FI81415B - Anslutningsstycke foer slagpaole. - Google Patents

Description

, 81415

Lyöntipaalun 1iitoakappale Tämän keksinnön kohteena on lyötävien teräsputkipaalujen jatkamisessa käytettävä pääosin paalun sisäpuolinen 1iitoskappa1e, joka muodoltaan käsittää kaksi vastakkain olevaa toisistaan poispäin osoittavaa kartio-osaa, joiden päälle paalun jatko-osat tulevat ja kartio-osien välissä laipan.

Perustamistöissä maapohjan paalutuksessa tulee paalujen kestää maahan lyömisestä aiheutuvat rasitukset ja täyttää mm. rakennusmääräyksissä asetetut vaatimukset vetolujuuden, taivutusjäykkyyden ja myötömomen*m suhteen. Teräsputkipaalut kestävät teräksen lujuuden ja sitkeyden ansiosta suuria vertikaali- ja horisontaali-kuormia. Tama asettaa suuria vaatimuksia paalu1iιtoksen kestävyydelle. Tavallisesti vaaditaan, että paalujen jatkoskohta kestää yhtä hyvin kuin paaluputki.

Kun tarvittavan valmiin paalun pituus ylittää yksittäisen paalu-putken valmistuspituuden, keskeytetään lyönti ja paalua jatketaan riittävän pituuden saamiseksi. Eräänä jatkamismahdollisuutena on, että hitsataan uusi paaluputki edellisen jatkoksi, jolloin saadaan luja ja jäykkä liitos. Paalutustyömaan olosuhteissa hitsaus on kuitenkin vaikea tehdä ja vaatii ammattitaitoisen hitsaajan mukanaoloa seka hitsaustyön laadunvalvontaa ja -tarkastusta. Vähemman vaativissa paalul111oksissa käytetään 11itoakappa1 eita, joita usein hitsaamalla vahvistetaan. Lyöntipaalujen jatkaminen on ongelmallista erityisesti paalutettaessa ahtaissa tiloissa, esimerkiksi var.han rakennuksen perustuksia vahvistettaessa. Tällöin joudutaan kussakin paalussa käyttämään useita lyhyitä paaluputkia ja jatkamaan niitä.

Erilaisia teräsputkipaalujen sisään asetettavia, tavallisesti kahdesta kartiosta tai sylinteristä ja näiden välissä olevasta laipasta muodostuvia 1iitoakappaleita on esitetty ammattikirjallisuudessa. Tällainen paaluputken 1ιltoskappa1e on kuvattu mm. US-patentissa 1 188 485 vuodelta 1910. Liitoskappale lyödään joko 2 81415 erikseen tai paalua maahan lyötäessä laippaa myöten paaluputken sisään, jolloin kar11o-osa 1la syntyy mitoituksen ollessa sopiva vetoras3 tukeen kestävä kitkaliitos ja laippaosa ottaa vastaan paalun pituussuuntaiset puristuskuormat. Tällainen 1iitoskappa1 e ei kuitenkaan riittävässä määrin kestä paalun taivutusta, te. momenttia, vaan paaluputki irtoaa kappaleesta suhteellisen helposti .

Keksinnön ta rkoιtuksena on parantaa em. tunnettua putkipaalun 1iitoskappa1etta niin, että ilman hitsaustyötä saadaan kaikissa suhteissa paalulujuutta vastaava liitos tai ainakin hitsauksen tarve on olennaisesti vähäisempi kuin tunnetulla tekniikalla. Tämä saavutetaan keksinnön mukaisella 1iitoskappaleella, jonka tunnusmerkit on esitetty oheisissa patenttivaatimuksissa.

Keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti seuraavien kuvien avulla :

Kuva 1 esittää teräsputkipaalua käytössä.

Kuva 2 esittää erästä keksinnön mukaista 1iitoskappaletta.

Kuva 3 esittää paaluliitoksen taivutu«koehta.

Kuvat 4-7 esittävät keksinnön mukaisen 1ιιtoskappa1een muita toteutusmuotoja.

Kuva 8 esittää 1iitoskappa1een mahdollisia muotoja.

Kuvassa 1 on esitetty maahan lyöty teräsputkipaalu, joka kuvan tapauksessa tukeutuu peruskallioon. Paalu voi tukeutua myös tii-viisiin maakerroksiin ns. kitkapaaluna. Kuvassa paalu 1 koostuu useasta paaluputkesta 2, jotka on 1iitoskappalei1la 3 liitetty yhdeksi paaluksi. Paalu lepää kalliota vasten kärjen 4 varassa. Tavallisesti putkipaalu jätetään sisältä tyhjäksi, mutta se voidaan maahan lyömisen jälkeen tarvittaessa valaa täyteen betonia ja varustaa 1 isäraudoi11ei1 la. Tavanomaisia 1iitoskappa1eita käytettäessä olisi jokainen paaluputki 2 hitsattava kiinni kuvassa näkyvien 11itoskappa1 e iden 3 vastaavaan laippaan tai hitsattava paaluputkien 2 päät toisiinsa käyttämättä lainkaan liitoskappa-1 e 11 a .

