Sistema de arcos ligeros de despliegue rápido resistentes a la carga.

Un sistema de resistencia a la carga que comprende una pluralidad de elementos tubulares arqueados de soporte (2,

50a-50c, 60a-60c, 70a-70c, 80a-80c, 90a-90c, 100a-100c 110a-110c), estando formado cada elemento tubular de soporte por un material de polímero, estando cada elemento tubular de soporte substancialmente orientado en un plano vertical, donde:

los elementos tubulares de soporte forman colectivamente el sistema de resistencia a la carga, comprendiendo los elementos tubulares de soporte una pluralidad de elementos estructurales longitudinales parcialmente huecos, substancialmente paralelos, conectados operativamente por al menos un elemento conector (51), estando los elementos tubulares de soporte conectados operativamente por al menos uno o más elementos resistentes a fuerzas laterales (62a-62c, 71a, 71b, 72a, 72b, 73a, 73b, 85a, 85b, 92a-92c, 102a, 102b, 103a, 103b, 112), estando los elementos resistentes a fuerzas laterales posicionados en una dirección perpendicular al plano vertical de los elementos tubulares de soporte, siendo capaces los elementos resistentes a fuerzas laterales de transferir cargas verticales a los elementos tubulares de soporte y de proveer resistencia a carga lateral al sistema resistente a la carga, comprendiendo los elementos resistentes a fuerzas laterales al menos una lámina ondulada (92a-92c, 102a, 102b, 103a, 103b, 112), donde las ondulaciones de la lámina están dirigidas en una dirección perpendicular a la dirección vertical de los elementos tubulares de soporte, comprendiendo los elementos resistentes a fuerzas laterales al menos un material de metal, polímero reforzado o PVC extrudido, material policarbonado o composiciones de madera-plástico; caracterizados porque los elementos tubulares de soporte están formados de una fibra reforzada de material polímero, y porque están parcialmente rellenos al menos con un material de refuerzo seleccionado de un grupo que incluye hormigón no retráctil o expansivo, resina no retráctil o expansiva, y/o arena.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2006/002364.

Solicitante: THE UNIVERSITY OF MAINE BOARD OF TRUSTEES.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 16 CENTRAL STREET BANGOR, ME 04401 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: DAGHER,HABIB J, EL CHITI,IMAD W, LANDIS,ERIC N.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • E01D4/00 SECCION E — CONSTRUCCIONES FIJAS.E01 CONSTRUCCION DE CARRETERAS, VIAS FERREAS O PUENTES.E01D PUENTES (pasarelas que unen el edificio terminal y la aeronave para el embarque o el desembarque de pasajeros B64F 1/305). › Puentes en arco.
  • E02D29/05 E […] › E02 HIDRAULICA; CIMENTACIONES; MOVIMIENTO DE TIERRAS.E02D CIMENTACIONES; EXCAVACIONES; TERRAPLENES (especialmente adaptados a los trabajos hidráulicos E02B ); OBRAS SUBTERRANEAS O BAJO EL AGUA. › E02D 29/00 Obras subterráneas o bajo el agua (depósitos subterráneos B65D 88/76; trabajos hidráulicos, p. ej. cierres o juntas E02B; garajes subterráneos E04H 6/00; refugios antiaéreos subterráneos E04H 9/12; fosas funerarias E04H 13/00 ); Muros de contención. › al menos una parte de la sección transversal está realizada en una excavación abierta o desde la superficie del suelo, p. ej. unida en una zanja.
  • E04B1/32 E […] › E04 EDIFICIOS.E04B ESTRUCTURA GENERAL DE LOS EDIFICIOS; MUROS, p. ej. TABIQUES; TEJADOS; TECHOS; SUELOS; AISLAMIENTO Y OTRAS PROTECCIONES DE LOS EDIFICIOS (estructuras de marcos para vanos de puertas, ventanas o similares E06B 1/00). › E04B 1/00 Construcciones en general; Estructuras que no se limitan a los muros, p. ej. tabiques, pisos, techos, ni tejados (andamiajes, encofrados E04G; estructuras adaptadas únicamente a edificios para usos particulares, proyecto general de los edificios, p. ej. coordinación modular E04H; elementos particulares de los edificios, ver los grupos correspondientes a estos elementos). › Arcos; Bóvedas; Estructuras inclinadas (techos abovedados E04B 7/08).

