CN1165489A - U形钢板桩的矫正方法 - Google Patents

Abstract

一种U形钢板桩的矫正方法，可高效率的矫正U形钢板桩，尤其具有腕部的U形钢板桩的弯曲及反翘，对于消除弯曲，则压接钢板桩的一侧的凸缘外面，同时压接另一方的凸缘内面，对于消除反翘则使用从上下方向拘束U形钢板桩的腹板、凸缘及腕部。

Description

U型钢板桩的矫正方法

本发明涉及例如使用于土木、建筑的U型钢板桩中，在凸缘与接头之间具有腕部的U型钢板桩的矫正方法。

通常利用热轧制造切断成一定长度后的钢板桩，在冷却时因内部应力而在长度方向发生反翘、弯曲等形状不良现象。

所谓“反翘”指如图1中的C所示，与U型钢板桩1的钢板桩壁2成为直角的方向的大弯曲及端部弯曲。所谓“弯曲”指如图2中的B所示，与U型钢板桩1的钢板桩臂2成为平行的方向的大弯曲及端部弯曲。依照JISA 5528的规格，U型钢板桩的弯曲为长度10m以下的钢板桩在全长×0.12％以下，超过10m的钢板桩为(全长-10m)×0.10％+12mm以下。反翘为长度10m以下的钢板桩在全长×0.25％以下，超过10m时为(全长-10m)×0.20％+25mm以下。

这种形状不良的矫正通常以辊矫正机进行。但因为这种辊矫正机在4个上方辊的下方锯齿状的配置相对于上方辊子的3个辊，故钢板桩前后两端不能产生充分的矫正效果。尤其前后端的反翘及弯曲不良不容易以辊矫正机矫正，通常在经过辊矫正后，只将前后端以冲压矫正机矫正。

图3为被矫正材的U型钢板桩1发生反翘时，利用该冲压矫正机矫正的矫正操作图。图中，设置经由工模5在箭头所示方向施加冲压力的压接杆(未图示)，在相反侧则如图中所示，设置用来支持被矫正材的U型钢板桩1的一个凸缘外面4的2个工模6、8而约束被矫正材的移动。

然而，在钢板桩中的对左右方向的弯曲刚性高的U型钢板桩板桩时，发生如图4(a)、(b)所示，即使以冲压压接一方的凸缘外面4(图3)仍不能矫正弯曲，被矫正材朝向宽度变小的方向发生断面形状变形而使图4(a)所示的成为基准的宽度W。变成虚线所示的宽度W1，又如图4(b)所示，压接的凸缘部发生局部凹处D等问题。这种问题尤其在矫正凸缘部与接头部(爪部)之间具有腕部的U型钢板桩的弯曲时更为严重。

传统的U型钢板桩的反翘矫正方法有许多种。例如特开昭61-63316号公报中揭示一种在具有夹持U型钢板桩的腹板与凸缘的矫正部的上下一对矫正辊中，邻接于上部矫正辊的矫正部两侧设置约束U型钢板桩的接头部的接头拘束部的方向。特开昭55-70418号公报中亦有同样的揭示。

如图5所示，U型钢板桩的矫正辊10利用分别以分离的矫正辊10a、10b，及辊18拘束腹板12，凸缘14，接头16的外侧而重复进行上下、左右弯曲的弯曲矫正进行矫正，又以约束接头16外侧的辊18调整成品的全部宽度尺寸。因为约束腹板、凸缘而进行弯曲矫正，故成品断面形状不会变形。

然而，如图6所示，若为压接头16与凸缘14之间具有腕部19的U型钢板桩时，若进行重复弯曲矫正，则最后凸缘与接头所形成的角度与目的成品的断面成为不相同。

本发明的第1目的为提供一种可解决现有方法的U型钢板桩的左右方向弯曲的矫正方法，及矫正所用工模的缺点的新颖矫正方法，及其所使用的工模。

本发明的具体目的为提供一种可高效率的矫正U型钢板桩中，尤其在凸缘与接头(爪部)之间具有腕部的U型钢板桩等成品模方向的弯曲特性高的钢板桩的“弯曲”的矫正方法及其所使用的工模。

