JP2007503312A - 二重ｔ形鋼製矢板形材 - Google Patents

Abstract

本発明は、熱間圧延によって製造される二重Ｔ形状の鋼製矢板形材であって、１つの腹部を介して中心で結合される２つのフランジ区域とこれに続いて棍棒状に構成される接続末端区域とを有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、二重Ｔ形状の鋼製矢板形材に関する。

二重Ｔ形状の矢板形材は、例えばパイナー鋼矢板として公知である（ＨＳＰヘッシュ・シュプントバント・ウント・プロフィール・ゲーエムベーハー（ドルトムント）の納入プログラム「ヘッシュ鋼矢板」１／０３もしくは「パイナー鋼矢板」３／０２の部分参照）。

これらの会社パンフレットに示された熱間圧延矢板形材は、１つの腹部を介して中心で結合される２つのフランジ区域からなっている。棍棒状に構成されて結合錠を受容するのに役立つ接続末端区域がフランジ区域に続いている。フランジ区域は、少なくとも外面がほぼ水平に延びている。フランジ内面は、フランジ中心から出発してフランジ末端にかけて先細りの楔状にするか、またはフランジ外面と同様にほぼ水平に推移しているかのいずれかとすることが可能である。

熱間圧延によって製造されるこれらの矢板形材では、スラブ、ブルームまたはいわゆるビームブランクが予備材料として利用され、ビームブランクは既にニアネットシェープに鋳造された横断面を有している。

加熱されたスラブまたはブルームを利用する場合、分塊圧延スタンドを介してほぼ長方形の横断面は二重Ｔ形材の最終寸法に近い形状にされ、引き続き、少なくとも１つのユニバーサル・エッジング圧延機からなる仕上圧延スタンド群において所要の最終寸法に圧延される。ビームブランクを利用する場合、既にニアネットシェープに鋳造された横断面が存在するので、分塊圧延はごく僅かなロールパスに限定することができる。

仕上圧延スタンドは、予備形材の外側および内側加工用に各１つのロールセットから構成されている。

これらの二重Ｔ形矢板形材は、なかんずく地形の急変を支え、根切りおよび港湾施設を固着するのに役立つものである。その地形の急変の際、それらは、それらの壁推移に垂直に矢板の相応する曲げ荷重をもたらす強い水平方向力を吸収できなければならない。寸法設計にとって決定的なものは、一般に、矢板形材から抵抗モーメントを介して吸収可能な、横方向土圧および／または水圧からなる曲げ荷重である。

吸収されるべき荷重に応じてこれらの矢板形材は、結合錠を介してそれ自体と結合され、高い抵抗モーメントを有する個々の支持要素からなる閉鎖壁が製造されるか、または混合矢板用に使用可能となるかのいずれかであり、結合錠を介して例えばＵ形またはＺ形充填要素が二重Ｔ形状の形材に接続されている。最後の事例では、実質的に二重Ｔ形材のみが支持要素として役立ち、充填要素は実質的に密封機能を有している。

二重Ｔ形矢板形材の所要の抵抗モーメントに応じて、矢板形材はさまざまな構造高さにおいてフランジ区域の異なる壁厚で提供されている。

フランジの棍棒状に構成される接続末端区域は一般に、単に１つの結合錠ですべての標準形材を相互にまたは互いに組合せて結合できるように、その幾何学形状を標準化して設計されている。

しかし、静力学のゆえに必要とされる抵抗モーメントは、利用可能な標準的に納入可能な矢板形材によってはしばしばカバーされない。ここでは例えば、標準納入プログラムより上方または２つの納入可能な標準矢板形材の間にある抵抗モーメントを有する矢板形材が求められることがある。

求められる抵抗モーメントが２つの納入可能な標準矢板形材の抵抗モーメントの間にある場合、次に一層大きな、従って明確に高い形材がしばしば不経済に選択されねばならない。求められる抵抗モーメントが標準納入プログラムの上方にある場合、場合によってはまったく新しい矢板形材が製造されねばならないことになる。

熱間圧延を介して製造される新たな矢板形材は、少なくとも仕上スタンド用に高価なロールセットを調達することを意味し、確実な品質で販売可能な製品が利用できるまで、倉庫保管と高い費用の実験圧延とを増加させることになる。

技術の現状によれば、一層不経済な形材を選択するか、または相応に変化した幾何学形状（実質的に構造高さとフランジ厚）と高い支出とでのみ製造することのできるまったく新しい形材を生成するかのいずれかを行うことなくしては、標準形材の抵抗モーメントを高める可能性はない。

こうした欠点を取り除くために、標準形材の幾何学形状を維持しながら顧客の要求に合わせて抵抗モーメントを高めることが試みられている。

実務において久しく知られかつ実証された１つの可能性は、矢板形材の一方または両方のフランジ外面に鋼板を溶接することである（納入プログラム「パイナー鋼矢板」３／０２の抜粋も参照）。これらの板は主に、最も強い曲げモーメントの現れる領域に配置される。

