DE69630670T2

DE69630670T2 - Verfahren zur korrektur einer u-förmigen spundbohle aus stahl

Info

Publication number: DE69630670T2
Application number: DE69630670T
Authority: DE
Inventors: Toru Sagamihara-shi YUASA; Hiroshi Kashima-shi SHIKANO
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1995-09-29
Filing date: 1996-09-18
Publication date: 2004-09-30
Anticipated expiration: 2016-09-19
Also published as: EP1338351A1; AU692404B2; CN1159120C; CN1165489A; EP1338351B1; KR980700137A; KR100480243B1; DE69638361D1; TW346422B; AU7000396A; EP0795364A1; WO1997012701A1; EP0795364A4; CN1313152A; EP0795364B1; CN1073893C; DE69630670D1

Description

(Technisches Gebiet)
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Korrigieren von U-förmigen Spundwandstahlbohlen, die im Bauwesen und Gebäudebau benützt werden und speziell auf ein Verfahren zum Korrigieren U-förmiger Spundwandstahlbohlen die einen Armabschnitt zwischen einem Flansch und einer Verbindung haben.
(Technischer Hintergrund)
Spundwandstahlbohlen werden durch Warmwalzen geformt und auf eine vorherbestimmte Länge geschnitten. Während das Abkühlen stattfindet, tritt ein Verziehen oder Biegen in Längsrichtung durch das Vorkommen von innerer Spannung auf.
"Verziehen" bedeutet eine große Krümmung oder Kantenkrümmung in senkrechter Richtung zu der Bohlenwand 2 einer U-förmigen Spundwandstahlbohle wie in 1 mit dem Symbol "C" veranschaulicht, und "Biegen" bedeutet eine große Krümmung oder Kantenkrümmung in paralleler Richtung zu der Bohlenwand 2 einer U-förmigen Spundwandstahlbohle wie in 2 mit dem Symbol "B" veranschaulicht. Gemäß JIS A 5528 ist die Toleranz für das Biegen von U-förmigen Spundwandstahlbohlen kleiner festgelegt als die Länge × 0,12% für U-förmige Spundwandstahlbohlen, die eine Länge von 10 m oder weniger haben und ist kleiner als (Länge – 10 m) × 0,10% + 12 mm für Spundwandstahlbohlen, die eine Länge über 10 m haben. Die Toleranz für das Verziehen von U-förmigen Spundwandstahlbohlen ist kleiner festgelegt als die Länge × 0,25% für Spundwandstahlbohlen, die eine Länge von 10 m oder weniger haben, und ist kleiner als (Länge – 10 m) × 0,20% + 25 mm für Spundwandstahlbohlen die eine Länge über 10 m haben.
Die Korrektur für solche Verformungen werden normalerweise von einem Walzenbegradiger ausgeführt. Da jedoch diese Walzenbegradiger zum Beispiel vier obere Walzen und drei untere Walzen haben, die in einer Zickzackanordnung angebracht sind, kann nie ein zufriedenstellendes Ausmaß der Korrektur für das Anfangs- und Endabschnitte einer Bohle erreicht werden. Besonders schwer ist es, das Biegen und Verziehen von Anfang- und Endabschnitten der Spundwand mit einem Walzenbegradiger zu korrigieren und im allgemeinem das Biegen und Verziehen an Anfang- und Endabschnitten durch eine Druckkorrektur nach der Korrektur durch eine Begradigungswalze zu korrigieren.
3 veranschaulicht das Korrigieren des Biegens anhand eines Druckrichters für eine zu korrigierende U-förmige Spundwandstahlbohle 1. In dem veranschaulichten Fall ist ein Druckstab (nicht angezeigt) vorgesehen, um eine Druckkraft in der Richtung, die durch einen Pfeil dargestellt ist, durch eine Lehre 5 auszuüben. Auf den gegen überliegenden Seiten der Bohle 1 sind Lehren 6, 8 vorgesehen, welche die äußere Fläche 4 des Flansches der U-förmigen Spundwandstahlbohle 1 unterstützten, um die Beweglichkeit der Bohle einzuschränken.
Im Falle einer U-förmigen Spundwandstahlbohle jedoch, welche eine hohe Starrheit gegen Biegen in Längsrichtung besitzt, wie in 4a und beziehungsweise 4b gezeigt, kann eine Korrektur des Biegens nicht erreicht werden, selbst wenn die äußere Fläche 4 auf einer Seite (siehe 3) gepresst wird, aber eine Verformung einer Querschnittsform kommt vor, sodass die Breite der Bohle verengt wird von der Standardbreite W₀ zu der Breite W₁, wie durch die gestrichelte Linie gezeigt. Außerdem entsteht dort das Problem, dass Einschnitte D, wie in
4b gezeigt, an den Flanschabschnitten entstehen. Diese Probleme kommen häufig vor, wenn das Korrigieren des Biegens an U-förmigen Spundwandstahlbohlen, die einen Armabschnitt zwischen einem Flansch und einer Verbindung haben, durchgeführt wird.
