專(zhuān)利名稱(chēng)：連接件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種盤(pán)連接件，一種包括所述連接件的盤(pán)，和一種所述盤(pán)的組件。
本發(fā)明特別設(shè)計(jì)，但不僅僅是，使板樁元件適合于相互連接，以形成板樁組件。
背景技術(shù)：
板樁的主要功能是承受側(cè)向載荷。因而板樁可以在不同場(chǎng)合中用來(lái)構(gòu)建擋土墻，如地下室基坑、地下停車(chē)場(chǎng)與圍堰等。板樁也可以用于構(gòu)建等級(jí)公路堤防路基，或防止邊坡失效。
板樁的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，因?yàn)槠浣孛婷娣e相對(duì)較小，所以可以采用落錘或振動(dòng)錘打入地下。在十分特殊的場(chǎng)合下，板樁經(jīng)?？梢?xún)?yōu)選地用作包括鄰接的鉆孔樁，帶有絕緣層或橫隔膜的立砌磚鉆孔樁的擋土墻的替換形式。板樁的使用可以節(jié)約時(shí)間，減少費(fèi)用高昂的施工現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備工作，并且顯著降低材料成本。
但是，在制造和/或組裝許多現(xiàn)有類(lèi)型的板樁時(shí)，會(huì)遇到很多的困難。
所述困難之一發(fā)生在打入的過(guò)程中。板樁一個(gè)接一個(gè)地被打入地下，正被打入的板樁和與其相鄰且在其之前被打入的另一個(gè)板樁相連。正被打入板樁的端部可能遇到會(huì)使其偏斜的土層硬度的變化或者巖石與卵石之類(lèi)的夾雜物；因此而對(duì)所述板樁和與其相鄰連板樁形成的連接產(chǎn)生復(fù)雜的負(fù)載。所述負(fù)載的方向可能與所述連接能承受負(fù)載的方向不同。此問(wèn)題特別在板樁是采用冷軋生產(chǎn)的情況下遇到，因?yàn)樗龅拇祟?lèi)板樁上只能設(shè)置形狀相對(duì)簡(jiǎn)單且只能承受大體上單向性負(fù)載的連接件。板樁連接件上在它們不能承載負(fù)載方向上所承載的負(fù)載，特別是在打入的過(guò)程中，會(huì)使得連接件軋住。當(dāng)負(fù)載足夠大時(shí)，連接件可能因?yàn)槊撀浜?或變形而失效，從而導(dǎo)致板樁之間的連接斷開(kāi)。
一個(gè)板樁組件的強(qiáng)度在很大程度上取決于板樁截面在負(fù)載方向上的深度。為了用于承受重載荷的場(chǎng)合，一個(gè)板樁組件必須在板樁截面上有足夠的深度，以承受大的側(cè)向負(fù)載。其中，所述板樁組件中的板樁都是相同的，這要求要么所述的每一個(gè)板樁有足夠的截面深度，要么板樁在板樁組件中相互之間可以排列成不同的角度，同時(shí)在使用中板樁之間可以相互傳遞剪切力。普通的冷軋板樁，因?yàn)槠渖系倪B接件只能承載單向性的負(fù)載，所以必須具有不同的截面結(jié)構(gòu)。對(duì)一種類(lèi)型以上的冷軋板樁的需要，增加了制造的復(fù)雜性。同時(shí)，上述打入過(guò)程中的軋住與連接斷開(kāi)的風(fēng)險(xiǎn)仍然存在。
對(duì)打入過(guò)程中的不重合負(fù)載在一定程度的耐受力，可以通過(guò)制造單獨(dú)的熱軋精巧連接制件得到，所述的精巧連接至少在一定程度上可以適應(yīng)上述的相關(guān)復(fù)雜負(fù)載。
WO00/08263(Horan等)公開(kāi)了一種金屬板樁，所述的金屬板樁包括一個(gè)板材冷壓成型的壁部件，沿著所述壁部件縱軸方向延伸固定著熱壓成型咬合部件。所述熱壓成型咬合部件可以采用熱軋或擠出工藝生產(chǎn)，且所述的熱壓成型咬合部件必須采用焊接、螺釘連接、鉚接或其它方式與冷壓成型的壁部件可靠地緊固在一起。所述咬合部件必須單獨(dú)采用熱軋工藝生產(chǎn)，這是一個(gè)明顯的缺點(diǎn)，因?yàn)闊彳埞に囈馕吨浅８叩闹圃斐杀尽彳埞に囆枰獜?fù)雜與極其昂貴的設(shè)備與基礎(chǔ)設(shè)施。因此，小批量地制造熱軋零件是不經(jīng)濟(jì)的。
更進(jìn)一步的是，因?yàn)樾枰獑为?dú)制造咬合部件，并且還要把所述咬合部件緊固到板樁側(cè)壁上，從而使得制造復(fù)雜且更加昂貴。
前述的關(guān)于本發(fā)明背景的討論，僅僅為了便于理解本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)注意的是，所述討論并不是確認(rèn)或承認(rèn)所提及的任何資料在本申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)日之前在澳大利亞或者其它地方已經(jīng)是普通常識(shí)的一部分。