HZ®-M System
HZ®-M Tragbohlen, HZ®-M Lösungen, HZ®-M Kombinationen, RZ/RH Schlossprofile
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Das HZ®-M Spundwandsystem
(HZ-M/AZ)
Das HZ®-M Spundwandsystem ist eine kombinierte Spundwand, die durch die Kombination von mehreren Elementen entsteht. Es ersetzte 2008 das ältere HZ-System und besteht aus folgenden Elementen:
- HZ®-M Tragbohlen (primäre Elemente), spezielle Breitflanschträger mit einer spezifischen Flanschgeometrie und einer Breite von 420 mm oder 460 mm;
- AZ® Zwischenbohlen (sekundäre oder Zwischenelemente), Standard-Stahlspundbohlen;
- spezielle warmgewalzte Schlossprofile (RH, RZD, RZU), die Zwischenbohlen und HZ-M Tragbohlen verbinden, um eine durchgehende Wand zu gewährleisten.
Dieses System hat einen hohen Biegemomentenwiderstand und eine hohe Steifigkeit. Die Tragbohlen können auch als Rammpfähle verwendet werden, die auch hohe Vertikallasten aufnehmen können , z. B. Lasten von Kränen auf Kaimauern. Die Zwischenbohlen (oder „Ausfachungsbohlen“) dienen hauptsächlich als bodenabstützende und lastabtragende Elemente. Ihre Hauptaufgabe besteht darin, die Horizontallasten (Bodendruck, Wasserdruck,...) auf die Tragbohlen zu übertragen. Sie machen in der Regel zwischen 60 % und 80 % der Länge der Tragbohlen aus.
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Die HZ-M/AZ-Systeme erreichen eine sehr hohe Steifigkeit und eine hohe Biegemomententragfähigkeit. Je nach Kombinationen und Stahlgüten kann die Biegemomententragfähigkeit mehr als 21.000 kNm/m erreichen (äquivalentes elastisches Widerstandsmoment Wel bis zu fast 46.500 cm3/m).
Die zahlreichen verfügbaren Kombinationen basieren auf demselben Prinzip: eine HZ-M Tragbohle, bestehend aus 1 oder 2 HZ-M Tragbohlen, abwechselnd mit einer leichteren, zwischengeschalteten AZ-Doppelbohle. Es gibt auch Kombinationen ohne AZ Zwischenbohlen. Beachten Sie, dass die Zwischenbohle immer eine AZ-Doppelbohle sein muss.
Zwischenbohlen sind in der Regel kürzer als die HZ-M Tragbohlen. Abhängig von den Bodenverhältnissen und weiteren Bemessungskriterien, wie z. B. der Dauerhaftigkeit, haben AZ-Zwischenbohlen in der Regel ein geringes Widerstandsmoment (typischerweise AZ-Profile mit einem elastischen Widerstandsmoment Wel bis zu 3.000 cm3/m).
Warmgewalzte RZD-, RZU- und RH-Schlossprofile, die in die HZ-M Tragbohlen eingefädelt und teilweise verschweißt werden, ermöglichen eine mechanische Verbindung mit der AZ-Zwischenbohle, um eine durchgehende Wand zu bilden.
ArcelorMittal stellt eine Reihe von vier HZ-M-Profilen her, und drei von ihnen können in drei oder vier unterschiedlichen Wanddicken gewalzt werden. Außerdem gibt es sechs verschiedene „Lösungen“ für jedes HZ-M Profil.
Eines der Hauptmerkmale der HZ-M Tragbohle ist die konkave Geometrie der Flansche der leichteren HZ-M Profile, sowie die unübertroffene Flanschstärke der schwereren Tragbohlen. Zum Einfädeln der RH/RZ-Schlossprofile wird eine Nut in den Flansch gefräst (patentiertes Verfahren).
