Procedimiento de adecuación del proceso de fabricación de las mallas de alambre de acero para su empleo como membranas flexibles en sistemas de estabilización de taludes que modifica sus propiedades mecánicas de comportamiento carga-deformación al eliminar la mayor parte de la deformación estructural permanente,

al someter un sector de malla de ancho variable, longitud y luz interior inicial a un proceso de precarga o predeformación, que provoque un aumento de la longitud final y la reducción de la luz interior de las espiras de la malla, lo que permite su aplicación como membrana flexible de un sistema de estabilización y protección de taludes así como en otras aplicaciones en las que sean empleadas en calidad de elementos con carácter estructural.

Procedimiento de adecuación del proceso de fabricación de las mallas de alambre de acero para su empleo como membranas flexibles en sistemas de estabilización de taludes.

Sector de la técnica

De manera genérica la invención se encuentra dentro de los campos de aplicación en el que se utilizan mallas de alambre de acero como elementos con carácter y función estructural.

En particular, dentro del campo de la Geotecnia, se encuentra enmarcada dentro de las soluciones de aplicación de los sistemas para la estabilización y protección de taludes en desmontes o laderas naturales en los que se emplean membranas flexibles para su combinación con un sistema de anclajes al terreno, tanto de tipo activo como pasivo, así como su empleo en sistemas de protección frente a desprendimientos y caídas de rocas.

Estado de la técnica

Son conocidos y de uso ampliamente extendidos en gran número de aplicaciones, antecedentes relativos a diferentes tipos de mallas de alambre de acero, principalmente en cerramientos y en usos industriales.

De manera general, se hace referencia a aquellas aplicaciones en las que las mallas de alambre de acero son utilizadas como elementos con función estructural, y de manera particular a aquellas aplicaciones en las que son empleadas como elementos para el soporte o reparto de esfuerzos generados por movimientos del terreno, bien de manera individual o combinados con otros elementos o materiales.

En el campo de tratamiento de taludes y laderas está ampliamente extendido el empleo de mallas de alambre de acero simplemente colgadas de la parte superior del talud o ladera. En este caso, se trata de medidas preventivas que sirven de guiado de los pequeños desprendimientos hacia las cunetas o áreas de captación en los laterales de la vía o zona a proteger.

De manera particular, relativo al campo referido en el que se enmarca el objeto de la presente invención, también son conocidas aplicaciones en las que se emplean las referidas mallas de alambre de acero como elementos constituyentes de sistemas flexibles de estabilización y protección de taludes que emplean membranas flexibles, combinadas en todo caso con un sistema de anclajes tanto activos como pasivos anclados en la zona estable del terreno.

Generalmente, dicha membrana flexible está constituida por una malla de alambre de acero la cual, sometida a esfuerzos de tracción y vinculada con elementos de arriostre, sirve de cobertura de la superficie de la zona a estabilizar trabajando como elemento de soporte o reparto de la presión estabilizadora al ser sometidas a esfuerzos de tracción.

Estos sistemas flexibles de estabilización tienen por función evitar los desprendimientos y los movimientos de las masas de suelo y rocas inestables del talud fijando dichas masas o elementos inestables en su posición original evitando su movilización y desprendimiento.

Dentro de los sistemas de estabilización que emplean membranas flexibles, se pueden diferenciar fundamentalmente dos tipos según su combinación con anclajes pasivos o activos, variando la forma de trabajo y comportamiento de los componentes del sistema.

El comportamiento de un sistema flexible de estabilización combinado con anclajes pasivos consiste en que el empuje ejercido por el terreno (1) es trasmitido a la membrana flexible (2) . Si la membrana transmite los esfuerzos de tracción (3) a los cables de refuerzo y arriostre (4) y de ellos a los anclajes (5) que disipan los esfuerzos en la zona estable del terreno, se puede dar tanto el modelo físico dé comportamiento unidireccional (Figura 1) como el modelo físico de comportamiento bidireccional (Figura 2) . Si la membrana transmite los esfuerzos directamente a los anclajes, sin la disposición de cables o elementos adicionales, se obtiene el modelo físico de comportamiento puntual (Figura 3) . En todos los casos, en la cabeza de los anclajes se disponen placas especiales de fijación (6) con tuerca (7) para la transmisión de los esfuerzos.