Es wurden einige Vorschläge für das Korrigieren des Verziehens von U-förmigen Spundwandstahlbohlen gemacht. Aus der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 61-63316 geht beispielsweise ein Walzenrichter hervor, der ein Paar obere und untere Walzen umfast, welche einen Korrekturabschnitt haben, mit dem sie einen Stegabschnitt und Flanschabschnitte der U-förmigen Spundwandstahlbohlen ergreifen. Die Walzenbegradigung umfasst einen Verbindungsbegrenzungsabschnitt der neben beiden Seiten des Korrekturabschnittes der oberen Walze vorgesehen ist, welche den Verbindungsabschnitt der U-förmigen Spundwandstahlbohle einschränkt.
Die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 55-70418 schlägt eine ähnliche Einrichtung vor.
Wie zum Beispiel in 5 gezeigt, sind die Begradigungswalzen 10 von U-förmigen Spundwandstahlbohlen so entworfen, dass ein Steg 12, Flansche 14 und die Verbindung 16, jeweils auf ihrer äußeren Fläche, durch eine Begradigungswalze 10a, 10b und eine Walze 18, jede getrennt von einander, begrenzt sind, um so die Korrektur durch wiederholtes Biegen in Längs- und Querrichtung zu erreichen, und derart, dass die Breite einer Bohle durch Walzen 18 angepasst werden kann, welche die äußeren Flächen der Verbindung 16 begrenzen. Wie vorher schon erwähnt, kann eine Missbildung ohne Verformung der Querschnittsform korrigiert werden, da die Korrektur durchgeführt wird, wenn der Steg und der Flansch fixiert sind.
Für U-förmige Spundwandstahlbohlen, die einen Arm 19 zwischen einer Verbindung 16 und einen Flansch 14 haben, wie in 6 gezeigt, unterscheidet sich jedoch der Winkel zwischen dem Flansch und der Verbindung von einem Sollwinkel für das Endprodukt.
DE-A-332 562 offenbart einen Apparat vom Biegen von geformten Stahl, wie Bulbeisen. Um das Knicken des Stegs des Bulbeisens während des Biegens zu verhindern, hat der Apparat eine untere und obere Klemmbacke, welche gegen den Steg drückt. Zudem drückt die obere Klemmbacke gegen die innere Seite des Flansches und die äußere Seite der Knolle des Bulbeisens.
(Offenbarung der Erfindung)
Ein Hauptziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine neue Begradigungsmethode und eine Lehre dafür zur Verfügung zustellen, welche die Nachteile der herkömmlichen Methoden und Lehren zum Korrekturbiegen von gebogenen U-förmigen Spundwandstahlbohlen in der Längsrichtung beseitigt.
Ein noch genaueres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es eine neue Begradigungsmethode und dafür eine Lehre anzubieten, welche wirksam das Biegen von U-förmigen Spundwandstahlbohlen korrigieren kann, insbesondere Spundwandstahlbohlen welche eine hohe Steifheit beim Biegen in Längsrichtung haben, wie U-förmige Spundwandstahlbohlen, die einen Armabschnitt zwischen Flanschen und einer Verbindung (Kralle) haben.
Ein zweites Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Begradigungswalzenmethode anzubieten, welche eine Korrektur des Verziehens ohne Verformung der Querschnittsform von U-förmige Spundwandstahlbohlen, die einen Armabschnitt haben, erreichen kann.
Die Erfinder vollendeten die vorliegende Erfindung, basierend auf den Erkenntnissen, dass, um das Biegen von U-förmigen Stahlbohlen gründlich zukorrigieren, welche ein hohe Steifheit beim Biegen in Längsrichtung haben, es wirksam ist, Druckkraft auf die äußere Fläche eines der Flansche so wie eine Druckkraft auf die innere Fläche des anderen Flansches in der gleichen Richtung auszuüben.
Weiterhin studierten die Erfinder das Problem, dass sich der Winkel zwischen einem Flansch und einer Verbindung von dem des Endprodukts unterscheidet, wenn das Verziehen durch Walzen für U-förmige Spundwandstahlbohlen korrigiert wird, die einen Armabschnitt haben. Die Erfinder vollendeten die vorliegende Erfindung, basierend auf der Erkenntnis, dass es nicht ausreicht, lediglich die ganze Fläche des Steges und der Flansche zu fixieren, sondern das die Korrektur solch eines Armabschnittes genau erreicht werden kann, dadurch dass nicht nur der Steg und der Flansche fixiert werden, sondern auch ein Armabschnitt mit seiner gesamten Fläche, bevorzugt dann, wenn eine Walzenbegradigung mit eingebauten oberen und unteren Walzen benützt wird.
Deshalb ist die vorliegende Erfindung eine Begradigungsmethode für U-förmige Spundwandstahlbohlen zum Korrigieren des Biegens in Längsrichtung, wobei das Biegen während des Warmwalzen entstanden ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Druckkraft auf eine äußere Fläche einer der Flansche der U-förmigen Spundwandstahlbohle angewandt wird und gleichzeitig eine Druckkraft auf die innere Fläche des anderen Flansches angewandt wird.