本发明的第2目的为提供一种在利用辊矫正具有腕部的U型钢板桩的反翘时，可不使断面形状变形而矫正的辊矫正方法。

本发明的发明人发现：为了轻易的矫正成品横方向的弯曲刚性高的钢板桩的弯曲，除了压接一侧的凸缘外面之外，又同时将另一侧的凸缘内面压接于同一方向较为有效。

本发明的发明人检讨以辊矫正具有腕部的U型钢板桩的反翘时，凸缘与接头所形成的角度与目标角度不同的问题后发现，只是全面的进行腹板与凸缘的断面约束显然不够充分，必须包括腕部在内进行断面约束，最好将约束腹板、凸缘及腕部的辊上下皆形成一体，才能以高精确度矫正腕部，因而发明本发明的方法。

本发明为矫正U型钢板桩的热轧过程时发生的左右方向的弯曲的方法，其特征为，压接该钢板桩的一侧的凸缘外面，同时压接另一侧的凸缘内面。

另外，本发明的U型钢板桩的矫正工模的特征为：组合具有压接U型钢板桩的一侧的凸缘外面的面的第1工模和与连结于该第1工模、而具有压接另一凸缘内面的面的第2工模。

依照本发明的较佳实施例，亦可在具有压接U型钢板的凸缘外面的面的第1工模上装设压接凸缘内面的第2工模，在2个工模的连结部分设置可拆卸的嵌合部。

依照另一较佳实施例，亦可在与具有压接U型钢板桩的凸缘外面的第1工模的连结处设置可改变压接凸缘内面的第2工模的成品宽度方向的相对位置的调整机构。

本发明的由腹板、凸缘及接头所构成，在接头与凸缘之间具有腕部的U型钢板桩的辊矫正方法的特征为，使用从上下方向约束腹板、凸缘以及腕部的矫正辊，最好为上下各辊成为一体的矫正辊。

依照本发明的较佳实施例，亦可在约束凸缘与接头间的腕部时，使用形成与成品断面不同的角度而从上下方向约束的矫正辊。

如上所述，依照本发明的辊矫正方法，重复具有腕部的U型钢板桩的上下、左右的弯曲而进行弯曲矫正的矫正辊由约束U型钢板桩的上侧的辊与约束下侧的辊所构成，而各上下辊配置成锯齿状。

图面的简单说明

图1为钢板桩反翘的模式说明图；

图2为钢板桩弯曲的模式说明图；

图3为钢板桩的弯曲冲压矫正方法的概略说明图；

图4(a)为钢板桩冲压矫正时的宽度缩小的说明图，图4(b)为凸缘局部变形的说明图；

图5为U型钢板桩的现有辊矫正方法的说明图；

图6为具有腕部的U型钢板桩的现有辊矫正方法的说明图；

图7为本发明的冲压矫正方法的说明图；

图8为本发明冲压矫正用工模的一实施例的说明图；

图9为本发明冲压矫正用工模的另一实施例的说明图；

图10为具有腕部的U型钢板桩与本发明的矫正辊的配置例的说明图；

图11(a)、(b)为具有腕部的U型钢板桩的本发明的上下矫正辊的说明图；

图12为上辊矫正时的U型钢板桩的断面形状的说明图；

图13为下辊矫正时的U型钢板桩的断面形状的说明图；

图14为长度方向的凸缘与腕部的角度关系图；

图15为长度方向的全宽度变动量的图；

图16为长度方向的凸缘与腕部的角度的关系图；

图17为长度方向的全宽变动量的图。

依照本发明的矫正方法，以图7中的箭头所示的冲压力压接被矫正材的U型钢板桩20的一侧凸缘21的外面22，同时将另一侧的凸缘21的内面23压接于同一方向，故外力不会只集中于凸缘21、21的一侧，故不会发生成品的宽度变成狭小，或凸缘21、21发生局部凹处等局部变形。

此时，压接一侧的凸缘21的外面22的冲压力，与压接凸缘21的内面23的冲压力可为相同或稍微不同。但为了防止成品的宽度变动及凸缘的局部变形，最好尽量以相同的冲压力压接两面。

依照现有方法，如图3所示，只在U型钢板桩1的一凸缘外面施加冲压力，故如图4(b)所示，在接受压接的一侧的凸缘上发生局部性凹处等局部变形。

图8为本发明的矫正方法所使用的工模的一实施例。该工模由接触作为被矫正材的U型钢板桩20的凸缘21的外面22的第1工模24，及跨越该凸缘21接触另一凸缘21的内面23并将的压接的第2工模25所构成。以后将第1工模称为工模A，第2工模称为工模B。

