專利名稱：非對稱鋼板樁及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及例如用于土木·建筑用的鋼板樁及其制造方法，特別是涉及具有左右非對稱接頭形狀的鋼板樁(以下稱為非對稱鋼板樁)及其采用熱軋的制造方法。
本發(fā)明還涉及用于鋼板樁壁的角部的角部鋼板樁及其制造方法。
鋼板樁雖然有多種，但其中最為一般的是斷面為梯形的U形鋼板樁。下面也是以U形鋼板樁作為鋼板樁的例子進行說明。
最近，在形成使用現(xiàn)有的U形鋼板樁的壁體時產(chǎn)生這樣的問題，即，由于每一塊鋼板樁都必須上下反向地打設(shè)，所以壁體的施工期長，另外，由于壁體的厚度(寬度)比采用小型工字鋼的施工法要大，所以不適當(dāng)都市近郊部的施工，都市近郊部的施工從有效利用土的觀點出發(fā)要求與鄰接地緊靠著施工。
為了解決該問題，本申請人在日本專利公報特開平5-140928號公開了一種具有全新的非對稱接頭的U形鋼板樁。圖1為上述公報中公開的具有左右不對稱的接頭形狀的鋼板樁1的簡化斷面圖，由此可知，鋼板樁1由凸緣部2、腹板部3、以及不對稱地設(shè)在兩側(cè)的接頭部4、5構(gòu)成。
圖2a為將上述非對稱鋼板樁1實際地緊靠著鄰接地(A.L.)使用于擋土墻等的場合的組合例的模式說明圖。與示出采用現(xiàn)有的對稱鋼板樁6的場合的圖2b相比，可以知道能夠有效地利用空間。圖中，虛線所示區(qū)域為機械占有面積(W.A.)，它示出這樣的區(qū)域，即只要能確保這點作為區(qū)域，在該區(qū)域就可在現(xiàn)場將鋼板樁打入土中。另外還可以知道，就板樁壁的厚度(D1、D2)來說，圖2(a)的場合明顯變窄。
這樣，按照上述非對稱U形鋼板樁，則在如圖2(a)所示那樣形成板樁壁時可以在同一方向上連續(xù)地打設(shè)鋼板樁，而且這樣形成的壁體具有等同或超過采用現(xiàn)有對稱U形鋼板樁的場合的斷面剛性。然而，如圖所示那樣連續(xù)地打設(shè)形成壁面時，不可避免在接頭部形成凸部5a。
然而，正如眾所周知的那樣，雖然可將U形鋼板樁的兩端接頭相互結(jié)合、打入地中，形成連續(xù)的擋土墻，但在改變該壁面的方向的場合，在轉(zhuǎn)角部要使用具有與其它部分不同的斷面的角部用鋼板樁。下面稱之為角部鋼板樁。
日本專利公報特公昭64-8139號、特公平2-60807號、特公平6-9682號等公開了幾個現(xiàn)有的這種角部鋼板樁，另外，日本專利公報特公照64-10281號、特公平6-9682號公開了其制造方法。
在連續(xù)打入上述那樣的具有新的非對稱接頭的U形鋼板樁的場合，與現(xiàn)有的對稱鋼板樁壁一樣，在角部也不得不使用特殊形狀的角部鋼板樁。
圖3(a)和圖4(a)所示為現(xiàn)有的角部鋼板樁。圖3(a)所示這一種是通過在U形鋼板樁7的腹板部的背面8用焊接固定同樣的U形鋼板樁的一半而獲得，該U形鋼板樁的一半通過在腹板部切斷而形成。這種角部鋼板以下稱為T形。圖4(a)所述這一種是通過在鋼板樁7的腹板部9的中心進行彎折加工并在其內(nèi)角處進行適當(dāng)?shù)暮附佣@得，這種角部鋼板樁以下稱為W型。圖3(b)和圖4(b)為分別模式地示出各角部鋼板樁在角部的打入形態(tài)的示意說明圖。
然而，T形使其重量大體增加到1.5倍，而且難以由打入這種鋼板樁時通常使用的振動打樁機的夾頭將其夾緊。另外，由于不能堆積起來，所以保管和運送也不方便。另一方面，W形雖然進行了加強焊接，但由于斷面系數(shù)非常小，所以難以對在角部的擋土墻的安全性寄過高的期望，而且也會如T形一樣在打樁機的夾緊或打入方法方面到限制。