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明關(guān)于一種盤(pán)連接件，所述盤(pán)連接件具有一個(gè)內(nèi)端和一個(gè)外端，所述內(nèi)端適合于設(shè)置在一個(gè)盤(pán)的一條邊上，以使得所述連接件可以從所述的邊向外延伸，所述的連接件具有一個(gè)設(shè)定一個(gè)部分封閉的空間的曲線(xiàn)外形，并且具有一個(gè)徑向內(nèi)表面和一個(gè)徑向外表面，在所述連接件的在內(nèi)外部分和在外部分之間設(shè)定有一個(gè)開(kāi)口，所述空間的結(jié)構(gòu)與尺寸的設(shè)置使得所述連接件可以在縱向與具有相應(yīng)形狀的另一個(gè)連接件連接，其中，當(dāng)一對(duì)連接件相互連接時(shí)一個(gè)連接件的所述徑向內(nèi)表面至少有一部分可以與另一個(gè)連接件的所述徑向外表面的至少一部分嚙合；并且另一個(gè)連接件的徑向內(nèi)表面至少有一部分可以與所述的一個(gè)連接件的徑向外表面的至少一部分嚙合；以防止所述連接件之間的連接在垂直于所述邊的平面內(nèi)斷開(kāi)，同時(shí)使得所述相互連接的連接件可以相對(duì)縱向移動(dòng)。
優(yōu)選地，本發(fā)明中所述的連接件呈一個(gè)卷狀結(jié)構(gòu)。
優(yōu)選地，本發(fā)明中所述的空間不是圓形的。
按照一個(gè)實(shí)施例，所述的空間通常是橢圓形的。按照本發(fā)明另外一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，所述的空間大致是圓形的。
優(yōu)選地，本發(fā)明中所述的連接件的曲線(xiàn)結(jié)構(gòu)相對(duì)于一根延伸在一對(duì)相互連接的連接件的內(nèi)端之間的軸是對(duì)稱(chēng)的。
優(yōu)選地，本發(fā)明中所述的連接件的結(jié)構(gòu)使得一對(duì)相互連接的所述連接件可以繞著該相互連接的連接件的縱軸相對(duì)旋轉(zhuǎn)。
優(yōu)選地，本發(fā)明中所述的連接件的結(jié)構(gòu)使得一對(duì)相互連接的所述連接件可以在橫向有限地相對(duì)移動(dòng)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，橫向的有限移動(dòng)是沿著一根橫軸的。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，橫向的有限移動(dòng)是沿著多根橫軸的。
因此，本發(fā)明還關(guān)于一種盤(pán)，該盤(pán)具有至少一條邊，并且具有一個(gè)沿著所述的至少一條邊的至少一個(gè)部分設(shè)置的如上所述的連接件。
優(yōu)選地，本發(fā)明中所述盤(pán)具有一對(duì)邊，并且沿著所述的每一邊的至少一個(gè)部分設(shè)置所述的連接件。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述的邊是大致平行的。
優(yōu)選地，本發(fā)明中所述連接件是與所述盤(pán)一體成形的。
優(yōu)選地，本發(fā)明中所述盤(pán)是由一種可伸縮的柔韌材料制成的。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述盤(pán)是采用一種金屬板材制成的。優(yōu)選地，本發(fā)明中所述的盤(pán)是冷壓成型的。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述盤(pán)是冷軋的。
優(yōu)選地，本發(fā)明中所述的盤(pán)是一個(gè)板樁。
優(yōu)選地，所述板樁位于所述邊之間的部分的形狀為槽形斷面。優(yōu)選地，一個(gè)連接件的開(kāi)口位于盤(pán)上與另一個(gè)連接件相對(duì)的面上。優(yōu)選地，本發(fā)明中所述盤(pán)的橫截面的形狀使得盤(pán)的剪切中心與所述盤(pán)的質(zhì)量中心接近。優(yōu)選地，與整個(gè)盤(pán)相比，本發(fā)明中所述的連接件的尺寸較小。優(yōu)選地，本發(fā)明中所述的盤(pán)可以繞著一個(gè)或多個(gè)縱軸變形。在一個(gè)具體實(shí)施例，所述盤(pán)是一個(gè)薄壁板樁。
因此，本發(fā)明也關(guān)于一種板樁組件，該板樁組件包括至少兩個(gè)相互連接的并具有上述形狀的板樁。
本發(fā)明的一個(gè)特征在于，當(dāng)一個(gè)負(fù)載施加于一對(duì)相互連接的連接件時(shí)，一個(gè)連接件的徑向表面的一部分與另一個(gè)連接件的徑向表面的一相對(duì)的部分嚙合，以使得連接件相互約束、互鎖，從而防止連接斷開(kāi)。一個(gè)連接件的徑向表面的一部分和另一個(gè)連接件的徑向表面的與之相對(duì)的部分在拉力負(fù)載下嚙合，導(dǎo)致連接件發(fā)生形變，增加相對(duì)的徑向表面之間的嚙合程度，從而進(jìn)一步防止所述連接件分離。
當(dāng)一個(gè)扭轉(zhuǎn)負(fù)載施加于所述連接時(shí)，所述連接件徑向表面相對(duì)的部分約束所述連接件使所述的連接件互鎖，從而防止所述連接斷開(kāi)。
參照下面對(duì)一個(gè)具體實(shí)施例的描述，可以更加充分地了解本發(fā)明。


