EP1793044A1 - Warmgewalzte Flachprofil-Stahlspundbohle - Google Patents

Abstract

Eine warmgewalzte Flachprofil-Stahlspundbohle umfasst einen geraden Steg (12), der auf jeder Längsseite jeweils durch eine Schlossleiste (14) begrenzt ist. Der Steg (12) weist eine eingewalzte Verjüngung (24) auf, die derart ausgelegt ist, dass in einem Zugversuch von zwei mittels ihrer Schlossleisten (14) verbundenen Probestücken aus dieser Spundbohle, der Steg (12) sich im Bereich dieser Verjüngung (24) plastisch verformt bevor es zu einem Versagen der Schlossverbindung kommen kann. Das Walzen einer solchen Spundbohle, die sich in Zellenfangedämmen durch eine große plastischen Verformungskapazität auszeichnet, kann mit leicht abgeänderten Standardwalzen erfolgen und erfordert folglich keine große Investitionen.

Description

Technisches Gebiet
• Die vorliegende Erfindung betrifft eine warmgewalzte Flachprofil-Stahlspundbohle (straight web sheet pile), insbesondere für den Bau von Zellenfangedämmen (cellular cofferdams).
Stand der Technik
• Die ersten warmgewalzten Flachprofil-Stahlspundbohlen, nachfolgend auch kurz Flachspundbohlen genannt, wurden bereits Ende des 19ten Jahrhunderts in den USA eingesetzt. In Europa werden diese Flachspundbohlen seit den dreißiger Jahren des 20ten Jahrhunderts gewalzt. Sie umfassen einen in Wandachse liegenden, geraden Steg, der auf jeder Längsseite jeweils durch eine Schlossleiste begrenzt ist. Mittels dieser Schlossleisten können die einzelnen Flachspundbohlen zu einer durchgehenden Spundwand verbunden werden.
• Flachspundbohlen werden besonders zum Bau von Zellenfangedämmen (cellular cofferdams) ohne innere Verankerung eingesetzt. Je nach Form der Zellen unterscheidet man Kreis- oder Flachzellenfangedämme. In den U.S.A. gelangen ebenfalls sogenannte "offene Zellen" zur Ausführung (siehe z.B. die US Patent N° 6,715,964 ). Diese geschlossenen und offenen Zellen sind derart ausgelegt, dass die aus der Füllung und dem Wasserüberdruck herrührenden Belastungen die Flachspundbohlen nur auf Zug in Richtung der horizontalen Wandachse beanspruchen.
• Bei der Bemessung der Flachspundbohlen für solche Zellenfangedämme wird die Beanspruchung (z.B. die durch die "Kesselformel" ermittelte Ringzugkraft) dem Bohlenwiderstand gegenübergestellt. Dieser ergibt sich entsprechend der EN 1993-5, als das Minimum aus einem Versagen im Schloss und einem Fließen im Steg.
• Die Wahl der Stahlgüte für das Profil erfolgt beim Hersteller hierbei jedoch traditionell so, dass folgenden Bedingung erfüllt ist: $$\left({\mathrm{f}}_{\mathrm{y}}\mathrm{.}\mathrm{t}\right)\mathrm{/}{\mathrm{S}}_{\mathrm{1}}\mathrm{>}\mathrm{R}\mathrm{/}{\mathrm{S}}_{\mathrm{2}}\mathrm{\Rightarrow }{\mathrm{f}}_{\mathrm{y}}\mathrm{>}\left(\mathrm{R}\mathrm{.}{\mathrm{S}}_{\mathrm{1}}\right)\mathrm{/}\left(\mathrm{t}\mathrm{.}{\mathrm{S}}_{\mathrm{2}}\right)$$

  