然而，上述那樣的非對稱U形鋼板樁的制造方法一般是采用焊接的方法，而在熱軋的場合，則通過多個孔型軋輥以多個道次一點一點地對各接頭部進行成形加工，與現(xiàn)有對稱鋼板樁一樣地進行制造。因此，對直到獲得產(chǎn)品的變形過程進行設(shè)計使其可左右對稱地進行，同時也這樣左右對稱地設(shè)計軋輥孔型。接頭的彎曲成形過程也一樣，在軋制的最終階段，由左右對稱形狀的孔型軋輥的同一道次內(nèi)左右同時地對接頭進行彎曲成形。
圖(5)、(b)為一般的左右對稱形狀的U形鋼板樁的熱軋用軋輥孔型中的、彎曲精加之前的孔型(K-2)和彎曲精加工孔型(K-1)，該孔型(K-2)和(K-1)都分別由上輥(U.R.)和下輥(L.R.)構(gòu)成。圖中，U形鋼板樁由兩凸緣部10、腹板部12以及兩端的接頭部14構(gòu)成，該U形鋼板樁的軋制材料11在圖5(a)的階段由孔型(K-2)調(diào)整接頭厚度和接頭高度，除接頭部的彎曲外熱軋基本結(jié)束，接著由圖5(b)的孔型(K-1)對接頭進行彎曲成形，將其精加工為產(chǎn)品形狀。
圖6進一步詳細地示出孔型(K-1)中的接頭成形過程，該過程大體分為如下4個階段。作為軋制材料的U形鋼板樁11僅示出凸緣部10、腹板部12、接頭部14的各部位。
圖中，在工序(I’)示出U形鋼板樁11從孔型(K-2)出時的樣子；在工序(I)中，受到咬入軋輥的U形鋼板樁前方部分的影響，在與軋輥接觸以前產(chǎn)生變形，這主要導(dǎo)致鋼板樁減少寬度。這里，“寬度”指的是U形鋼板樁整體的寬度。
在工序(II)中，上輥18的輥環(huán)部20與接頭外面接觸，使得寬度開始減小、接頭開始彎曲。
在工序(III)中，下輥22與接頭都產(chǎn)生接觸，到達工序(IV)，由上下輥18、22對接頭部的壓下來完成彎曲成形，在工序(IV’)所示階段離開K-1，獲得鋼板樁產(chǎn)品。
如圖5和圖6所示，在軋制材料和產(chǎn)品形狀左右對稱的場合，上述彎曲成形也對稱，因此在咬入軋輥前后的軋制材料的姿勢在左右不產(chǎn)生差異。
但是，在軋制材料和產(chǎn)品形狀左右不對稱的場合，特別是左右不對稱地設(shè)置接頭部時，在垂直于軋制方向的斷面內(nèi)的軋制材料的彎曲變形并不是左右對稱。因此，咬入軋輥后軋制材料的姿勢在左右產(chǎn)生差異，成為引起軋制姿勢的不穩(wěn)定或不完全的接頭彎曲變形的原因。
本發(fā)明的課題在于提供一種非對稱鋼板樁，該非對稱鋼板樁具有橫斷面形狀左右不對稱的接頭形狀，其中，該非對稱鋼板樁具有這樣的斷面形狀，該斷面形狀可以使得在連續(xù)打設(shè)時不在板樁壁的接頭部形成凸部。
本發(fā)明的另一個課題在于提供一種以熱軋制造橫斷面形狀左右不對稱的鋼板樁的方法，其中，在接頭的彎曲成形時不會產(chǎn)生軋制姿勢的不穩(wěn)定以及不完全的接頭成形。
在本發(fā)明的再一個課題在于提供一種角部鋼板樁及其制造方法，這種角部鋼板樁可以用于具有非對稱接頭的U形鋼板樁，而且可以由打樁機的夾頭來夾持并在保管時可以重疊堆積。
因此，本發(fā)明者發(fā)現(xiàn)，通過使一方向下另一方向上地構(gòu)成左右不對稱的接頭形狀，可以在平直部的延長線上接合左右接頭，不在壁面上形成凸部。
