[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein U-Profil zur Verwendung in einer Spundwand
zur Abstützung von Erdreich, Beton u.dgl. im Tiefbau, Kanalbau etc., das eine Querschnittsform
aufweist, bei der sich von einem mittleren Flanschabschnitt zwei Stegabschnitte schräg
nach außen erstrecken.
[0002] Spundwände bestehen aus einer Vielzahl von aneinandergesetzten U-Profilen, Hut-Profilen
oder Z-Profilen. Sie werden in das Erdreich getrieben und dienen zur Abstützung von
Baugruben, Kaimauern, Hangbefestigungen etc. gegenüber Erdreich, Beton etc. Die einzelnen
Profile werdendabei über sogenannte Profilschlösser miteinander verbunden d.h. ein
Profil besitzt hakenförmig ausgebildete Endbereiche, die in die hakenförmig ausgebildeten
Endbereiche der benachbarten Profile unter Ausbildung eines Profilschlosses eingesetzt
werden, so daß sich eine in Richtungen senkrecht zur Profilachse nicht voneinander
trennbare Wand ergibt.
[0003] Es ist ein U-Profil der eingangs beschriebenen Art bekannt, beim dem die sich nach
außen erstreckenden Stegabschnitte in parallel zum mittleren Flanschabschnitt verlaufende
Flanschabschnitte übergehen. An den Enden dieser Flanschabschnitte sind hakenförmige
Schloßhälften vorgesehen, die sich mit den Schloßhälften benachbarter Profile zu einer
Spundwand zusammensetzen lassen. Bei dieser bekannten Ausführungsform ist die Schloßhälfte
am Ende des einen Flanschabschnittes als einfacher Haken ausgebildet, während die
Schloßhälfte des anderen Flanschabschnittes als gegenüber der Ebene des Flanschabschnittes
versetzten Haken ausgebildet ist, d.h. hierbei ist die durch die Schloßhälfte parallel
zum Flanschabschnitt verlaufende Mittelachse zur Ebene des zugehörigen Flanschabschnittes
seitlich versetzt angeordnet. Im zusammengesetzten Zustand liegen bei der hergestellten
Spundwand die Schlösser im Flanschbereich, und zwar jeweils außermittig.
[0004] Der Erfindung liegt die Augabe zugrunde, ein U-Profil der eingangs beschriebenen
Art zu schaffen, das sich bei vergleichbarem Materialeinsatz durch ein besonders hohes
Widerstandsmoment auszeichnet.
[0005] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem U-Profil der eingangs beschriebenen
Art dadurch gelöst, daß die Stegabschnitte an ihren freien Enden parallel und seitlich
versetzt zur Stegabschnitthauptebene verlaufende Abschnitte aufweisen, die in um 180°
zur Stegabschnitthauptebene hin zurückgebogenen und parallel zur Stegabschnitthauptebene
verlaufenden Endabschnitte enden, derart, daß jeder Stegabschnitt in seinem Endbereich
eine hakenförmige Schloßhälfte bildet, deren Mittelebene in bezug auf die Stegabschnitthauptebene
parallel und seitlich versetzt verläuft.
[0006] Das erfindungsgemäß ausgebildete U-Profil weist somit keine weiteren Flanschabschnitte
in Verlängerung der Stegabschnitte auf, sondern ist direkt in den Endbereichen der
Stegabschnitte mit Schloßhälften versehen. Die Schloßhälften an den Enden der beiden
Stegabschnitte sind spiegelbildlich zueinander ausgebildet, ansonsten völlig identisch.
