RU2471042C1

RU2471042C1 - Caliper tongue and groove connection

Info

Publication number: RU2471042C1
Application number: RU2011147497/03A
Authority: RU
Inventors: Виктор Викторович Гончаров
Original assignee: Виктор Викторович Гончаров
Priority date: 2011-11-23
Filing date: 2011-11-23
Publication date: 2012-12-27
Also published as: EA201201434A1; EA020880B1

Abstract

FIELD: instrument making.

SUBSTANCE: tongue and groove connection comprises a tongue and groove ledge and a tongue and groove grip made of rolled profiles. The tongue and groove grip is made as welded from two rolled profiles, every of which has a cross section in the form of a letter F, in which the lower transverse shelf is longer than the upper transverse shelf and is rounded along the radius. The specified rolled profiles face each other in a mirrorlike manner with shelves and are welded with lower shelves in a butt joint with provision of a preset gap between upper shelves, and such gap is adjusted depending on soil properties by means of rotation of the specified profiles relative to the line of welded shelves jointing.

EFFECT: higher manufacturability of profiles making, reduced material intensity, higher strength of tongue and groove connection grip, provision of connection tightness.

3 dwg

Description

Изобретение относится к шпунтовым соединениям и может быть использовано в гидротехнике для соединения свай при строительстве морских и речных причалов, а также в гражданском и промышленном строительстве.The invention relates to tongue and groove joints and can be used in hydraulic engineering for connecting piles in the construction of sea and river berths, as well as in civil and industrial construction.

Известно шпунтовое соединение, содержащее Т-образные шпунтовые выступы и шпунтовые захваты (шпунтовые замки), выполненные из уголковых профилей с образованием коробчатого профиля в поперечном сечении, во внутренней полости каждого из коробчатых профилей установлено ребро жесткости, приваренное к нему боковыми кромками (RU №2081238, 1997 г.).A tongue-and-groove connection is known that contains T-shaped tongue-and-groove protrusions and tongue-and-groove grips (tongue-and-groove locks) made of corner profiles with the formation of a box-shaped profile in cross section, a stiffener welded to it by side edges is installed in the inner cavity of each box-shaped profile (RU No. 2081238 , 1997).

Недостатком указанного шпунтового соединения является недостаточная прочность шпунтового захвата, выполненного из уголкового профиля, а также большое количество сварных соединений.The disadvantage of this tongue and groove joint is the insufficient strength of the tongue-and-groove grip made of a corner profile, as well as a large number of welded joints.

Известно шпунтовое соединение, применяемое в шпунтовой стенке из трубчатых свай, содержащее шпунтовые захваты (шпунтовые замки) и шпунтовые выступы, выполненные из прокатных элементов фасонного поперечного сечения, снабженных опорным участком под приварку (пятой). В указанном известном соединении каждый шпунтовый выступ выполнен с гребнем круглого или овального поперечного сечения, а каждый шпунтовый захват выполнен в виде обоймы с устьем, повторяющим форму гребня шпунтового выступа и охватывающим его с возможностью частичного относительного поворота (полезная модель RU №106264, 2011 г., прототип).It is known that the tongue and groove joint is used in a sheet pile wall made of tubular piles, containing tongue-and-groove grips (tongue-and-groove locks) and tongue-and-groove protrusions made of rolling elements of shaped cross section, provided with a supporting section for welding (fifth). In this known joint, each tongue-and-groove protrusion is made with a ridge of circular or oval cross-section, and each tongue-and-groove grip is made in the form of a holder with a mouth repeating the shape of the tongue-and-groove ridge and covering it with the possibility of partial relative rotation (utility model RU No. 106264, 2011 prototype).

Указанное шпунтовое соединение значительно более прочное, чем предыдущее, однако для изготовления прокатных профилей фасонного поперечного сечения, из которых выполнены его элементы, необходимо сложное и дорогостоящее импортное оборудование с применением экструзивных технологий, что соответственно сказывается на цене такого шпунтового соединения.The specified tongue-and-groove connection is much stronger than the previous one, however, for the manufacture of rolled profiles of shaped cross-section from which its elements are made, complex and expensive imported equipment using extrusion technologies is necessary, which accordingly affects the price of such a tongue-and-groove joint.