PDF original: ES-2547244_T3.pdf

 

Ver la galería de la patente con 9 ilustraciones.

Fragmento de la descripción:

Sistema de arcos ligeros de despliegue rápido resistentes a la carga.

Antecedentes de la invención

Esta invención hace referencia de manera general a un sistema de arcos ligeros de despliegue rápido y resistentes a la carga capaces de resistir cargas tanto en dirección horizontal como en vertical, útil para la construcción rápida de 5 túneles arqueados subterráneos, instalaciones subterráneas de almacenaje, hangares o búnkeres, lo cual minimiza la necesidad de equipamiento pesado de construcción en el lugar.

En el pasado, ha habido varios tipos de tecnología que han sido usados para construir tramos cortos y medianos de puente arqueado subterráneo, así como algunas instalaciones subterráneas de almacenaje y túneles. Estas estructuras están típicamente cubiertas por una cobertura de suelo que recibe tráfico u otra carga. 10

Una tecnología incluye el uso de estructuras de hormigón prefabricado que son elaboradas en un lugar y luego transportadas al emplazamiento de la construcción. Aunque las estructuras de hormigón prefabricado son elaboradas con habilidad y cumplen con los requisitos de construcción, el uso de estructuras de hormigón prefabricado supone un gran coste debido a lo costoso de su transporte y su instalación. Aunque las estructuras de hormigón prefabricado son rápidas de instalar, las estructuras de hormigón prefabricado son muy pesadas y 15 requieren de equipamiento pesado de construcción en el lugar.

Otra tecnología incluye el uso de estructuras de hormigón moldeado in situ que son elaboradas en el lugar de construcción y posteriormente colocadas por grúas o similares. Esta tecnología de moldeado in-situ otorga el beneficio de no tener que transportar las estructuras. Por otra parte, el uso de moldeado in situ es también caro y lleva mucho tiempo, dado que en el lugar de construcción debe de instalarse en primer lugar una allanadora de 20 hormigón in situ. Las estructuras de hormigón in situ requieren de un montaje y desmontaje de encofrado muy caro y que lleva mucho tiempo, ubicación de barras de refuerzo, y largos plazos de construcción.

Aun otra tecnología incluye el uso de estructuras metálicas tubulares. Las estructuras metálicas tubulares han reducido sus esperanzas de vida debido a la corrosión. Otro inconveniente es que las estructuras metálicas tubulares están limitadas a tramos cortos y cargas ligeras. 25

La Patente U.S. Nº 4, 068, 423 describe un invernadero o estructura de almacenaje para producción en masa que incluye tuberías arqueadas para soporte de tejado montadas en un cimiento. Las tuberías de soporte están cubiertas con paneles ondulados. De lo contrario, los extremos abiertos pueden ser cubiertos por montajes de paredes de fondo.

La Patente U.S 5, 295, 335 describe un alojamiento prefabricado que incluye una estructura arqueada fijada al suelo 30 por raíles longitudinales. Un tejado es montado sobre la estructura arqueada para proteger y cubrir todo lo situado bajo el tejado Cada una de estas tecnologías de método de construcción tienen problemas o desventajas relevantes que son superadas por la presente invención. Hoy en día, además de la necesidad de equipamiento pesado de construcción en el lugar para construir y elevar la mayoría de puentes, una gran desventaja común a todas estas tecnologías de 35 construcción consiste en que mientras el hormigón reforzado por metal y acero es ampliamente usado y aceptado en la construcción de muchas estructuras, dichas estructuras de hormigón reforzado son susceptibles al deterioro. Con el paso del tiempo, particularmente en climas nórdicos, los numerosos ciclos de helada-deshielo y el uso de agentes químicos anticongelantes aceleran la corrosión y el deterioro del material. La exposición de las estructuras de hormigón reforzado por acero a condiciones como el agua, sal para las carreteras y similares, y la helada y deshielo 40 de las mismas, pueden provocar que se formen grietas en las estructuras. Estas grietas, a su vez, provocan que el acero reforzado se corroa y expanda, provocando más agrietamiento, permitiendo en consecuencia que el aire y más agua penetren en la estructura, debilitando y dañando de tal modo la estructura. El sistema resistente a la carga de la invención resuelve estos problemas mediante la provisión de un sistema de arcos tubulares ligeros de despliegue rápido resistentes a la carga capaces de resistir cargas tanto en dirección vertical como en dirección 45 horizontal, siendo de utilidad para la construcción rápida de puentes arqueados soterrados, túneles, instalaciones subterráneas de almacenaje, hangares o búnkeres, , y que minimiza la necesidad de equipamiento pesado de construcción en el lugar.