Ein anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Korrekturlehrenaufbau für U-förmige Spundwandstahlbohlen, welcher ein erstes Lehreelement aufweist, welches eine Fläche, hat die gegen die äußere Fläche eines der Flansche der zu korrigierenden U-förmigen Spundwandstahlbohle gedrückt wird, zusammen mit einem zweitem Lehreelement, welches mit dem ersten Lehreelement verbunden ist, und welches eine Oberfläche aufweist, die gegen die innere Fläche des anderen Flansches der zu korrigierenden U-förmigen Spundwandstahlbohle gedrückt wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein Einbauabschnitt in einem Verbindungsabschnitt zwischen dem ersten Lehreelement und dem zweiten Lehreelement vorgesehen sein, um es möglich zu machen, das zweite Lehreelement, das eine Fläche hat welche gegen die innere Fläche eines Flansches drückt, mit dem ersten Lehreelement zu verbinden und zu trennen, das eine Fläche hat, welche gegen die äußere Fläche des anderen Flansches drückt.
Nach einer anderen bevorzugten Ausführungsform kann ein Anpassmechanismus in einem Verbindungsabschnitt zwischen dem ersten Lehreelement und dem zweitem Lehreelement, vorgesehen sein, welcher eine Relativposition in Richtung der Breite des zweiten Lehreelements einstellen kann, welches eine Fläche aufweist, welche gegen die innere Fläche eines Flansches hinsichtlich des ersten Lehreelements gedrückt wird, welches eine Fläche aufweist, welche gegen die äußere Fläche des anderen Flansches gedrückt wird.
Ein weiterer Aspekt der vorliegende Erfindung eine Methode zum Korrigieren von Verformungen U-förmiger Spundwandstahlbohlen, welche Stegabschnitte, Flanschabschnitte und Verbindungsabschnitte sowie einen Armabschnitt zwischen dem Flanschabschnitt und Verbindungsabschnitt aufweisen, die dadurch gekennzeichnet ist, dass ein Walzenrichter benützt wird, mit welchem, nicht nur der Steg- und Flanschabschnitt sondern auch der Armabschnitt an der unteren und oberen Seite fixiert wird, und bevorzugt ein Walzenbegradiger, welcher, eingebaute obere und untere Walzen hat.
Nach der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine Begradigungswalze, wenn ein Armabschnitt zwischen Flansch- und Verbindungsabschnitt fixiert ist, benützt werden, um den Armabschnitt von der unteren und oberen Seite des Armabschnitts mit einem Winkel, der sich von dem für das Endprodukt benötigten unterschiedet, zu fixieren.
Damit weisen die Begradigungswalzen, welche eine Korrektur der Verformung der U-förmigen Spundwandstahlbohle durch wiederholtes Biegen in der Quer- und Längsrichtung erzielen, nach dem erfindungsgemäßen Walzenbegradigungsverfahren Walzen auf, die die obere Seite der Bohle fixieren, und Walzen, welche die untere Seite der Bohle fixieren, wobei die oberen und unteren Walzen in einer Zickzack-Anordnung angebracht sind.
(Kurzbeschreibung der Zeichnungen)
1 ist eine schematische Darstellung des Verziehen von Spundwandstahlbohlen.
2 ist eine schematische Darstellung des Biegens von Spundwandstahlbohlen.
3 ist eine schematische Darstellung, die das Druckkorrigieren des Biegen von Spundwandstahlbohlen zeigt.
4a zeigt einen Weg zum Verringern der Breite von Spundwandstahlbohlen durch Druckbegradigung und 4b zeigt die Bildung von lokalen Rissen in der Oberfläche eines Flansches.
5 ist eine Darstellung einer herkömmlichen Walzenbegradigung für Spundwandstahlbohlen.
6 ist eine Darstellung einer herkömmlichen Walzenbegradigung für Spundwandstahlbohlen, welche einen Armabschnitt haben.
7 ist eine Darstellung für das Druckkorrigieren gemäß der vorliegenden Erfindung.
8 ist eine Darstellung eines Beispiels eines Lehreaufbaus zum Druckkorrigieren gemäß der vorliegenden Erfindung.
9 ist eine Darstellung eines weiteren Beispiels eines Lehreaufbaus für das Druckkorrigieren gemäß der vorliegenden Erfindung.
10 ist eine Darstellung einer Anordnung von Korrekturwalzen und eines U-förmigen Stahlblechs, welches Arme gemäß der vorliegenden Erfindung hat.
11a und 11b sind Darstellungen der oberen bzw. unteren Begradigungswalzen für U-förmige Spundwandstahlbohlen, welche Arme gemäß der vorliegenden Erfindung haben.
12 ist eine Darstellung eines Abschnitts einer U-förmige Spundwandstahlbohle während die Korrektur mit der oberen Walze durchgeführt wird.
13 ist eine Darstellung eines Abschnitts einer U-förmigen Spundwandstahlbohle während die Korrektur mit der unteren Walze durchgeführt wird.
