有末端边缘50，该末端边缘与第二凹槽侧面42直接相对。这使得能够以简单且可靠的方式在连接轮廓件30的向内弯曲的条板36与凸缘14之间形成焊接接头。该焊接接头由焊缝52形成，该焊缝被设置在形成于第二凹槽侧面42与末端边缘50的外侧54(有利地为圆形)之间的楔形间隙中。
同样如从图3中显而易见的，向内弯曲的条板36的末端边缘50具有中心平面56，该中心平面近似垂直于第二凹槽侧面42并且近似在该第二凹槽侧面的中心与该第二凹槽侧面相交。此处，图3示出了理想的情况，在该理想的情况下，圆形的末端边缘50靠在第二凹槽侧面42上，并且凸缘14的纵向边缘22与锁定后壁39之间的间隙仅为1-2mm(且不应该大于5mm)。然而，在不会对焊缝52的形成造成任何严重问题的前提下，圆形的末端边缘50可以位于距离第二凹槽侧面等于5mm的距离处。
图3中所示的凹槽24可以在双T形轮廓件的热轧过程中非常简单地形成。为此，用于轧制凸缘的轧制机仅需具有相应的焊道。然而，凹槽24也可随后被结合到凸缘14中。这可以例如在机械加工操作中通过铣削或刨削进行。当然，对于已被轧制的凹槽而言，也可以通过机械加工(例如通过铣削、刨削或磨削)最后形成。在焊接到一起的双T形轮廓件的情况下，凹槽24、24′可以被轧制到形成凸缘14、14′的扁平轮廓件中。
图4示出了其中凹槽24被结合到凸缘的加厚端部60中的实施例。加厚端部60的厚度“e”在这种情况下被形成为与夹钳形的锁定部件32的内部宽度“w”相匹配，即e＝w-a，其中通常2mm≤a≤8mm。如果该厚度“e”会导致凸缘14的其余部分中的材料不必要的多出，则凸缘的其余部分的厚度“e*”可以更小。当然，“e”也可以小于“e*”，即，待形成的是这样一种厚凸缘，这种厚凸缘的逐渐变薄的端部待接合于具有更小的锁定腔内部宽度“w”的夹钳形的锁定部件32。
图7示出了关于图4中所示的加厚凸缘端部60的变体实施例。图7中所示的双T形轮廓件210的凸缘端部260朝向外侧220加厚成楔形，并且在这种情况下于凸缘214的纵向边缘222处具有其最大厚度“e”。与图4中所示的实施例一样，该厚度“e”形成为与接合于凸缘端部的夹钳形的锁定部件的内部宽度“w”相匹配。凹槽24例如通过轧制、铣削或刨削结合到这些加厚成楔形的凸缘端部260中。凸缘214朝向中心，即，朝向腹板12，具有最小厚度“e*”。应该注意到，在图7所示的有利的实施例中，凸缘214的外侧220基本为凹入的，即，向内弯曲。实际上，这种凹入的外侧220相对来说易于轧制并且还使得将板桩210打入地面中时的穿入阻力减小。
应该注意的是，图3、图4及图6中所示的示例性实施例是来自ARCELOR RPS的RZD型的连接轮廓件30。该连接轮廓件可以容易地被来自ARCELOR RPS的生产范围的RZU型或RH型的连接轮廓件替换，这些类型的连接轮廓件仅在第二锁定部件34的结构方面不同于RZD型的连接轮廓件。例如，图7示出了来自ARCELOR RPS的RZU型的连接轮廓件230。当然，也可以使用其他连接轮廓件，只要这些连接轮廓件具有夹钳形的锁定部件，该夹钳形的锁定部件压在具有相邻凹槽的纵向边缘上，从而使该夹钳形的锁定部件的一个构件接合到该凹槽中。
图5示出了其中连接轮廓件130的夹钳形的锁定部件132具有两个向内弯曲的条板136、138的实施例，第一条板136于凸缘外侧120处接合到凸缘114的凹槽124中，而第二条板138于凸缘内侧118处接合到凸缘114的凹槽124′中。这些凸缘114优选地被轧制成扁平的轮廓件且然后通过焊缝焊接在一起以形成双T形轮廓件。