  
  wobei:
• f_y = der Rechenwert der Fließgrenze;
• t = die Stegdicke;
• R = die vom Hersteller gewährleistete Mindestschlosszugfestigkeit (z.B. R = 5500 kN/m);
• S₁ = ein Sicherheitsbeiwert für das Fließen im Steg;
• S₂ = ein Sicherheitsbeiwert für das Versagen im Schloss;
wobei die Sicherheitsbeiwerte unterschiedlich sind für beide Versagensarten, z.B.:
• S₁ = 1,0 (Fließen im Steg);
• S₂ = 1,25 (Versagen im Schloss).
• Durch die Beachtung der oben angeführten Bedingung (1) ist sichergestellt, dass das Fließen im Steg bei Zugbelastung der Flachspundbohlen nie maßgebend wird, d.h. dass lediglich die vom Hersteller gewährleistete Mindestschlosszugfestigkeit R zu beachten ist. Hieraus ergibt sich ebenfalls, dass ein Versagen einer Flachspundbohlenverbindung fast immer auf ein Aufbrechen einer Schlossverbindung zurückzuführen ist.
• Ein Aufbrechen einer Schlossverbindung in der Zellenwand einer Fangedammzelle verursacht eine Diskontinuität in der Aufnahme der Ringzugkräfte. Es entsteht eine sich vergrößernde Lücke in der Zellenwand, durch welche die Bodenauffüllung der Fangedammzelle weggeschwemmt wird. Ohne ausreichende Bodenauffüllung kann die Fangedammzelle den aus dem Wasserüberdruck herrührenden Belastungen jedoch nicht mehr standhalten, so dass es zu ihrem Versagen kommt.
• Fast alle Flachspundbohlen haben symmetrische Schlossleisten vom Typ "Daumen/Finger", welche sich um 180° verdreht miteinander verhaken. Bei zwei verhakten Schlossleisten, hintergreifen sich die beiden Daumen, wobei die Finger den Daumen der gegenüberliegenden Schlossleiste jeweils umgreifen (siehe Fig. 1). Ein Versagen einer solchen Schlossverbindung erfolgt entweder durch Abreißen des auf Zug beanspruchten Daumens oder durch Öffnen, bzw. Bruch, des auf Biegung beanspruchten Fingers.
• Alle Hersteller von Flachspundbohlen haben aus Kostengründen in ihrem Standard-Lieferprogramm lediglich drei bis vier Flachspundbohlen, die sich im Wesentlichen durch die Dicke ihres Steges unterscheiden. Es kommen hierbei in der Regel Stegdicken von 11 bis 13 mm zur Ausführung. Die Wahl der Stahlgüte bestimmt dann die Mindestschlosszugfestigkeit des Profils, wobei in der Regel Werte von 2000-4000 kN/m gewährleistet werden. Neue hochfeste Stähle, wie z.B. der Stahl S 460 GP, erlauben sogar eine Mindestschlosszugfestigkeit von 5500 kN/m zu gewährleisten. Da eine erhöhte Stahlgüte auch zu einer Erhöhung der Streckgrenze im Steg führt, ist stets sichergestellt, dass die Bedingung (1) erfüllt bleibt. Es ist in diesem Zusammenhang ebenfalls hervorzuheben, dass Flachspundbohlen mit einem dickeren Steg in der Regel auch eine höhere Mindestschlosszugfestigkeit aufweisen, da beim Walzen eines dickeren Steges sich auch die für die Schlosszugfestigkeit maßgebenden Teile des Schlosses leicht dicker walzen lassen.
• Es kommt vor, dass mit Flachspundbohlen aus den Standard-Lieferprogrammen der Hersteller die für ein Bauprojekt erforderliche Mindestschlosszugfestigkeit nicht zu erzielen ist. Aus Kostengründen ist jedoch kaum ein Hersteller bereit, Spezialprofile für einzelne Bauprojekte zu walzen. In solchen Fällen ist es bekannt, die Mindestschlosszugfestigkeit von Profilen aus dem Standardprogramm dadurch zu erhöhen, dass man, ausgehend von einer bestehenden Kalibrierung, beim Walzvorgang das "Kaliber" weiter öffnet, d.h. den Spalt zwischen oberer und unterer Walze leicht größer einstellt. Hierdurch wird nicht nur der Steg leicht dicker, sondern auch die für die Schlosszugfestigkeit maßgebenden Teile des Schlosses werden kräftiger ausgebildet und bieten damit einen höheren Widerstand. Ein solches Verfahren ist z.B. in der JP55138511 beschrieben. Es ist anzumerken, dass auch bei dieser Vorgehensweise sichergestellt ist, dass die Bedingung (1) erfüllt bleibt.
• Zwecks Erhöhung der Schlosszugfestigkeit wurde ebenfalls vorgeschlagen, die Geometrie der Schlossleisten zu verändern (siehe z.B. die JP56020227 ). Hierzu müsste der Hersteller jedoch in neue Walzen investieren. Anschließend müsste er dann in seinem Lieferprogramm zwei unterschiedliche Schlossarten für Flachspundbohlen führen, was die Logistik nicht gerade vereinfacht. Aus beiden Gründen sind die Hersteller von Flachspundbohlen daher kaum bereit diesen Weg zu gehen.