14 ist ein Graph, der die Schwankungen des Winkels zwischen einem Arm und einem Flansch in Bezug auf die Längsentfernung zeigt.
15 ist ein Graph, der die Schwankungen des Winkels in Bezug auf die Längsentfernung zeigt.
16 ist ein Graph, der die Schwankungen des Winkels zwischen einem Arm und einem Flansch in Bezug auf die Längsentfernung zeigt.
17 ist ein Graph, der die Schwankungen eines Winkels in Bezug auf die Längsentfernung zeigt.
(Beste Ausführungsform der Erfindung)
Gemäß der Korrekturmethode der vorliegenden Erfindung wird die Druckkraft, durch einen Pfeil in 7 dargestellt, auf die äußere Fläche 22 eines Flansches 21 einer U-förmigen Spundwandstahlbohle 20, die zu korrigieren ist, ausgeübt und gleichzeitig wird eine Druckkraft auf die innere Fläche 23 des anderen Flansches 21 ausgeübt, um ihn in die gleiche Richtung zu drücken. Deshalb wird eine Druckkraft auf beide Flanschen 21, 21 einheitlich ausgeübt, und es tritt weder eine Verkleinerung der Breite, noch treten lokale Verformungen, wie Ausbuchtungen der Flansche 21, 21 auf.
Die Stärke der ausgeübten Druckkraft, die auf die äußeren Fläche 22 eines Flansches 21 ausgeübt wird, kann gleich oder in einem gewissen Ausmaß größer als jene sein, welche auf die der innere Fläche 23 des anderen Flansches 21 ausgeübt wird. Vorzugsweise ist es erwünscht, dass die gleiche Stärke der Druckkraft sowohl auf die innere wie die äußere Fläche ausgeübt wird, um so das Auftreten von Änderungen der Breite der hergestellten Bohlen und lokale Missbildungen an den Flanschen zu verhindern.
Wenn in dieser Hinsicht gemäß der herkömmlichen Methode, dargestellt in 3, eine Druckkraft nur auf die äußere Fläche eines der Flansche einer U-förmigen Spundwandstahlbohle 1 ausgeübt wird, dann werden dort lokale Verformungen, wie Risse, an den Flanschen, auf die die Druckkraft ausgeübt wird, auftreten, wie in 4b gezeigt.
8 stellt ein Beispiel eines Lehreaufbaus dar, der für die Korrekturmethode der vorliegenden Erfindung benutzt werden kann. Der Lehreaufbau enthält ein erstes Lehreelement, welches in Kontakt mit der äußeren Fläche 22 eines Flansches 21 der zu korrigierenden U-förmigen Spundwandstahlbohle kommt und dagegen drückt, und ein zweites Lehreelement 25, welches einen Flansch 21 überspannt und in Kontakt kommt mit der inneren Fläche 23 des anderen Flansches 21. Das erste Lehreelement 24 wird bezeichnet werden als Lehre A und das zweite Lehreelement 25 wird von hier ab als Lehre B bezeichnet.
In 8 sind die Lehre A und die Lehre B passend verbunden durch einen Verbindungsabschnitt 26. In der Ausführungsform, dargestellt in 8, sind Lehre A und Lehre B geeignet angepasst und durch einen Bolzen 28 befestigt, welcher durch das Schraubloch 27 geschraubt ist, welches auf der Seite der Lehre B vorgesehen ist. Alle Arten von Verbindungen der Lehren, wie zum Beispiel, integrierte Typen, zusammensteckbare Typen, Zapfen- und Zapfenlochtypen, etc. können benutzt werden. Der oben erwähnte zusammensteck- und schraubbare Typ ist bevorzugt, denn er ist der einfachste und zuverlässigste unter ihnen.
Wenn die Lehren, wie oben erwähnt, angebracht sind, wird in dem Fall der in 8 dargestellt ist, eine Druckkraft auf die Verbindungsseite 29, welche an der Lehre A vorgesehen ist, durch einen Druckrammkopf in der Richtung, welche durch Pfeile dargestellt ist, ausgeübt.
In der dargestellten Ausführungsform sind zum einfachen Handhaben die Lehre A und die Lehre B so entworfen, dass sie in dem Verbindungsabschnitt lösbar sind. Alternativ können sie eine einstückige Struktur haben.
In noch einer weiteren Ausführungsform können die zwei Lehren, statt einen Aufbau zu benützen, bei dem die Lehre A und die Lehre B in dem Verbindungsabschnitt fest verbunden sind, lose aneinander angepasst sein, sodass es möglich ist, ihre relativen Positionen zu verändern. Mit einem solchen Aufbau der Lehren ist es möglich, eine Druckkraft in zwei Teile passend zuteilen, basierend auf eine Fluktuation der Maße der zukorrigierenden Spundwandbohlen, zum Beispiel der Breite, welche gleichzeitig auf eine äußere Fläche eines Flansches und auf eine innere Fläche des anderen Flansche ausgeübt werden, sodass es möglich ist, Korrekturen des Biegens effizient vorzunehmen, ohne dass lokale Verformungen an den zukorrigierenden Spundwandbohlen auftreten.