參考附圖進(jìn)行描述，其中圖1A是所述實(shí)施例中一個(gè)板樁的正視立體圖；圖1B是圖1中板樁的右視立體圖；圖1C是圖1中板樁的后視立體圖；圖1D是圖1中板樁的左視立體圖；圖2A是圖1中板樁從上端所視的端視圖；圖2B是圖1中板樁從下端所視的端視圖；圖2C是圖1中板樁一翼緣上的連接件的詳細(xì)視圖；圖2D是圖1中板樁另一翼緣上的連接件的詳細(xì)視圖；圖3A是所述實(shí)施例中一個(gè)板樁組件的俯視圖；圖3B是所述實(shí)施例中在鄰近的一對(duì)板樁之間形成的一種形式的連接的詳細(xì)俯視圖；圖3C是所述實(shí)施例中在鄰近的一對(duì)板樁之間形成的另一種形式的連接的詳細(xì)俯視圖；圖4是圖3A所示的板樁組件的立體圖；圖5A是把圖3或圖4中所示的一個(gè)板樁組件打入一個(gè)斜坡的示意圖；圖5B是圖5A中所示的一個(gè)板樁組件在使用中的示意圖；圖6是圖5A和圖5B中的板樁組件的立體圖，所示為該板樁組件安裝在地下的情況；圖7A是圖3B中的連接在沒(méi)有負(fù)載的情況下的詳細(xì)端視圖；圖7B是圖3B中的連接在相連的板樁彼此相對(duì)旋轉(zhuǎn)至一個(gè)第一極端位置時(shí)的詳細(xì)端視圖；圖7C是圖3B中的連接在相連的板樁彼此相對(duì)旋轉(zhuǎn)至一個(gè)第二極端位置時(shí)的詳細(xì)端視圖；圖7D是圖3B中所示的連接在受拉時(shí)的詳細(xì)端視圖；圖7E是圖3B中所示的連接在受壓時(shí)的詳細(xì)端視圖；
圖8A是圖3C中所示的連接在沒(méi)有負(fù)載時(shí)的詳細(xì)端視圖；圖8B是圖3C中所示的連接在相連的板樁彼此相對(duì)旋轉(zhuǎn)至一個(gè)第一極限位置時(shí)的詳細(xì)端視圖；圖8C是圖3C中所示的連接在相連的板樁彼此相對(duì)旋轉(zhuǎn)至一個(gè)第二極限位置時(shí)的詳細(xì)端視圖；圖8D是圖3C中所示的連接在受拉情況下的詳細(xì)端視圖；圖8E是圖3C中所示的連接在受壓情況下的詳細(xì)端視圖；圖9A是表示圖3B中所示的相連板樁的可能的極限位置；圖9B是表示圖3C中所示的相連板樁的可能的極限角度位置的端視圖；圖10A是所述實(shí)施例中由三個(gè)板樁構(gòu)成的一個(gè)閉合組件的端視圖；圖10B是所述實(shí)施例中由三個(gè)板樁構(gòu)成的一個(gè)開(kāi)放組件的端視圖；圖11A是所述實(shí)施例中翼緣的端部向外彎折的板樁的端視圖；圖11B是由圖11A中所示的板樁構(gòu)成的板樁組件的端視圖；圖12是一個(gè)由六個(gè)翼緣端部向外彎折的板樁構(gòu)成的一個(gè)閉合板樁組件的端視圖；但是，所述板樁翼緣的彎折程度比圖11A(也顯示了所述組件中板樁的橫截面的結(jié)構(gòu))中所示的要小。
圖13是一個(gè)由五個(gè)翼緣端部向外彎折的板樁構(gòu)成的一個(gè)閉合板樁組件的端視圖；但是，所述板樁翼緣的彎折程度比圖12(也顯示了所述組件中板樁的橫截面的結(jié)構(gòu))中所示的要小。
圖14是一個(gè)由四個(gè)翼緣端部向外彎折的板樁構(gòu)成的一個(gè)閉合板樁組件的端視圖；但是，所述板樁翼緣的彎折程度比圖13(也顯示了所述組件中板樁的橫截面的結(jié)構(gòu))中所示的要小。
具體實(shí)施例方式
大體如圖1A至1D所示，在具體的實(shí)施例中，所述的盤(pán)是一個(gè)板樁1，特別是一種薄壁板樁。在所述實(shí)施例中的板樁1由一種可伸縮的柔韌材料制成，特別是由中等或高延伸性的鋼板之類(lèi)的金屬板材冷軋而成。
在具體的實(shí)施例中，所述的板樁1包括一個(gè)斷面為槽形的主體，所述主體2(在圖2A與圖2B表示)包括一個(gè)輻板3和相對(duì)的翼緣5和7從所述幅板延伸至各自對(duì)應(yīng)的邊6和8處。所述翼緣5和7從所述幅板3伸出，使主體2大體上為W形結(jié)構(gòu)，因而提高所述板樁1的橫向強(qiáng)度。
在所述實(shí)施例中，所述主體2的所述邊6和8大體上平行。
在所述實(shí)施例中，所述幅板3的中間部位在主體2的方向上從所述幅板的總平面偏移出來(lái)，形成一個(gè)皺折4。所述皺折4的目的在于進(jìn)一步增加所述板樁1的橫向強(qiáng)度。
優(yōu)選地，所述主體2的橫斷面形狀對(duì)稱(chēng)。這使得所述主體2的質(zhì)量中心與剪切中心大體重合，以使在打入時(shí)施加在所述板樁1上的扭轉(zhuǎn)負(fù)載最小化。
連接件9和11分別位于翼緣5和7各自的邊6和8上，優(yōu)選地，如所述實(shí)施例一樣，連接件9和11與所述主體2是一體成形的。
如圖2C和圖2D所分別詳細(xì)描述的，所述連接件9和11具有相應(yīng)的形狀，都是曲線(xiàn)外形，并且在本實(shí)施例中，各自都有一個(gè)卷狀結(jié)構(gòu)13和15。
所述連接件9帶有一個(gè)位于所述主體2的邊6上的內(nèi)端10。所述連接件9還有一個(gè)外端14。所述連接件9的曲線(xiàn)外形設(shè)定了一個(gè)部分封閉的空間18，在本實(shí)施例中，所述的空間18不是圓形的。特別地，所述部分封閉的空間18通常是橢圓形的。在所述連接件9的在內(nèi)部分和在外部分之間，設(shè)定有一個(gè)開(kāi)口22。所述連接件9有一個(gè)徑向內(nèi)表面19和一個(gè)徑向外表面21。