• Man weiß ebenfalls seit langem, dass Flachspundbohlen in bestimmten Fangedämmen auch hohen dynamischen Belastungen ausgesetzt sein können. Die Zellenwände werden z.B. von Schiffen gerammt und sind, bei Spring- und Sturmfluten, dem Aufprall von schwerem Treibgut ausgesetzt. Viele Fangedämme werden zudem auch in erdbebengefährdeten Gebieten errichtet. Für solche dynamischen Belastungsfälle müssten die Flachspundbohlen eigentlich völlig anders als bisher ausgelegt werden. So müsste z.B. sichergestellt sein, dass die Flachspundbohlen eine wesentlich größere Verformungsenergie als bisher aufnehmen können, bevor es zum Versagen einer Schlossverbindung kommt. Da man jedoch davon ausging, dass zum Herstellen dieser völlig neuen Flachspundbohle sehr große Investitionen erforderlich sind, hat bis jetzt kein Hersteller eine Flachspundbohle auf den Markt gebracht, die besonders für die oben angeführten dynamische Belastungsfälle ausgelegt ist.
• Die vorliegende Erfindung beruht nun auf der überraschenden Erkenntnis, dass eine Flachspundbohle aus dem Standard-Lieferprogramm eines Herstellers mit einem sehr geringem Aufwand derart abgeändert werden kann, dass sie wesentlich besser für die Aufnahme von dynamischen Beanspruchungen geeignet ist.
Allgemeine Beschreibung der Erfindung
• Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass man in den Steg der Flachspundbohle eine Verjüngung einwalzt, die derart ausgelegt ist, dass in einem Zugversuch von zwei mittels ihrer Schlossleisten verbundenen Probestücken aus dieser Spundbohle, der Steg sich im Bereich dieser Verjüngung plastisch verformt, bevor es zu einem Versagen der Schlossverbindung kommen kann. Mit geringem Aufwand, nämlich dem einfachen Einwalzen einer Verjüngung in den Steg, was mit einem nur leicht abgeänderten Walzensatz für Flachspundbohlen des Standardprogramms, d.h. ohne große Investitionen in neue Walzgerüste, geschehen kann, lässt sich eine Spundbohle schaffen die, im Gegensatz zu bekannten Flachspundbohlen, in einer Spundwand ein ausgeprägtes plastisches Arbeitsvermögen aufweist. Durch dieses ausgeprägte plastische Arbeitsvermögen ist eine Spundwand mit erfindungsgemäßen Flachspundbohlen wesentlich besser für die Aufnahme von dynamischen Beanspruchungen geeignet und kann besonders vorteilhaft in Fangedämmen eingesetzt werden die z.B. folgenden Gefahren ausgesetzt sind: Rammen durch Schiffe, Aufprall von schwerem Treibgut bei Sturm- und Springfluten sowie Erdbeben. Die Stege der erfindungsgemäßen Spundbohlen in der Zellenwand können unter solchen Belastungen eine nicht unbedeutende Verformungsenergie aufnehmen, ohne dass es zum Aufbrechen einer Schlossverbindung kommt.
• Um den gewünschten Effekt zu erzielen, soll der Steg vorzugsweise für eine nominelle Versagenslast ausgelegt sein, die weniger als 90% der gewährleisteten Mindestzugfestigkeit der Schlossleisten beträgt. In einem Zugversuch von zwei mittels ihrer Schlossleisten verbundenen Probestücken aus dieser Spundbohle soll dann für den Steg eine plastische Verschiebungstrecke von mindestens 1% der Gesamtbreite der Spundbohle gemessen werden.
• Die Verjüngung soll vorzugsweise symmetrisch zur Mittelachse des Steges ausgebildet sein, so dass sie zu beiden Schlossleisten einen gleichen Abstand aufweist. Sie bildet vorteilhaft einen zentralen Abschnitt mit einer Breite B und einer konstanten Dicke t aus, wobei t die Minimaldicke des Steges ist. Die Breite B beträgt vorzugsweise zwischen 5% und 80% der Gesamtbreite W des Steges. Gute Resultate werden normalerweise bereits mit einer Breite B zwischen 30 und 100 mm erreicht. Alternativ kann die Dicke der Verjüngung bis zur Mittelachse des Steges stetig abnehmen, und die Minimaldicke des Steges dann erst auf der Mittelachse des Steges erzielt werden.
• Der Steg weist seine maximale Dicke vorteilhaft im Anschlussbereich der Schlossleisten auf. Er weist, z.B. vorteilhaft entlang jeder Schlossleiste einen Abschnitt mit einer Breite b₀ und einer konstanten Dicke t₀ auf, wobei t₀ die Maximaldicke des Steges ist. Normalerweise wird t₀ 13 bis 14 mm betragen.
• Die Verjüngung weist vorteilhaft eine konvexzylindrische Oberfläche mit einem Radius R₁ auf, an die sich zur Mittelachse des Steges hin eine konkavzylindrische Oberfläche mit einem Radius R₂ anschließt, wobei R₂ wesentlich größer als R₁ und um ein Vielfaches größer als die nominelle Breite der Spundbohle ist.
• Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung können der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung und den beiliegenden Zeichnungen entnommen werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
• Die beiliegenden Zeichnungen zeigen eine bevorzugte, jedoch nicht ausschließliche Ausführungsform der Erfindung, wobei:

Fig. 1

ein Querschnitt durch drei verhakte Flachprofil-Stahlspundbohlen aus dem Standard-Lieferprogramm eines Herstellers ist;

Fig. 2

ein Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Flachprofil-Stahlspundbohle ist, wobei nur die linke Hälfte der Spundbohle gezeigt ist; und

Fig. 3

ein Diagramm ist, das Last-Verschiebungskurven für eine Standard-Flachspundbohle und für zwei erfindungsgemäße Flachspundbohlen wiedergibt.

Beschreibung einer Ausführung der Erfindung anhand der Zeichnungen
• Die Fig. 1 zeigt warmgewalzte Flachprofil-Stahlspundbohlen 10'₁, 10'₂ und 10'₃ wie sie seit Jahrzehnten von verschiedenen Herstellern angeboten werden. Eine solche Flachspundbohle 10'₁ umfasst einen geraden Steg 12' und zwei symmetrische Schlossleisten 14'₁, 16'₁. Letztere sind vom Typ "Daumen/Finger" und begrenzen den Steg 12' an seinen beiden Längsseiten.
• Die Abmessungen einer solchen Flachspundbohle werden grundsätzlich wie in Fig. 1 gezeigt definiert, wobei die nominelle Breite der Flachsundbohle 10'₁ mit "L", die Breite ihres Steges mit "W" und die Dicke ihres Steges mit "t" bezeichnet ist. Flachspundbohlen aus den gängigen Lieferprogrammen der Hersteller haben z.B. eine nominelle Breite von 500 mm, eine Stegdicke von 11 bis 13 mm und eine Lieferlänge von über 30 m.
• Wie aus Fig. 1 ersichtlich, sind die Flachspundbohlen 10' in einer Spundwand abwechselnd um 180° verdreht angeordnet und mit ihren Schlossleisten 14', 16' verhakt. Bei zwei verhakten Schlossleisten 14'₁, 14'₂, hintergreifen sich die beiden Daumen 18'_1, 18'₂ wobei die Finger 20'₁, 20'₂ den Daumen 18'₂, 18'₁ der gegenüberliegenden Schlossleiste jeweils umgreifen.
• Solche Flachspundbohlen werden besonders zum Bau von Zellenfangedämmen ohne innere Verankerung eingesetzt. Je nach Form der Zellen unterscheidet man Kreis- oder Flachzellenfangedämme. In den U.S.A. gelangen ebenfalls sogenannte "offene Zellen" zur Ausführung. Hierbei werden die Flachspundbohlen in erster Linie in Richtung der horizontalen Zellenausdehnung auf Zug beansprucht. Wie bereits Eingangs erwähnt, sind alle bekannten Flachspundbohlen so ausgelegt, dass es bis zum Erreichen der vom Hersteller gewährleisteten Mindestschlosszugfestigkeit, d.h. bis zum Versagen einer Schlossverbindung, zu keiner plastischen Verformung des Steges kommt.
• Die Fig. 2 zeigt die linke Hälfte einer erfindungsgemäßen Flachspundbohle 10. Letztere umfasst, wie die bekannten Flachspundbohlen aus Fig. 1, ebenfalls einen wesentlich flachen Steg 12 und zwei symmetrische Schlossleisten vom Typ "Daumen/Finger", welche den Steg 12 an seinen beiden Längsseiten begrenzen. Das Bezugszeichen 22 bezeichnet die Mittelebene der Spundbohle 10, die gleichzeitig auch eine Symmetrieebene der Spundbohle 10 ist. Die Flachspundbohle 10 weist die gleiche Breite und die gleichen Schlossleisten wie die Flachspundbohlen 10' auf.
• Im Gegensatz zu den vorbeschriebenen Standard-Flachspundbohlen 10' der Fig. 1, ist die Spundbohle 10 der Fig. 2 jedoch derart ausgelegt, dass die nominelle Versagenslast des Steges weniger als 90% der Mindestzugfestigkeit der Schlossleisten beträgt, so dass in einem Zugversuch von zwei mittels ihrer Schlossleisten 14 verbundenen Spundbohlen, der Steg sich plastisch verformt bevor die Schlossleisten 14 nachgeben können. Dies wird dadurch erzielt, dass in den Steg 12 eine zentrale Verjüngung 24 eingewalzt ist, so dass der Steg 12 sich im Bereich dieser Verjüngung 24 plastisch verformt, bevor es zu einem Versagen einer Schlossverbindung kommen kann.
Bemessungsbeispiel für die neue Spundbohle:
• Die gezeigte Flachspundbohle wurde für eine Mindestschlosszugfestigkeit von R = 6000 kN/m ausgelegt. Um diese relativ hohe Mindestschlosszugfestigkeit zu erreichen, wurde eine Stahlgüte S 460 GP mit einer nominellen Streckgrenze f_y = 460 MPa und einer nominellen Versagensspannung von f_u = 530 MPa gewählt. Weiterhin wurde die Stegdicke t₀ im Anschlussbereich der Schlossleisten 14, im Vergleich zu einer Standard-Flachbohle mit der gleichen nominellen Breite, leicht erhöht.
• Um sicherzustellen, dass der verjüngte Steg 12 sich plastisch verformt bevor die Schlossleisten 14 nachgeben, wurde die nominelle Versagenslast des Steges auf 85% der garantierten Schlosszugfestigkeit begrenzt. Hierdurch ergibt sich eine Stegdicke t im Bereich der Verjüngung 24 von: $$\mathrm{t}\mathrm{>}\left(\mathrm{0}\mathrm{,}\mathrm{85}\mathrm{*}\mathrm{R}\right)\mathrm{/}{\mathrm{f}}_{\mathrm{u}}\mathrm{\Rightarrow }\mathrm{t}\mathrm{>}\mathrm{9}\mathrm{,}\mathrm{6}\mathrm{mm}$$