Solch ein Aufbau, wie in 9 dargestellt, kann erreicht werden durch das Benützen eines sogenannten Schiebetypverbindungsabschnitt, durch den die relative Position zwischen Lehre A 24 und Lehre B 25 leicht verändert werden kann, wie dargestellt durch den Pfeil, und ihre Position kann zum Beispiel durch einen Befestigungsmechanismus der Schraubart (nicht dargestellt) festgemacht werden.
Um das Biegen U-förmiger Spundwandstahlbohlen in einer der oben erwähnten Weisen des Druckkorrigierens gemäß der vorliegenden Erfindung zu korrigieren, wird, wie dargestellt in 8, wenn eine U-förmige Spundwandstahlbohle 20 zu einer vorbestimmten Position kommt, nachdem sie von einer Förderwalze R befördert wurde, die Bohle in ihrer Position durch einen Lehreaufbau mit der Lehre A und der Lehre B befestigt, und dann wird eine Druckkraft in der mit den Pfeilen angezeigten Richtung ausgeübt. Befestigungspunkte der Lehren sind vorgesehen, wie dargestellt in 3, und zwar einer an der Druckseite und zwei an der stützenden Seite für die U-förmige Spundwandstahlbohle 20. Da der Korrekturablauf in der selben Weise durchführbar ist wie bei den herkömmlichen Methoden, wird eine weitere Erklärung des Korrekturablauf weggelassen.
Auch wenn 8 eine Spundwandstahlbohle darstellt, welche einen Armabschnitt zwischen einem Gelenk (Kralle) und einem Flansch hat, kann die Methode der vorliegenden Erfindung auch für eine herkömmliche U-förmige Spundwandstahlbohle (ohne einen Armabschnitt) benützt werden, mit Änderungen der Form der Lehre in einem gewissen Ausmaß übereinstimmend mit der Form des Endprodukts, wobei sich der Effekt wie im Falle einer Bohle mit einem Armabschnitt ergibt. Zudem ist in diesem dargestellten Beispiel die zukorrigierende Spundwandbohle in Form eines aufrechten U's positioniert, aber sie kann auch in Form eines nach unten zeigenden U's positioniert sein. Im letzterem Fall kann die Spitze und der Boden der Lehreelemente umgedreht werden, übereinstimmend mit der umgedrehten Form der zukorrigierenden Spundwandbohle.
Als nächstes wird die Walzenkorrektur des Verziehens von U-förmigen Spundwandstahlbohlen erklärt.
10 ist eine Darstellung einer Anordnung von Begradigungswalzen für U-förmige Spundwandstahlbohlen, welche einen Arm haben, als ein Beispiel einer Begradigungswalze der vorliegenden Erfindung. In den Zeichnungen ist eine U-förmige Spundwandstahlbohle, einschließlich eines Stegs 30, Flanschen 32, eines Arms 34 und Verbindungen 35, durch die oberen Walzen 36, 36 und unteren Walzen 38, 38 zusammen mit den äußeren Walzen 40 in Bezug auf den Steg und Flansche sowie die Arme fixiert. In der dargestellten Ausführungsform hat jede der oberen und unteren Begradigungswalzen 36, 38 eine einteilige Konstruktion, so das es möglich ist, den Steg 30 und die Flansche 32 mit den gleichen Walzen zu fixieren.
Wenn der Winkel zwischen einem Arm 34 und einem Flansch 32 vor der Korrektur sich unterschiedet von dem des Endprodukts, ist jede Walze 36, 38 mit einem konischen Abschnitt ausgerüstet, welcher den Arm 34 fixiert, wobei das Korrigieren durch wiederholtes Biegen ausgeübt werden kann, um den Winkel zu korrigieren, so dass er der gleiche ist wie der des Endprodukts.
11a und 11b zeigen schematisch ein Beispiel für solche Begradigungswalzen der vorliegenden Erfindung. Verglichen mit dem Fall in 10 ist zu beachten, dass die Walzen 36 und 38 mit einem konischen Abschnitt ausgestattet sind, welcher den Winkel α hat.
In beiden Fällen werden Begradigungswalzen benützt, um nicht nur einen Steg und Flansche sondern auch die Arme von oben und unten zu fixieren. Besonders in dem Fall, der in
11a und 11b gezeigt ist, werden, wenn ein Armabschnitt zwischen Flansch- und Verbindungsabschnitten fixiert ist, Begradigungswalzen benützt, um den Arm von oben und unten in einem Winkel, der sich vom Endprodukt unterscheidet, zu fixieren.
Es ist zu beachten, dass in der Zeichnung die oberen und unteren Walzen 36, 38 dargestellt sind, als wären die Walzenachsen in der gleichen vertikalen Ebene ausgerichtet, aber tatsächlich sind sie in einem Zickzackschema angeordnet.
Eine Methode, bei der die Walzenbegradigung effizient genützt werden kann, in dem die Armabschnitte wie oben beschrieben fixiert werden, wird nachstehend beschrieben.