Das U-Profil läßt sich mit weiteren, identisch ausgebildeten U-Profilen zu einer Spundwand
zusammensetzen, wobei sich zwischen Flanschabschnitten Stege ergeben, die sich aus
den beiden Stegabschnitten benachbarter spiegelbildlich zueinander angeordneter U-Profile
zusammensetzen. Die Profilschlösser sind hierbei mittig in diesen Stegen ausgebildet
und befinden sich nicht im Bereich der Flanschabschnitte, wie beim eingangs beschriebenen
Stand der Technik. Hierdurch erfährt der aus zwei Stegabschnitten gebildete Steg der
Spundwand eine mittige Aussteifung, durch die das Festigkeitsverhalten der Spundwand
verbessert wird. Durch die aus zwei Stegabschnitten gebildeten Stege erhält die Spundwand
eine etwa doppelt so große Bauhöhe senkrecht zur Hauptebene der Spundwand wie die
eingangs beschriebene Spundwand des Standes der Technik, d.h. der Abstand zwischen
den Flanschabschnitten ist etwa doppelt so groß wie der beim eingangs beschriebenen
Stand der Technik. Dadurch erhält die Spundwand ein erhöhtes Widerstandsmoment in
bezug auf Biegebelastungen in Richtungen senkrecht zur Ebene der Flanschabschnitte.
Mit anderen Worten, die mit den erfindungsgemäß ausgebildeten U-Profilen erstellte
Spundwand kann bei vergleichbarem Materialeinsatz höhere Beanspruchungen aufnehmen
als die Spundwand des Standes der Technik.
[0007] Wie vorstehend erwähnt, ergeben sich durch Zusammenbau der erfindungsgemäß ausgebildeten
U-Profile Spundwände, die eine besonders große Bauhöhe, d.h. besonders große Steglänge
besitzen. Da jedoch die Profilschlösser in der Mitte dieser Stege angeordnet sind,
d.h. an den Enden der jeweiligen Steghälften, wird hierdurch eine zusätzliche Beulungsstabilität
erreicht, und zwar an der Stelle des gefährdesten Beulungsguerschnittes. Hierdurch
wird die Sicherheit gegen Ausknicken bzw. Ausbeulen im Stegbereich erhöht.
[0008] In den Flanschbereichen der Spundwand sind keine Schlösser vorhanden. Das hat den
Vorteil, daß in dem unmittelbar auf Biegung beanspruchten Bereich der Spundwand keine
Inhomogenitäten vorhanden sind.
[0009] Des weiteren sind bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten U-Profil die Schloßhälften
nicht als simple Haken ausgebildet, sondern als gegenüber der Ebene der Stegabschnitte
versetzte Haken. Das hat den Vorteil, daß beim Zusammensetzen zweier U-Profile eine
doppelseitige Verriegelung im Schloßbereich erzielt wird, d.h. bei Schubbeanspruchung
in der Ebene der Stegabschnitte in Richtung auf die jeweiligen Schloßhälften stützen
sich die gekrümmten Hakenabschnitte jeweils an einem zugehörigen Abschnitt der anderen
Schloßhälfte ab, und zwar doppelseitig. Ein derartiger Effekt wird bei dem eingangs
beschriebenen Stand der Technik bei dem ein einfacher Haken mit einem seitlich versetzt
angeordneten Haken zusammenwirkt, nicht erreicht. Hier erfolgt nur eine einseitige
Abstützung. Die erfindungsgemäße Lösung sorgt somit für eine besonders gute Verriegelung
im Schloßbereich, so daß eine besonders gute Schubsicherung erreicht wird.
[0010] In Weiterbildung der Erfindung ist das U-Profil so ausgebildet, daß die parallel
und seitlich versetzt verlaufenden Abschnitte der Stegabschnitte nach außen versetzt
zur Stegabschnitthauptebene verlaufen und daß die Mittelebene der Schloßhälfte in
bezug auf die Stegabschnitthauptebene seitlich nach außen versetzt ist.