Die Fräsausrüstung garantiert sehr enge Toleranzen der Nutform, was die minimale Schloss-Haken-Verbindung verbessert und eine ausreichende Reststahlstärke t3 am Flansch gewährleistet (siehe Bild). Beachten Sie, dass die Nut nur bei Bedarf gefräst wird, d. h. Lösung 12 und Lösung C1 haben nur an einem Flansch Nuten.
HZ®-M Tragbohlen
Die HZ®-M Tragbohlen sind steife Breitflanschträger mit einer Breite von 420 mm oder 460 mm, einer Höhe bis zu 1.100 mm, und Flanschdicken bis zu 40 mm, die im HZ-M/AZ kombinierten Spundwandsystem eingesetzt werden.
Das Hauptmerkmal dieser speziellen Tragbohlen ist die gefräste Nut am Rand der Flansche, die das Einfädeln spezifischer warmgewalzter Schlossprofile ermöglicht. Die Entwicklung dieser Serie wurde speziell für die höheren Anforderungen der Tiefseekaimauer für den JadeWeserPort in Wilhelmshaven, Deutschland, im Jahr 2008 vorgenommen. Der HZ-M wurde von ArcelorMittal patentiert.
Strukturell erfüllen die HZ®-M Tragbohlen 2 verschiedene Funktionen
- als Stützelemente, die Tragbohlen nehmen Horizontallasten aus Erd- und Wasserdruck auf,
- als Rammpfähle, die Tragbohlen übertragen auch hohe Vertikallasten aus dem Überbau, d. h. Kranschienen, Gebäudegründung usw., auf den Boden.
Die AZ® Zwischenbohlen haben eine schließende Funktion, indem sie Erdreich und Wasser zurückhalten, sie übertragen aber die meisten Lasten auf die Tragbohlen. Bei den Zwischenbohlen handelt es sich ausschließlich um ein Paar leichter AZ-Profile, da diese ausreichend flexibel sind, um sich den Rammtoleranzen eines kombinierten Spundwandsystems anzupassen.
Die HZ-M Tragbohlen und ihre Schlossprofile sind in hochfesten Stahlgüten nach DIN EN 10248, ASTM A572 und ASTM A690 erhältlich.
Anmerkungen:
- HZ®, HZ-M® und HZ/AZ® sind Marken von ArcelorMittal
- das Fräsverfahren des HZ-M Profils wurde von ArcelorMittal patentiert
Update Februar 2019 und Januar 2020: wir haben den Radius r zwischen dem Flansch und dem Steg der Profile HZ 1080MA und höher leicht geändert. Er beträgt jetzt 30 mm statt 35 mm. Wir haben alle Werte auf unserer Website, in der neuesten Version der HZ-M Broschüre (2020) sowie in den AutoCad-Dateien aktualisiert. Diese Änderung hat keine nennenswerten Auswirkungen auf den Widerstand der Profile, kann sich aber auf die Form der speziellen T-Verbinder für Anker auswirken.
Update Oktober 2019: Das neue Profil HZ 630M vervollständigt das bestehende Sortiment der bereits großen HZ-M Serie. Es wurde vor allem für sehr harte Einbringbedingungen (Einbringen in festem Baugrund) und für Bauwerke mit Einschränkungen in der Höhe des Systems entwickelt. Es ersetzt das HZ 680M LT.
Update November 2021: der Radius r der HZ 880M Reihe wurde auf 30 mm geändert. Folglich haben sich die Querschnittseigenschaften leicht verändert. Bitte beachten Sie die neueste Version der HZ-M Broschüre (Version 2022).
HZ®-M Lösungen
Eine Lösung besteht aus einer Tragbohle (HZ-M Einzelbohle oder Pfahlprofil) und einigen Schlossprofilen. Sie ist das Schlüsselelement (Tragbohle) einer kombinierten Spundwand.
Zum Beispiel
- Lösung 12: 1 HZ-M Profil und 2 Schlossprofile (1 RZD, 1 RZU),
- Lösung 26: 2 HZ-M Profile und 6 Schlossprofile (1 RZD, 1 RZU, 4 RH).
