Pórtico con pretensado de auto-ajuste.

Un portico para su uso en el proceso de construccion de puentes,

viaductos y otras estructuras, comprendiendo dicho portico:

- una estructura principal (1);

- por lo menos un cable no adherente (5);

- un primer anclaje (16) para asegurar un extremo de dicho cable no adherente (5) a la dicha estructura (1); y un segundo anclaje para asegurar el extremo opuesto de dicho cable no adherente (5) a la dicha estructura (1);

caracterizado por que el portico comprende ademas:

- por lo menos una unidad detectora (2) capaz de medir una variacion fisica en dicha estructura principal (1);

- un accionador (23);

- un controlador (6) capaz de activar dicho accionador (23);

- una interfaz electronica (3) que convierte dichas mediciones de dicho sensor (2) en datos legibles y que transmite dichos datos a dicho controlador (6);

- dicho accionador (23), que descansa entre dicha estructura principal (1) y dicho cable no adherente (5) y que es capaz de un pretensado de auto-ajuste mediante el aumento o la disminucion de la tension de dicho cable no adherente (5) de acuerdo con las mediciones tomadas por dicho sensor (2) y transmitidas a dicho controlador (6), con la necesidad de contrarrestar las fuerzas internas que se generan en la estructura por las acciones externas de tal modo que dicha tension se aumenta en respuesta a las fuerzas internas aumentadas de dicha estructura principal (1), o se disminuye en respuesta a las fuerzas internas disminuidas de dicha estructura principal (1),

- mediante lo cual, durante el uso, las deflexiones de extension media y los momentos flexores sobre dicha estructura principal (1) se reducen de forma sustancial, debido a dicho pretensado de auto-ajuste que compensa la carga principal, reduciendo de este modo las tensiones maximas en los miembros de dicha estructura principal (1) y permitiendo unas secciones significativamente reducidas de elementos estructurales, proporcionando de esta manera un portico mucho mas ligero y funcional.

Campo técnico

La presente invención se refiere a un pórtico para su uso en construcción y, más específicamente, a un pórtico equipado con un sistema que ajusta de forma automática su pretensado.

Antecedentes de la técnica

En la ingeniería civil moderna, el uso de pórticos (sobresuspendidos y colgantes) en la construcción de puentes y viaductos ha superado en gran medida al andamiaje que reposa en el suelo. Sin embargo, el factor que obstaculiza su uso más generalizado es el hecho de que representan una gran inversión en términos de materiales y trabajo de construcción. A pesar de que los actuales pórticos pueden usarse en varios proyectos, también es muy común que estos requieran una readaptación, en particular cuando el proyecto requiere que soporte más carga que para la que se diseñó inicialmente. Esta adaptación es, en sí misma, un proceso muy costoso y que consume mucho tiempo que, por lo general, retarda el ritmo de la construcción.

El uso de los pórticos de la técnica anterior también comporta un cierto riesgo de consideración. Esto se debe a que son estructuras que están previstas para soportar una gran cantidad de cargas variables y permanentes y pueden conducir a una gran cantidad de deformaciones y tensiones que debilitan la estructura y pueden conducir, con el tiempo, a su colapso. Varios accidentes han ocurrido en el pasado.

El uso de cables o tendones con pretensado ajustable se ha usado en el pasado para fortalecer y reforzar vigas de hormigón tal como puede observarse en las solicitudes de patente WO /6858 (Interconstec Co. Ltd.), WO 2/28168 (Interconstec Co. Ltd) y WO 1/2746. Sin embargo, estas estructuras requirieron la introducción de herramientas externas para aumentar o reducir la tensión de los cables. Así mismo, el ajuste no se hizo en respuesta a las cargas aplicadas a la estructura en momento dado alguno, sino que más bien se incluyó en una estrategia de mantenimiento periódico de las vigas.

En el documento DE 111477 B (GRUEN & BILFINGER AG) se divulga un proceso para compensar la variación de deformación de un pórtico cuando se hormigonan múltiples estructuras de sección elevada, por ejemplo, puentes del tipo que incluye una viga de andamiaje que ha de soportarse por encima de la sección que va a hormigonarse de la cual está suspendido el molde. Después de una deformación de manera artificial, la tensión en los miembros de tensión se reduce de forma progresiva con el progreso del hormigonado de la superestructura. Esta solución es útil para reducir las variaciones de deformación del encofrado durante la operación de vertido de hormigón pero no reduce las fuerzas Internas máximas sobre la viga de andamiaje y no permite reducción alguna de su masa.

