ROTULA AMORTIGUADORA DE ESFUERZOS LATERALES EN UNIONES FLEXIBLES DE ARMADOS TUBULARES DE OBRAS GEOTECNICAS.

Rótula amortiguadora de esfuerzos laterales en uniones flexibles de armados tubulares de obras geotécnicas.



La rótula objeto de la invención resuelve el problema del exceso de rigidez de los armados tubulares en obras geotécnicas. Se puede ubicar en el punto necesario para absorber los esfuerzos laterales y evitar que se transmitan a los elementos más profundos. Está conformada por un cuerpo principal compuesto de un muelle de tracción (1) protegido por su cara interior y exterior mediante elemento de carácter plástico (2), y en cuyos extremos se disponen sendas piezas (3) que fijadas al cuerpo principal presentan mecanizado de rosca en su cara interior que permite la conexión y continuidad de las armaduras tubulares a unir.

La aplicación de este elemento, además de garantizar la continuidad del armado tubular de uso geotécnico, en su proceso de montaje, permite que durante su vida útil no se transmitan los esfuerzos no longitudinales, a la zona más profunda del armado a partir del punto de disposición del objeto presentado

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P200602429.

Solicitante: UNIVERSIDAD DE ALCALA-EN SU REPRESENTACION, VICERRECTORA DE INVEST. E INNOVACION FILOMENA RODRIGUEZ.

Nacionalidad solicitante: España.

Provincia: MADRID.

Inventor/es: DA CASA MARTIN,FERNANDO, ECHEVERRIA VALIENTE,ERNESTO, CELIS D'AMICO,FLAVIO.

Fecha de Solicitud: 25 de Septiembre de 2006.

Fecha de Publicación: .

Fecha de Concesión: 16 de Diciembre de 2009.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • E02D1/00 SECCION E — CONSTRUCCIONES FIJAS.E02 HIDRAULICA; CIMENTACIONES; MOVIMIENTO DE TIERRAS.E02D CIMENTACIONES; EXCAVACIONES; TERRAPLENES (especialmente adaptados a los trabajos hidráulicos E02B ); OBRAS SUBTERRANEAS O BAJO EL AGUA. › Estudio de los suelos de cimentación in situ (estudio que implica una perforación o especialmente adaptado a la perforación del suelo E21B 25/00, E21B 49/00; investigación o análisis de materiales por determinación de sus propiedades químicas o físicas, en general G01N, p. ej. muestras G01N 1/00).
  • E21F17/00 E […] › E21 PERFORACION DEL SUELO O DE LA ROCA; EXPLOTACION MINERA.E21F DISPOSITIVOS DE SEGURIDAD, TRANSPORTE, RELLENADO, SALVAMENTO, VENTILACION O DRENAJE EN LAS MINAS O TUNELES.Procedimientos o dispositivos destinados a ser utilizados en las minas o túneles, no cubiertos en otro lugar (iluminación de minas F21, H05B).
  • F16B7/18B

Clasificación PCT:

  • E02D1/00 E02D […] › Estudio de los suelos de cimentación in situ (estudio que implica una perforación o especialmente adaptado a la perforación del suelo E21B 25/00, E21B 49/00; investigación o análisis de materiales por determinación de sus propiedades químicas o físicas, en general G01N, p. ej. muestras G01N 1/00).
  • E21F17/00 E21F […] › Procedimientos o dispositivos destinados a ser utilizados en las minas o túneles, no cubiertos en otro lugar (iluminación de minas F21, H05B).
  • F16B7/18 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F16 ELEMENTOS O CONJUNTOS DE TECNOLOGIA; MEDIDAS GENERALES PARA ASEGURAR EL BUEN FUNCIONAMIENTO DE LAS MAQUINAS O INSTALACIONES; AISLAMIENTO TERMICO EN GENERAL.F16B DISPOSITIVOS PARA UNIR O BLOQUEAR LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS O LAS PARTES DE LAS MAQUINAS, p. ej. CLAVOS, CLAVIJAS, TUERCAS, TORNILLOS, BULONES, ANILLOS QUE FORMAN RESORTE, ABRAZADERAS, BRIDAS, GRAPAS, CUÑAS; UNIONES O ARTICULACIONES (acoplamientos para la transmisión de mecanismos de rotación F16D). › F16B 7/00 Montajes de varillas o de tubos, p. ej. de sección no circular incluyendo los montajes elásticos (armaduras de paraguas A45B 25/02; soldadura de las uniones con o sin aporte de metal B23K; uniones para vehículos en general B60D; acoplamientos para vehículos ferroviarios B61G; cuadros de bicicleta B62K; acoplamientos de ejes F16D; acoplamientos de tuberías de fluidos F16L). › utilizando elementos roscados.
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ROTULA AMORTIGUADORA DE ESFUERZOS LATERALES EN UNIONES FLEXIBLES DE ARMADOS TUBULARES DE OBRAS GEOTECNICAS.