图6示出了源自标准双T形轮廓件的另一解决方案，以便以简单的方式提供一种具有位于凸缘的纵向边缘上的接合装置的板桩。根据该解决方案，通过堆焊将焊道214沿纵向边缘222应用于凸缘外侧220。该轮廓件也可被热轧成双T形轮廓件或由宽扁钢和/或钢板焊接到一起。
应该指出的是，当然，仅一个、两个、三个或所有四个凸缘件可按照如上所述的方式形成和/或可以具有相应的连接部。然而，尽管一般而言两个凸缘14、14′中仅有一个具有两个焊接上的连接轮廓件30，但通常，所有四个凸缘端部都按照如上所述的方式形成。

Claims (31)

1.一种双T形钢板桩，所述板桩包括腹板(12)及两个凸缘(14、14′)，其中，每个凸缘(14、14′)均具有面对所述腹板(12)的内侧(18、18′)、背对所述腹板(12)的外侧(20、20′)、以及两条纵向边缘(22、22′)，并且所述板桩还包括用于沿至少一个凸缘(14、14′)的至少一条纵向边缘(22、22′)的连接轮廓件(30)的接合装置，其特征在于，所述接合装置由凹槽(24、24′)形成，所述凹槽沿至少一条纵向边缘(22、22′)延伸到至少一个凸缘(14、14′)的外侧(20、20′)中。
2.根据权利要求1所述的板桩，其中，所述凹槽(24、24′)具有基本呈V形的横截面。
3.根据权利要求1或2所述的板桩，其中，所述凹槽(24、24′)具有圆形的凹槽底部。
4.根据权利要求1或2所述的板桩，其中，所述凹槽(24、24′)具有平坦的凹槽底部。
5.根据前述权利要求中任一项所述的板桩，其中，所述凸缘(14、14′)在直接相邻所述凹槽(24、24′)处具有厚度e，并且所述凹槽(24、24′)具有开口宽度b，其中：(0.5·e)≤b≤(1.5·e)。
6.根据权利要求5所述的板桩，其中：(0.9·e)≤b≤(1.1·e)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的板桩，其中，所述凹槽(24、24′)具有开口宽度b，并且：20mm≤b≤45mm。
8.根据前述权利要求中任一项所述的板桩，其中，所述凸缘(14、14′)在直接相邻所述凹槽(24、24′)处具有厚度e，并且所述凹槽(24、24′)具有深度t，其中：10mm≤t≤(0.5·e)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的板桩，其中，所述凹槽(24、24′)距离所述凸缘(14、14′)的纵向边缘(22、22′)为s，其中：4mm≤s≤12mm。
10.根据前述权利要求中任一项所述的板桩，其中，所述凹槽(24、24′)具有最靠近所述凸缘(14、14′)的纵向边缘(22、22′)的第一凹槽侧面(40)，该凹槽侧面与所述凸缘外侧(20、20′)限定出角度α，其中：40°≤α≤50°。
11.根据前述权利要求中任一项所述的板桩，其中，所述凹槽(24、24′)具有最靠近所述凸缘(14、14′)的纵向边缘(22、22′)的第一凹槽侧面(40)以及与所述第一凹槽侧面相对的第二凹槽侧面(42)，并且所述第二凹槽侧面(42)与所述凸缘外侧(20、20′)限定出角度β，其中：40°≤β≤90°。
12.根据权利要求11所述的板桩，其中：40°≤β≤50°。
13.根据前述权利要求中任一项所述的板桩，其中，所述凹槽(24、24′)布置在加厚的凸缘端部(60、260)中。
14.根据权利要求13所述的板桩，其中，所述凸缘端部(260)朝向所述凸缘的外侧(220)加厚成楔形，并且在所述凸缘(214)的纵向边缘(222)处具有最大厚度(e)。