Das Begradigen durch wiederholtes Biegen wird mit den oberen und unteren Walzen durchgeführt, welche in einer Zickzackform positioniert sind und die Bohle an drei Punkten berühren. Ein Beispiel wird beschreiben, in dem eine korrigierende Kraft von den oberen Walzen ausgeübt wird und die Kraft von den unteren Walzen aufgenommen wird. In diesem Fall verkleinert sich, wie in 12 gezeigt, der Winkel zwischen Arm 34 und Flansch 32, wenn der Arm 34 nicht fixiert ist. Und zwar verformt sich der Arm in einer solchen Weise, dass ein nach oben stehender Winkel θ des Arms 34 sich aufwärts vergrößert. In der Zeichnung ist der Arm 34 in der durch Pfeile angezeigten Richtung verformt. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann demgegenüber der Abschnitt der U-förmigen Spundwandstahlbohle ohne Auftreten von Verformungen gehalten werden, wenn der Arm 34 von oben wie auch von unten fixiert ist.
Zudem nimmt, wenn eine Korrekturkraft von den unteren Walzen ausgeübt wird und von den oberen Walzen aufgenommen wird, wie in 13 gezeigt, der Winkel zwischen dem Arm 34 und dem Flansch 36 zu, wenn der Arm 34 nicht fixiert ist. Und zwar verformt sich der Arm in einer solchen Weise, dass ein aufrechter Winkel θ des Arms 34 sich abwärts vergrößert. In der Zeichnung ist der Arm 34 in der durch Pfeile angezeigten Richtung verformt. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann der Abschnitt der U-förmige Spundwandstahlbohle ohne Auftreten von Verformungen gehalten werden, wenn der Arm 34 von oben wie auch von unten fixiert ist.
Deshalb ist es möglich, gemäß der vorliegenden Erfindung das Begradigen ohne Schäden der Querschnittsform eines Endprodukts zu erreichen, wenn die Armabschnitte zusammen mit Steg- und Flanschabschnitten fixiert sind, und vorzugsweise die Steg- und Flanschabschnitte von oben und unten mit den gleichen Walzen fixiert sind, wie in 12 und 13 dargestellt. Besonders wenn alle Abschnitte außer den Gelenk- oder Verbindungsabschnitten durch die Walznuten fixiert sind, ist es möglich, nicht nur Verziehen in einer vertikalen Richtung sondern auch leichtes Biegen in einer horizontalen Richtung effizient zu korrigieren.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es daher einfach, selbst bei U-förmigen Spundwandstahlbohlen, welche eines Armabschnitts haben und eine hohe Steifheit gegen Verziehen und Biegen aufweisen, im Vergleich mit U-förmigen Spundwandstahlbohlen ohne Arm, ein leichtes Biegen in Längsrichtung sowie Verziehen in vertikaler Richtung mittels Druckkorrektur oder Walzkorrektur zu beseitigen, wobei der Armabschnitt in dem gewünschten Winkel gehalten werden kann.
Beispiele
Auswirkungen der vorliegenden Erfindung werden im Detail anhand der folgenden Ausführungsbeispiele erklärt.
(Beispiel 1)
Ergebnisse des Druckkorrigieren der vorliegenden Erfindung werden für U-förmige Spundwandstahlbohlen gezeigt, welche einen Armabschnitt zwischen Verbindungs- und Flanschabschnitten haben.
Die Abmessungen der zu verformenden Spundwandbohlen sind in Tabelle 1 gezeigt. Die Druckkorrektur wird durch das Benutzen einer Druckmaschine, welche einen ölhydraulischen Zylinder der horizontalen Art einschließt, durchgeführt. Die Distanz zwischen den Lehren auf der Aufnahmeseite (entsprechend der Distanz zwischen Lehre 6, 8 in 3) war 1,2 m.
Um das Biegen in Längsrichtung über die volle Länge der zu korrigierenden Spundwandbohle zu entfernen, wurde eine Druckkorrektur intermittierend durchgeführt, während die Spundwandbohle in horizontaler Richtung in Schritten von 1.2 m nach jeder Druckkorrektur transportiert wurde. Eine Lehreanordnung, die für die Druckkorrektur mit der vorliegenden Erfindung benutzt wurde, schließt eine Lehre A und eine Lehre B ein, wie in 8 gezeigt. Zum Vergleich, wurde eine herkömmliche Methode, in welcher nur Lehre A angewandt wurde, ausgeführt, um das Biegen in der Längsrichtung zu beseitigen.
Tabelle 2 zeigt das Biegen in Längsrichtung, welches in dem Endprodukt nach der Korrektur mit der vorliegenden Erfindungsmethode und der herkömmlichen Methode verbleiben. Wie aus den in Tabelle 2 gezeigten Ergebnissen ersichtlich ist, wurde das Biegen nach dem Korrigieren gemäß der vorliegenden Erfindung merklich verringert. Im Gegensatz dazu blieb bei der herkömmlichen Methode das Biegen selbst nach der Korrektur wesentlich unverändert und stattdessen wurden Verformungen, wie Schwankungen in Breite, und lokale Verformungen in der Flanschoberfläche im Endprodukt gefunden.