然而，在以熱軋法制造非對稱鋼板樁的場合，即使直到接頭部的彎曲成形都為非對稱形，即使用熱軋同時進行軋制成形，也不會帶來特別的障礙，但在作為精加工軋制工序的彎曲成形階段，使用孔型孔輥左右同時進行時，由于接頭部左右不對稱，則如上述那樣軋制姿勢變得不穩(wěn)定，彎曲成形變得不完全，導(dǎo)致材料利用率下降。
當(dāng)然，為了解決這樣的問題，可以通過將兩側(cè)不對稱接頭部的彎曲成形分成分段一小點一小點地進行，解決上述的軋制姿勢的問題，但以多個道次一小點一小點地軋制不經(jīng)濟，不能說是實用的。
因此，在制造這樣的非對稱接頭鋼板樁時，著眼于用不同的軋輥孔型分別一次對左右接頭進行彎曲成形，在本發(fā)明中將現(xiàn)有技術(shù)中左右同時一次進行的彎曲成形分開單獨進行，結(jié)果得知可以有效地解決上述問題，從而完成了本發(fā)明。
另外，本發(fā)明人針對上述具有新的接頭形狀的非對稱U形鋼板樁制作了多種角部鋼板樁，進行打設(shè)試驗。結(jié)果表明，通過將接頭的任何一方向內(nèi)側(cè)彎折，則不用T形鋼板樁等特殊的角部鋼板樁即可將鋼板樁壁轉(zhuǎn)換到直角方向，從而完成了本發(fā)明。
現(xiàn)將本發(fā)明的要旨說明如下。(1)一種非對稱鋼板，其特征在于它包括構(gòu)成鋼板樁本體的主部、2個非對稱接頭、分別連接上述主部和非對稱接頭的臂部，一方的接頭向外形成，另一方的接頭向內(nèi)形成。(2)如上述(1)所述的非對稱鋼板樁，上述臂部平行于打設(shè)法線或接頭配合軸線地延伸，而且上述臂部和非對稱接頭在板樁壁的內(nèi)緣位于同一線上。(3)一種非對稱鋼板樁的制造方法，其特征在于在具有非對稱接頭形狀的鋼板樁的熱軋過程中，進行接頭彎曲成形時，分別用不同的孔型軋輥一側(cè)一側(cè)地對接頭進行彎曲成形精加工。(4)如上述(3)所述的非對稱鋼板樁的制造方法，其特征在于在對一方的接頭進行彎曲成形精加工期間，另一方的接頭僅是約束在軋輥孔型內(nèi)，不進行彎曲成形。(5)如上述(1)所述的非對稱鋼板樁，其中，通過將上述向內(nèi)接頭或向外接頭的任何一方朝向側(cè)彎曲，將其用作角部鋼板樁。(6)如上述(5)所述的非對稱鋼板樁，其特征在于上述向內(nèi)接頭的接合緣內(nèi)壁與該非對稱鋼板樁的打設(shè)法線平行，或者是上述向外接頭的接合緣內(nèi)壁與該非對稱鋼板樁的打設(shè)法線垂直。(7)一種角部鋼板樁的制造方法，該角部鋼板樁不對稱，在一方有向內(nèi)的接頭，在另一方有向外的接頭；其特征在于在用熱軋使具有非對稱接頭的鋼板樁成形后，具有僅將該鋼板樁的向內(nèi)接頭或向外接頭的任何一方朝向內(nèi)側(cè)彎曲的工序。(8)一種角部鋼板樁的制造方法，該角部鋼板樁不對稱，在一方有向內(nèi)的接頭，在另一方有向外的接頭；其特征在于在用熱軋使具有非對稱接頭的鋼板樁成形后，僅將該鋼板樁的向內(nèi)接頭或向外接頭的任何一方在該接頭與臂部的邊界部切斷，然后將該接頭朝內(nèi)配置，再由焊接將上述接頭與上述臂部接合在一起。
圖1為現(xiàn)有非對稱U形鋼板樁的簡化斷面圖。
圖2(a)和圖2(b)分別為圖1的現(xiàn)有非對稱鋼板樁和現(xiàn)有的對稱鋼板樁的使用例的模式說明圖。
圖3(a)為示出現(xiàn)有角部鋼板樁例的圖，圖3(b)為其使用例的模式說明圖。
圖4(a)為示出現(xiàn)有的另一角部鋼板樁例的圖，圖4(b)為其使用例的模式說明圖。
圖5(a)為一般U形鋼板樁軋制用軋輥孔型中的在精加工前的孔型(K-2)的模式說明圖，圖5(b)為精加工孔型(K-1)的模式說明圖。
