CN1813108A - 钢制的工字形板桩墙型材 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种通过热轧制造的钢制的工字形板桩墙型材，它具有两个在中间通过一腹板连接翼缘部分，翼缘部分带有与其连接着的做成杵头形的连接尾段。

Description

钢制的工字形板桩墙型材
本发明涉及一钢制的工字形板桩墙型材(Spundwandprofil)。
例如已知作为派纳(Peiner)钢板桩墙的工字形板桩墙型材(见多特蒙德HSP Hoesch板桩墙和型材有限公司(HSP HoeschSpundwand und Profil GmbH)的“Hoesch钢板桩墙”1/03或“派纳钢板桩墙”3/02供货目录摘录)。
在这些公司样本中表示了热轧板桩墙型材，此型材包括两个翼缘部分，这两个翼缘部分在中间通过一腹板连接。在翼缘部分上连接着做成杵头形的(keulenfrmig)连接尾段，它们用来安装连接锁止件。翼缘部分至少在外侧基本上水平延伸。翼缘内侧可以从翼缘中心出发向翼缘末端楔形缩小，或者如翼缘外侧那样，具有一基本上水平的走向。
在这种通过热轧制造的板桩墙型材中，采用扁坯、钢锭或者是采用所谓的Beam Blanks(轧制工字梁用的异形坯)作为原材料，其中后者已经具有接近最终尺寸和浇铸横截面。
在采用加热的扁坯或钢锭时，通过一预轧机将基本上矩形的横截面加工到接近于工字形型材最终尺寸的形状，接着在一由至少一个万能(轧机)机架和镦锻机组成的精轧机中轧制到所要求的最终尺寸。在采用Beam Blanks(轧制工字梁用的异形坯)时，预轧可以仅仅限于少数几个轧制道次，因为已经存在浇铸到接近最终尺寸的横截面。
精轧机分别由一用于粗制型材的外部以及内部加工的轧辊组组成。
此外这种工字形板桩墙型材用来支承地势跃变和用来固定施工基坑和码头设施。这里它们必须能够承受大的水平力，这种力导致板桩墙垂直于其壁面受到相应的弯曲载荷。通常对于尺寸选择决定性的是由板桩墙型材通过阻力矩(抗弯截面系数)所能承受的来自侧面的土和/或水压力的弯曲载荷。
根据需承受的载荷，这些板桩墙型材可以通过连接锁止件或者是自身相连接，以制成由单个具有高的阻力矩(抗弯截面系数)的支承元件组成的封闭壁，或者也可以用于混合的板桩墙，其中通过连接锁止件，例如U形或z形填充元件连接在工字形型材上。在后一种情况下，基本上只是工字形型材用作支承元件，而填充元件主要起密封作用。
根据所需要的工字形板桩墙型材的阻力矩(抗弯截面系数)，它们主要是在翼缘部分内采取不同结构高度及不同壁厚。
翼缘的做成杵头形的连接尾段通常其几何形状按标准设计成这样，即，可以仅仅用一种连接锁止件彼此或相互组合地连接所有标准型材。
但是根据静力学所要求的阻力矩(抗弯截面系数)常常不能被按标准可以供给的板桩墙型材所涵盖。这里例如可能出现这样的情况，即需要具有这样一种阻力矩(抗弯截面系数)的板桩墙型材，它超出标准的供货目录或者介于两种可供货的标准钢板桩之间。
如果所要求的阻力矩(抗弯截面系数)介于两种可供货的标准板桩墙型材之间，那么常常不经济地选用最靠近的较大的、因此贵得多的型材。如果所要求的阻力矩(抗弯截面系数)超过标准供货目录，则可能必须制造全新的板桩墙型材。
一种新的通过热轧制造的板桩墙型材意味着需要购置至少用于精轧机的昂贵的轧辊组，需要加大库存和直至可提供质量可靠的、可出厂的产品为止的高的试轧费用。
按照现有技术，存在提高标准型材的阻力矩(抗弯截面系数)的不同方案，不用选择不经济的型材或者生产全新的相应地改变几何形状(主要是结构高度和翼缘厚度)的且只有用高的成本才能制造的型材。