Кроме того, в гидротехническом строительстве предъявляются достаточно высокие требования к герметичности шпунтовых соединений. В связи с этим зазор, с которым устье обоймы захвата охватывает гребень шпунтового выступа, должен быть меньшим при строительстве на песчаных и слабых грунтах, а при строительстве на обычных и скальных грунтах зазор в шпунтовом соединении может быть увеличен для облегчения заведения в замок.In addition, in hydraulic engineering quite high requirements are imposed on the tightness of tongue and groove joints. In this regard, the gap with which the mouth of the grip clip covers the tongue of the tongue and groove should be smaller during construction on sandy and soft soils, and during construction on ordinary and rocky soils, the gap in the tongue-and-groove joint can be increased to facilitate placement in the castle.

Таким образом существует потребность в регулировании, т.е. в обеспечении возможности изменения зазора в шпунтовом соединении в зависимости от свойств грунта.Thus, there is a need for regulation, i.e. in providing the ability to change the gap in the tongue and groove connection depending on the properties of the soil.

Для изменения плотности охвата гребня в техническом решении по прототипу необходима соответствующая переналадка прокатного стана и корректировка всей технологии, что неприемлемо по затратам. Сами же такие шпунтовые соединения не допускают возможности изменения указанного зазора или какой-либо его регулировки после изготовления их на прокатном стане.To change the density of coverage of the ridge in the technical solution for the prototype, an appropriate readjustment of the rolling mill and adjustment of the entire technology are necessary, which is unacceptable in terms of costs. Such sheet pile joints themselves do not allow the possibility of changing the specified gap or any adjustment after manufacturing them on a rolling mill.

Технической задачей настоящего изобретения является создание шпунтового соединения, не имеющего недостатков известных соединений из уровня техники.An object of the present invention is to provide a tongue and groove joint that does not have the disadvantages of prior art compounds.

Технический результат - возможность изготовления прокатных элементов, из которых выполняется шпунтовое соединение, на стандартном отечественном прокатном оборудовании, а также обеспечение возможности достаточно просто изменять зазор, с которым шпунтовый захват охватывает шпунтовый выступ, в зависимости от типа грунта.The technical result is the possibility of manufacturing the rolling elements from which the tongue and groove joint is made using standard domestic rolling equipment, as well as providing the ability to simply change the gap with which the tongue grip covers the tongue-and-groove protrusion, depending on the type of soil.

Поставленная задача решается за счет того, что в шпунтовом соединении, включающем выполненные из прокатных профилей шпунтовый выступ с гребнем и шпунтовый захват, содержащий опорный участок под приварку и обойму с зевом, повторяющим форму гребня шпунтового выступа и охватывающим его с возможностью частичного поворота, согласно изобретению шпунтовый захват выполнен сварным из двух прокатных профилей, каждый из которых имеет поперечное сечение в форме буквы F, у которой нижняя поперечная полка длиннее верхней поперечной полки и на свободном конце выполнена скругленной по радиусу, при этом указанные прокатные профили обращены зеркально полками навстречу друг к другу и сварены нижними полками встык с обеспечением между верхними полками предварительно заданного зазора, регулируемого в зависимости от свойств грунта путем поворота указанных профилей относительно линии стыковки свариваемых полок. Гребень шпунтового выступа может быть выполнен в виде полукруга в поперечном сечении.The problem is solved due to the fact that in a tongue-and-groove connection, comprising a tongue-and-groove protrusion made from rolling profiles, and a tongue-and-groove grip, comprising a welded support portion and a clip with a pharynx repeating the shape of the tongue-and-groove ridge and covering it with the possibility of partial rotation, according to the invention the tongue and groove is welded from two rolling profiles, each of which has a cross section in the shape of the letter F, whose lower transverse shelf is longer than the upper transverse shelf and is free the end is rounded in radius, with the said rolling profiles facing each other mirror-wise and butt welded with the lower shelves to ensure a predetermined gap between the upper shelves, adjusted depending on the soil properties by turning these profiles relative to the joint line of the welded shelves. The tongue-and-groove crest can be made in the form of a semicircle in cross section.