相應(yīng)地，所述連接件11具有一個(gè)位于所述主體2的邊8上的內(nèi)端12。所述連接件11還具有一個(gè)外端16。所述連接件11的曲線(xiàn)外形也設(shè)定了一個(gè)部分封閉的空間20，所述部分封閉的空間通常是橢圓形的。在連接件11的在內(nèi)部分和在外部分之間，設(shè)定有一個(gè)開(kāi)口24。所述連接件11也有一個(gè)徑向內(nèi)表面25和一個(gè)徑向外表面27。
所述連接件9還有一個(gè)頸部17。所述頸部17的彎曲方向與所述卷狀結(jié)構(gòu)13的彎曲方向相反，使得所述連接件9的部分分布在所述邊6的兩側(cè)。
相應(yīng)地，所述連接件11具有一個(gè)頸部23。所述頸部23的彎曲方向與所述卷狀結(jié)構(gòu)15的彎曲方向相反，也使得所述連接件11的部分分布在所述邊8的兩側(cè)。
更加明顯的是，連接件9和11的部分各自分布在相應(yīng)的邊6和8的兩側(cè)的作用在于，當(dāng)相應(yīng)的連接件9和11在工作中承受橫斷面上的負(fù)載時(shí)，可以減少所述邊6和8上的懸臂效應(yīng)。
在本實(shí)施例中，每一個(gè)卷狀結(jié)構(gòu)13和15都相應(yīng)地從頸部17和23彎曲大約360度。
在一個(gè)可選的實(shí)施例中，部分封閉的空間18和20可以是圓形的。
如前所述，所述連接件9和11與所述主體2是一體成形的，因此，所述內(nèi)端10和12分別與所述邊6和8匹配。在一個(gè)可選的實(shí)施例中，所述連接件9和11可以是獨(dú)立于主體2的，它們通過(guò)常規(guī)的緊固方式連接在所述邊6和8上。
如圖2A和2B所示，所述連接件9的開(kāi)口22位于主體2上與另一個(gè)連接件11的所述開(kāi)口24相對(duì)一側(cè)的面上，因此，所述連接件9和11分別從所述主體2的邊6和8伸出，并且旋轉(zhuǎn)的方向相同(圖2C和圖2D表示順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)的情況)。這使得所述板樁1可以通過(guò)如后文所述的兩種方式中的任一種方式與類(lèi)似的另一個(gè)板樁連接。
在一個(gè)可選的實(shí)施例中，所述板樁只需與另外的一個(gè)板樁相連，其連接件可以只有所述邊6和8中的一個(gè)。
如圖2A和2B所示，在此實(shí)施例中的連接件9和11相對(duì)于主體2而言，尺寸比較小，使得所述板樁1的對(duì)稱(chēng)性因之所受的影響盡可能的小，以確保所述板樁1的質(zhì)量中心靠近該板樁1的剪切中心。
所述連接件9和11都可以通過(guò)與一個(gè)類(lèi)似板樁的連接件連接，而形成一個(gè)相鄰板樁之間的連接，其中一個(gè)連接件的徑向表面的各部分適合于和另一個(gè)連接件的徑向表面的相對(duì)的部分在有負(fù)載的情況下嚙合，使得相互連接的連接件彼此鎖合，以防止所述板樁之間的連接斷開(kāi)。
所述連接件9和11各自的卷狀結(jié)構(gòu)13和15可以采用由如冷軋之類(lèi)的冷壓成型工藝制成的單層板材與所述板樁1一體成形。這是因?yàn)檎麄€(gè)板樁的厚度是一致的。其最大的好處是，如本實(shí)施例中，所述連接件9和11可以與所述板樁11的主體2一體成形，因此不需要單獨(dú)制造所述連接件9和11，也就減少了螺釘連接、焊接、鉚接的需要，或者其它把所述連接件9和11連接到相應(yīng)翼緣5和7上的工序。
圖3A中所示的是由前圖中所示類(lèi)型的板樁構(gòu)成的一個(gè)板樁組件30的例子。所述連接件11和13各自的每個(gè)部分封閉的空間18和20的結(jié)構(gòu)和尺寸的設(shè)置，可使得其在縱向上與另一個(gè)有相應(yīng)形狀的連接件相連。
在板樁組件30中的每一個(gè)板樁1，通過(guò)圖3B所示的A型連接，或圖3C所示的B型連接，與鄰近的一個(gè)板樁1相連。所述組件30，用于典型的板樁應(yīng)用場(chǎng)合，把各個(gè)元件板樁1一個(gè)接一個(gè)地打入地面組裝起來(lái)。這是通過(guò)把已打入板樁的連接件的上端與下一個(gè)將被打入板樁的連接件的下端連接起來(lái)實(shí)現(xiàn)的，以在所述下一個(gè)板樁被打入地下的方向形成一個(gè)連接。
所述連接必須可以承受所述板樁1在打入中所受的復(fù)雜載荷與重載荷。因?yàn)槿舾稍?，所述?fù)載是復(fù)雜的。特別是，在A型連接31或B型連接33中，所述板樁的端部可能遇到打入所經(jīng)地層硬度的變化(比如在沙和粘土的分界處，或遇到巖石等夾雜物)，其結(jié)果可能使被打入的板樁變形，在一定程度上導(dǎo)致扭轉(zhuǎn)、拉伸或壓縮或者特別是此類(lèi)負(fù)載的組合。如后文中將要描述的，每個(gè)連接31和33都可以承受相當(dāng)大的拉力和壓力，也允許相互連接的板樁，根據(jù)負(fù)載，繞著相互連接的連接件的縱軸相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，否則將在所述連接31或33上施加一個(gè)扭曲力。