为了避免这些缺点，试图在保持标准型材几何形状的情况下按用户要求提高阻力矩(抗弯截面系数)。
一种在实际中长久以来已知和已验证的可能性是，在板桩墙型材的一个或两个翼缘外侧上焊上薄钢板(参见“派纳钢板桩墙”3/02的供货目录摘录)。这些薄钢板最好设置在出现最大弯曲力矩的区域内。
焊接薄板成本高，并且由于出现了焊应力而需要对板桩墙型材进行后继校准加工，由此带来额外的费用。
提高标准型材阻力矩(抗弯截面系数)的另一种已知可能性是，通过在轧制过程中加大精轧辊的距离在翼缘内产生较大的平均壁厚(参见“Hoesch钢板桩墙1/03”或“派纳钢板桩墙”3/02供货目录摘录)。
在翼缘部分做成楔形时，规定由翼缘横截面面积除以型材总宽度得到的平均值作为翼缘厚度尺寸。对于平行翼缘的型材，平均壁厚相当于翼缘部分内的名义壁厚。
这里，精轧机外轧辊的确定平均翼缘厚度的开口尺寸在毫米范围内加大，通过由此而造成的较大的型材结构高度使得在翼缘内的平均壁厚相应地加大。
但是缺点是，通过将外轧辊上移，除了较大的平均翼缘厚度外，还肯定要加大连接尾段的杵头几何尺寸。
为了保证符合要求的在板桩壁受力时杵头(Keule)和标准连接锁止件之间的充分紧固，在连接区内应保持公差比较小。在平均壁厚过大地提高时，杵头尺寸便大得使标准连接锁止件不再能通过杵头拉起。
这种工艺方法带来的结果是，必须重新以相当高的成本制造连接锁止件。
因此本发明的目的是，提供一种板桩墙型材，用它可以避免现有技术的所述缺点。
这个目的用权利要求1或2实现。优良的改进结构以及实施此工艺的工具是从属权利要求的内容。
按照本发明的构思，为了实现这个目的采用这样一种工字形板桩墙型材，其中，对于一规定的标准型材，在连接尾段杵头尺寸保持不变的情况下，加大翼缘区内的平均壁厚，其中平均壁厚的加大在通过热轧制造板桩墙型材的过程中产生。
本发明还在通过热轧制造的工字形板桩墙型材中设两个在中间通过一腹板连接的翼缘部分，翼缘部分带有与其连接着的做成杵头形的用来安装连接锁止件的连接尾段，其中，在做成杵头形的连接尾段之间，一个或两个翼缘部分-在横截面内看-中凸式地隆起。
这里所选择的说法“中凸式”理解成这样的结构，其中例如隆起弧形地延伸或弧形地升高和重新下降在中间区域内直线地延伸或直线地升高和重新下降并在中间区域内同样直线地延伸。
这样产生的仅仅在翼缘部分内加大壁厚的优点是，可以经济地通过热轧在不改变必须保持的杵头尺寸的情况下产生大的壁厚加大。由此避免了以往由于焊接薄板或由于可能会需要新的连接锁止件而造成的高的成本。
在热轧时按本发明的壁厚加大最好在精轧机内产生，其中，用于至少一个翼缘外表面外部加工的精轧辊具有产生壁厚加大所需要的表面轮廓。
按照本发明的另一个优良特征，壁厚加大可以在翼缘外侧和/或翼缘内侧在一个或两个翼缘部分上产生。
由此可以更加灵活地满足用户需要，这些需要可以是基于美学或工艺方面的。
当另一种优良结构中，壁厚加大可以在市场上可提供的平行和不平行翼缘的板桩墙型材中产生。
按照另一个特征，在热轧时按本发明产生的仅仅翼缘区的壁厚加大以一无台阶的过渡区过渡到做成杵头形的连接尾段。
由此有利地避免了从应力和锈蚀的观点看有问题的、棱边比较锐利的过渡，这种过渡例如在焊上矩形横截面的薄板时形成。
在一种优良的改进结构中，无台阶过渡区由一锥形缩小段和一连接着连接尾段的弧形段组成。
壁厚加大部的表面轮廓可以用任意的造型与用户要求相匹配。例如可以考虑基本上矩形或中凹或中凸的表面轮廓曲线。
本发明其他的特征、优点和细节由对唯一一个附图的以下说明得到。
因为工字形板桩墙型材是双重对称的，在图l中仅仅用局部横截面表示按本发明制造的板桩墙型材。