En un sistema flexible de estabilización combinado con anclajes activos, los cuales son inicialmente pretensados y por tanto puestos en carga, se ejerce una presión distribuida sobre toda la superficie del terreno a través de la membrana flexible mediante su tensión y curvatura, por lo cual la membrana debe estar adosada convenientemente a la superficie de manera que sea capaz de transmitir al terreno la carga que recibe de los anclajes a través de los cables de refuerzo, disponiendo en todo caso en la cabeza de los anclajes placas especiales de fijación y reparto de carga.

En cualquiera de los casos, para garantizar el correcto funcionamiento del sistema de estabilización con membrana flexible, tanto con anclajes de tipo activo como pasivo, se requiere el cumplimiento estricto de un procedimiento de instalación detallado respetando la secuencia de las operaciones a realizar, de manera que se cumplan las hipótesis de diseño y de cálculo del mismo, y por tanto poder asegurar posteriormente su correcto funcionamiento.

Para la aplicación descrita con anterioridad, la utilización de membranas dentro de sistemas flexibles de estabilización de taludes, se han venido empleando soluciones basadas en paneles de redes de cable de acero sobre mallas de alambre de acero que conforman conjuntamente la membrana, así como diferentes tipos mallas de alambre de acero conformando la membrana por si misma, en todos los casos con su combinación con anclajes al terreno.

Las soluciones que emplean paneles de redes de cable de acero resultan eficientes dada su elevada capacidad de soporte de empujes del terreno así como por la baja deformabilidad de la membrana que conforma. Estas soluciones, las cuales la práctica y la experiencia han sancionado como positivas durante los últimos años, presentan el inconveniente de su alto coste, el elevado número de componentes así como la complejidad de la instalación y el bajo rendimiento de la misma. De manera general, su aplicación requiere del empleo de mallas de alambre de acero como elemento de cierre de la cuadrícula interior de la red de cables y como elemento secundario que permite el montaje sobre el talud de dichos paneles de red de cable de acero, si bien no tienen función estructural alguna dentro del sistema.

En cuanto a los diferentes tipos de mallas de alambre de acero empleadas por sí solas como membranas flexibles en sistemas de estabilización, difieren entre sí generalmente por sus diferentes entramados o configuraciones, por su procedimiento de fabricación, por el tamaño del reticulado interior, por el empleo de diferentes diámetros y resistencias de los alambres, por el uso de diferentes tipos de protección anticorrosiva o por la disposición de varios alambres de acero.

En general, en todos los casos se ha partido de una tipología de malla de alambre de acero existente previamente y desarrollada originalmente para aplicaciones de uso general y nunca de manera específica como elemento de compromiso estructural como membrana flexible dentro de un sistema de estabilización, sin una adecuación previa de las características de la malla en función de la aplicación particular en la que se iban a emplear, y en particular al comportamiento carga-deformación de la misma.

Dentro de las diferentes mallas de alambre de acero, son usuales los que disponen de retícula interior hexagonal, también conocidos como mallas de doble o triple torsión (Figura 4) , los cuales se consiguen por un proceso de fabricación por trenzado en el que las mallas individuales surgen por la torsión reiterada entre sí de dos alambres en sentido alterno, con lo que estos puntos torcidos discurren en la dirección longitudinal del trenzado y los alambres individuales transcurren diagonalmente a un lado y al otro.