[0011] Zweckmäßigerweise ist der Abstand zwischen den parallel und seitlich versetzt verlaufenden
Abschnitten und den zurückgebogenen parallelen Endabschnitten der Stegabschnitte etwas
größer als die Dicke des Endabschnitts. Diese Ausführungsform ermöglicht eine gute
Einführung des Endabschnitts der Schloßhälfte eines anderen U-Profils in den zwischen
dem parallel und seitlich versetzt verlaufenden Abschnitt und dem zurückgebogenen
parallelen Endabschnitt vorhandenen Raum, sichert jedoch gleichzeitig eine feste Verriegelung,
da sich der Endabschnitt im vorhandenen Raum kaum hin- und herbewegen kann. Vielmehr
füllt der Endabschnitt des benachbarten U-Profils diesen Raum in seitlicher Richtung
im wesentlichen aus, so daß nahezu eine formschlüssige Verbindung erreicht wird. Hierdurch
wir die Stabilität bzw. Festigkeit des Profilschlosses erhöht.
[0012] Es ist ferner zweckmäßig, weg sich der zurückgebogene parallele Endabschnitt des
Stegabschnitts über den Hauptteil des parallel und seitlich versetzt verlaufenden
Abschnitts desselben zurückerstreckt. Hierdurch greift der Endabschnitt über eine
ausreichende Strecke in den Hohlraum der Schloßhälfte ein, wodurch der Verriegelungseffekt
verbessert wird. Bei Zugbeanspruchung parallel zur Ebene der Stegabschnitte stützen
sich die Enden der Endabschnitte in den jeweiligen zurückgebogenen Abschnitten der
Schloßhälften ab.
[0013] Vorzugsweise gehen die parallel und seitlich versetzt verlaufenden Abschnitte der
Stegabschnitte über Schrägabschnitte unter Abrundung der Kanten in die Stegabschnitte
über. Hierdurch werden scharfe Kanten und somit Zonen von Spannungspitzen vermieden.
Der Winkel, den diese Schrägabschnitte mit dem Stegabschnitt bilden, beträgt vorzugsweise
etwa 110°.
[0014] Bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten U-Profil bilden die Stegabschnitte mit dem
mittleren Flanschabschnitt vorzugsweise einen Winkel von etwa 110°. Man erkennt, daß
es sich bei dem erfindungsgemäßen Profil somit um kein reines U-Profil handelt, sondern
um ein Profil mit einer etwa trapezförmigen Querschnittsform.
[0015] In Weiterbildung der Erfindung ist der Abstand zwischen der Innenfläche des parallelen
zurückgebogenen Endabschnittes und der Innenfläche des Stegabschnitts etwas größer
als die Dicke des parallel und seitlich versetzt verlaufenden Abschnitts des Stegabschnitts.
Hierdurch wird erreicht, daß nach dem Ineinandersetzen der Schloßhälften von zwei
Stegabschnitten benachbarter U-Profile die Außenfläche des parallel und seitlich versetzt
verlaufenden Abschnitts des Stegabschnitts des einen Profils im wesentlichen mit der
Innenfläche des Stegabschnitts des anderen Profils ausgefluchtet ist. Mit anderen
Worten, das gebildete Schloß steht in seitlicher Richtung nicht über die jeweilige
Innenfläche des zugehörigen Stegabschnitts vor. Dadurch ergibt sich ein glatter Übergang
zwischen Stegabschnitt und Schloß im zusammengesetzten Zustand.
[0016] Die vorstehend gebrauchten Begriffe "innen" und "außen" beziehen sich auf die Querschnittsform
des U-Profils, wobei "innen" zur Mitte des Profils hin bedeutet.
[0017] Das erfindungsgemäß ausgebildete U-Profil ist vorzugsweise so dimensioniert, daß
die Länge des mittleren Flanschabschnittes etwa der doppelten Länge des Stegabschnittes
ausschließlich der Schloßhälfte entspricht.
[0018] Das erfindungsgemäß ausgebildete U-Profil ist vorzugsweise durch Kaltformgebung hergestellt.
Zweckmäßigerweise ist es im Bereich seiner Schloßhälften zusätzlich kaltverfestigt.
Hierdurch ergeben sich verbesserte Gleiteigenschaften beim Ineinandersetzen der Schloßhälften
von benachbarten U-Profilen.
[0019] Da erfindungsgemäße U-Profil besitzt zweckmäßigerweise überall die gleiche Materialdicke.
Es besteht vorzugsweise aus den folgenden Materialien: St 37, SpS 45 oder St 52.