如圖3B所示的A型連接31的特征在于類(lèi)似的連接件相互連接，也就是說(shuō)，一個(gè)板樁上的連接件9和另一個(gè)板樁上的連接件9相互連接，或者一個(gè)板樁上的連接件11和另一個(gè)板樁上的連接件11相互連接(后者如圖3B所示)。在圖3B中所示的A型連接中可以看到，被接入的板樁的翼緣7之間的角度大致為180度。
B型連接33的特點(diǎn)在于相對(duì)的連接件相連。如圖3C所示，其連接是一個(gè)板樁上的連接件11和另一個(gè)板樁上的連接件9相連?？梢钥吹揭砭?與翼緣5之間的夾角在順時(shí)針?lè)较蚣s為142度。
應(yīng)該指出的是，連接3 1和33，各自如圖3B和圖3C所示，反應(yīng)了連接件在地面上的排列情況。在地面下，泥土通常將占據(jù)所述連接件之間的空間，并且在有載荷的情況下，可能在所述連接件的相對(duì)的徑向表面之間被壓緊。但是，在那樣的情況下，必要的載荷仍然可以在連接31和33中的連接件之間傳遞。
連接31和33的細(xì)節(jié)將在下文參考圖7A至圖7D和圖8A至圖8E詳細(xì)論述。
圖3A中組件30的立體圖如圖4所示。
通常，板樁的長(zhǎng)度為12至15米，用于重?fù)跬翂?chǎng)合。但是，通常，板樁的長(zhǎng)度可能從2米至20米不等。板樁的厚度從3厘米至20厘米不等，但是典型的厚壁板樁的厚度為6至12厘米，典型的薄壁板樁的厚度為4至6毫米，比如在本實(shí)施例中就是如此。
圖5A提供了一個(gè)接一個(gè)地把板樁元件打入斜坡40所形成的板樁組件30的示意性立體圖。圖5B描述了組件30支撐的一個(gè)回填41，然后作為擋土墻。所述組件30可以用樁蓋43蓋起來(lái)，以在現(xiàn)有技術(shù)領(lǐng)域中所公知的板樁之上形成有用的空間。
如下文將要描述的，所述連接31與33可以允許相互連接的板樁繞著相互連接的連接件的縱軸旋轉(zhuǎn)。該特征使得可以構(gòu)建具有不同斷面結(jié)構(gòu)且高斷面系數(shù)的板樁組件，也使得相連的鄰近板樁可以承受打入時(shí)的角度偏差，而不會(huì)軋住或連接斷開(kāi)。
圖7A為A型連接31更詳細(xì)的視圖?？梢钥吹剑鲞B接31可以允許各連接件11的徑向內(nèi)表面25沿著垂直于翼緣7的軸更加接近地一起移動(dòng)，因而可以允許所述連接件11之間的有限相對(duì)橫向移動(dòng)。
在圖7A中還可以看到，如果徑向內(nèi)表面25以上述的方式彼此稍微移動(dòng)地更近一點(diǎn)，所述連接件11將不再接觸，因而所述連接31可以允許連接件11之間沿著多個(gè)橫軸相對(duì)橫向移動(dòng)。
所述連接31允許連接件11之間的有限相對(duì)橫向移動(dòng)，這有助于承受打入時(shí)在大體水平的平面上的方向偏離，因而也有助于防止A型連接31中的一個(gè)連接件與另一個(gè)連接件之間軋住，也可防止可能在該處產(chǎn)生的A型連接31可能的破損。
如圖7B所示，A型連接31右部的板樁可以相對(duì)于A型連接31左部的板樁轉(zhuǎn)動(dòng)，從其在圖7A中所述的位置，最大可以繞著相互連接的連接件的縱軸在逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)大約41度。
如圖7C所示，A型連接31右部的板樁可以相對(duì)于A型連接31左部的板樁轉(zhuǎn)動(dòng)，從其在圖7A中所述的位置，最大可以繞著相互連接的連接件的縱軸在順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)大約24度。
在扭轉(zhuǎn)載荷的作用下，板樁超出圖7B和圖7C所示最大旋轉(zhuǎn)角度的更進(jìn)一步的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，被排除在外了，這是因?yàn)檫B接件的相對(duì)徑向表面部分的約束使得連接件互鎖。這種約束也有助于防止連接斷開(kāi)。
A型連接31在拉緊狀態(tài)下的詳細(xì)視圖見(jiàn)圖7D。
在負(fù)載下，一個(gè)連接件的徑向表面的部分與另一個(gè)連接件的徑向表面的相對(duì)的部分嚙合，使得連接件相互約束并因此互鎖，以防止連接斷開(kāi)。特別是，一個(gè)連接件的徑向外表面27的部分與另一個(gè)連接件的徑向內(nèi)表面的部分25嚙合，反之亦然。
A型連接31在受壓狀態(tài)下的詳細(xì)視圖見(jiàn)圖7E。
在負(fù)載下，一個(gè)連接件的徑向表面的部分與另一個(gè)連接件的徑向表面的相對(duì)的部分嚙合，使得連接件相互約束并因此互鎖，以防止連接斷開(kāi)。特別是，一個(gè)連接件的徑向外表面25的部分與另一個(gè)連接件的徑向內(nèi)表面的部分27嚙合，反之亦然。
B型連接33的更為詳細(xì)的視圖見(jiàn)圖8A。在所述連接件11之間可能只有很少或沒(méi)有相對(duì)橫向移動(dòng)，雖然這僅僅是一個(gè)如圖3A中所示的實(shí)例組件中的相互連接的板樁的角度方向設(shè)置的結(jié)果。如果相互連接的板樁相對(duì)旋轉(zhuǎn)，使得相互連接的翼緣5和7的整體平面對(duì)得更齊，各自的徑向內(nèi)表面19和25可以沿著大體垂直于翼緣5和7的一軸線(xiàn)移動(dòng)得更加接近，因此允許連接件9和11之間有限的相對(duì)橫向移動(dòng)。如果徑向內(nèi)表面19和25以剛才所述的方式，移動(dòng)得稍微更近一些，連接件9和11將不再接觸，連接33因而可以允許連接件9和11之間的沿著多個(gè)橫軸的相對(duì)橫向移動(dòng)。