Su procedimiento de fabricación requiere que el tipo de alambre, en particular sus características mecánicas y diámetro, sean tales que permita la fabricación del trenzado por doblado y torcido de los alambres constituyentes de la misma. Dicho proceso de fabricación que permite conseguir el entramado referido, se limita al empleo de alambre de acero dúctil y de resistencia a tracción usualmente comprendido entre 420 MPa y 550 MPa.

Con el procedimiento de fabricación y tipo de alambre descritos, se obtienen mallas trenzadas de baja resistencia a tracción debida a su configuración geométrica y con deformaciones muy elevadas, por lo que estas no son aptas...

1. Procedimiento de adecuación del proceso de fabricación de las mallas de alambre de acero producidas con la tecnología tradicional, que modifica las propiedades mecánicas de comportamiento carga-deformación y permite su empleo en sistemas de estabilización de taludes como membranas flexibles y en cualquier aplicación en la que sean empleadas en calidad de elementos con carácter estructural, caracterizado por someter a la malla de alambre de acero durante la fabricación a un proceso de precarga o predeformación, preferentemente por tracción en la dirección principal de trabajo de la malla, por compresión en la dirección perpendicular al plano de la malla o combinación de ambas, ya sea bajo carga o deformación controlada.

2. Procedimiento de adecuación del proceso de fabricación de las mallas de alambre de acero producidas con la tecnología tradicional, según reivindicación Nº 1, caracterizado por la eliminación de la mayor parte de la componente de deformación estructural de carácter permanente de la malla permitiendo de esta forma la obtención de una malla con valores bajos de deformación al ser sometidas a carga una vez instaladas en un sistema flexible de estabilización de taludes y en cualquier aplicación en la que sea empleada en calidad de elemento con carácter estructural.

3. Procedimiento de adecuación del proceso de fabricación de las mallas de alambre de acero producidas con la tecnología tradicional, de acuerdo con las reivindicaciones Nº1yNº2, caracterizado por que el proceso de precarga y predeformación se realiza sometiendo un sector de malla de ancho variable, longitud “Lo” y luz interior “eo” a una fuerza controlada “F” en una estructura de soporte (Figura 8) que permite el desplazamiento del extremo delantero de la malla una magnitud “ΔL” tal que provoque la pretensión de la malla (8) , la reducción de la luz interior de las espiras a un valor “ef” y con una longitud final del sector de la malla “Lf” y reduciendo la deformación estructural de la malla ante esfuerzos de tracción.

4. Membrana flexible continua de soporte y reparto de esfuerzos para su empleo preferente como elemento constituyente de un sistema de estabilización de taludes y protección contra desprendimientos que presenta una baja deformación bajo la aplicación de carga caracterizada por ser obtenida a partir de una malla de alambre producida con la tecnología tradicional y sometida al procedimiento de adecuación descrito en las reivindicaciones Nº 1, Nº 2 y Nº 3 y que emplea para su fabricación alambres de acero de resistencia a tracción media-alta (menor de 1.000 MPa) , con sección de acero variable y geometría de la malla caracterizada por estar formada por espiras individuales de acero con un ángulo de avance “β” y altura de espira “D/2” (Figura 6) .

5. Sistema flexible de estabilización y protección de taludes, caracterizado por utilizar una membrana flexible según reivindicación Nº 4, la cual sólidamente arriostrada en forma continua perimetralmente (14) a elementos ubicados preferentemente en la dirección horizontal (4) y convenientemente separados en la dirección vertical del talud o ladera (Sy) , permiten transferir conjuntamente los esfuerzos de tracción generados en la membrana a la cabeza de los anclajes

(5) y de éstos a la zona estable del terreno (Figura 10) , ejerciendo o soportando presión en toda la superficie de talud con bajos niveles de deformación.

6. Elemento de captación o interposición en sistemas de protección contra desprendimientos de rocas, contención y cierre de barrancos, cerramientos de elevadas prestaciones y medidas de seguridad, convenientemente fijada a una estructura de soporte, caracterizado por emplear la membrana flexible según reivindicación Nº 4.