Tabelle 1
Tabelle 2
(Beispiel 2)
Die Druckkorrektur wurde bei einer herkömmlichen U-förmigen Spundwandstahlbohle durchgeführt, welche keinen Arm zwischen Steg- und Flanschabschnitten hat. Die Ergebnisse werden nachstehend im Detail beschrieben.
Die Abmessungen der zu korrigierenden Spundwandbohle sind in Tabelle 3 gezeigt. In diesem Beispiel wurde Druckkorrektur gemäß der vorliegenden Erfindung durchgeführt, um das Biegen in Längsrichtung an beiden Enden zu beheben (ungefähr 1,2 m von der Kante von jedem Ende), das nach der vorangehenden Walzenbegradigung überbliebt. Mit anderen Prozeduren wurde Beispiel 1 wiederholt.
Tabelle 4 zeigt das Biegen in Längsrichtung, das in dem Endprodukt nach Korrektur mit der vorliegenden Erfindungsmethode und der herkömmlichen Methode überbleibt. Wie aus den in Tabelle 4 gezeigten Ergebnissen ersichtlich ist, wurde nach Korrigieren gemäß der vorliegenden Erfindung das Biegen an den Kanten merklich verringert und das Biegen konnte in kurzer Zeit behoben werden. Deshalb kann gemäß der vorliegenden Erfindung ein Korrigieren des Biegens effizient erreicht werden.
Tabelle 3
Tabelle 4
(Beispiel 3)
In diesem Beispiel wurde eine Walzenkorrektur gemäß der vorliegenden Erfindung bei U-förmigen Spundwandstahlbohlen durchgeführt, welche einen Arm zwischen Steg- und Flanschabschnitten haben.
Die Abmessungen der zu korrigierenden Spundwandbohlen sind in Tabelle 5 gezeigt.
Tabelle 5
Zum Vergleich wurden herkömmlichen Begradigungswalzen benutzt, um nur den Steg und die Flansche getrennt zu fixieren, wie in 6 gezeigt. Gemäß der vorliegenden Erfindung wurde jedoch der Steg und die Flansche gleichzeitig von den gleichen Walzen fixiert, das heißt von einstückigen Walzen, wie in 10 gezeigt, und ein Arm war auch fixiert von den gleichen oberen und unteren walzen. Der Abschnitt der Bohle wurde nach Korrektur des Biegens mit der herkömmlichen Methode und der vorliegenden Erfindungsmethode untersucht.
Wenn die Begradigungswalzen der vorliegenden Erfindung angewandt wurden, war das Verziehen in Längsrichtung komplett behoben und die Querschnittsform des Arms und die Breite blieben im Wesentlichen unverändert.
Wenn ein Steg, Flansche und ein Arm getrennt von unterschiedlichen oberen Walzen gemäß der vorliegenden Erfindung fixiert wurden, war das Korrigieren des Verziehens mit solchen getrennten Walzen unzureichend, da es unmöglich ist, das Grenzgebiet zwischen dem Steg und dem Flansch wie auch das Grenzgebiet zwischen dem Flansch und dem Arm mit Walzen zu fixieren.
14 zeigt die Variation der Winkel zwischen einem Flansch und einem Arm in Bezug auf den Längsabstand und 15 zeigt die Variation der Breite in Bezug auf den Längsabstand.
14 ist ein Graph, der durch Einzeichnen der Variation (Δ θ, Winkel) eines Winkels (θ) eines Arms vor und nach der Korrektur in Bezug auf den Längsabstand (L₀) einer U-förmigen Spundwandstahlbohle erhalten wird. Wie durch den Graph ersichtlich ist, war im Fall der vorliegenden Erfindung, angezeigt durch das Symbol •, die Variation im Wesentlichen konstant, unabhängig von dem Längsabstand. Im Unterschied dazu wurde im herkömmlichen Fall, angezeigt durch das Symbol 0, der Arm nach unten gebogen. Abhängig von dem Ausmaß der Reduzierung oder eines Reduzierungsmusters während der Korrektur wurde mit der herkömmlichen Methode (0) der Arm nach oben oder nach unten gebogen, aber die Tendenz der Verformung war die gleiche wie in diesem Fall.
15 ist ein Graph, der durch Einzeichnen der Unterschiede (ΔW₀) in der Breite (W₀) vor und nach der Korrektur in Bezug auf den Längsabstand (L₀) einer U-förmigen Spundwandstahlbohle erhalten wurde. In den Zeichnungen sind Beispiele der vorliegenden Erfindung durch das Symbol • gezeigt, und Beispiele der herkömmlichen Methode sind durch das Symbol 0 gezeigt. Im Fall der vorliegenden Erfindung trat keine wesentliche Variation auf.
Deshalb blieb, gemäß der vorliegenden Erfindung, verglichen mit der herkömmlichen Methode, der Winkel zwischen den Flanschabschnitten und dem Armabschnitt sowie die Breite mit guten Ergebnissen unverändert.