しかし、板の溶接は費用がかかり、発生する溶接応力に起因して矢板形材の矯正作業による付加的費用の原因となる。

標準形材の抵抗モーメントを高める他の公知の可能性は、圧延プロセス時に仕上ロールを離間させることによってフランジに一層大きな平均壁厚を生成することである（納入プログラム「ヘッシュ鋼矢板」１／０３もしくは「パイナー鋼矢板」３／０２の抜粋も参照）。

楔状に構成されるフランジ区域の場合、フランジ厚の尺度として明示される平均値はフランジの横断面積を形材の全幅で割って得られる。フランジが平行な形材の場合、平均壁厚はフランジ区域の公称壁厚に一致している。

その際、仕上スタンド外側ロールの平均フランジ厚を決定する開口寸法がミリメートル範囲で拡大され、そのことから帰結する一層大きな形材構造高さを介してフランジの相応に拡大された平均壁厚が達成される。

しかし欠点として、いずれにしても一層大きな平均フランジ厚の他に、外側ロールが外れることによって、接続末端区域の棍棒幾何学形状も拡大されることになる。

要求条件に合わせて矢板の負荷のもとで棍棒と標準結合錠との間に十分な固定を保証するために、結合領域で守るべき公差は比較的狭い。その場合、平均壁厚を過大に設定すると、棍棒寸法は、標準結合錠をもはや棍棒に被着できないほどに大きくなってしまう。

このような方法様式の結果、相応に高い費用と結び付いた新たな結合錠を製造しなければならなくなる。

そこで本発明の課題は、技術の現状による上記諸欠点を防止することのできる矢板形材を明示することである。

この課題は請求項１または２で解決される。有利な諸展開およびこの方法を実施するための工具は従属請求項の対象である。

本発明の教示によれば、この課題を解決するために使用される二重Ｔ形矢板形材は、接続末端区域の棍棒寸法が一定に保たれている場合、所定の標準形材用にフランジ区域の平均壁厚が高められており、平均壁厚の高まりが、熱間圧延によって矢板形材を製造する過程で生成されている。

また、本発明は、熱間圧延によって製造される二重Ｔ形状の鋼製矢板形材であって、１つの腹部を介して中心で結合される２つのフランジ区域と、これに続いて棍棒状に構成されて結合錠を受容する接続末端区域とを有し、棍棒状に構成される接続末端区域の間で一方または両方のフランジ区域が横断面で見て凸面状に膨らませていることにある。

ここで選択した用語「凸面状」とは、例えば膨らみが弧状に推移し、または弧状に上昇し、また再び低下し、中間領域では直線的に推移し、または直線的に上昇し、また再び低下し、中間領域ではやはり直線的に推移した構成のことである。

高められた壁厚をこのようにフランジ区域にのみ生成することの利点は、守るべき棍棒寸法を変更することなく、大きな壁肉厚部も熱間圧延によって安価に生成できることである。したがって、板の溶接もしくは場合によって必要となることのある新たな結合錠によって、本来なら発生する高い費用が回避されることになる。

本発明に係る壁肉厚部は、熱間圧延時に主に仕上スタンドにおいて生成され、少なくとも１つのフランジ外面の外側加工用の仕上ロールは、壁肉厚部の生成に必要な表面輪郭を有している。

本発明の他の有利な１つの特徴によれば、壁肉厚部は一方または両方のフランジ区域のフランジ外面および／またはフランジ内面に生成することが可能となる。

これにより、美的理由からにしろ、技術的理由からにしろ、満たすべき顧客要望に関して柔軟性は著しく高めることができる。

他の有利な１つの構成において、壁肉厚部は市場で入手可能な平行フランジ状矢板形材でも非平行フランジ状矢板形材でも生成することが可能である。

本発明により熱間圧延時にフランジ区域にのみ生成される壁肉厚部は、他の１つの特徴によれば、段差のない移行部でもって、棍棒状に構成される接続末端区域に移行している。

これにより、応力および腐食技術的観点から問題の多い比較的鋭角な移行部は有利なことに回避される。比較的鋭角な移行部は例えば、横断面で長方形の板の溶接時に生じることになる。

有利な１つの形態において、段差のない移行部は、１つの円錐状先細区域と接続末端区域に続く１つの弧状区域とから構成されている。

壁肉厚部の表面輪郭は、任意の造形で顧客の要請に適合することができる。例えば、表面輪郭のほぼ長方形または凹面状または凸面状推移が考えられる。

本発明のその他の特徴、利点および詳細は、単一の図についての以下の説明から明らかとなる。

二重Ｔ形矢板形材は二重に対称であるので、図には本発明により製造される矢板形材の一部のみが横断面で示している。

矢板形材１は、１つの腹部８を介して結合された２つのフランジ区域３から構成されている。ここには図示しない結合錠を受容するための棍棒状に構成された接続末端区域４がフランジ区域３に続いて設けられている。