連接33允許連接件9和11之間的有限相對(duì)橫向移動(dòng)，這有助于承受打擊時(shí)在大體水平的平面上的方向偏差，因而有助于防止B型連接33中的一個(gè)連接件與另一個(gè)連接件之間的軋住，也可防止可能在該處產(chǎn)生的B型連接33的可能的破損。
如圖8B所示，B型連接33右部的板樁可以相對(duì)于B型連接33左部的板樁轉(zhuǎn)動(dòng)，從其在圖8A中所述的位置，最大可以繞著相互連接的連接件的縱軸在逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)大約4度。
如圖8C所示，B型連接33右部的板樁可以相對(duì)于B型連接33左部的板樁轉(zhuǎn)動(dòng)，從其在圖8A中所述的位置，最大可以繞著相互連接的連接件的縱軸在順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)大約61度。
在扭轉(zhuǎn)載荷的作用下，板樁超出圖8B和圖8C所示最大旋轉(zhuǎn)角度的更進(jìn)一步的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)被排除了，這是因?yàn)檫B接件的相對(duì)徑向表面部分的約束使得連接件互鎖。這種約束也有助于防止連接斷開(kāi)。
B型連接33在拉緊狀態(tài)下的詳細(xì)視圖見(jiàn)圖8D。
在負(fù)載下，一個(gè)連接件的徑向表面的部分與另一個(gè)連接件的相對(duì)的徑向表面的部分嚙合，使得連接件相互約束并因此互鎖，以防止連接斷開(kāi)。特別是，連接件9(在左邊)的徑向外表面21的部分與連接件11(在右邊)的徑向內(nèi)表面25的部分嚙合。連接件11的徑向外表面27的部分與卷11的徑向內(nèi)表面19的部分嚙合。
B型連接33在受壓狀態(tài)下的詳細(xì)視圖見(jiàn)圖8E。
在負(fù)載下，一個(gè)連接件的徑向表面的部分與另一個(gè)連接件的相對(duì)的徑向表面的部分嚙合，使得連接件相互約束并因此互鎖，以防止連接斷開(kāi)。特別是，連接件11的徑向外表面27的部分與連接件9的徑向內(nèi)表面19的部分嚙合。
圖9A表示為A型連接31中板樁的方向，通過(guò)把圖7A、圖7B和圖7C所示的疊加起來(lái)得到。相應(yīng)地，圖9B表示B型連接33中板樁的方向，通過(guò)把圖8A、圖8B和圖8C所示的疊加起來(lái)得到。
所述連接件9和11的一個(gè)特征在于，相互連接的連接件的相對(duì)的徑向表面在連接31或33承受拉伸或壓縮的載荷時(shí)，能夠互相約束并因之互鎖，相連的板樁之間的相對(duì)角度位于極限位置之間(包括極限位置)，防止連接斷開(kāi)。連接31和33用多種組裝形式組裝，因此在受拉和受壓情況下都可以傳遞剪切力，圖3A中所示的組件30只是多種形式中的一個(gè)例子。因?yàn)榇颂卣?，連接31和33可以適用于復(fù)雜載荷的場(chǎng)合，且不會(huì)失效。具有一定深度的橫截面結(jié)構(gòu)的板樁組件，因而具有高的相關(guān)截面模量，并可以用在重載荷擋土墻場(chǎng)合下。
如在圖7D、圖7E和圖8D中最佳說(shuō)明了的，每個(gè)連接件9和11的一個(gè)更進(jìn)一步的特征是，特別是當(dāng)板樁位置處在圖9A和圖9B中所描述的范圍內(nèi)時(shí)，所述連接件徑向表面部分與另一個(gè)連接件的徑向表面的相對(duì)部分的嚙合發(fā)生在鄰近所述連接的每個(gè)翼緣的整體平面的兩側(cè)。
這是因?yàn)樵O(shè)置的頸部17和頸部23使得所述卷狀結(jié)構(gòu)13和15大體上相對(duì)于各自對(duì)應(yīng)的翼緣5和翼緣7的整體平面對(duì)稱(chēng)，所述翼緣與相應(yīng)的所述頸部相連。
因?yàn)檫@種結(jié)構(gòu)，由此種嚙合產(chǎn)生的作用在每個(gè)頸部上的彎矩的旋轉(zhuǎn)方向相反，因此在相應(yīng)的頸部上產(chǎn)生的懸臂效應(yīng)小。
如上所述，所述連接31和連接33允許相互連接的板樁繞著相互嚙合的連接件的縱軸旋轉(zhuǎn)，使得板樁組件可以有多種橫截面結(jié)構(gòu)，其中所述板樁組件中相鄰板樁之間的交角也可以有多種。一個(gè)此種板樁組件的例子如圖3A所示的組件30。特別是，可以建構(gòu)具有截面深度和高截面模量的板樁組件。所述板樁組件的橫截面結(jié)構(gòu)的可變性，可以通過(guò)使板樁適于采用A型與B型兩種連接中的任一種連接而進(jìn)一步提高。
所述板樁1可采用兩種方式裝配，比如，采用A型或B型兩種連接，并且這兩種連接都允許相互連接的板樁繞著相互嚙合的連接件的縱軸旋轉(zhuǎn)，此兩點(diǎn)使得可以采用具有上述板樁結(jié)構(gòu)的同一種板樁建構(gòu)具有多種橫截面結(jié)構(gòu)的板樁組件。這一優(yōu)點(diǎn)大大地簡(jiǎn)化了制造過(guò)程。