15.根据前述权利要求中任一项所述的板桩，其中，所述凸缘(214)的外侧(220)是充分凹入的，并且所述凸缘(214)沿其纵向边缘(222)具有其最大厚度(e)。
16.根据权利要求1至12中任一项所述的板桩，其中，所述凹槽(24、24′)布置在逐渐变薄的凸缘端部中。
17.根据前述权利要求中任一项所述的板桩，其中，至少一个凸缘(114)在其内侧(118)中、沿至少一条纵向边缘(122)具有凹槽(124′)。
18.根据前述权利要求中任一项所述的板桩，其中，所述凹槽(24、24′、124′、124)被轧制在所述凸缘(14、14′、114)中。
19.根据前述权利要求中任一项所述的板桩，其中，所述凹槽(24、24′、124、124′)被铣削在所述凸缘(14、14′、114)中。
20.根据前述权利要求中任一项所述的板桩，所述板桩为热轧轮廓件。
21.根据前述权利要求中任一项所述的板桩，所述板桩为焊接到一起的轮廓件，其中，所述凸缘由热轧宽扁钢形成，而所述腹板(12)由钢板形成。
22.根据前述权利要求中任一项所述的板桩，包括连接轮廓件(30)，所述连接轮廓件具有夹钳形的锁定部件(32)，所述夹钳形的锁定部件压在具有相邻凹槽(24、24′)的纵向边缘(22、22′)上，其中，所述凹槽(24、24′)具有最靠近所述凸缘(14、14′)的纵向边缘(22、22′)的第一凹槽侧面(40)以及与所述第一凹槽侧面相对的第二凹槽侧面(42)，并且所述夹钳形的锁定部件(32)具有向内弯曲的条板(36)，所述向内弯曲的条板于所述凸缘外侧(20、20′)处接合到所述凸缘(14、14′)的凹槽(24、24′)中并且具有与所述第二凹槽侧面(42)直接相对的末端边缘(50)。
23.根据权利要求22所述的板桩，其中，在形成于所述第二凹槽侧面(42)与所述末端边缘(50)的外侧(54)之间的楔形间隙中设置有焊缝(52)。
24.根据权利要求22或23所述的板桩，其中，所述向内弯曲的条板的末端边缘(50)具有近似垂直于所述第二凹槽侧面(42)的中心平面(56)。
25.根据权利要求24所述的板桩，其中，所述中心平面(56)近似在所述第二凹槽侧面(42)的中心与所述第二凹槽侧面相交。
26.根据权利要求22至25中任一项所述的板桩，其中，所述夹钳形的锁定部件(32)形成向后受锁定后壁(39)限制的锁定腔，所述锁定后壁与所述凸缘(14)的纵向边缘(22)相对。
27.根据权利要求26所述的板桩，其中，如果所述末端边缘(50)靠在所述第二凹槽侧面(42)上，则所述锁定后壁(39)距离所述凸缘(14)的纵向边缘(22)为1mm至5mm。
28.根据权利要求26所述的板桩，其中，如果所述锁定后壁(39)靠在所述凸缘(14)的纵向边缘(22)上，则所述末端边缘(50)距离所述第二凹槽侧面(42)小于5mm。
29.一种双T形钢板桩，包括腹板(12)及两个凸缘(14、14′)，其中，每个凸缘(14、14′)均具有面对所述腹板(12)的内侧(18、18′)、背对所述腹板(12)的外侧(20、20′)、以及两条纵向边缘(22、22′)，并且所述板桩还包括用于沿至少一个凸缘(14、14′)的至少一条纵向边缘的连接轮廓件(30)的接合焊道，其特征在于，所述接合焊道(214)通过堆焊形成。
30.根据权利要求29所述的板桩，所述板桩为热轧轮廓件。
31.根据权利要求29所述的板桩，所述板桩为焊接到一起的轮廓件，其中，所述凸缘(14、14′)由热轧宽扁钢形成，而所述腹板(12)由钢板形成。
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