图8中，工模A与工模B由连结部分26连结，亦可例如将工模A与工模B嵌合而以穿过设在工模B上的螺栓孔27的螺栓28固定。其连结形态可为一体构造，或只利用嵌合，销与销孔的结合等。但上述嵌合螺栓方式最为简单而且确实。

如此形成后，图中在设置于工模A的冲压撞击头连结部29上施加箭头方向的冲压力而在工模A、B上施加相同方向的冲压力，分别压接2个凸缘面而实施本发明的矫正方法。

为了容易处理，图中工模A与工模B可在连结部分装卸，但亦可形成为一体。

其他实施例为在2个工模的嵌合部位设置宽余部，以便可在成品的宽度方向调整工模A与工模B的相对位置，以取代利用连结部分结合工模A与工模B。如此，可配合被矫正材的尺寸变动(宽度变动)适当的分配同时压接凸缘外面与另一凸缘内面时的冲压力，避免被辊轧材发生局部变形而可高效率的进行矫正。

这种型态亦可如图9所示，将工模A24与工模B25的连结部分26形成为一种滑动方式，使其可向箭头方向微调整，而在上面设置例如螺栓式固定机构(未图示)。

无论如何，利用本发明的冲压矫正法矫正U型钢板桩的弯曲时，例如图8所示，当U型钢板桩20在搬送辊R上行走而到达一定位置时，先以由工模A与B的组合所构成的工模固定，然后，朝向图中箭头所示方向施加冲压力。此时，由工模固定的固定位置如图3所示，分别在冲压接侧装设1个，在被矫正材的支持侧装设2个使用。其具体矫正操作与现有方法相同，故省略其说明。

图8中表示在接头(爪部)及凸缘之间具有腕部的钢板桩，但亦可为一般的(无上述腕部)U型钢板桩。只要将工模形状配合成品形状稍微变更即可实施。本发明所产生的效果亦相同。图中被矫正材的姿势表示U型，但相反的，倒U型的姿势亦可，只要配合被矫正材的形状反转工模的上下即可。

以下说明矫正U型钢板桩的反翘的辊矫正法。

图10为本发明一实施例的矫正辊的具有腕部的U型钢板桩的矫正辊的配置说明图。图中，具有腹板30、凸缘32、腕部34及接头35的U型钢板桩是以上侧辊36、36，下辊38、38及外侧辊40约束腹板、凸缘及腕部。图中，上下矫正辊36、38成为一体，以便以同一辊约束腹板30及凸缘32。

矫正前的腕部34与凸缘32所形成的角度与最后成品的角度不同时，亦可在拘束辊36、38的腕部34的部位设置倾斜部而重复的进行弯曲矫正，使其成为与成品相同的角度。

图11(a)、(b)表示在这种情况时利用本发明的辊矫正的一实施例的图。与图10不同之处为在辊36、38分别设置角度α的倾斜部。

在以上任何情况下，皆使用将腹板、凸缘、及腕部从上下方向约束的矫正辊。尤其在图11(a)、(b)中，约束凸缘与接头间的腕部时，使用设置与成品断面不同的角度而从上下方向拘束的矫正辊。

以上实施例中，上下辊36、38的辊轴似乎在垂直方向成为一致的配置，但实际上，上下辊为配置成锯齿状。

以下说明利用上述约束高效率的进行辊矫正的原理。

亦即，重复弯曲矫正为利用配置成锯齿状的上下辊在3点支持而进行。但假设支点在下侧辊，力点在上侧辊时，则如图12所示，若腕部34为非约束，则腕部34与凸缘32所形成的角度变小。亦即腕部34的上升角度θ变形成为增大的方向。亦即图中，腕部34朝向箭头方向发生变形。若依照本发明从上下约束上部34时，U型钢板桩的断面形状被维持不变形。

若支点在上侧辊，力点在下侧辊时，如图13所示，若腕部34为非约束，则腕部34与凸缘36所形成的角度增大，亦即腕部34朝向角度θ下向的变大的方向变形。亦即图中，腕部34朝向箭头方向变形。依照本发明约束腕部34时的断面形状不发生变形而被维持。