[0020] Die Materialdicke des U-Profiles beträgt vorzugsweise 3 - 10 mm.
[0021] Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit
der Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigen:
- Figur 1
- einen Querschnitt durch ein U-Profil des Standes der Technik;
- Figur 2
- einen Querschnitt durch einen Teil einer aus U-Profilen der Figur 1 zusammengesetzten
Spundwand;
- Figur 3
- einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäß ausgebildetes U-Profil;
- Figur 4
- eine vergrößerte Querschnittsdarstellung eines Schlosses des erfindungsgemäß aufgebildeten
U-Profils;
- Figur 5
- einen Querschnitt durch einen Teil einer aus U-Profilen der Figur 3 zusammengesetzten
Spundwand;
- Figur 6
- eine spezielle Ausführungsform des erfindungsgemäß ausgebildeten U-Profils in Querschnittsdarstellung
mit Bemaßung; und
- Figur 7
- einen Querschnitt durch einen Teil einer Spundwand, die aus U-Profilen der Figur 6
zusammengesetzt ist, mit Bemaßung.
[0022] Das in Figur 1 im Querschnitt dargestellte bekannte U-Profil besitzt einen Flanschabschnitt
1, von dem aus sich zwei Stegabschnitte 2 schräg nach außen erstrecken. Diese Stegabschnitte
2 gehen in Flanschabschnitte 3 über, die parallel zum mittleren Flanschabschnitt 1
verlaufen. An den freien Enden der Flanschabschnitte 3 sind Schloßhälften angeordnet,
mittels denen das U-Profil mit weiteren U-Profilen zu einer Spundwand zusammensetzbar
ist. Bei dem in Figur 1 rechts dargestellten Flanschabschnitt 3 ist die Schloßhälfte
in der Form eines einfachen Hakens 4 ausgebildet, während die Schloßhälfte am in Figur
1 links dargestellten Flanschabschnitt 3 als zur Ebene des Flanschabschnitts 3 versetzter
Haken ausgebildet ist. Dieser Haken setzt sich aus einem in Verlängerung des Flanschabschnitts
3 ausgebildeten Schrägabschnitt 7, einem parallel zur Flanschabschnitt 3, jedoch hierzu
versetzt angeordneten Abschnitt 6 und dem eigentlichen Hakenabschnitt 5 zusammen.
[0023] Figur 2 zeigt drei U-Profile der in Figur 1 gezeigten Art, die zu einem Teil einer
Spundwand zusammengesetzt sind. Die beim Zusammensetzen aus den einzelnen Schloßhälften
gebildeten Schlösser 8 sind hierbei im Bereich der Flanschabschnitte 3 angeordnet.
[0024] Figur 3 zeigt ein erfindungsgemäß ausgebildetes U-Profile in Querschnittsansicht.
Auch dieses Profil besitzt einen mittleren Flanschabschnitt 10, von dem aus zwei Stegabschnitte
11 schräg nach außen verlaufen. Der Winkel zwischen dem mittleren Flanschabschnitt
10 und den Stegabschnitten 11 beträgt bei diesem speziellen Ausführungsbeispiel 110°.
Die Enden der Stegabschnitte 11 gehen über eine Abrundung 13 in einen schräng nach
außen verlaufenden Abschnitt 12 über, der wiederum über eine Abrundung 14 in einen
parallel zur Ebene des Stegabschnittes 11 verlaufenden, jedoch hierzu versetzt angeordneten
Abschnitt 15 übergeht. Der Abschnitt 15 geht in einen um 180° zurückgebogenen Abschnitt
16 über, der wiederum in einen parallel zur Ebene des Stegabschnittes verlaufenden
Endaschnitt 17 übergeht. Der Abschnitt 15 ist seitlich nach außen versetzt zur Ebene
des Stegabschnittes 11 angeordnet. Der zurückgebogene Abschnitt 16 ist vom Abschnitt
15 nach innen zurückgebogen. Der Endabschnitt 17 erstreckt sich parallel zur Ebene
des Stegabschnittes 11, und zwar hierzu seitlich nach außen versetzt um einen Betrag,
der etwas größer ist als die Dicke des Abschnitts 15.