  
• Gewählt wurde schließlich eine minimale Stegdicke t von 9,5 mm für die verjüngte Stegzone.
• Diese Minimaldicke t ist in einem zentralen Stegabschnitt 24 mit einer Breite B konstant, wobei diese Breite B vorteilhaft mindestens 5% der Gesamtbreite W des Steges 12 ausmacht. Dieser zentrale Stegabschnitt 24 mit der Minimaldicke t nimmt, nach Überschreiten der Streckgrenze, die plastische Verformung des Steges auf. Je größer die Breite B, desto größer ist das plastische Arbeitsvermögen der Flachspundbohle, d.h. je mehr kann sich der Steg in der Breite ausdehnen, bevor er schlussendlich versagt. Damit man die leicht verdickten Schlossleisten 14 problemlos mit einem nur leicht abgeänderten Walzensatz walzen kann, sollten ausreichend breite Stegränder mit erhöhter Dicke t₀ übrig bleiben. Weiterhin ist in diesem Zusammenhang zu beachten, dass eine zu große Breite B auch zu Instabilitäten beim Eintreiben der Flachspundbohle führen kann. Zudem ist auch eine Begrenzung der plastischen Verformung wichtig, um Schäden an der Sekundärstruktur zu vermeiden. Ab einer definierten Verformung sollte die Flachspundbohle sich hierbei einer weiteren Lastaufnahme entziehen, um somit einen Umlagerungsvorgang einzuleiten. Aus diesen Gründen sollte die Breite B des zentralen Stegabschnitt 24 deshalb nicht zu groß und grundsätzlich nicht größer als 80% der Gesamtbreite W des Steges 12 sein. Erste Zugversuche haben auch bestätigt, dass bereits eine Breite B von zirka 30-60 mm für den zentralen Stegabschnitt 24 mit der Mindestdicke t, das plastische Arbeitsvermögen der Spundbohle 10 für viele Anwendungen ausreichend erhöhen dürfte. Eine wesentlich geringes plastisches Arbeitsvermögen wird mit einem Steg erzielt, dessen Dicke stetig bis zur Mittelachse 22 des Steges 12 abnimmt, so dass der Steg seine Minimaldicke t erst auf der Mittelachse des Steges erreicht (d.h. B ≈0).
• Im Übergangsbereich vom zentralen Stegabschnitt 24 mit der Minimaldicke t auf die verdickten Stegränder mit der Dicke t₀, weist der Steg 12 vorteilhaft eine konvexzylindrische Oberfläche 26 mit einem Radius R₁ auf, an die sich zur Mittelachse des Steges hin eine konkavzylindrische Oberfläche 28 mit einem Radius R₂ anschließt. Der Radius R₂ ist hierbei wesentlich größer als der Radius R₁ und um ein Vielfaches größer als die nominelle Breite L der Spundbohle.
• Man beachte, dass die Flachspundbohle 10 der Fig. 2 sich mit nur leichten Änderungen mit dem gleichen Walzgerüst walzen lässt, das für das Walzen der Standard-Profile mit konstanter Stegdicke eingesetzt wird. Hierzu braucht ein bestehendes Walzenpaar, mit dem normalerweise Flachspundbohlen des Standardprogramms gewalzt werden, nur leicht abgedreht zu werden, was sicherlich keine großen Investitionen erfordert.