El documento GB 2 73 296 A (TILEMAN & CO. LTD) 24 de marzo de 198 divulga un aparato para su uso en el hormigonado de múltiples estructuras de sección elevada, por ejemplo, puentes, del tipo que Incluye una viga de andamiaje que ha de soportarse por encima de la sección que va a hormigonarse de la cual está suspendido el molde para soportar el hormigón, comprende adlcionalmente unos medios para detectar el desplazamiento del molde para soportar el hormigón con respecto a una posición previamente determinada y unos medios de ajuste para ajustar el molde desde una posición desplazada hasta dicha posición previamente determinada. Los medios de detección pueden comprender un punto de referencia fijo y u punto de referencia móvil que es desplazado por la carga que se ejerce durante el hormigonado. Los medios de ajuste, que puede accionarse mediante los medios de detección, pueden comprender un conjunto de pistón o tornillo sin fin que son operativos para elevar o bajar unos soportes de suspensión a los que está asegurado el molde. Esta solución es útil para lograr un ajuste de encofrado o molde y no tiene Influencia alguna sobre el comportamiento de la viga de andamiaje. Por lo tanto, no reduce las fuerzas Internas de la viga de andamiaje, no reduce su deformación y no permite reducción alguna de su masa.

Objeto de la invención

El objeto principal de la presente invención es la provisión de un pórtico con un sistema automático o semi- automátlco de ajuste del pretensado de la estructura del pórtico de acuerdo con las acciones externas que se aplican sobre el mismo cuando tienen lugar las cargas.

Un objeto adicional de la presente invención es la provisión de un pórtico estructuralmente más eficiente que los de la técnica anterior, más específicamente uno que posea un sistema capaz de contrarrestar deformaciones y tensiones en la estructura del pórtico inmediatamente después de detectar estas, asegurando de esta manera una compensación que garantice un rendimiento estructural adecuado.

Todavía un objeto adicional de la presente invención es la provisión de un pórtico que sea capaz de soportar más carga que un pórtico de la técnica anterior de un tamaño y una masa estructural equivalentes.

Por último, un objeto adicional de la presente invención es la provisión de un sistema que pueda usarse para fortalecer unidades de pórticos de nuevo lanzamiento o antiguos diferentes.

Divulgación de la invención

De acuerdo con su aspecto más amplio, la presente invención proporciona un pórtico para su uso en el proceso de construcción de puentes, viaductos y otras estructuras, comprendiendo dicho pórtico: una estructura de soporte de carga principal; por lo menos un cable no adherente; un primer anclaje para asegurar un extremo de dicho cable no adherente a la dicha estructura y un segundo anclaje para asegurar el extremo opuesto de dicho cable no adherente a la dicha estructura: caracterizado por que el pórtico comprende además por lo menos una unidad detectora capaz de medir una variación física en dicha estructura principal, un controlador capaz de activar un accionador, una interfaz electrónica que convierte dichas mediciones de dicho sensor en datos legibles y que transmite dicho datos a dicho controlador; dicho accionador que se apoya entre dicha estructura y dicho cable no adherente y que es capaz de un pretensado de auto-ajuste mediante el aumento o la disminución de la tensión de dicho cable no adherente de acuerdo con las mediciones tomadas por el sensor y transmitidas a dicho controlador con la necesidad de contrarrestar las fuerzas internas que se generan en la estructura por las acciones externas de tal modo que dicha tensión se aumenta en respuesta a las fuerzas internas aumentadas de dicha estructura principal o se disminuye en respuesta a las fuerzas internas disminuidas de dicha estructura principal, mediante lo cual, durante el uso, las deflexiones de extensión media y los momentos flexores sobre dicha estructura principal se reducen de forma sustancial, debido a dicho pretensado de auto-ajuste que compensa la carga principal, reduciendo de este modo las tensiones máximas en los miembros de dicha estructura principal y permitiendo unas secciones significativamente reducidas de elementos estructurales, proporcionando de esta manera un pórtico mucho más ligero y funcional.

El dicho cable no adherente puede ser o bien interno o bien externo con respecto a los contornos de la dicha estructura principal y puede adoptar una distribución multi-lineal o lineal. En el caso de que exista más de un cable, puede haber una mezcla de cables internos y externos, cuyos extremos se aseguren individualmente por unos anclajes específicos, conectándose esos anclajes a unos elementos estructurales que pueden asegurar más de un anclaje. Esos elementos estructurales son placas reforzadas comunes.

En general, la única restricción es que la distribución del cable no deberá entrar en conflicto ni con la estructura ni con el proceso de construcción.

Tal como se ha mencionado en lo que antecede, la estructura principal se supervisa por lo menos por un sensor, ubicado o bien en la proximidad, o bien en la superficie o bien en el interior de un elemento del pórtico o puede incluso ser externo con respecto a la estructura principal. En términos generales, la ubicación del sensor o sensores no es importante siempre que estos puedan medir con precisión cualesquiera variaciones físicas previamente definidas sobre la estructura principal cuando esta se encuentre en uso.