[0025] Auf diese Weise wird eine Schloßhälfte in der Form eines zur Mittelebene des Stegabschnittes
11 versetzten Hakens ausgebildet. Mit anderen Worten, die parallel zur Ebene des Stegabschnitts
11 verlaufende Mittelebene des innerhalb des Hakens gebildeten Freiraumes 18 verläuft
seitlich nach außen versetzt zur Ebene des Stegabschnitts 11. Dieser Freiraum 18 besitzt
eine Breite, die etwas größer ist als die Dicke des Endabschnitts 17.
[0026] Das vorstehend beschriebene U-Profil läßt sich mit weiteren U-Profilen zu einer Spundwand
zusammensetzen, wie in Figur 5 gezeigt. Hierbei wird jeweils zwischen zwei in Figur
5 nach oben offenen U-Profilen ein in der Figur nach unten offenes U-Profil eingesetzt,
so daß sich ein trapezförmiges Gesamtprofil ergibt. Die Schlösser 19 sind hierbei
in den Stegbereichen angeordnet, und zwar mit ihren Längsachsen parallel zu den Stegabschnitten
11.
[0027] Figur 4 zeigt die Einzelheiten eines Schlosses 19 im Querschnitt. Da beide Schloßhälften
seitlich versetzte Haken besitzen, ergibt sich eine doppelte Verriegelung. Mit anderen
Worten, bei Schubbeanspruchung (Kräfte wirken parallel zur Ebene der Stegabschnitte
11) werden die gebogenen Abschnitte 16 an den Schrägabschnitten 12 abgestützt, während
bei Zugbeanspruchung in der Ebene der Stegabschnitte 11 die Enden der Endabschnitte
17 gegen die Innenseiter der gebogenen Abschnitte 16 stoßen.
[0028] Figur 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäß ausgebildeten U-Profils
mit Bemaßung. Die Materialstärke des Profils beträgt hierbei überall 8 mm. Die Stegabschnitte
11 gehen mit einem Winkel von 110° in den nach außen versetzten Abschnitt 15 über.
Der Abstand zwischen der Innenfläche des Endabschnitts 17 und der Innenfläche des
Stegabschnitts 11 beträgt 10,5 mm, d. h. ist geringfügig größer als die Dicke des
Abschnitts 15. Das bedeutet, daß im zusammengebauten Zustand von zwei Profilen die
Innenfläche des Stegabschnitts 11 mit der Innenfläche des Abschnitts 15 des anderen
Profiles nahezu in einen Flucht verläuft. Der Freiraum 18 innerhalb der Schloßhälfte
ist so groß ausgebildet, daß er den Endabschnitt 17 der benachbarten Schloßhälfte
mit ausreichendem Spiel aufnehmen kann, jedoch andererseits eine gute Verriegelung
sichert. Zur Verbesserung des Gleiteffektes ist der Bereich der Schloßhälften in spezieller
Weise kaltverfestigt.
[0029] Der Versatz der Schloßhälften gegenüber der Innenfläche des Stegabschnittes 11 beträgt
insgesamt 42,5 mm (gemessen bis zur Außenfläche des Abschnitts 15). Die Länge des
Stegabschnittes (ohne Schloßhälfte) beträgt 179 mm, während die Länge des mittleren
Flanschabschnittes 354 mm beträgt (beide gemessen ohne Rundungen).
[0030] Figur 7 zeigt einen Querschnitt durch eine Spundwand mit Bemaßung. Die Bauhöhe, d.
h. der Abstand zwischen den Außenflächen von benachbarten mittleren Flanschahschritten
10, beträgt hierbei 456 mm, d. h. ist wesentlich höher als bei dem eingangs beschriebenen
Stand der Technik. Der Schloßabstand beträgt 580 mm, während das Teilungsmaß (doppelter
Schloßabstand) 1160 mm beträgt.
