[發(fā)明專利]一種熱軋U型鋼板樁的成形方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610121907.2
• 申請日: 2016-03-03
• 公開（公告）號: CN105728515B
• 公開（公告）日: 2017-09-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 錢健清;華峰;沈翔;鄒軍
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B21D5/14
• 分類號: B21D5/14;B21D47/00
• 代理公司: 南京知識律師事務(wù)所32207
• 代理人: 蔣海軍

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明屬于金屬塑性加工成型技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種熱軋U型鋼板樁的成形方法。

背景技術(shù)：

熱軋U型鋼板樁工程中的應(yīng)用越來越廣泛，涵蓋了包括建筑工程、水利工程、道路交通工程、環(huán)境污染控制工程及災(zāi)害防治工程在內(nèi)的整個建筑行業(yè)。U型鋼板樁可用于臨時結(jié)構(gòu)和永久結(jié)構(gòu)，是一種可重復(fù)使用的環(huán)保材料，具有承載力高、止水性能優(yōu)越、耐久性強、施工速度快、施工效率高、對環(huán)境破壞小、占地少等獨特優(yōu)勢。

U型鋼板樁作為一種現(xiàn)代基礎(chǔ)與地下工程領(lǐng)域的重要金屬材料，根據(jù)加工工藝的不同，可分為熱軋鋼板樁與冷彎薄壁鋼板樁。冷彎薄壁鋼板樁采用較薄的板材，以冷彎成型機組連續(xù)滾壓成形，其生產(chǎn)成本低、定尺控制靈活，可根據(jù)工程實際情況，實現(xiàn)工程設(shè)計上的最優(yōu)化,但只能生產(chǎn)厚度在12mm以下的薄壁鋼板樁,且存在鋼板厚度單一,截面厚度不合理,鎖口不嚴(yán)密,重復(fù)使用率不高等問題。熱軋鋼板樁是目前使用較普遍的產(chǎn)品,原料采用連鑄坯和工藝采用熱連軋工藝，熱軋型鋼板樁傳統(tǒng)上由大型軌梁軋機機組在鋼的高溫塑性變形區(qū)軋制而成，軋制保證了產(chǎn)品截面合理、尺寸規(guī)范、綜合性能卓越、生產(chǎn)效率高，其工藝設(shè)計難點在于形狀較特殊、精度要求高、成形難控制的鎖口的轉(zhuǎn)制技術(shù)，傳統(tǒng)異形型鋼軋制機理很難指導(dǎo)鎖口工藝設(shè)計，根據(jù)工藝裝備的差別，鋼板樁軋制工藝有傳統(tǒng)軋制與萬能機組軋制等類型。

U型鋼板樁可大量減少施工取土量和混凝土的使用量，能有效保護土地資源、環(huán)保效果顯著，可大大節(jié)省建設(shè)費用。可滿足傳統(tǒng)水工、土木、道路交通、環(huán)境整治等眾多工程領(lǐng)域的使用需求。此外，因施工簡單高效，較傳統(tǒng)施工方法，工期大大縮短，面對洪澇、塌方、泥石流等突發(fā)性自然災(zāi)害時具有較強的災(zāi)害預(yù)防控制與救災(zāi)搶險功能，此外，U型鋼板樁尚有以下特點：

結(jié)構(gòu)外形對稱性好，施工方便易控制、重復(fù)利用性佳；樁身寬、翼緣厚、鎖口聯(lián)接緊密，具有極佳的靜力學(xué)特性；板樁墻體外側(cè)部分最厚，整體耐腐蝕壽命長久，且便于拉桿及栓錨配件的安裝緊固?；诖?，U型鋼板樁結(jié)構(gòu)成為了各類涉水基礎(chǔ)工程常用的結(jié)構(gòu)型式。

U型鋼板樁主要由鋼板和鎖口兩部分組成，U型鋼板樁兩端的鎖口為“鉤”型，相鄰兩塊U型鋼板樁倒置，通過鎖口咬合，形成類似波浪形的連續(xù)墻，鎖口的形狀對U型鋼板樁的施工和插打尤為重要。而U型鋼板樁尺寸復(fù)雜，兩側(cè)彎曲鎖口形狀奇特，屬于復(fù)雜斷面的熱彎型材，軋件的變形過程復(fù)雜，質(zhì)量控制難度大，對整個軋制工藝設(shè)備要求高，給產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)控制造成困難。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明針對現(xiàn)有熱軋U型鋼板樁鎖口成形存在的技術(shù)問題，提供一種熱軋U型鋼板樁的成形方法。本發(fā)明方法中提供的鎖口成型裝置，可以有效地改進鎖口處尺寸的穩(wěn)定性，提高鎖口處形狀的靈活性，獲得鎖口形狀更加精準(zhǔn)的U型鋼板樁，為U型鋼板樁的施工和插打奠定了良好的基礎(chǔ)。

本發(fā)明所提供的一種熱軋U型鋼板樁的成形方法具體步驟如下：

(1)在現(xiàn)有熱軋U型鋼板樁精軋機組中，舍棄最后一機架K1孔，在距離K2孔出口處，安裝本發(fā)明提供的鎖口成型裝置替代最后一機架K1孔，鎖口成型裝置由一組水平輥和一組斜輥組成，且水平輥輥縫,斜輥位置和傾角均可控制，見圖1所示,鎖口成型裝置水平輥的垂直中心線到K2孔水平輥的垂直中心線之間的水平距離為L。

步驟(1)中所述距離L根據(jù)下面模型設(shè)定：

其中：

L-鎖口成型裝置水平輥的垂直中心線到K2孔水平輥的垂直中心線之間的水平距離，單位：mm；

D-K2孔上輥的軋輥輥徑，單位：mm；

v-軋制速度，單位：mm/s；

t-K2孔軋機主傳動系統(tǒng)動態(tài)恢復(fù)時間，單位：s；

λ-經(jīng)驗系數(shù)，取0.8～1.2。

(2)調(diào)整鎖口成型裝置水平輥中心點到鎖口成型裝置斜輥中心點的水平距離S以及鎖口成型裝置水平輥軋制線到鎖口成型裝置斜輥軸線中心點之間的垂直距離H，防止鎖口成型裝置水平輥與鎖口成型裝置斜輥相互干擾，保證生產(chǎn)的順利進行；

步驟(2)中所述水平距離S根據(jù)下面模型設(shè)定：

其中：

S-鎖口成型裝置水平輥中心點到鎖口成型裝置斜輥中心點的水平距離，單位：mm；

D₁-鎖口成型裝置水平輥的輥徑，單位：mm；

d-鎖口成型裝置斜輥的輥徑，單位：mm；

k-修正系數(shù)，取0.8～1.2。

步驟(2)中所述垂直距離H根據(jù)下面模型設(shè)定：

H＝k·(S+d)/2；其中：