• Zwecks weiterer Erläuterung der typischen Eigenschaften der erfindungsgemäßen Flachspundbohlen, zeigt das Diagram in Fig. 3 repräsentative Last-Verschiebungskurven für drei verschiedene Flachspundbohlen. Diese Kurven wurden in weggesteuerten Zugversuchen nach prEN 12048 aufgenommen. Die Testkandidaten unterschieden sich lediglich durch die Form des Steges und wiesen alle eine Stahlgüte S 460 GP mit einer nominellen Streckgrenze f_y = 460 MPa und einer nominellen Versagensspannung von f_u = 530 MPa auf.
• Die Kurve 1 ist die Last-Verschiebungskurve für eine Verbindung von zwei Probestücken aus einer Standard-Flachspundbohle mit einer konstanten Stegdicke von 13 mm. Man stellt fest, dass diese Verbindung zwar eine Zugbelastung von mehr als 6000 kN/m erreicht, dass sie jedoch bereits bei einer Relativverschiebung von 5 mm anfängt instabil zu werden. Das Versagen der Verbindung erfolgt schlussendlich durch ein Aufreißen der Schlossverbindung.
• Die Kurve 2 ist die Last-Verschiebungskurve für eine Verbindung von zwei Probestücken aus einer Flachspundbohle bei der die Dicke des Steges von einem Wert von 13,5 mm in Nachbarschaft der Schlossleisten, bis zur Mittelachse des Steges stetig abnimmt, und eine Minimaldicke des Steges von 9,5 mm auf der Mittelachse des Steges erzielt wird. Man stellt fest, dass diese Verbindung eine maximale Zugbelastung von 4500 kN/m erzielt, dass sie jedoch erst nach einer Relativverschiebung von mehr als 7 mm instabil wird. Dem Versagen der Verbindung geht hierbei eine ausgeprägte plastische Verschiebungstrecke von zirka 5 mm voraus. Diese plastische Verschiebungstrecke beträgt somit zirka 1% der Gesamtbreite der Flachspundbohle 10.
• Die Kurve 2 ist die Last-Verschiebungskurve für eine Verbindung von zwei Probestücken aus einer Flachspundbohle nach der Fig. 2, bei welcher t₀ = 13,5 mm, t = 9,5 mm und B = 40mm. Auch diese Verbindung erzielt eine maximale Zugbelastung von 4500 kN/m. Dem Versagen der Verbindung geht jedoch eine plastische Verschiebung von fast 10 mm voraus, so dass sie Relativverschiebungen von fast 12 mm in Zugrichtung aufnehmen kann, ohne dass es Öffnen der Schlossverbindung kommt. Die plastische Verschiebungstrecke beträgt hierbei 2% der Gesamtbreite der Flachspundbohle 10.
• Durch ihre große plastische Verformungskapazität eignen sich erfindungsgemäße Flachspundbohlen hervorragend für den Einsatz in Fangedämmen die von Schiffen gerammt werden können, die den Aufprall von Treibgut in Spring- und Sturmfluten aushalten sollen und/oder die in erdbebengefährdeten Gebieten errichtet werden sollen. Das Risiko des Aufreißens einer Schlossverbindung und somit das Risiko eines Auslaufens der Fangedammzelle ist mit den erfindungsgemäße Flachspundbohlen wesentlich reduziert.
• Besonders interessant sind diese neuen Flachspundbohlen deshalb, weil man sie auf einem bestehenden Walzengerüst mit einem leicht modifizierten Walzensatz herstellen kann. Die notwendige Investition ist somit vernachlässigbar gegenüber einer neuen Flachspundbohle mit konstanter Stegdicke und modifizierter Klauengeometrie.