3 81415

Kuvassa 2 on keksinnön mukainen teräsputkipaalun 1ιitoskappale 3, joka käsittää ohjausosat 5, kartio-osat 6 ja laippaosan 7. Lii-toskappaleen toinen puoli on esitetty leikkauskuvantona. Ohjausosa 5 on sylinterimämen ja halkaisijaltaan hieman paaluputken 2 si- sähalkaieijaa Dl pienempi. Kartio-osa 6 on mitoitettu laajenevaksi niin, että syntyy vetokuormitusta kestävä kitkaliitos putken 2 sisäpinnan 18 ja kartio-osan 6 välillä, kun kartio-osa on pakotettuna paaluputken 2 sisään. Laippaosa 7 on mitoitettu kestämään paalutuksessa tarvittavat paalun pituussuuntaiset lyöntivoimat F ja siinä on keksinnön mukaisesti putken seinamäpaksuutta ja halkaisijaa vastaava kehäura 8 kummallakin puolen laippaa vastaanottamassa toistensa jatkeeksi tulevien paaluputkien reunoja 9. Ura 8 voi olla lyönt. isuunnassa F sisemmältä kehäpinnaltaan 13 suora, kuten kuvissa 5 ja 6, ulommalta kehäpinnaltaan 14 myös suora kuten kuvissa 2, 4 ja 5 tai vaihtoehtoisesti uran 8 sisempi ja/tai ulompi kehäpinta voi olla muotoiltu kartlopinnakei kuten kuvissa 2, 4, 6 ja 7, jolloin paaluputken 2 päätyreuna 9 jää aina uraan puristukseen. Suoralla uralla tarkoitetaan sylinterimäistä uraa, jonka akseli yhtyy paaluputkien akseliin. Joissakin tapauksissa paaluputken reunan tyssäytyminen lyöntivoimista F uraan 8 aiheuttaa purlstustiukkuuden myös kuvan 2 mukaiseen suoraseinäiaeen uraan. Uran 8 syvyys on edullisesti noin putken seinämäpaksuuden suuruinen tai hieman suurempi.

Kartiomaieen uran 8 kyseessä ollen voi putken sisähalkaisijaa Dl vastaava kartioisuus suuntautua siten, että kartion kärki osoittaa paaluputken työntösuuntaa F vastaan, te. uran kartio-osuus 10 on samansuuntainen kuin liitoskappaleen kartio-osa 6. Tämä toteutus-muoto on esitetty kuviossa 2 ja 4. Sisähalkaisijaa Dl vastaava kartioisuus, jossa kartion kärki osoittaa lyöntisuuntaan F, on esitetty kuviossa 7. Tällöin uran 8 kartio-osuus 11 ja kartio-osa 6 ovat pohjat vastakkain olevia katkaistuja kartioita. Paaluputken 2 υ 1 koha1kaisιjaa D2 vastaava kartioisuus voi suuntautua siten, että kartion kärki osoittaa samaan suuntaan kuin putken lyönti-suunta F, kuten uran kartio-osuus 12 kuvissa 6 ja 7. Myös päinvastainen kartioisuus ulkohalkaisijaa D2 vastaavalle uran pinnalle 4 81415 voidaan ajatella. Vaikka edellä on puhuttu kartioista on kyse tietenkin katkaistuista kartioista, Käytännössä uraa varten voidaan soveltaa mitä tahansa sylinteri- ja kartiopintojen yhdistelmää .

On myös ymmärrettävä, että liitoskappaleen kartio-osilla tarkoitetaan myös sopivaa kartio- ja sy1interipintojen yhdistelmää, jolloin määrittely sisältää raja-arvona puhtaan eylintenpmnan. Kuvassa 8 on esitetty joitakin mahdollisia vaihtoehtoja mainitulle kartio-osalle. Kartion sivun ja keskiviivan välinen kulma K on o tyypillisesti n. 2-6 , mutta voi poiketa tästä. Käytettäessä ly hyitä kartio-osuuksia kulma on usein suurempi.