Sumario de la invención

Conforme a la presente invención se provee un sistema resistente a la carga como se expone más abajo en la 50 reivindicación 1.

Conforme a otro aspecto de la presente invención, se provee un método para construir un sistema resistente a la carga como se expone más abajo en la reivindicación 3.

Los elementos tubulares de soporte principal están rellenos con un material impregnable como resina, arena, cemento, hormigón, o similar lo que otorga resistencia adicional y rigidez al sistema resistente a la carga.

El sistema puede soportar una sobrecarga vertical y puede ser de especial utilidad para soportar una sobrecarga de 5 tierra, como en una carretera, pasarela o instalación de almacenaje subterráneo, o carga vehicular como en un puente.

Cada elemento tubular de soporte puede tener una abertura cercana a la parte superior del elemento tubular de soporte de tal manera que los elementos tubulares de soporte son capaces de ser rellenados con hormigón no retráctil o expansivo, resina no retráctil o expansiva, o arena a través de las aberturas cercanas a la parte superior 10 de los elementos tubulares de soporte.

A partir de la siguiente descripción detallada de la realización preferente, varias finalidades y ventajas de esta invención resultarán obvias para los expertos en la materia durante la lectura a la luz de las figuras que se adjuntan.

Breve descripción de las figuras

La Fig. 1 es una vista esquemática en alzado lateral de una realización de un elemento tubular de soporte que tiene 15 una primera geometría para su uso en un sistema de red resistente a la carga.

La Fig. 2 es una vista esquemática en alzado lateral de una realización de un elemento tubular de soporte que tiene una segunda geometría para su uso en un sistema de red resistente a la carga.

La Fig. 3 es una vista esquemática en alzado lateral de una realización de un elemento tubular de soporte que tiene una tercera geometría para su uso en un sistema de red resistente a la carga. 20

La Fig 4. es una vista esquemática en alzado lateral de una realización de un elemento tubular de soporte que tiene una cuarta geometría para su uso en un sistema de red resistente a la carga.

La Fig. 5 es una vista esquemática en alzado lateral, parcialmente en sección transversal, de un primer elemento conector para ser utilizado con un elemento estructural para su uso en un sistema de red resistente a la carga.

La Fig. 5A es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea 5A-5A de la Fig. 5. 25

La Fig. 6 es una vista esquemática en alzado lateral, parcialmente en sección transversal, de un segundo elemento conector para ser utilizado con un elemento estructural para su uso en un sistema de red resistente a la carga.

La Fig. 6A es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea 6A-6A de la Fig. 6.

La Fig. 7 es una vista esquemática en alzado lateral, parcialmente en sección transversal, de un tercer elemento conector para ser utilizado con un elemento estructural para su uso en un sistema de red resistente a la carga. 30

La Fig. 8 es una vista esquemática en alzado lateral, parcialmente en sección transversal, de un cuarto elemento conector para ser utilizado con un elemento estructural para su uso en un sistema de red resistente a la carga.

La Fig. 9 es una vista esquemática en perspectiva de una pluralidad de elementos tubulares de soporte en una configuración, yuxtapuesta, o adyacente, para su uso en un sistema de red resistente a la carga.

La Fig. 10 es una vista esquemática separada, en perspectiva de una pluralidad de elementos tubulares de soporte 35 en una configuración, yuxtapuesta, o adyacente, para su uso en un sistema de red resistente a la carga.

La Fig. 11 es una vista esquemática en perspectiva de una pluralidad de elementos tubulares de soporte en una configuración espaciada, a partir de la cual tiene un sistema resistente... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un sistema de resistencia a la carga que comprende una pluralidad de elementos tubulares arqueados de soporte (2.

50. 50c.

60. 60c.

70. 70c.

80. 80c.

90. 90c.