圖6為孔型(K-1)中的接頭彎曲成形過程的模式說明圖。
圖7為本發(fā)明非對稱U形鋼板樁的簡化斷面圖。
圖8為示出對應(yīng)于圖7的實施例的接頭部接合狀態(tài)的平面圖。
圖9為用于說明對平直部進行夾緊的打設(shè)方法的平面圖。
圖10(a)為左右非對稱形狀的U形鋼板樁軋制用軋輥孔型中的接頭彎曲成形前的孔型(K-3’)的模式說明圖，圖10(b)和(c)為接頭成形孔型(K-2’、K-1’)的模式說明圖。
圖11為示出本發(fā)明的角部鋼板樁例的簡化斷面圖。
圖12為示出本發(fā)明的另一角部鋼板樁例如簡化斷面圖。
圖13(a)為示出本發(fā)明角部鋼板樁打設(shè)例的說明圖，圖13(b)為其局部放大圖。
圖14為本發(fā)明的角部鋼板樁的制造方法的1例的說明圖。
圖15為示出本發(fā)明的角部鋼板樁制造方法的另一例的圖。
圖16為本發(fā)明角部鋼板樁的堆積狀況說明圖，圖16(a)為將向內(nèi)接頭朝內(nèi)側(cè)彎曲的角部鋼板樁的場合，圖16(b)為將向外接頭朝向側(cè)彎曲的角部鋼板樁的場合。
圖17(a)～(f)為示出用2維有限元法得到的孔型(K-2’)中軋制材料變形模擬結(jié)果的模式說明圖。
圖18為接頭部的各部位的說明圖。
圖19為示出本發(fā)明非對稱鋼板樁以及角部鋼板樁的施工例的說明圖。
在這里，將參照


本發(fā)明的非對稱鋼板樁及其制造方法，然后說明角部鋼板樁及其制造方法。
圖7示出本發(fā)明非對稱U形鋼板樁的一個實施例的鋼板樁30的整體形狀，圖8示出其接頭部，圖9示出通過連設(shè)非對稱U形鋼板樁而形成的板樁壁40。
如圖7所示，非對稱U形鋼板樁30的構(gòu)成鋼板樁本體的主部的形狀為U形，該鋼板樁主體由腹板部32和凸緣部34構(gòu)成，兩端的接頭36、38的接頭形狀左右不對稱，例如使接頭36為向內(nèi)接頭，使接頭38為向外接頭，分別使橫斷面形狀的凸側(cè)如圖示例中U字側(cè)那樣都在同一方向上，從而可接合在連接兩臂部37的直線上，即打設(shè)壁面上。
即，臂部37與打設(shè)法線(圖中，用3點劃線表示)同方向地加以設(shè)置，接頭36、38相互接合的接頭部與該臂部37一起，位于與板樁壁40的最內(nèi)緣35(圖中用一點劃線表示)相同的直線上。
在本實施例中，一方的接頭38相對于板樁壁40的最內(nèi)緣(相當(dāng)于掘削側(cè)前面)35向外形成，另一方的接頭36向內(nèi)形成，能如圖8所示那樣以不突出板樁壁40的壁面的形狀接合在一起。另外，在向外的接頭38設(shè)凸起39，用于約束接頭部處的轉(zhuǎn)動。
對于本發(fā)明的非對稱U形鋼板樁30，當(dāng)用液壓式壓入機或振動錘打設(shè)時，可如圖9所示那樣夾緊臂部37進行打設(shè)，該臂部37平行于打設(shè)方向地延伸，而且與接頭部在同一線上，即位于配合軸線上(圖7中用2點劃線表示)。即，由于成為在打設(shè)時發(fā)生轉(zhuǎn)動的中心的接頭部與臂部37不發(fā)生平面性偏移，所以可以防止作用在夾緊部44的打設(shè)力使鋼板樁30轉(zhuǎn)動。
另外，即使是在地里有碎石等障礙物的場合，也如圖9所示那樣，本發(fā)明的非對稱U形鋼板樁30的臂部37由于對地里的在轉(zhuǎn)動方向上的作用力(圖中用空白箭頭示出)產(chǎn)生抵抗力(圖中用黑箭頭示出)，所以具有抑制U形鋼板樁在地里轉(zhuǎn)動、扭曲的效果。