[0031] Die weiteren Maße lassen sich Figur 6 entnehmen. Es wird ausdrücklich darauf verwiesen,
daß diese Maße Teil der Offenbarung der vorliegenden Anmeldung sind, obwohl sie im
einzelnen nicht in der Beschreibung erwähnt sind.
[0032] Das vorstehend beschriebene Leichtprofil wird insbesondere durch Kaltverformung hergestellt.
Es besitzt eine doppelseitige Schloßverriegelung mit ausgezeichneter Schub- und Beulsicherung.
Beide Schloßhälften sind gleich ausgebildet (nur spiegelbildlich), so daß eine einfache
Herstellung resultiert. Durch Anordnung der Schlösser in der Mitte des Stegbereiches
der Spundwand ergibt sich eine verbesserte Beulungsstabilität bzw. Stabilität gegen
Ausknicken.
1. U-Profil zur Verwendung in einer Spundwand zur Abstützung von Erdreich, Beton u. dgl.
im Tiefbau, Kanalbau etc., das eine Querschnittsform aufweist, bei der sich von einem
mittleren Flanschabschnitt zwei Stegabschnitte schräg nach außen erstrecken, dadurch
gekennzeichnet, daß die Stegabschnitte (11) an ihrer freien Enden parallel und seitlich
versetzt zur Stegabschnitthauptebene verlaufende Abschnitte (15) aufweisen, die in
um 180° zur Stegabschnitthauptebene hin zurückgebogenen und parallel zur Stegabschnitthauptebene
verlaufenden Endabschnitten (17) enden, derart, daß jeder Stegabschnitt (11) in seinem
Endbereich eine hakenförmig Schloßhälfte bildet, deren Mittelebene in bezug auf die
Stegabschnitthauptebene parallel und seitlich versetzt verläuft.
2. U-Profil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die parallel und seitlich versetzt
verlaufenden Abschnitte (15) der Stegabschnitte (11) nach außen versetzt zur Stegabschnitthauptebene
verlaufen und daß die Mittelebene der Schloßhälfte in bezug auf die Stegabschnitthauptebene
seitlich nach außen versetzt ist.
3. U-Profil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen
den parallel und seitlich versetzt verlaufenden Abschnitten (15) und den zurückgebogenen
parallelen Endabschnitten (17) der Stegabschnitte etwas größer ist als die Dicke des
Endabschnitts (17).
4. U-Profil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich
der zurückgebogene parallele Endabschnitt (17) des Stegabschnitts (11) über den Hauptteil
des parallelen und seitlich versetzt verlaufenden Abschnitts (15) desselben zurückerstreckt.
5. U-Profil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die parallel
und seitlich versetzt verlaufenden Abschnitte (15) der Stegabschnitte (11) über Schrägabschnitte
(12) unter Abrundung der Kanten in die Stegabschnitte (11) übergehen.
6. U-Profil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel, den die Schrägabschnitte
(12) mit dem Stegabschnitt (11) bilden, etwa 110° beträgt.
7. U-Profil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stegabschnitte
(11) mit dem mittleren Flanschabschnitt (10) einen Winkel von etwa 110° bilden.
8. U-Profil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand
zwischen der Innenfläche des parallelen zurückgebogenen Endabschnitts (17) und der
Innenfläche des Stegabschnitts (11) etwas größer ist als die Dicke des parallel und
seitlich versetzt verlaufenden Abschnitts (15) des Stegabschnitts.
9. U-Profil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge
des mittleren Flanschabschnitts (10) etwa der doppelten Länge des Stegabschnitts (11)
ausschließlich der Schloßhälfte entspricht.
10. U-Profil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es durch
Kaltformgebung hergestellt ist.
11. U-Profil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es im
Bereich seiner Schloßhälften zusätzlich kaltverfestigt ist.
12. U-Profil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es überall
gleiche Materialdicke besitzt.
13. U-Profil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es aus
St 37, SpS 45 oder St 52 besteht.
14. U-Profil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialdicke
3-10 mm beträgt.