熱間圧延された標準矢板形材のフランジ区域の外輪郭は、ほぼ水平に延びる破線の形材線９で示している。

フランジ区域３の内面は、この例では外側を先細りの楔状に示されている。しかし、平行に推移するフランジ区域３も製造可能であり、これに接続末端区域４が続いている。

形材線９による標準矢板形材の外側寸法から出発して、熱間圧延の過程時に仕上ロールの相応する校正によって、フランジ区域３に限定され高められた壁厚２が達成されている。これは、本発明によれば、フランジ区域３の一方または両方の外面および／または一方または両方の内面に配置しておくことが可能である。

図で明らかとなるように、棍棒状接続末端区域４は標準形材の原幾何学形状を有し、標準結合錠は引き続き利用することが可能となっている。

有利には、高められた壁厚２は、相対するフランジ半部の棍棒先端の垂直距離によって表される標準形材の最大形材高さを上まわることのない程度の大きさにすぎない。しかし、壁厚２の高まりは相応する顧客要望において一層大きく選択することもできる。

図示からさらに明らかとなるように、高められた壁厚２から棍棒状接続末端区域４への移行部５は段差なしに構成されている。

図示例において、高められた壁厚２の表面輪郭はほぼ水平に構成されており、１つの円錐状に延びる区域６とこれに続く弧状区域７とで接続末端区域４に移行している。

選択的に、高められた壁厚２の表面輪郭は、顧客要望に応じて正弦状、凹面状または凸面状推移を有することが可能である。

本発明により製造された矢板形材の部分横断面図である。

符号の説明

１ 二重Ｔ形矢板形材
２ 高められた壁厚
３ フランジ区域
４ 接続末端区域
５ 段差なしの移行部
６ 円錐状区域
７ 弧状区域
８ 腹部
９ 形材線 標準形材

Claims (12)

1. 二重Ｔ形状の鋼製矢板形材であって、１つの腹部（８）を介して中心で結合される２つのフランジ区域（３）と、これに続いて棍棒状に構成されて結合錠を受容する接続末端区域（４）とを有し、接続末端区域の棍棒寸法が一定に保たれている場合、所定の標準形材用にフランジ区域の平均壁厚が高められており、平均壁厚（２）の高まりが、熱間圧延によって矢板形材（１）を製造する過程で生成されている矢板形材。
2. 熱間圧延によって製造される二重Ｔ形状の鋼製矢板形材であって、１つの腹部（８）を介して中心で結合される２つのフランジ区域（３）と、これに続いて棍棒状に構成されて結合錠を受容する接続末端区域（４）とを有し、棍棒状に構成される接続末端区域（４）の間で一方または両方のフランジ区域が横断面で見て凸面状に膨らませている矢板形材。
3. 高められる壁厚（２）は、仕上圧延時に生成されていることを特徴とする、先行請求項のいずれか１項に記載の矢板形材。
4. 高められる壁厚（２）は、フランジ（３）の外面および／または内面に生成されていることを特徴とする、先行請求項のいずれか１項に記載の矢板形材。
5. 高められる壁厚（２）は、平行なおよび非平行なフランジ状矢板形材において生成されていることを特徴とする、先行請求項のいずれか１項に記載の矢板形材。
6. 高められる壁厚（２）は、接続末端区域（４）の守られるべき棍棒幾何学形状にかかわりなく生成されていることを特徴とする、先行請求項のいずれか１項に記載の矢板形材。
7. フランジ（３）の外面および／または内面の高められた壁厚（２）は、段差のない移行部（５）でもって棍棒状接続末端区域（４）に移行していることを特徴とする、先行請求項のいずれか１項に記載の矢板形材。
8. 段差のない移行部（５）は、１つの円錐状先細区域（６）とこれに続く１つの弧状区域（７）とから構成されていることを特徴とする、先行請求項のいずれか１項に記載の矢板形材。
9. 高められる壁厚（２）の表面輪郭は正弦状推移を有していることを特徴とする、先行請求項のいずれか１項に記載の矢板形材。
10. 高められる壁厚（２）の表面輪郭は実質長方形推移を有していることを特徴とする、先行請求項のいずれか１項に記載の矢板形材。
11. 高められる壁厚（２）の表面輪郭が凹面状または凸面状推移を有していることを特徴とする、先行請求項のいずれか１項に記載の矢板形材。
12. 請求項１記載の矢板形材を製造するための工具であって、予め作製されてニアネットシェープに構成される予備形材の仕上圧延のための内側および外側加工用のローラセットからなる工具において、フランジ区域（３）の少なくとも１つの外面および／または内面の外側および／または内側加工用仕上ローラが、高められる壁厚（２）を生成するのに必要な表面輪郭を有していることを特徴とする工具。
    

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