除圖3A所示的組件30外，如圖10A所示的閉合板樁組件45也是可行的，所述板樁組件45具有大截面模量，同時(shí)包括可以傳遞剪切力的連接31和連接33，由三個(gè)板樁1采用連接形式33相互連接而成。所述此種閉合的組件可以用在許多特殊的場(chǎng)合，比如圍堰、沉箱(橋梁工程)。
雖然板樁1可以呈不同的角度排列，以形成具有深橫截面結(jié)構(gòu)的組件，它們也可以排列成淺一些的截面結(jié)構(gòu)，比如圖10B中所述的組件47。組件47可以用于截面模量不需要很高，但組件橫截面結(jié)構(gòu)的深度占據(jù)的空間受到限制的場(chǎng)合。此類(lèi)應(yīng)用的一個(gè)例子是地基挖掘，在此情況下，空間限制非常普通。
圖6描述了一個(gè)安裝在地下的板樁組件30。相互連接的板樁1排列形成延伸方向與連接31和33(也如圖3a所示)平行的穴51。所述組件30也包括延伸方向平行所述穴51并提供進(jìn)入所述穴51的通路的嘴52。所述的嘴52比相應(yīng)的穴51窄。
因此，所述穴夾住并嚙合住各自的土柱53，由此得到橫向的增強(qiáng)，并使所述組件具有大的整體質(zhì)量。所以，已安裝的組件30既可以作為復(fù)合式常規(guī)質(zhì)量重力的擋土墻，也可以作為彎曲的板樁壁。
如實(shí)施例的板樁組件的進(jìn)一步的特征是，當(dāng)一個(gè)彎曲載荷施加在A型與B型連接31與33上時(shí)，所述連接鎖防止板樁的相對(duì)縱向移位。因此在連接件之間有很小或沒(méi)有相對(duì)滑移的情況下，所述連接既可以傳遞水平的剪切力，又可以傳遞縱向的剪切力。結(jié)果是，所述組件成為一個(gè)具有高截面模量的單一構(gòu)件。
所述優(yōu)選實(shí)施例中所述板樁1的進(jìn)一步的特征是，如圖11A所示，翼緣5和7可以從所述主體2向外折彎。如同下文中將要描述的，所述折彎可以達(dá)到各種不同的程度。
一種開(kāi)放的由具有圖11A所示結(jié)構(gòu)的板樁采用B型連接33相連所構(gòu)建的板樁組件如圖11B所示。
圖12、圖13和圖14都表示封閉的板樁組件，所述板樁組件帶有逐漸減少的橫截面，分別由六個(gè)，五個(gè)，與四個(gè)相同的板樁構(gòu)成。在每個(gè)圖中，板樁的橫截面結(jié)構(gòu)在其構(gòu)成的封閉組件之外單獨(dú)表示。可以看到，在圖12、圖13和圖14中所示的板樁1’，1”和1的翼緣，都向外彎曲，且彎曲程度逐漸減小。
可以理解，在此涉及的徑向表面部分之間的嚙合，可以包括直接的或間接的嚙合。間接嚙合可能發(fā)生，比如，有一泥土層或其它的碎片夾在嚙合部分之間。
在整個(gè)說(shuō)明書(shū)中，除非上下文需要，詞“包括”或其變化形式如“包括著”或“包括了”，應(yīng)該理解為包括在一指定的整體或整體組中，但并不意味著排除在其它的整體或整體組之外。
值得提出的是本發(fā)明的范圍不必限定在上述實(shí)施例的具體范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種具有一個(gè)內(nèi)端與一個(gè)外端的盤(pán)連接件，所述內(nèi)端適于設(shè)置在一個(gè)盤(pán)的一條邊上，以使得所述連接件可以從所述邊向外延伸，所述的連接件具有一個(gè)設(shè)定一個(gè)部分封閉的空間的曲線(xiàn)外形，并且有一個(gè)徑向內(nèi)表面和一個(gè)徑向外表面，在所述連接件的在內(nèi)部分和在外部分之間設(shè)定有一個(gè)開(kāi)口，所述空間的結(jié)構(gòu)與尺寸設(shè)置使得所述連接件可以在縱向與具有相應(yīng)形狀的另一個(gè)連接件連接，其特征在于當(dāng)一對(duì)連接件相互連接時(shí)一個(gè)連接件的所述徑向內(nèi)表面至少有一部分可以與另一個(gè)連接件的所述徑向外表面的至少一部分嚙合；并且另一個(gè)連接件的所述徑向內(nèi)表面至少有一部分可以與所述的一個(gè)連接件的所述徑向外表面的至少一部分嚙合；以防止所述連接件之間的連接在垂直于所述邊的平面內(nèi)脫開(kāi)，同時(shí)使得所述相互連接的連接件可以相對(duì)縱向移動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1所述的連接件，其特征在于所述的連接件呈一個(gè)卷狀結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求2所述的連接件，其特征在于所述的空間不是圓形的。
4.如權(quán)利要求3所述的連接件，其特征在于所述的空間通常是橢圓形的。
5.如權(quán)利要求2所述的連接件，其特征在于所述的空間是圓形的。
6.如權(quán)利要求2-5中任一項(xiàng)所述的連接件，其特征在于所述連接件的曲線(xiàn)結(jié)構(gòu)相對(duì)于一根延伸在一對(duì)相互連接的連接件的內(nèi)端之間的軸是對(duì)稱(chēng)的。
7.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的連接件，其特征在于在所述連接件的結(jié)構(gòu)上，一對(duì)相互連接的連接件可以繞著該相互連接的連接件的縱軸相對(duì)旋轉(zhuǎn)。