因此，如本发明中，以同一辊约束腕部，腹板及凸缘，最好从上下以同一辊约束腹板及凸缘，即可与12、图13所示相同的，不损伤成品断面形状而矫正。尤其以辊孔型约束除了接头以外的全部断面，不但可高效率的矫正U型钢板桩的上下反翘，而且可高效率的矫正轻度的左右方向的弯曲。

如上所述，依照本发明，与未具有腕部的U型钢板桩比较，即使具有对反翘的刚性高的腕部的U型钢板桩，仍可利用冲压矫正或辊矫正轻易的去除左右方向的轻度弯曲及上下方向的反翘，此时又可保持一定的腕部角度。

以下利用实施例说明本发明的作用及效果。

(实施例1)

以下说明将本发明的冲压矫正方法应用于在接头与凸缘之间具有腕部的U型钢板桩的结果。

表1中表示被矫正材的尺寸。冲压矫正时使用具有油压圆筒的冲压器，而支持侧的工模间隔(相当于图3的工模6、8的距离)为1.2m。

                                    表1

全宽	640mm
		腕长度	90mm
全部高度	200mm
		长度	15,000mm
规格	SY295(JIS规格)

(注)成品数量：各20个

矫正方法采用为了去除被矫正全长的左右方向的弯曲而在每次冲压矫正时，以1.2m间距间歇的将被矫正材输送至长度方向而重复冲压作业的方法。使用于本发明的冲压矫正法的工模采用如图8所示组合2个工模(工模A及工模B)的工模，同时为了比较高进行只利用工模A矫正左右方向的弯曲的现有方法的矫正。

表2中表示利用本发明的矫正方法与现有矫正方法矫正后的成品左右方向弯曲水平的比较。由表中可知，利用本发明的冲压矫正方法，矫正前后弯曲明显的减少，但利用传统的方法，矫正前后弯曲几乎未减少，相反发生成品宽度的不良及因凸缘的局部变形而造成的不良。

                        表2

		本发明的矫正方法	现有的矫正方法
				矫正前	弯曲平均值	20mm	18mm
标准偏差(σ)	2.1mm	1.8mm
			其他质量		无问题	无问题
矫正后	弯曲平均值	7mm					16mm
			标准偏差(σ)	0.4mm	2.0mm
	其他质量	无问题				发生许多形状不良

(实施例2)

以下说明将本发明的冲压矫正方法应用于接头与凸缘之间无腕部的一般U型钢板桩的结果。

表3中表示被矫正材的尺寸。本发明中，为了矫正利用上述过程的辊矫正不能去除的被矫正材的两端部(分别为1.2m)的左右方向的弯曲而实施本发明的冲压矫正，其他与实施例1相同。

                            表3

全宽	550mm
		全高	250mm
长度	12,000mm
		规格	SY390(JIS规格)

(注)成品数量：各20个

表4中表示利用本发明的矫正方法与现有的矫正方法矫正后的成品左右方向弯曲水平的比较。由表中可知，依照本发明的冲压矫正方法，与现有的冲压矫正方法比较，在矫正前后端部弯曲大幅度的减少，而且在短时间内实现弯曲矫正。由此可知，依照本发明的矫正方法，可高效率的进行弯曲矫正。

                            表4

		本发明的矫正方法	现有的矫正方法
				矫正前	弯曲平均值	3mm	2mm
标准偏差(σ)	0.5mm	0.4mm
			其他质量		无问题	无问题
矫正后	弯曲平均值	0.5mm					1.0mm
			标准偏差(σ)	0.1mm	0.4mm
	其他质量	无问题				无问题
			矫正所需时间		5分/个		10分/个

(实施例3)

本实施例中，将本发明的辊矫正方法应用于压接头与凸缘之间具有腕部的U型钢板桩。

表5中表示被矫正材的尺寸。

                              表5

全宽	640mm
		腕长度	90mm
下反翘	10mm/15.3mm
		长度	15,300mm
规格	SY295(JIS规格)

