[发明专利]用于产生焊接连接的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种在钢体()之间建立焊接连接的方法和装置，用于制造符合DIN标准的、主要为非静态载荷的钢筋混凝土构件。

背景技术

为了提高混凝土构件的静态性能，在钢筋混凝土中使用钢体或钢筋，其可以吸收拉力并因此提高混凝土的抗压强度，从而加强钢筋混凝土构件的承载能力。钢体或钢筋或者是在施工现场单独用手工彼此缠绕在一起，或者以焊接单轴或双轴钢筋网垫(Stahlmatten)的形式来使用的，或者以特殊形状成段地使用，在此，将加固钢或圆钢作为原料使用。冷变形或热变形制造的加固钢筋通常不会扭曲，其具有近似圆形的横截面和加固有肋状物的倾斜表面，并在必要时具有纵肋。在此，斜肋通常具有镰刀状的截面，并且在最高点上的尺寸大约为钢筋核心截面的6.5％。加固钢筋往往长达15m并通常具有高达32mm的直径，因此其重量能够高达数百公斤。

正如一直以来公知并已证实在加固钢筋网垫或特殊段中所发生的那样，焊接连接主要用于静态载荷。焊接单轴加固钢筋网垫的特别有利之处在于，可以特别节省时间地铺设在建筑工地上。相应的制造机器同样是长期以来公知的，例如由专利文献EP 0862958或PCT/DE2009/000298所提出的机器。在专利文献EP 0862958中所描述的用于制造单轴加固钢筋网垫的机器具有用于网垫机(Mattenbildner)的侧向加固钢筋供应装置(Bewehrungsstahlstabzufuhr)，其中，或者从预置料箱(Vorhaltemagazin)中取出已集束的钢筋，或者利用构造为矫直自动切割机的钢筋成型机将待集束的加固钢筋从存储卷中拉出、矫直并整形。输送到网垫机中的加固钢筋由横向定位装置沿相对于网垫的横向放置，并通过自动焊接机焊接在可弯曲的支承带上。对于两轴加固钢筋网垫则实行钢筋与钢筋的焊接。

然而已知的焊接加固钢筋网垫并不适用于主要为非静态载荷的钢筋混凝土构件和工程，如在地下建筑或结构工程(Ingenieurbau)以及高层建筑中所发生的那样。在此以公路和铁路桥梁所用混凝土构件为例，其承受来自流动的交通的变化的载荷。同样还有要求承受住波浪冲击的近海设备和经受来自狂风或漩涡的强力推动的设备，例如塔、天线、摩天大楼。同样的还有工业设施中的混凝土构件，例如吊车轨道、装载机罩、机器基座。在所有这些构件中都可能发生由具有大量负载变化的持久的、高度循环的应力变化引起的材料疲劳。在上述构件和设施中，这种类型的应力是主要的伤害原因。在焊接连接中，材料疲劳行为主要局部地集中在焊缝上，因为在焊接过程中，结构变化和强烈的切口应力集中效应会使钢的疲劳强度显着降低。由于焊接的切口应力集中效应，已知的焊接加固钢筋网垫或圆钢在应用于主要为非静态载荷时不能达到由标准DIN 1045-1所规定的疲劳极限，它们明显位于钢筋疲劳曲线的下方。因此，专业人员一直以来总是偏颇地认为：根据DIN标准，焊接连接、或者正确地说焊接加固钢筋网垫不适于使用在主要为非静态载荷的构件中。只有通过加入昂贵的材料或使用最优质的钢，这种焊接网垫才能从整体上成为可用的。因此迄今为止主要使用单个钢筋，在施工现场必须利用细钢丝艰难且耗时地手工将它们彼此绑在一起，从而使这种可动态载荷的表面由于高成本的手工连接而变得相对昂贵。换而言之，如果想使用这种焊接网垫，就会显著增加钢材的消耗量，因为必须添加足够多的材料。

以上所述也适用于单轴加固钢筋网垫，其除了仅静态的、沿单向起作用的钢筋之外还具有灵活的、可弯曲的支承带，该支承带与单个加固钢筋彼此连接，并能够将制成的单轴加固钢筋网垫卷绕起来。由于单轴加固钢筋网垫只能吸收一个方向、也就是其横向的应力，因此每个钢筋混凝土构件都需要两个相互转动90°的单轴加固钢筋网垫，以便其在任何方向上都能够吸收应力和弯矩。单轴加固钢筋网垫的宽度高达15m，并可以包含具有不同直径和长度的加固钢筋。它们被成卷地运输到施工现场，并在那里以很少的人工和费用简单、迅速的开卷，所以理论上使用单轴加固钢筋网垫具有很大的优势，并且在制造主要为非静态载荷的钢筋混凝土构件时也是如此。

发明内容

因此，本发明的目的在于提出一种焊接方法，通过该方法可以免除迄今为止在加固钢筋网垫中所需要的材料添加，并能够省去在施工现场的手动缠绕钢筋。本发明的目的还在于提出一种用于制造焊接加固钢筋网垫的机器，这种网垫能够承载主要为非静态的载荷，而不需要添加材料。最后，本发明的目的还在于给出这样的焊接加固钢筋网垫。