8.如前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的連接件，其特征在于在所述連接件的結(jié)構(gòu)上，一對(duì)相互連接的連接件可以作有限的相對(duì)橫向移動(dòng)。
9.如權(quán)利要求8所述的連接件，其特征在于所述有限的相對(duì)橫向移動(dòng)是沿著一根橫軸的。
10.如權(quán)利要求8所述的連接件，其特征在于所述有限的相對(duì)橫向移動(dòng)是沿著多根橫軸的。
11.一種在此主要通過(guò)參考附圖進(jìn)行描述的連接件。
12.一種盤(pán)，該盤(pán)具有至少一條邊，并且具有一個(gè)如權(quán)利要求1-11中任何一項(xiàng)所述的連接件，該連接件沿著至少一條邊的至少一個(gè)部分設(shè)置。
13.如權(quán)利要求12所述的盤(pán)，其特征在于所述盤(pán)具有一對(duì)邊，沿著每一條邊的至少一個(gè)部分設(shè)置如權(quán)利要求1-11中任何一項(xiàng)所述的連接件。
14.如權(quán)利要求13所述的盤(pán)，其特征在于所述的邊大致平行。
15.如權(quán)利要求12，13或14所述的盤(pán)，其特征在于所述連接件與所述盤(pán)一體成形。
16.如權(quán)利要求12-15中任一項(xiàng)所述的盤(pán)，其特征在于所述盤(pán)由一種有彈性的柔韌材料制成。
17.如權(quán)利要求12-16中任一項(xiàng)所述的盤(pán)，其特征在于所述盤(pán)由一種金屬板材制成。
18.如從屬于權(quán)利要求14的權(quán)利要求17所述的盤(pán)，其特征在于所述盤(pán)是冷壓成型的。
19.如權(quán)利要求18所述的盤(pán)，其特征在于所述盤(pán)是冷軋的。
20.如權(quán)利要求14和從屬于權(quán)利要求14的權(quán)利要求15-19中任一項(xiàng)所述的盤(pán)，其特征在于所述盤(pán)是一個(gè)板樁。
21.如權(quán)利要求20所述的盤(pán)，其特征在于所述盤(pán)位于所述邊之間的部分形成一個(gè)槽形斷面。
22.如權(quán)利要求20或21所述的盤(pán)，其特征在于一個(gè)連接件的所述開(kāi)口位于盤(pán)上與另一個(gè)連接件的所述開(kāi)口相對(duì)的面上。
23.如權(quán)利要求20，21或22所述的盤(pán)，其特征在于所述盤(pán)的橫截面形狀的設(shè)置使得所述盤(pán)的剪切中心與該盤(pán)的質(zhì)量中心接近。
24.如權(quán)利要求20-23中任一項(xiàng)所述的盤(pán)，其特征在于與所述的整個(gè)盤(pán)相比，所述連接件的尺寸相對(duì)較小。
25.如權(quán)利要求20-24中任一項(xiàng)所述的盤(pán)，其特征在于所述盤(pán)可以相繞著一個(gè)或多個(gè)縱軸變形。
26.如權(quán)利要求中20-25中任何一項(xiàng)所述的盤(pán)，其特征在于所述的盤(pán)是一個(gè)薄壁板樁。
27.一種在此主要通過(guò)參考附圖進(jìn)行描述的盤(pán)。
28.一種板樁組件，該板樁組件包括至少兩個(gè)相互連接的如權(quán)利要求20-26中任一項(xiàng)所述的板樁。
29.一種在此主要通過(guò)參考附圖進(jìn)行描述的板樁組件。
全文摘要
一種具有一個(gè)內(nèi)端(8，10)與一個(gè)外端(14，16)的連接件(9，11)，所述內(nèi)端適于設(shè)置在一個(gè)盤(pán)(2)的一條邊(6，8)上，以使得所述連接件可以從所述邊向外延伸，所述的連接件具有曲線(xiàn)外形(13，15)，所述的曲線(xiàn)外形(13，15)設(shè)定一個(gè)部分封閉的空間，并且具有一個(gè)徑向內(nèi)表面(19，25)，和一個(gè)徑向外表面(21，27)，在連接件的在內(nèi)部分和在外部分之間設(shè)定有一個(gè)開(kāi)口，所述空間的結(jié)構(gòu)與尺寸設(shè)置使得所述連接件可以在縱向與具有相應(yīng)形狀的另一個(gè)連接件連接，當(dāng)一對(duì)連接件相互連接時(shí)一個(gè)連接件的所述徑向內(nèi)表面至少有一部分可以與另一個(gè)連接件的所述徑向外表面的至少一部分嚙合，并且另一個(gè)連接件的所述徑向內(nèi)表面至少有一部分可以與所述的連接件的徑向外表面的至少一部分嚙合；以防止所述連接件之間的連接在垂直于所述邊的平面內(nèi)斷開(kāi)，同時(shí)使得所述相互連接的連接件可以相對(duì)縱向移動(dòng)。
文檔編號(hào)E04C3/32GK1571899SQ03801345
公開(kāi)日2005年1月26日 申請(qǐng)日期2003年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月14日
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