(注)成品数量：各20个

为了比较而测定使用分别的只约束图6所示腹板与凸缘的现有的矫正辊时，与使用拘束如图10所示同时以同一(一体型)辊约束腹板与凸缘的矫正辊时的弯曲矫正后的断面形状。

使用本发明的矫正辊时，可完全去除长度方向的反翘，而且腕部的断面形状及宽度尺寸亦几乎无变化。

本发明的上辊在分别以不同的辊拘束腹板、凸缘及腕部时，不能以辊拘束腹板与凸缘的分界部，及凸缘与腕部的分界部。故使用这种非一体型辊不能充分的产生反翘矫正效果。

图14表示长度方向的凸缘与腕部的角度关系。图15表示长度方向的全宽度变动量的关系。

图14为对U型钢板桩的长度方向(Lo)的腕部的角度的矫正前后的变动量(Δθ，degptt)的点图。图中以黑点·表示的本发明与长度方向的距离无关的大致上成为一定。以白点o表示的现有方法其腕部朝向下方变形。矫正时的压下量从压下图中可知与现有例(O)的变形方向的向上、向下不同，但可得大致同样的结果。

图15为U型钢板桩的长度方向长度(Lo)与全宽(Wo)的尺寸的矫正前后的变动量(ΔWo)的比较图。图中黑点·为本发明，白点o为比较例。由图中可知本发明的实施例实质上无变动。

如上所述，本发明比惯用方法比较，凸缘与腕部34的角度，全宽的尺寸几乎无变动，效果良好。

(实施例4)

本实施例中测定以与实施例3相同的要领使用图10所示本发明的矫正辊时，与在第11图所示辊上设置倾斜部时(倾斜角度3°)，弯曲矫正后的断面形状是否有不同。

以上2种状况下皆可有效的去除长度方向的反翘。

图16表示长度方向长度(Lo)与腕部的角度的矫正前后的变动量(Δθ)的关系。图17表示长度方向长度(Lo)和全宽(Wo)的矫正前后的变动量(ΔWo)的关系。图中黑点·表示未设置倾斜部时，“+”表示使用具有倾斜部的辊时的状态。矫正时的压下量从压下图可知，在未设置锥部时的(·)的腕部的变形方向其向上、向下是不同的，但是实质上可得到相同的结果。

从该结果可知，因为设置倾斜部，故可减小腕部的角度变动量及全宽的变动量。

由以上实施例可知，使用本发明的冲压矫正方法及矫正工模，即可在短时间内以高效率矫正U型钢板桩，尤其对于具有腕部的U型钢板桩等具有横方向的弯曲刚性大的断面形状的钢板桩亦可不发生成品不良而有效的进行冲压矫正，其产业上的利用价值极大。

利用本发明的矫正辊进行的具有腕部的U型钢板桩的辊矫正，不会使断面形状(全宽，凸缘与腕部的角度)发生变形而进行辊矫正。

Claims (10)

1.一种在热轧过程中发生左右方向弯曲的U型钢板桩的矫正方法，其特征在于：在压接该钢板桩的一侧的凸缘外面的同时压接另一侧的凸缘内面。

2.一种U型钢板桩的矫正工模，其特征在于：将具有压接U型钢板桩的一侧凸缘的外面的面的第1工模，与连结于该第1工模、而具有压接另一凸缘内面的面的第2工模组合而成。

3.如权利要求2所述的U型钢板桩的矫正工模，其特征在于：在具有压接U型钢板桩的凸缘外面的面的第1工模上装设压接凸缘内面的第2工模，在两工模的连结部设置可拆卸的嵌合部。

4.如权利要求2或3所述的U型钢板桩的矫正工模，其特征在于：相对于具有压接U型钢板桩的凸缘外面的面的第1工模，在两工模的连接部设置可变更压接凸缘内面的第2工模的成品宽度方向的相对位置的调整机构。

5.一种由腹板、凸缘及接头所构成，在接头与凸缘之间具有腕部的U型钢板桩的辊矫正方法，其特征在于：使用从上下方向约束腹板、凸缘及腕部的矫正辊。

6.如权利要求5所述的U型钢板桩的辊矫正方法，其中从上下方向约束腹板、凸缘及腕部的上述矫正辊由一体型的上下辊所构成。

7.如权利要求5所述的U型钢板桩的辊矫正方法，其中将上下矫正辊在上下方配置成锯齿状。

8.如权利要求5所述的U型钢板桩的辊矫正方法，其特征在于：在约束凸缘与接头间的腕部时，使用具有与成品断面不同的角度而且从上下方向约束的矫正辊。

9.如权利要求8所述的U型钢板桩的辊矫正方法，其中从上下方向约束腹板、凸缘及腕部的上述矫正辊由一体型的上下辊所构成。

10.如权利要求8所述的U型钢板桩的辊矫正方法，其中将上下矫正辊在上下方配置成锯齿状。

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