板桩墙型材1由两个在中间通过一腹板8连接的翼缘部分3组成。在翼缘部分3上连接着做成杵头形的、用来安装这里未画出的连接锁止件的连接尾段4。
一热轧的标准板桩墙型材的翼缘部分的外形轮廓用虚线轮廓线9表示，它基本上为水平走向。
在这个例子中，翼缘部分3的内侧向外楔形缩小。但是也可以制造平行延伸的翼缘部分3，它上面连接着连接尾段4。
从按轮廓线9的标准板桩墙型材的外形尺寸出发，通过在热轧过程中相应地校准精轧辊得到一限定在翼缘部分3上的加大的壁厚2。按照本发明，它可以设置在翼缘部分3的一个或两个外侧上和/或一个或两个内侧上。
如图可见，杵头形连接尾段4具有标准型材的原先几何形状，因此可继续使用标准连接锁止件。
加大的壁厚2最好仅仅这么大，即，由杵头尖垂直距离表征的标准型材的最大轮廓高度不被对置的半翼缘超过。但是壁厚2的加大也可以按相应的用户要求选择得大一些。
由附图的图示还可以看到，从加大的壁厚2到杵头形的连接尾段4的过渡区5做得无台阶。
在所示例子中，加大的壁厚2的表面轮廓基本上做成水平的，它以一锥形走向的段6和一连接在它上面的弧形段7过渡到连接尾段4。
加大的壁厚2的表面轮廓也可以有选择地按照用户要求具有正弦形、中凹或中凸形的曲线。
附图标记表
1工字形板桩墙型材
2加大的壁厚
3翼缘部分
4连接尾段
5无台阶过渡区
6锥形段
7弧形段
8腹板
9标准型材轮廓线

Claims (12)

1.钢制的工字形板桩墙型材，具有两个在中间通过一腹板(8)连接的翼缘部分(3)，翼缘部分带有与其连接着的做成杵头形的连接尾段(4)，用以安装连接锁止件，其中，对于一规定的标准型材，在连接尾段的杵头尺寸保持不变的情况下，使翼缘部分内的平均壁厚加大，并且平均壁厚(2)的加大在通过热轧制造板桩墙型材(1)的过程中产生。
2.通过热轧制造的钢制的工字形板桩墙型材，具有两个在中间通过一腹板(8)连接的翼缘部分(3)，翼缘部分带有与其连接着的做成杵头形的连接尾段(4)，用以安装连接锁止件，其中，在做成杵头形的连接尾段(4)之间，一个或两个翼缘部分-在横截面内看-中凸式地隆起。
3.按上述权利要求之一的板桩墙型材，其特征为：加大的壁厚(2)在精轧时产生。
4.按上述权利要求之任一项的板桩墙型材，其特征为：加大的壁厚(2)在翼缘(3)的外侧和/或内侧上产生。
5.按上述权利要求之任一项的板桩墙型材，其特征为：在平行和不平行翼缘的板桩墙型材中产生加大的壁厚(2)。
6.按上述权利要求之任一项的板桩墙型材，其特征为：加大的壁厚(2)与连接尾段(4)应保持的杵头几何形状无关地产生。
7.按上述权利要求之任一项的板桩墙型材，其特征为：翼缘(3)外侧和/或内侧的加大的壁厚(2)以一无台阶的过渡区过渡到杵头形连接尾段(4)。
8.按上述权利要求之任一项的板桩墙型材，其特征为：无台阶的过渡区(5)包括一锥形缩小的段(6)和一与其连接的弧形段(7)。
9.按上述权利要求之任一项的板桩墙型材，其特征为：加大的壁厚(2)的表面轮廓具有一正弦形曲线。
10.按上述权利要求之任一项的板桩墙型材，其特征为：加大的壁厚(2)的表面轮廓具有一基本上矩形的曲线。
11.按上述权利要求之任一项的板桩墙型材，其特征为：加大的壁厚(2)的表面轮廓具有一中凹或中凸的曲线。
12.用于制造按权利要求1的板桩墙型材的工具，所述工具包括一用于内部以及外部加工的轧辊组，用来精轧一预制的、做得接近最终尺寸的粗制型材，其特征为：用于对翼缘部分(3)的至少一个外侧和/或内侧进行外部和/或内部加工的精轧辊具有一种用以产生加大的壁厚(2)所需要的表面轮廓。
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