作為對本發(fā)明的左右不對稱形狀的U形鋼板樁進行熱軋的軋輥孔型的一例，在圖10(a)～(c)中示出接頭彎曲成形前孔型(K-3’)和接頭彎曲成形孔型(K-2’，K-1’)。
下面根據(jù)圖10說明本發(fā)明的熱彎成形法。
首先，如圖10(a)所示那樣，對于與現(xiàn)有方法同樣地進行孔型軋制后得到的非對稱鋼板樁30，用具有上輥(U.R.)與下輥(L.R.)的孔型K-3’調(diào)整接頭厚度和接頭高度后，如圖10(b)所示那樣，用同樣具有上輥(U.R.)和下輥(L.R.)的孔型(K-2’)對例如左側(cè)的接頭進行彎曲成形。此時，雖然垂直于軋制方向的斷面內(nèi)的鋼板樁30的變形左右不對稱，在軋輥咬入前后的軋制姿勢會產(chǎn)生左右偏差，但通過不對右側(cè)的接頭進行彎曲成形，可以抑制在軋輥下死點附近的強制變形，使軋制姿勢特別是出口側(cè)的姿勢穩(wěn)定。因此，在左側(cè)彎曲成形為良好的接頭形狀，在右側(cè)保持孔型(K-3’)的開放形狀。
接著如圖10(c)所示那樣，在用孔型(K-1’)對右側(cè)接頭進行彎曲成形時，也使左側(cè)的軋輥孔型形狀與孔型(K-2’)相同，由于與上述相同的原因，可以使軋制姿勢穩(wěn)定，結(jié)果可得到左右都好的接頭形狀。
在這里，按照本發(fā)明的另外的1個實施例，也可以在對一方的接頭的彎曲成形進行精加工期間對另一方的接頭進行一定程度的彎曲成形，這樣的彎曲成形在本說明書中被稱之為“途中彎曲”。
所謂“途中彎曲”，例如用圖6的例子來說，只是將接頭部的前端立起(工序II)。這是由于這樣的程度對軋制姿勢影響小。另外，在圖10的場合，是指如在圖10(b)的孔型(K-2’)中那樣，在軋制姿勢的不穩(wěn)定在允許范圍內(nèi)的程度下進行彎曲成形。
即，本發(fā)明的左右接頭彎曲成形只要是在不左右同時進行實質(zhì)上的彎曲成形的條件下進行即可。
作為本發(fā)明的進行熱態(tài)接頭彎曲成形的非對稱鋼板樁，雖然是以接頭部不對稱的U形鋼板樁為代表例，但本技術(shù)領(lǐng)域的同行應(yīng)能明白構(gòu)成鋼板樁本體的主要部位分別為Z形、I形、管狀的Z形鋼板樁、I形鋼板樁、管狀鋼板樁等也同樣地可以用熱軋在精加工成形階段對非對稱接頭部進行彎曲成形。
下面，詳細說明本發(fā)明的角部鋼板樁及其制造方法。
圖11和圖12示出本發(fā)明的具有向內(nèi)接頭50和向外接頭52的角部鋼板樁54的例子。圖11為將向內(nèi)接頭50用焊接加工成45°向內(nèi)的角部鋼板樁54的簡化斷面圖，圖12是將向外的接頭52用焊接加工成45°向內(nèi)的角部鋼板樁54的簡化斷面圖。焊接部位56都分別涂黑加以表示。
本發(fā)明的角部鋼板樁54的形狀是這樣的它以圖7中所示非對稱U形鋼板樁30為基礎(chǔ)，該U形鋼板樁30一方具有向內(nèi)的接頭36(向下的爪)，另一方有向外的接頭38(向上的爪)，具有可以朝著同一方向，接合成直線狀的橫斷面形狀；如圖7、圖11、圖12所示那樣，將該鋼板樁30的接頭36、38的任何一方在該鋼板樁的平坦臂部37與接頭的邊界部55向內(nèi)(下方)彎曲成45°。在圖7中，用虛線示出了邊界部55，它也相當(dāng)于用焊接法制造的場合的焊接部位。
圖13(a)示出用接頭部配合并打設(shè)本發(fā)明的角部鋼板樁的狀況，該角部鋼板樁為將向內(nèi)接頭朝內(nèi)彎折的類型以及將向外接頭朝內(nèi)彎折的類型的兩鋼板樁。圖13(b)為其放大圖。