В шпунтовом соединении согласно предлагаемому изобретению выполнение захвата не зацело, как в прототипе, а сварным из двух прокатных профилей, имеет несколько преимуществ.In the tongue-and-groove joint according to the invention, the grip is not integral, as in the prototype, but welded from two rolling profiles, has several advantages.

F-обратная форма поперечного сечения прокатных профилей, с одной стороны, технологична для изготовления их на обычных отечественных прокатных станах, что, естественно, снижает их себестоимость по сравнению с прототипом. С другой стороны, поскольку сопряжения всех участков поперечного сечения выполнены по радиусам, без острых углов, исключено возникновение концентраций напряжений, что могло бы привести к снижению прочности. По прочности захват предлагаемого шпунтового соединения не уступает прототипу.The F-inverse cross-sectional shape of the rolling profiles, on the one hand, is technologically advanced for manufacturing them on ordinary domestic rolling mills, which naturally reduces their cost compared to the prototype. On the other hand, since the conjugations of all sections of the cross section are made along radii, without sharp angles, the occurrence of stress concentrations is excluded, which could lead to a decrease in strength. The strength of the grip of the proposed tongue and groove joints is not inferior to the prototype.

Важным преимуществом предлагаемого шпунтового соединения является возможность перед приваркой профилей друг к другу выставить между верхними полками зазор такой величины, какой необходим для обеспечения герметичности соединения в соответствии с геологическими условиями строительства, путем поворота профилей вокруг точки (линии) стыковки свариваемых нижних полок. Эта возможность обеспечена за счет того, что нижние полки поперечного сечения профилей выполнены длиннее верхних, а также за счет выполнения свободных концов нижних полок скругленными по радиусу. При сварке обращенные зеркально друг к другу профили стыкуются выступающими более длинными нижними полками, а между более короткими верхними полками гарантированно образуется зазор для обеспечения соединения захвата со шпунтовым выступом. При повороте профилей с целью регулировки указанного зазора линия сварки смещается, но благодаря выполнению свариваемых полок скругленными по радиусу условия сварки и качество сварных швов сохраняются.An important advantage of the proposed tongue and groove joint is the ability to set the gap between the upper shelves before welding the profiles to the same size as is necessary to ensure the tightness of the joint in accordance with the geological conditions of construction, by turning the profiles around the point (line) of the joint of the lower shelves being welded. This possibility is provided due to the fact that the lower shelves of the cross-section of the profiles are made longer than the upper ones, and also due to the execution of the free ends of the lower shelves with rounded radii. During welding, the profiles facing inverted to each other are joined by protruding longer lower shelves, and a gap is guaranteed to be formed between the shorter upper shelves to ensure that the grip is connected to the tongue-and-groove protrusion. When turning the profiles in order to adjust the specified gap, the welding line is shifted, but due to the welded shelves being rounded by radius, the welding conditions and the quality of the welds are preserved.

В шпунтовом захвате согласно предлагаемому изобретению концы стенок F-образных профилей являются опорным участком для приварки захвата к свае, причем они максимально разнесены на всю ширину захвата, что обеспечивает большую устойчивость захвату на свае.In the tongue-and-groove grip according to the invention, the ends of the walls of the F-shaped profiles are the supporting section for welding the grip to the pile, and they are spaced as much as possible over the entire width of the grip, which provides greater grip stability on the pile.

Изобретение поясняется чертежами, на которых изображено:The invention is illustrated by drawings, which depict:

на фиг.1 - шпунтовое клещевидное соединение в сборе, поперечное сечение;figure 1 - tongue-and-groove tick-shaped connection assembly, cross section;

на фиг.2 - то же, с пунктирным изображением повернутых профилей;figure 2 is the same, with a dotted image of the rotated profiles;

на фиг.3 - прокатный профиль для захвата, поперечное сечение.figure 3 - rolling profile for gripping, cross section.