Fragmento de la descripción:

Rótula amortiguadora de esfuerzos laterales en uniones flexibles de armados tubulares de obras geotécnicas.

La presente invención se refiere a una rótula amortiguadora de esfuerzos laterales como nuevo elemento de conexión para unión entre tramos de armadura tubular en obras geotécnicas, para cuando sea necesario dotar al conjunto de una capacidad de absorción de esfuerzos laterales aplicados en el extremo superior, más exterior, del conjunto del armado tubular.

Sector de la técnica

La invención se encuadra en el sector técnico de los procesos constructivos en intervenciones de obras geotécnicas, en aquellos procesos que se fundamentan en la perforación del suelo, e introducción de armaduras tubulares con carácter permanente.

Estado de la técnica

Actualmente dentro de las técnicas geotécnicas, es de gran aplicación el uso de sistemas que utilizan armaduras tubulares dentro de la perforación que son rellenadas total o parcialmente de lechada.

Dos son las posibles líneas de antecedentes, por un lado los procesos de unión rígida debidos a que la longitud de las armaduras tubulares utilizadas está limitada no tanto por el proceso de fabricación sino más bien por los procesos de transporte, y de puesta en obra, como pueden ser los gálibos, o la facilidad de manejo, todo ello implica las más de las veces que los tubos no superen los 6 m de longitud, y con frecuencia que los tramos a instalar sean de 1 ó 2 m de longitud, en trabajos en espacios interiores.

Las profundidades y longitudes de los taladros no se limitan a dichas longitudes, sino a las necesidades derivadas del problema: geotecnia, origen del problema: por ello es necesario disponer de elementos de conexión entre tubos que garanticen la continuidad de los mismos.

Dos son los procesos de conexión actualmente más utilizados:

- El primero de ellos es mecanizar los extremos de los tubos con rosca por el interior o por el exterior, alternativamente macho-hembra, de tal modo que se puedan unir por roscado entre ambos. Este proceso garantiza la continuidad del diámetro externo de los tubos sin variación, pero supone una reducción de su capacidad resistente, justo en dichos puntos de conexión, siendo un punto de debilidad estructural.
- El segundo sistema es la conexión mediante elementos exteriores de conexión, o roscas, de tal modo que mecanizando los extremos de los tubos por su parte exterior, estos se conectan mediante el elemento rosca, macizo del mismo material v diámetro interior igual al diámetro exterior del tubo, con mecanizado en su interior, que es de diámetro idéntico al mecanizado del tubo a unir. Este sistema garantiza la resistencia mecánica en los puntos de conexión al incrementar el espesor del material, si bien aumenta el diámetro externo de la tubería de forma puntual.

Por otro lado. la segunda línea de antecedentes y más relacionada con la invención que se presenta, estaría en los intentos de crear puntos débiles en la continuidad de la armadura tubular, bien por debilitación de las piezas de unión, bien por la utilización de materiales de menor consistencia.

Problema técnico planteado

Los sistemas de unión descritos en primer lugar en el apartado anterior permiten la continuidad de los tubos, pero con un carácter rígido. En ocasiones cuando las armaduras tubulares forman parte de un conjunto que se pueda ver afectado por esfuerzos laterales, como golpeos, vibraciones, empujes, es de gran interés que estos esfuerzos no se transmitan a determinadas zonas en profundidad, ya que habitualmente en estos casos se pueden producir roturas, tanto del propio elemento como del terreno circundantes, más en los casos de tratamientos de terreno. que provoquen que las soluciones adoptadas funcionen anómalamente, e incluso que provoquen una problemática de carácter geotécnico más complejo que el inicial.

Los sistemas disponibles actualmente no solucionan el problema en su totalidad.

Solución al problema técnico planteado

Para solucionar esta problemática, la presente invención se centra en la creación de un punto de absorción de estos esfuerzos, que evite su transmisión por deformación de la propia pieza. Al producirse el esfuerzo en la zona superior y transmitirse por el primer tramo de armado tubular, cuando llega al nuevo elemento, dispuesto en la posición de la armadura tubular que se considere necesaria, la pieza absorbe dicho esfuerzo, impidiendo que se transmita a la parte inferior de la armadura tubular, y por tanto sin producirse la problemática citada anteriormente.

La colocación de este nuevo elemento, a su vez permite la ejecución de los trabajos para los que está destinada la armadura tubular, tanto en el proceso de montaje de la propia instalación, como en el caso de ser utilizada en inyecciones, con el paso repetitivo de mecanismos, garantizando en todo momento la continuidad lineal del armado y su proceso de montaje.