如圖11所示，通過將向內(nèi)接頭50朝內(nèi)彎折45°，使向內(nèi)接頭50的接合緣51的內(nèi)壁51a與鋼板樁54的打設(shè)法線(在圖11中用2點劃線表示)或配合軸線(在圖11中用1點劃線表示)平行。
另外，如圖12所示，通過將向外的接頭52朝內(nèi)彎折45°，使向外接頭52的接合緣53的內(nèi)壁53a與鋼板樁54的打設(shè)法線(在圖12中用2點劃線表示)或配合軸線(在圖12中用1點劃線表示)垂直。
這樣，如圖13(a)～(b)所示，將上述2種角部鋼板樁分別用彎曲加工的接頭相互配合，使各鋼板樁的打設(shè)法線或配合軸線垂直相交，可以用作鋼板樁壁的角部。
在以上的說明中，是對用焊接將向內(nèi)或向外接頭朝內(nèi)側(cè)進行彎曲加工進行了說明，作為該加工方法，都是先用熱軋制造圖7所示那樣的一方有向外接頭另一方有向內(nèi)接頭的非對稱U形鋼板樁，然后將任何一方的接頭與臂部的邊界部(圖7的虛線部)切斷，再將該接頭朝內(nèi)配置，用焊接接合上述接頭與上述臂部的切斷部位。因此，與現(xiàn)有的用焊接制作的T形角部鋼板樁的場合不同，在作為毛坯的U形鋼板樁中基本沒有無用的部分，從而可以以高的材料利用率進行制造。
另外，本發(fā)明的角部鋼板樁可以將具有非對稱接頭部的U形鋼板樁的任意一方的接頭向內(nèi)側(cè)進行彎曲加工，因此，也可以通過熱軋或熱態(tài)乃至溫態(tài)成形加工進行制造。
圖14例示出本發(fā)明的角部鋼板樁的制造方法中通過熱軋將向外接頭朝內(nèi)側(cè)彎曲的情形，其中，由上輥60和下輥62構(gòu)成孔型軋輥，被軋制材使用預(yù)先成形的、圖7所示的非對稱U形鋼板樁30，通過由上下輥60、62約束該鋼板樁30的上下面，同時從上方推壓外向接頭38，則可用1個道次加以成形。通過咬入孔型軋輥可以對接頭38進行彎曲加工。
另外，作為本發(fā)明的角部鋼板樁的制造方法，圖15例示出由熱態(tài)乃至溫態(tài)成形加工使向內(nèi)的接頭朝內(nèi)側(cè)彎曲的場合，其中，初始毛坯料采用圖7所示那樣的U形鋼板樁，在鋼板樁30的圓周配置導(dǎo)向輥64將其夾持，用上下輥66、68約束該鋼板樁30的上下面，用左側(cè)端的輥70約束向外接頭38的側(cè)面，同時由右側(cè)端的上輥66從上方推壓向內(nèi)的接頭36，以1個道次進行成形。從易于彎曲成形的觀點發(fā)出最好將這樣的成形用導(dǎo)向輥64設(shè)在緊接非對稱鋼板樁30的熱精軋機后方的較近位置。
在打設(shè)本發(fā)明的角部鋼板樁時，也可以如圖7所示本發(fā)明的非對稱U形鋼板樁一樣地進行施工，而且用打設(shè)機夾持鋼板樁時可以夾緊腹板部或臂部，不存在現(xiàn)有的T形和W形角部鋼板樁那樣的不能進行通常的夾緊的問題。
鋼板樁壁的彎折角度(鋼板樁的打設(shè)法線的交叉角度)通常最多的是直角，但隨著施工場所的不同也有在角以外的場合。但是，按照本發(fā)明的角部鋼板樁的制造方法，通過配置在精軋機近旁或緊靠精軋機后方的位置處的導(dǎo)向輥改變對一方的接頭進行彎曲加工時的角度，也可以制造能使用于直角以外的角部的角部鋼板樁。
圖16(a)、(b)示出堆放本發(fā)明的角部鋼板樁54的狀態(tài)。圖16(a)示出了向內(nèi)接頭朝內(nèi)側(cè)彎折的角部鋼板樁，圖16(b)示出了向外接頭朝內(nèi)側(cè)彎曲的角部鋼板樁。由本圖可知，堆放時接頭部相互間不產(chǎn)生干涉，因此不論堆放多少塊也不存在堆放姿勢不穩(wěn)定的問題。