Шпунтовое соединение согласно предлагаемому изобретению включает шпунтовый выступ 1 с гребнем 1а и шпунтовый захват 2, выполненный из двух прокатных профилей 3 и 4. Каждый прокатный профиль 3, 4 имеет поперечное сечение, в целом напоминающее плавно очерченную латинскую букву F со скругленными концами. Условно в поперечном сечении прокатного профиля можно выделить три плавно сопряженных между собой участка: участок 5, соответствующий верхней поперечной полке буквы F, участок 6, соответствующий ее нижней поперечной полке, и участок 7, соответствующий вертикальной продольной стенке указанной буквы (на фиг.3 участки 5, 6 и 7 разделены пунктиром). Свободные концы 6а участков 6 поперечного сечения профилей выполнены скругленными по радиусу R, свободные концы 5а и 7а участков 5 и 7 соответственно, а также места сопряжения участков 5 и 6 с участком 7 выполнены с радиусами сопряжения в соответствии с технологией изготовления проката. По технологии участок 7 поперечного сечения прокатного профиля выполняется несколько вогнутым в средней части.The tongue and groove joint according to the invention includes a tongue-and-groove protrusion 1 with a comb 1a and a tongue-and-groove grip 2 made of two rolling profiles 3 and 4. Each rolling profile 3, 4 has a cross-section, in general resembling a smoothly outlined Latin letter F with rounded ends. Conventionally, in the cross section of the rolling profile, three sections can be distinguished smoothly interconnected: section 5, corresponding to the upper transverse flange of the letter F, section 6, corresponding to its lower transverse flange, and section 7, corresponding to the vertical longitudinal wall of the specified letter (Fig. 3 sections 5, 6 and 7 are separated by a dotted line). The free ends 6a of sections 6 of the cross-section of the profiles are made rounded along the radius R, the free ends 5a and 7a of sections 5 and 7, respectively, as well as the junctions of sections 5 and 6 with section 7 are made with mating radii in accordance with the technology for manufacturing rolled products. According to the technology, the section 7 of the cross section of the rolling profile is somewhat concave in the middle part.

Участки 6 профилей 3 и 4 выполнены более длинными, чем участки 5, то есть участки 6 выполнены выступающими над верхними участками 5.Sections 6 of profiles 3 and 4 are made longer than sections 5, that is, sections 6 are made protruding above the upper sections 5.

Участки 5, 6 и 7 поперечного сечения профиля 3, 4 по тексту настоящей заявки названы соответственно «верхняя полка», «нижняя полка» и «продольная стенка».Sections 5, 6 and 7 of the cross-section of profile 3, 4 in the text of this application are called, respectively, “upper shelf”, “lower shelf” and “longitudinal wall”.

При изготовлении шпунтового захвата согласно предлагаемому изобретению устанавливают два прокатных профиля 3 и 4 зеркально полками навстречу друг другу, при этом полки 6 приводят в соприкосновение и сваривают их между собой встык, выставив предварительно необходимый зазор А между верхними полками 5 профилей 3 и 4. Зазор А регулируют путем поворота профилей 3 и 4 вокруг линии их соприкосновения, соответствующей точке Б на фиг.1. На фиг.2 пунктиром изображено положение свариваемых профилей при уменьшенном зазоре А. Шпунтовый захват из сваренных прокатных профилей 3 и 4 имеет клещевидное поперечное сечение.In the manufacture of a tongue-and-groove grip according to the invention, two rolling profiles 3 and 4 are mounted mirror-to-side with the shelves towards each other, while the shelves 6 are brought into contact and butt welded together, setting the necessary gap A between the upper shelves 5 of the profiles 3 and 4. Pre-clearance A adjusted by turning the profiles 3 and 4 around the line of contact corresponding to point B in figure 1. 2, the dotted line shows the position of the welded profiles with a reduced clearance A. The tongue and groove of the welded rolling profiles 3 and 4 has a tick-shaped cross section.