Claims (13)

1. Warmgewalzte Flachprofil-Stahlspundbohle umfassend einen geraden Steg (12), der auf jeder Längsseite jeweils durch eine Schlossleiste (14) begrenzt ist;
   dadurch gekennzeichnet, dass der Steg (12) eine eingewalzte Verjüngung (24) aufweist, die derart ausgelegt ist, dass in einem Zugversuch von zwei mittels ihrer Schlossleisten (14) verbundenen Probestücken aus dieser Spundbohle, der Steg (12) sich im Bereich dieser Verjüngung (24) plastisch verformt bevor es zu einem Versagen der Schlossverbindung kommen kann.
2. Spundbohle nach Anspruch 1, wobei für die Schlossleisten (14) eine Mindestzugfestigkeit gewährleistet ist, und der Steg (12) eine nominelle Versagenslast aufweist, die weniger als 90% der Mindestzugfestigkeit der Schlossleisten (14) beträgt.
3. Spundbohle nach Anspruch 1 oder 2, wobei in einem Zugversuch von zwei mittels ihrer Schlossleisten (14) verbundenen Probestücken aus dieser Spundbohle für den Steg (12) eine plastische Verschiebungstrecke von mindestens 1 % der Gesamtbreite einer Spundbohle gemessen wird.
4. Spundbohle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Verjüngung (24) symmetrisch zur Mittelachse des Steges (12) ausgebildet ist.
5. Spundbohle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Verjüngung (24) einen zentralen Abschnitt mit einer Breite B und einer konstanten Dicke t aufweist, und diese Dicke t die Minimaldicke des Steges (12) ist.
6. Spundbohle nach Anspruch 5, wobei der Steg (12) eine Gesamtbreite W aufweist und die Breite B des zentralen Abschnitts zwischen 5% und 80% der Gesamtbreite W des Steges (12) beträgt.
7. Spundbohle nach Anspruch 6, wobei die Breite B des zentralen Abschnitts einen Wert zwischen 30 und 100 mm aufweist.
8. Spundbohle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Dicke der Verjüngung (24) bis zur Mittelachse (24) des Steges (12) stetig abnimmt, und die Minimaldicke des Steges (12) auf der Mittelachse des Steges (12) erzielt wird.
9. Spundbohle nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Steg (12) seine maximale Dicke im Anschlussbereich der Schlossleisten (14) aufweist.
10. Spundbohle nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Steg (12) entlang jeder Schlossleiste (14) einen Abschnitt mit einer Breite b₀ und einer konstanten Dicke t₀ aufweist, und diese konstante Dicke t₀ die Maximaldicke des Steges (12) ist.
11. Spundbohle nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Verjüngung (24) eine konvexzylindrische Oberfläche mit einem Radius R₁ aufweist, an die sich zur Mittelachse (24) des Steges (12) hin eine konkavzylindrische Oberfläche mit einem Radius R₂ anschließt, wobei R₂ wesentlich größer als R₁ und um ein Vielfaches größer als die nominelle Breite L der Spundbohle ist.
12. Spundbohle nach einem der Ansprüche 1 bis 11, die derart ausgelegt ist, dass eine Mindestschlosszugfestigkeit von mindestens 5500 KN/m gewährleistet ist.
13. Spundbohle nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Schlossleisten (14) symmetrische Schlösser vom Typ Daumen-Finger (18, 20) ausbilden.

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