下面說明本發(fā)明的非對稱鋼板樁和角部鋼板樁的制造方法的實施例。
實施例1為了確認(rèn)本發(fā)明的效果，采用二維有限元法(2D-FEM)進行了模擬以及使用實際的軋制機進行了試驗軋制。
圖17示出了采用2D-FEM獲得的孔型K-2’(參照圖10)的軋制材料的變形。
由圖17(a)～(f)所示結(jié)果可知，在孔型K-2’的軋制進行過程中，不進行彎曲變形一側(cè)(面對圖17時的右手側(cè))的接頭部，包括凸緣部34、臂部37、被約束于輥縫內(nèi)，維持原來的形狀。
對此進行定量歸納，在與同時軋制兩側(cè)的非對稱接頭部時(比較例)相比較的場合，結(jié)果如下表1所示。表1中的“接頭部高度(H)”、“接頭部厚度(T)”、以及“接頭部開度(G)”如圖18所示。
由此也可以知道，按照本發(fā)明分別對非對稱接頭部進行彎曲成形，對于在鋼坯全長獲得良好的接頭部形狀這一點來說非常有效。
另外，對于接頭部處的軋輥耐發(fā)熱粘附性這一點來就，本發(fā)明也有效。
表1
另外，由本發(fā)明的熱軋法實際使用軋機進行試軋的結(jié)果表明，可以以良好的材料利用率獲得上述圖7所示那樣具有左右都好的接頭形狀的產(chǎn)品。
實施例2根據(jù)圖10和圖15所說明的那樣以熱態(tài)軋制。成形制造本發(fā)明的非對稱鋼板樁和角部鋼板樁，組合并打設(shè)圖7所示非對稱U形鋼板樁和圖11及圖12所示角部鋼板樁，作為住宅地下室的壁體。
首先，用由二輥式水平輥構(gòu)成的開坯軋機(粗軋機)、中間軋機，以及精軋機共3個機架的軋機對在加熱爐中加熱到1280℃的250mm厚×700mm寬的連鑄板坯進行熱軋。在各軋機的軋輥分別配置4個、3個、3個的孔型。通過這3個機架的可逆軋制，將被軋制材精加工到圖7所示非對稱U形鋼板樁的形狀。
角部鋼板樁的制造如圖15所示，采用設(shè)置在精軋機后方的導(dǎo)向輥以及成形輥，制造將向外接頭朝內(nèi)側(cè)作45°彎曲成形的這種類型的角部鋼板樁(A型，參照圖12)以及將向內(nèi)接頭朝內(nèi)側(cè)作45°彎曲成形的這種類型的角部鋼板樁(B型，參照圖11)。
另一方面，擴大上述導(dǎo)向輥以及軋輥的開度，以同樣的概率(チヤンス)制造了由上述精軋機軋制了的鋼板樁。
組合并打設(shè)這樣用本發(fā)明的方法分別制造的A型角部鋼板樁4塊、B型角部鋼板樁4塊，以及構(gòu)成壁面本體的非對稱U形鋼板樁30塊，對作為住宅地下室用的地坑的擋土墻用壁體進行施工。施工結(jié)果示于圖19。圖中，A型和B型的角部鋼板樁簡單地以A、B表示，除此之外為圖7所示非對稱鋼板樁。
由圖19還可知，縱向6塊(其中2塊為角部鋼板樁)和橫向13塊(其中2塊為角部鋼板樁)。都可以順利地加以打設(shè)而不出現(xiàn)施工上的問題。
按照本發(fā)明，可以獲得非對稱U形鋼板樁，該非對稱U形鋼板樁可以將接頭部和平直的臂部配置在與板樁壁最內(nèi)緣相同的面上；另外，在用熱軋制造這樣的具有非對稱接頭形狀的U形鋼板樁時，也可以不產(chǎn)生軋制姿勢的不穩(wěn)定，不完全的接頭成形，獲得良好的接頭形狀。