Explicación de la invención

La rótula amortiguadora de esfuerzos laterales en uniones flexibles de armados tubulares de obras geotécnicas, está compuesta por un cuerpo principal que se conforma con un muelle de tracción que se protege mediante una doble camisa. interior-exterior, de carácter plástico, y con un remate en cada extremo del cuerpo principal mediante piezas cuyo mecanizado interior hace de unión con el roscado de la cara exterior de los tubos a conectar.

Las partes fundamentales de la invención serían:

circ El muelle de tracción rígido de alambre grueso de carácter metálico con paso de espira reducido, esto es la distancia mínima del alambre en cada espira respecto al anterior y siguiente.
circ El encamisado doble de carácter plástico, que puede ser continuo en su trazado interior, exterior, por uno de los extremos, o bien estar conformado por dos elemento independientes, el interior, y el exterior. En cualquiera de los casos tendrá resistencia suficiente a rozadura para evitar su desgarramiento.
circ Las piezas de remate extremas, de material de carácter metálico, conformadas para conectarse con los tubos, mediante rosca mecanizada, y con sección suficiente para ser mecanizadas a su vez por el exterior.

Ventajas de la invención respecto al estado de la técnica

El conjunto así conformado permite unir dos tubos, con suficiente rigidez para darle continuidad en su linealidad, necesaria para su ejecución, y permitir a su vez mantener intacto el diámetro interior del tubo, necesario también para el funcionamiento en casos de inyección, ya que se debe permitir el paso repetitivo de mecanismos como lanzas de inyección, u obturadores o para la instrumentación del tubo. Sin embargo también permite que cuando se aplica un esfuerzo que abandona el eje longitudinal de la armadura tubular, al llegar este esfuerzo al punto donde está instalada la invención propuesta, el muelle se deforma absorbiendo la solicitación del momento flector, o de cortante, impidiendo que la solicitación se transmita a la zona inferior.

En la actualidad, los intentos de solucionar el problema han ido dirigidos a colocar elementos de diferente material como tubos de PVC, más débiles. Pero en la aplicación de estos elementos se han producido problemas por deformación del elemento colocado hacia el interior de dicho elemento, por la presión del terreno, de la lechada inyectada, impidiendo el paso de instrumentación a lo largo del tubo, incluso la imposibilidad de retirada del utilizado en dicho momento. Por otro lado también se han producido problemas de rotura de dicho elemento en el proceso de montaje de la totalidad de la armadura tubular, al romperse en el proceso de apriete de los tubos superiores en su montaje, aspecto delicado ya que se trata habitualmente de un proceso manual, con apoyo de la máquina, pero sin tecnificar la aplicación del control del esfuerzo aplicado. También una menor aplicación de esfuerzo necesario para garantizar la no rotura de dicha pieza, podría implicar un apriete insuficiente para garantizar la correcta unión entre los tubos.

La invención propuesta da solución al problema planteado, subsanando los problemas derivados de la debilitación de dicho punto.

Descripción de los dibujos

Para la mejor comprensión de cuanto queda descrito en la presente memoria, se acompañan unos dibujos en los que, tan solo a título de ejemplo, se representa un caso práctico...

 


Reivindicaciones:

1. Rótula amortiguadora de esfuerzos para unión de tubos de armado tubular de uso geotécnico con capacidad de absorber esfuerzos diferentes a los longitudinales y mantener la rigidez v continuidad de las piezas conectadas durante el proceso de ejecución del proceso constructivo de carácter geotécnico donde esté necesitado el armado tubular, conformado por un cuerpo principal (1) y dos extremos idénticos (3), caracterizado porque el cuerpo principal está configurado por un muelle de tracción (1) de alambre de carácter metálico grueso, protegido por una doble camisa (interior/exterior) (2) de carácter plástico en la zona que queda expuesta entre las dos piezas extremas.

2. Rótula amortiguadora de esfuerzos para unión de tubos de armado tubular de uso geotécnico según reivindicación 1, caracterizada porque las dos piezas extremas de carácter idéntico, están configuradas por piezas de carácter cilíndrico hueco, con su cara interior mecanizada con paso de rosca similar al dispuesto en los tubos a unir, y cuya sección puede ser hueca para la introducción del cuerpo principal, o bien puede ser maciza y producirse el contacto en un extremo.

3. Rótula amortiguadora de esfuerzos para unión de tubos de armado tubular de uso geotécnico según reivindicación 1 y 2, caracterizada porque el cuerpo principal y cada una de las piezas extremas están fijadas con carácter permanente mediante material adhesivo, o por fijación mecánica o soldadura., o cualquier otro sistema.


 

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