Es gibt 4 verschiedene Lösungen zur Verwendung mit Zwischenbohlen AZ (Lösung 12, 14, 24 und 26).
HZ®-M Kombinationen
Eine Standardkombination HZ-M/AZ besteht aus einer Tragbohle (HZ-M Einzelbohle oder HZ-M Pfahlprofil) und einer Doppelbohle aus AZ-Spundbohlen.
Die Kombinationen C1 und C23 bilden eine Ausnahme: Sie verwenden keine Zwischenbohlen.
Zum Beispiel
- Kombination 12: kombinierte Spundwand aus einer einzelnen HZ-M-Tragbohle und 2 Schlossprofilen (Lösung 12) und einer doppelten AZ-Zwischenbohle pro System;
- Kombination 26: kombinierte Spundwand aus einem Pfahlprofil mit 2 HZ-M Tragbohlen und 6 Schlossprofilen (Lösung 26) und einer doppelten AZ-Zwischenbohle pro System;
- Kombination C1: Stahlwand nur aus einzelnen HZ-M Tragbohlen, die nebeneinander gerammt und mit einem RH-Schlossprofil verbunden sind;
- Kombination C23: Stahlwand nur aus Pfahlprofilen HZ-M (Pfahlprofil = 2 HZ mit 3 RH-Schlossprofilen), die nebeneinander gerammt und mit einem RH-Schlossprofil verbunden sind.
Es gibt 6 verschiedene Kombinationen, 4 mit AZ-Zwischenspundbohlen (Komb. 12, 14, 24 und 26) und 2 ohne Zwischenbohlen (Komb. C1 und C23).
RZ/RH Schlossprofile
Die warmgewalzten Schlossprofile RZD und RZU verbinden die AZ® Zwischenbohlen mit den HZM® Tragbohlen, um eine durchgehende Wand zu bilden.
RZD- und RZU-Schlossprofile haben auf der einen Seite einen Hohlraum, der den Flansch des HZ-M Profils mit seiner Nut perfekt umschließt, und auf der anderen Seite sind sie mit der gleichen Form wie das Larssen-Schloss der AZ-Profile gewalzt (gleiche Walztoleranzen).
Das warmgewalzte Schlossprofil RH ist symmetrisch und verbindet zwei HZ-M Profile miteinander, um ein HZ-M Pfahlprofil herzustellen (Lösung 24 und 26) oder um eine durchgehende Wand zu errichten, die ausschließlich aus HZ-M Profilen besteht (Kombination C1 und C23, die Wände mit extrem hohem Widerstandsmoment ergeben).
Aufgrund der unterschiedlichen Flanschdicken der HZ-M Serie gibt es zwei Familien von Schlossprofilen (Satz A und Satz B).
Die Schlossprofile werden teilweise mit dem HZ-M auf dem Werksgelände verschweißt. Die Dicke und Länge der Schweißnähte hängen von den Bodenverhältnissen und projektspezifischen Faktoren ab. In der Regel werden die Schlossprofile auf mindestens 10 % der Länge geschweißt, mit einer verstärkten Schweißnaht von 500 mm (19,7") an der Spitze und am Ende. Die Schlossprofile werden mit einer kurzen Aussparung von der theoretischen oberen Position der AZ geschweißt, um das Einfädeln der AZ auf der Baustelle zu erleichtern.
Bei hohen Anforderungen an die Wasserdichtigkeit besteht eine Lösung darin, die Schlossprofile in Kombination mit einer auf die Larssen-Schlösser aufgebrachten Dichtungsmaßnahme mit dem HZ-M zu verschweißen.
Die Schlossprofile sind in der Regel so lang wie die AZ-Zwischenbohlen, die im Allgemeinen zwischen 60 % und 80 % der Länge des HZ-M betragen.
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