另外，本發(fā)明的非對稱U形鋼板樁和角部鋼板樁不會在打設(shè)時產(chǎn)生夾緊的問題以及鋼板樁在搬運、保管時產(chǎn)生問題，而且可以在同一方向上連續(xù)地打設(shè)，所以可以通過提高施工效率來有效地節(jié)省勞動力和施工費用。而且，在制造角部鋼板樁時，如果切斷非對稱U形鋼板樁的一部分并再次將其焊接，則可將其轉(zhuǎn)用作角部鋼板樁，因此，不需要大的設(shè)備改造，只需追加軋輥的局部修正和導(dǎo)向輥即可制造，就這一點來說發(fā)明具有極高的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用價值。
權(quán)利要求
1.一種非對稱鋼板樁，其特征在于它包括構(gòu)成鋼板樁本體的主部、2個非對稱接頭、分別連接上述主部和非對稱接頭的臂部，一方的接頭向外形成，另一方的接頭向內(nèi)形成，上述臂部平行于打設(shè)法線或接頭配合軸線地延伸，而且上述臂部和非對稱接頭在板樁壁的最內(nèi)緣位于同一線上。
2.一種非對稱鋼板樁的制造方法，其特征在于在具有非對稱接頭形狀的鋼板樁的熱軋過程中，在進行接頭彎曲成形時，分別用不同的孔型軋輥一側(cè)一側(cè)地對接頭進行彎曲成形加工。
3.如權(quán)利要求2所述的非對稱鋼板樁的制造方法，其特征在于在對一方的接頭進行彎曲成形精加工期間，另一方的接頭僅是約束在軋輥孔型內(nèi)，不進行彎曲加工。
4.如權(quán)利要求1所述的非對稱鋼板樁，其特征在于，通過將上述向內(nèi)接頭或向外接頭的任何一方朝內(nèi)側(cè)彎曲，將其用作角部鋼板樁。
5.如權(quán)利要求4所述的非對稱鋼板樁，其特征在于上述向內(nèi)接頭的接合緣內(nèi)壁與該非對稱鋼板樁的打設(shè)法線平行。
6.如權(quán)利要求4所述的非對稱鋼板樁，其特征在于上述向外接頭的接合緣內(nèi)壁與該非對稱鋼板樁的打設(shè)法線垂直。
7.一種角部鋼板樁的制造方法，該角部鋼板樁不對稱，在一方有向內(nèi)的接頭，在另一方有向外的接頭；其特征在于在用熱軋使具有非對稱接頭的鋼板樁成形后，具有僅將該鋼板樁的向內(nèi)接頭或向外接頭的任何一方朝內(nèi)側(cè)彎曲的工序。
8.一種角部鋼板樁的制造方法，該角部鋼板樁不對稱，在一方有向內(nèi)的接頭，在另一方有向外的接頭；其特征在于在用熱軋使具有非對稱接頭的鋼板樁成形后，僅將該鋼板樁的向內(nèi)接頭或向外接頭的任何一方在該接頭與臂部的邊界部切斷，然后將該接頭朝內(nèi)配置，再由焊接將上述接頭與上述臂部接合在一起。
全文摘要
本發(fā)明提供一種非對稱鋼板樁及其制造方法,還提供一種與之配合使用的角部鋼板樁及其制造方法。該非對稱鋼板樁在板樁壁上的接頭部與平直臂部在同一平面上,不形成凸部;另一方面,即使在對接頭進行彎曲成型時也不會產(chǎn)生軋制姿勢的不穩(wěn)定和不完全的接頭成型,可以獲得良好的接頭形狀。使非對稱接頭形狀為一側(cè)向上另一側(cè)向下的接頭形狀,采用不同的孔型軋輥分別一側(cè)一側(cè)對左右接頭進行彎曲成型精加工。此時,在對一方的接頭進行彎曲成型精加工期間,另一方的接頭僅是約束在軋輥孔型內(nèi)而不進行彎曲成型,或者也可以進行中途彎曲。角部鋼板樁通過將上述非對稱鋼板樁的向內(nèi)、向外的任何一個接頭部在上下相反的方向上重新裝入來加以制造。另一方法是通過將任意一個接頭向內(nèi)側(cè)彎曲來加以制造。
文檔編號E02D5/02GK1172517SQ96191138
公開日1998年2月4日 申請日期1996年9月26日 優(yōu)先權(quán)日1995年9月29日
發(fā)明者松原弘, 鹿野裕, 增田敏聰, 阿部幸夫 申請人:住友金屬工業(yè)株式會社