100. 100c 110a-110c) , estando formado cada elemento tubular de soporte por un material de polímero, estando cada elemento tubular de soporte substancialmente orientado en un plano vertical, donde: 5

los elementos tubulares de soporte forman colectivamente el sistema de resistencia a la carga, comprendiendo los elementos tubulares de soporte una pluralidad de elementos estructurales longitudinales parcialmente huecos, substancialmente paralelos, conectados operativamente por al menos un elemento conector (51) , estando los elementos tubulares de soporte conectados operativamente por al menos uno o más elementos 10 resistentes a fuerzas laterales (62a-62c, 71a, 71b, 72a, 72b, 73a, 73b, 85a, 85b.

92. 92c, 102a, 102b, 103a, 103b, 112) , estando los elementos resistentes a fuerzas laterales posicionados en una dirección perpendicular al plano vertical de los elementos tubulares de soporte, siendo capaces los elementos resistentes a fuerzas laterales de transferir cargas verticales a los elementos tubulares de soporte y de proveer resistencia a carga lateral al sistema resistente a la carga, comprendiendo los elementos resistentes a fuerzas laterales al menos 15 una lámina ondulada (92a-92c, 102a, 102b, 103a, 103b, 112) , donde las ondulaciones de la lámina están dirigidas en una dirección perpendicular a la dirección vertical de los elementos tubulares de soporte, comprendiendo los elementos resistentes a fuerzas laterales al menos un material de metal, polímero reforzado o PVC extrudido, material policarbonado o composiciones de madera-plástico; caracterizados porque los elementos tubulares de soporte están formados de una fibra reforzada de material polímero, y porque están 20 parcialmente rellenos al menos con un material de refuerzo seleccionado de un grupo que incluye hormigón no retráctil o expansivo, resina no retráctil o expansiva, y/o arena.

2. El sistema resistente a la carga de la reivindicación 1, caracterizado porque los elementos tubulares de soporte (2.

50. 50c.

60. 60c.

70. 70c.

80. 80c.

90. 90c.

100. 100c 110a-110c) están espaciados en una distancia calculada 25 el uno del otro de la manera necesaria para soportar las cargas vivas y muertas proyectadas.

3. Un método para construir un sistema resistente a la carga que comprende: erigir elementos tubulares de soporte longitudinales huecos, substancialmente paralelos, al menos parcialmente curvos (2.

50. 50c.

60. 60c.

70. 70c.

80. 80c.

90. 90c.

100. 100c 110a-110c) , formando cada elemento tubular de soporte un arco substancialmente 30 orientado en un plano vertical; mientras que los elementos de soporte tubular son erigidos, apuntalar temporalmente y separar a una distancia prescrita uno del otro; cubrir al menos una porción de los elementos tubulares de soporte con paneles laterales resistentes a la fuerza planos (62a-62c, 71a, 71b, 72a, 72b, 73a, 73b, 85a, 85b) u ondulados (92a-92c, 102a, 102b, 103a, 103b, 112) en los cuales las ondulaciones están dirigidas de manera perpendicular al plano vertical de los elementos tubulares de soporte comenzando por el extremo inferior de los elementos tubulares 35 de soporte; asegurar los paneles laterales resitentes a la fuerza a los soportes tubulares; caracterizado porque el método incluye formar elementos tubulares de soporte de un material polímero reforzado con fibra y al menos parcialmente rellenar los elementos tubulares de soporte con un material de refuerzo seleccionado de un grupo que incluye hormigón no retráctil o expansivo, resina no retráctil o expansiva, y/o arena.

4. El método de la reivindicación 3, que incluye además llenar los elementos tubulares de soporte (2.

50. 50c.

60. 60c.

70. 70c.

80. 80c.

90. 90c.

100. 100c 110a-110c) con un material adecuado de refuerzo a través de al menos una abertura (52.

76. 76c, 105a-105c) cercana a una corona de los elementos tubulares de soporte; y posteriormente situar un elemento de sujección en al menos un panel lateral resistente a la fuerza sobre las aberturas en las coronas de los elementos tubulares de soporte. 45

5. El método de la reivindicación 3, que incluye además un primer montaje de una pluralidad de secciones cortas de arco (9a, 12a, 12b) en un elemento estructural curvado hueco más largo (9) .


 

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