Часть захвата, ограниченная верхними полками 5, нижними полками 6 и верхними участками стенок 7, представляет собой обойму захвата, внутренняя полость В, так называемое устье захвата повторяет форму гребня 1а шпунтового выступа 1 с определенным зазором для обеспечения возможности частичного поворота и продольного перемещения соединенных в замок захвата и выступа. Выполнение сопряжения верхней полки 5 и нижней полки 6 с продольной стенкой 7 по радиусам обеспечивает полости В форму, приближающуюся к форме гребня 1а шпунтового выступа 1, в частности приближающуюся к форме полукруга в поперечном сечении. Чем меньше предварительно отрегулированный зазор А, тем плотнее прилегает устье обоймы к гребню 1а, тем плотнее и герметичнее шпунтовое соединение. Это особенно важно для строительства на песчаных и слабых грунтах.Part of the grip, limited by the upper shelves 5, lower shelves 6 and the upper sections of the walls 7, is a grip holder, the internal cavity B, the so-called grip mouth, repeats the shape of the ridge 1a of the tongue-and-groove protrusion 1 with a certain clearance to allow partial rotation and longitudinal movement of the joints connected in lock of capture and ledge. The pairing of the upper shelf 5 and the lower shelf 6 with the longitudinal wall 7 radially provides the cavity In the form, approaching the shape of the ridge 1A of the tongue protrusion 1, in particular approaching the shape of a semicircle in cross section. The smaller the pre-adjusted gap A, the denser the mouth of the cage is adjacent to the ridge 1a, the denser and more tight the tongue and groove joint. This is especially important for construction on sandy and soft soils.

Концы 7а продольных стенок 7 предназначены для приварки захвата 2 к соединяемым строительным изделиям, например к сваям гидротехнического сооружения. Концы 7а и, следовательно, сварные швы, которыми захват приваривается к свае, разнесены в этой конструкции фактически на всю ширину захвата, поэтому захват более устойчив по сравнению с прототипом. При этом благодаря выполнению концов 7а скругленными при повороте профилей для регулировки зазора условия сварки и качество сварных швов не ухудшаются.The ends 7a of the longitudinal walls 7 are designed to weld the gripper 2 to the connected building products, for example to piles of a hydraulic structure. The ends 7a and, consequently, the welds with which the grip is welded to the pile, are spaced in this design practically over the entire width of the grip, so the grip is more stable compared to the prototype. Moreover, due to the execution of the ends 7a rounded when turning the profiles to adjust the gap, the welding conditions and the quality of the welds do not deteriorate.

Как указывалось выше, к преимуществам предлагаемого клещевидного шпунтового соединения относится его технологичность и значительно более низкая цена по сравнению с прототипом. Также большим преимуществом является возможность достаточно просто отрегулировать и выполнить зазор в захвате такого размера, какой требуется в зависимости от геологических условий конкретного строительного объекта с обеспечением большей или меньшей герметичности сооружения.As mentioned above, the advantages of the proposed tick-shaped tongue-and-groove joint include its manufacturability and a significantly lower price compared to the prototype. Also, a great advantage is the ability to simply adjust and perform a gap in the capture of the size that is required depending on the geological conditions of a particular construction object with a greater or lesser tightness of the structure.

Claims

A tongue-and-groove joint including a tongue-and-groove protrusion and a tongue-and-groove tongue made of rolling profiles, characterized in that the tongue-and-groove tongue is welded of two rolling profiles, each of which has a cross section in the shape of the letter F, whose lower transverse shelf is longer than the upper transverse shelf and rounded along the radius, while the said rolling profiles are mirrored by the shelves towards each other and are welded by the lower shelves end-to-end with the provision of a predetermined gap between the upper shelves, adjustable depending on the properties of the soil by turning these profiles relative to the docking line of the welded shelves.