(Beispiel 4)
In diesem Beispiel wurden, in der gleichen Art und Weise wie im Beispiel 3, die Begradigungswalzen, die in 10 gezeigt sind, und die Begradigungswalzen, welche konische Abschnitte haben, die in 11 gezeigt sind (konischer Winkel ist 3°), benutzt, um festzustellen, ob Unterschiede in Bezug auf die Querschnittsform nach dem Korrigieren des Biegens gefunden werden.
In beiden Fällen war das Verziehen in Längsrichtung erfolgreich behoben.
16 zeigt eine Variation (Δθ) des Winkels (θ) eines Arms vor und nach der Korrektur in Bezug auf den Längsabstand (L₀) und 17 zeigt eine Variation (ΔW₀) der Breite (W₀) vor und nach der Korrektur in Bezug auf den Längsabstand (L₀). In den Zeichnungen zeigt das Symbol • den Fall an, in welchem kein konischer Abschnitt vorgesehen war und das Symbol "+" zeigt den Fall an, in welchem Walzen mit konischen Abschnitt eingesetzt wurden. Abhängig von dem Ausmaß der Reduzierung oder eines Reduzierungsmusters während der Korrektur war in dem Fall, in welchem kein konischer Abschnitt vorgesehen war (•), der Arm nach oben oder nach unten gebogen, aber die Tendenz der Verformung war die gleiche in diesem Fall.
Es ist durch diese darin gezeigten Ergebnisse erkennbar, dass das Einrichten eines konischen Abschnitts eine Auswirkung auf das Verkleinern der Variation sowohl des Winkels des Arms wie der Breite hat.
(Industrielle Anwendbarkeit)
Es ist aus den obigen Arbeitsbeispielen ersichtlich, dass es bei Anwenden der Druckkorrektur und der Korrekturlehren der vorliegenden Erfindung es möglich ist, in kurzer Zeit ein effizientes Korrigieren von U-förmigen Spundwandstahlbohlen zu erreichen und insbesondere möglich ist, eine Druckkorrektur, ohne das Auftreten von Verformungen, sogar von Spundwandstahlbohlen, welche eine hohe Steifheit beim Biegen in Längsrichtung haben, wie solche U-förmigen Spundwandstahlbohlen, welche einen Armabschnitt haben, effizient zu erreichen. Deshalb hat die vorliegende Erfindung eine merkliche Effektivität von industriellen Standpunkt aus.
Außerdem können die Korrekturwalzen der vorliegenden Erfindung dazu benutzt werden, um eine Walzenkorrektur von U-förmigen Spundwandstahlbohlen, welche einen Arm haben, ohne Veränderungen der Querschnittsform der Bohle zu erreichen, d. h. die Größe der Breite und der Winkel zwischen Arm- und Flanschabschnitten.

Claims

Verfahren zum Richten U-förmiger Spundwandstahlbohlen (20) zur Korrektur in Längsrichtung, wobei die Biegung während des Warmwalzens gebildet worden ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Druckkraft an einer Außenfläche (22) einer der Flansche (21) der U-förmigen Spundwandstahlbohlen (20) aufgebracht wird und gleichzeitig eine Druckkraft auf eine Innenfläche (23) des anderen Flansches (21) aufgebracht wird.
Korrekturlehreaufbau für U-förmige Spundwandstahlbohlen, dadurch gekennzeichnet, dass er ein erstes Lehreelement (24) aufweist, das eine Fläche besitzt, welche gegen die Außenfläche (22) eines der Flansche (21) der U-förmigen Spundwandstahlbohle (20) gedrückt wird, zusammen mit einem zweiten Lehreelement (25), welches mit dem ersten Lehreelement (24) verbunden ist und welches eine Oberfläche aufweist, die gegen eine Innenfläche (23) des anderen Flansches der U-förmigen Spundwandstahlbohle pressbar ist.
Korrekturlehreaufbau für U-förmige Spundwandstahlbohlen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anschlussabschnitt in einem Verbindungsabschnitt (26) zwischen dem ersten Lehreelement (24) und dem zweiten Lehreelement (25) vorgesehen ist, um es zu ermöglichen, das zweite Lehreelement (25), das eine Oberfläche aufweist, die gegen die Innenfläche (23) des Flansches (21) gepresst wird, mit dem ersten Lehreelement (24) zu verbinden oder davon zu lösen, welches eine Fläche aufweist, die gegen die Außenfläche (22) des anderen Flansches (21) gepresst wird.
Korrekturlehreaufbau für U-förmige Spundwandstahlbohlen nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anpassungsmechanismus in einem Verbindungsabschnitt (26) zwischen dem ersten Lehreelement (24) und dem zweiten Lehreelement (25) vorgesehen ist, wobei der Anpassungsmechanismus in der Lage ist, eine relative Position in Richtung der Breite des zweiten Lehreelements (25) einzustellen, welches eine Fläche aufweist, die gegen die Innenfläche (23) eines Flansches (21) gepresst wird, in Bezug auf das erste Lehreelement (24), welches eine Fläche aufweist, die gegen die Außenfläche (22) des anderen Flansches (21) gepresst wird.