Las mediciones que son útiles para el cálculo de la intensidad y lo dirección de las fuerzas que van a aplicarse por el accionador, pueden ser, por ejemplo, desplazamientos, rotaciones, deformaciones, niveles de carga, tensiones, extensiones o presiones. El pórtico también está equipado preferentemente con uno o más sensores auxiliares para medir temperaturas y, con el tiempo, para medir velocidades o aceleraciones. A pesar de que el tipo... [Seguir leyendo]

1. Un pórtico para su uso en el proceso de construcción de puentes, viaductos y otras estructuras, comprendiendo dicho pórtico:

- una estructura principal (1);

- por lo menos un cable no adherente (5);

- un primer anclaje (16) para asegurar un extremo de dicho cable no adherente (5) a la dicha estructura (1); y un segundo anclaje para asegurar el extremo opuesto de dicho cable no adherente (5) a la dicha estructura (1); caracterizado porque el pórtico comprende además:

- por lo menos una unidad detectora (2) capaz de medir una variación física en dicha estructura principal (1);

- un accionador (23);

- un controlador (6) capaz de activar dicho accionador (23);

- una interfaz electrónica (3) que convierte dichas mediciones de dicho sensor (2) en datos legibles y que transmite dichos datos a dicho controlador (6);

- dicho accionador (23), que descansa entre dicha estructura principal (1) y dicho cable no adherente (5) y que es capaz de un pretensado de auto-ajuste mediante el aumento o la disminución de la tensión de dicho cable no adherente (5) de acuerdo con las mediciones tomadas por dicho sensor (2) y transmitidas a dicho controlador (6), con la necesidad de contrarrestar las fuerzas internas que se generan en la estructura por las acciones externas de tal modo que dicha tensión se aumenta en respuesta a las fuerzas internas aumentadas de dicha estructura principal (1), o se disminuye en respuesta a las fuerzas internas disminuidas de dicha estructura principal (1),

- mediante lo cual, durante el uso, las deflexiones de extensión media y los momentos flexores sobre dicha estructura principal (1) se reducen de forma sustancial, debido a dicho pretensado de auto-ajuste que compensa la carga principal, reduciendo de este modo las tensiones máximas en los miembros de dicha estructura principal (1) y permitiendo unas secciones significativamente reducidas de elementos estructurales, proporcionando de esta manera un pórtico mucho más ligero y funcional.

2. Un pórtico de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que comprende un sistema de retención mecánica de seguridad cercano a dicho accionador (23) con dos tuercas ajustables instaladas sobre dos postes fijos y son capaces de acompañar el movimiento del accionador (23) con un ligero retardo, previniendo de este modo una retracción de accionador en caso de fallo de cualquier componente.

3. Un pórtico de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que dicho controlador (6) es por lo menos un programa o autómata capaz de ejecutar por lo menos un programa informático o código de procesamiento.

4. Un pórtico de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que dicho programa informático o código de procesamiento es capaz de leer dichos datos transmitidos por dicho sensor (2) y de calcular la intensidad y lo dirección de la fuerza que ha de aplicarse por dicho accionador (23) sobre dicho cable no adherente.

5. Un pórtico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 - 4, caracterizado por que dicho controlador (6) es un operario humano que controla de forma manual un tablero de control que está conectado con dicho por lo menos un accionador.

6. Un pórtico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 - 5, caracterizado por que dicho cable no adherente (5) puede ser interno o externo con respecto a los contornos de dicha estructura principal.

7. El pórtico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 - 6, caracterizado por que dicho cable no adherente (5) tiene una distribución multi-lineal o lineal.

8. Un pórtico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 - 7, caracterizado por que la tensión de dicho cable no adherente (5) se aumenta o se disminuye por dicho accionador (23) como resultado del movimiento del anclaje (19) lejos y hacia, respectivamente, en relación con dicha estructura principal (1).

9. Un pórtico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 - 8, caracterizado por que dicho accionador es por lo menos un poste extensible (13) con un primer extremo que está conectado de manera desmontable con un soporte (14) que soporta dicho cable no adherente (5) y un segundo extremo que está conectado de manera desmontable con dicha estructura principal.

1. Un pórtico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 - 9, caracterizado porque el poste o postes (13) que soportan dichos soportes (14) son retraíbles o móviles, por traslación o rotación.

11. Un pórtico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-1, caracterizado porque dicho o cada sensor (2) está ubicado en la proximidad, sobre la superficie o el interior de los elementos del pórtico, o es externo con respecto a dicha estructura principal.

12. Un pórtico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-11, caracterizado por que dicho sensor (2) es un extensímetro, un transductor de presión, un LVDT, un sensor de láser, una célula de carga, un clinómetro, un sensor piezométrico o un dispositivo similar.

13. Un pórtico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 -12, caracterizado por que dichos datos

medidos por dicho o cada sensor (2) útiles para el cálculo de dicha intensidad y / o dirección de las fuerzas que han de aplicarse por el accionador (23) son por lo menos presiones, deflexiones, rotaciones, deformaciones, tensiones o niveles de carga.

14. Un pórtico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-13, caracterizado por que la transmisión de

dichos datos legibles entre dicho sensor (2) y dicho controlador (6) y la transmisión de dichos datos procesados entre dicho controlador (6) y dicho o cada accionador (23) se realiza mediante tecnología de circuito electrónico, de comunicación por fibra óptica, de radiofrecuencia, por infrarrojos, de WI-FI o de BlueTooth.

15. Un pórtico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-14, caracterizado por que este es capaz de

proporcionar soporte para el encofrado de estructuras de colada in situ o para segmentos prefabricados, vigas prefabricadas, o incluso para otros elementos estructurales de material.

16. Un método para equipar un pórtico previamente existente, con un sistema de pretensado de auto-ajuste,

proporcionando de esta manera un pórtico de acuerdo con la reivindicación 1.