Paalu1iitosta taivutettaessa laipan 7 ura 8 sitoo paaluputken reunan 9 1111oskappa1 eeseen 3 estäen eitä venymästä ja siten irtoamasta 1iitoskappa 1eesta. Urallisesta laipasta saatavan hyödyn mittaamiseksi keksinnön mukaista liitosta verrattiin tavanomaiseen hitsaamattomaan kartio1ιitokseen kuvassa 3 esitetyllä taivutuskokeella. Molemmissa tapauksissa paaluputken halkaisija oli 88,9 mm ja seinämäpaksuus 5,8 mm. Tukiväli L oli kokeessa 2000 mm ja voimalla P liitoskohtaan aiheutettu taivutusmomentti 12,5 kNm. Liitoskohdan taipuma mitattiin kokeen aikana ja välittömästi taivuttavan kuorman poistamisen jälkeen. Kahden liitosmuodon vertailu-kappaleena oli ehjä jatkamaton paaluputki. Kokeen tulokset olivat s euraavat: TAIPUMA t MM1

Liitokeeton Keksinnön mukainen Tavallinen paaluputki kartioliitos kartioliitos

Momentilla 11,3 mm 8,5 mm 9,3 mm 12,5 kNm

Kokeen 4,1 mm 2,5 mm 4,9 mm jälkeen 5 81415

Kuten koetulokset osoittavat, keksinnön mukaisen paaluliitoksen pysyvä muodonmuutos on pienempi kuin tavallisella kart ιοίiitok-sella tai 1iitoksettomalla paaluputkella. Uran Θ vaikutus on edullisissa olosuhteissa jopa niin suuri, että 1iitoskappaleen pituutta voidaan pienentää tavanomaiseen rakenteeseen verrattuna valmistuskustannusten alentamiseksi.

Keksinnön mukainen 1 iitoskappa1 e valmistetaan edullisesti paksuseinäisestä ainesputkesta, valetusta tai taotusta aihiosta tr.s koneistamalla, jolloin 1iitoskappa1 e on yhtenäistä ainetta kuten kuvissa 2, 6 ja 7 on esitetty. Voidaan myös valmistaa erillisia uralla varustettuja laipparenkaita 15, jotka hitsataan tai puristetaan kiinni kaksoιskartion käsittävään 1iitoskappa1eeseen 3 kuten kuviossa 5. Vielä eräänä keksinnön eovellutusmuotona on erillisten urarenkaiden 16 asettaminen tavanomaiseen laipalliseen kartio1iιtoskappa1eeseen sitomaan paaluputken reunaa 9. Rakenne on esitetty kuvassa 4.

Kuvioissa on esitetty 1iitoskappale paaluputken liittämiseksi toiseen paaluputkeen, jolloin 1iitoskappa1e on peι1isymmetrmen laipan keskitason suhteen, mutta keksinnön mukainen 1i11oskappa1 e on sovellettavissa myös paaluputken liittämiseksi muuhun komponenttiin kuten kärkeen 4 tai toisenlaiseen putkeen. Tällöin lii-toskappale on muotoiltu laipan keskitason suhteen epäsymmetriseksi pituuksien, halkaisijoiden ja/tai kartioisuuksien suhteen. Paalu-putken tai vastaavan ja siten liitoskappaleen poikkileikkaus voi olla pyöreä tai pääasiassa suorakaide tai muuta kohteeseen soveltuvaa muotoa.

Claims (5)

6 81415 P a t e n 11 ivaati mu kse t_

1. Lyötävien teräsputkipaalujen jatkamisessa käytettävä pääosin paalun sisäpuolinen 1111oskappale, joka muodoltaan käsittää kaksi vastakkain olevaa toisistaan poispäin osoittavaa kartio-osaa, jo: -den päälle paalun · t. k o osat tulevat, ja kartio-osien välissä laipan, tunnettu siitä, että laippa (7) on varustettu ainakin yhdellä kehäuralla 'Q) paaluputken pään tai päiden (9) vastaanot taii seksi paalulii* uksessa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen 1ιιtoskappa1e, tunnettu siitä, että laipan 7) kehäurissa <8) putken sisaha 1 kaisιjaa (Dl) vastaava sisäpinta (13) ja/tai putken ulkohalkaisijaa (D2) vastaava ulkopinta (14) on sy1interimainen.

3. Patenttivaatimuksen i tai 2 mukainen 11 ι toskappa1 e, tunnettu siitä, että laipan (7) kehaunssa (8) paaluputken sisähalkai-8ijaa (Dl) vastaava sisäpinta on paaluputken tulosuunnassa (F) sitä vastaavaa laippaa kohti joko suppeneva kartiopinta (11) tai laajeneva kartiopinta (10) ja/tai paaluputken u1 koha1 kaisιjaa <D2) vastaava ulkopinta on paaluputken tulosuunnassa (F) sitä vastaavaa laippaa kohti joko suppeneva kartiopinta (12) tai laajeneva kar- tlopinta.

4. Jonkin <?delllsen patenttivaatimuksen mukainen 1111 oskappa 1 e , tunnettu siitä, että laippa (7) kokonaisuudessaan muodostuu erillisestä i111oskappa1eeseen (3) kiinteästi liitetystä ja ke -hauralla ta: 'orilla (8) varustetusta renkaasta (15).

5. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukainen 1111oskappa1 e, tunnettu silta, kehäurat (8) on muodostettu erillisiin ren kaisiin vl6), jotka on kiinnitetty 1111oskappa 1een kiinteää paa~ asiaesa suoraa lai.ppaoeaa (17) vaaten. 7 81415