BRPI0904280A2 - sistema de suportação estrutural de dutos - Google Patents

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Abstract

SISTEMA DE SUPORTAçãO ESTRUTURAL DE DUTOS Sumário da Invencão A presente patente de invenção refere-se a um sistema de suportação de dutos, mais especificamente a um sistema de suportação estrutural de dutos com aplicação específica em túneis, e tem por objetivo resolver os problemas e dificuldades na utilização dos métodos tradicionais de montagem de estruturas para suportação de dutos em túneis, em modalidade construtiva modular, compreendendo essencialmente um montante ou viga caixão em seção circular afixado à parede do túnel ou mediante estrutura de suporte trapezoidal por parafusos, referido montante ou viga caixão compreendendo um ou mais pontos de fixação de estruturas de suporte para roletes, tais estruturas compreendendo elementos de fixação ou batente estrutural, fixados por parafusos a estrutura de suporte de roletes e o referido montante ou viga caixão, a estrutura compreendendo ainda seção de encaixe superior para a inclusão de módulos adicionais, a serem aparafusados às paredes do túnel.

Description

SISTEMA DE SUPORTAÇÃO ESTRUTURAL DE DUTC
Sumário da Invenção
A presente patente de invenção refere-se a um sisiema de suportaçãode dutos, mais especificamente a um sistema de suportação estrutural de dutoscom aplicação específica em túneis.
A presente invenção tem por objetivo resolver os problemas edificuldades na utilização dos métodos tradicionais de montagem de estruturaspara suportação de dutos em túneis, em modalidade construtiva modular.
Antecedentes da Invenção
As dutovias e tubovias são linhas de transporte de fluidos, tais como,petróleo e derivados, produtos químicos, álcool e água, que de acordo com asua aplicação são denominados oleodutos, gasodutos, aquedutos,minériodutos, polidutos ou alcooldutos. Essas linhas de escoamento sãoconstruídas por meio de tubulações de médio e grande porte que se estendempor grandes distâncias subterrâneas, por túneis e tubulações.
A estruturação de suporte para dutos em túneis tradicional não prevêadaptações e modularidade em geometria característica, adaptada à curvaturado túnel, geralmente sendo superdimensionada, projetando trafego maior dedutos.
Na técnica atual, faz-se necessária a construção de toda estrutura desuportação para as demais linhas estimadas para o futuro. Tal construção sefaz necessária (pelo método anteriormente projetado) para dar estabilidade aoconjunto, no sentido axial da tubulação, o que efetivamente aumenta o custofinal em razão do superdimensionamento projetado.Ressalte-se que o superdimensionamento acima indicado é necessárioem razão da técnica anterior não prever modularidade construtiva.
Ainda, as estruturas atuais exigem soldagem na montagem, manutençãoe reparos, o que efetivamente se traduz em maior tempo de execução doprojeto com o deslocamento de homens e máquinas ao longo de todo ocanteiro de obras(ou extensão do túnel), e riscos excessivos na manutenção ereparos.
As estruturas atuais apresentam ainda colunas em aço de perfil T econfinam os dutos em 'quadrados', dificultando o acesso para manutenção etroca.
Objetivos da Invenção
A presente invenção tem por objeto solucionar os problemas apontadosna técnica anterior, com as seguintes propostas técnicas:
- eliminar qualquer tipo soldagem no interior do túnel para montagemfísica das estruturas de suportação de dutos mediante a utilização deestruturas pré-fabricadas e montadas/instaladas no interior do túnel por meiode parafusos;
- permitir que a montagem da suportação seja realizada em estágiospara cada duto e, independente de cada lado do túnel, com o custocorrespondente alocado em cada linha futura e não sobre o centro de custosdo gasoduto/oleoduto/dutovia;
- eliminar a interferência das colunas em aço (perfil Ί"), acabando com oconfinamento de dutos em "quadrados" sem acesso que impossibilitem suasinspeções, manutenções e pinturas;- eliminar a necessidade de travessas superiores e instalação postiça depeças a serem ajustadas no local, ou que exijam desmontagens no futuro parapassagem de equipamentos, peças e partes de estruturas, máquinas e outros;
- maximizar o espaço para circulação de veículos e pessoal;
- minimizar o número de interfaces estruturais entre suportes e paredesdo túnel, reduzindo-se as oportunidades de erro, necessidade de ajustes etempo de montagem, não havendo, por exemplo, necessidade da utilização doum terceiro inserto metálico superior;
- reduzir o número de peças, volume de montagem e peso no transportedos suportes para o interior do túnel;
- reduzir drasticamente o tempo de montagem;
- induzir a geometria construtiva para que todas as solicitaçõesmecânicas dos esforços fiquem dentro da própria estrutura;
- eliminar, na seção por desmonte de rocha, as fixações dependentesdas paredes e a complexidade da fundição dos "socos de concreto" (bases);simplificação de instalação.
A presente invenção compreende, em caráter complementar e nãoexclusivo, estruturação para lançamento de dutos mediante o sistema descritono pedido de patente brasileiro n°PI0800385-8 de 05.03.2008, epreferencialmente mediante o uso de roletes, motrizes ou não, descritos nopedido de patente brasileiro MU8600496-4 de 20.03.2006
Descrição da invenção
A presente invenção refere-se a um sistema de suportação de dutos,mais especificamente a um sistema de suportação estrutural de dutos comaplicação específica em túneis, referido sistema compreendendo a disposiçãode montantes, referidos montantes(viga caixão) recepcionando em suaestrutura peça de apoio de suportes motrizes, aparafusada ao montante,referida peça recebendo ainda um apoio por batente soldado na viga caixão, omontante ou viga caixão possuindo formato substancialmente circular, emseções distintas e modulares, acompanhando a geometria do túnel.
Os montantes ou vigas caixão são instalados no interior do túneldiretamente fixados às paredes do mesmo ou mediante soco de concretotrapezoidal, a fixação em parede compreendendo a instalação prévia desuportes metálicos para posteriormente aparafusar o montante ou viga caixão aparede.
O sistema da presente invenção possui projeto estrutural de suportaçãoinspirado nas estruturas aviônicas, mais especificamente na fuselagem, sendoprojetado para suportar grandes quantidades de carga e esforço.
Conforme se depreende das figuras em anexo, o sistema de suportaçãoda presente invenção dispensa o superdimensionamento de projeto por prevermódulos adicionais, a serem instalados por aparafusamento em estrutura jáexistente, não havendo necessidade de construção de toda a estrutura desuportação para as demais linhas estimadas para o futuro, sequer para darestabilidade ao conjunto, no sentido axial da tubulação.
O sistema da presente invenção prevê estruturas pré-fabricadas eaparafusáveis para montagem no interior do túnel, conforme se depreende dasfiguras, eliminando qualquer tipo soldagem no interior do túnel para montagemfísica das estruturas de suportação dos dutos, o lançamento de dutos se dandopor roletes motrizes.
Tal concepção técnica permite que a montagem da suportação sejarealizada em estágios para cada duto e independente de cada lado do túnel,com o custo correspondente alocado em cada linha futura e não sobre o centrode custos do gasoduto/oleoduto/dutovia.
A estrutura básica de suportação da presente invenção compreende, emlinhas gerais, um montante ou viga caixão em seção circular afixado à parededo túnel ou mediante estrutura de suporte trapezoidal por parafusos, referidomontante ou viga caixão compreendendo um ou mais pontos de fixação deestruturas de suporte para roletes, tais estruturas compreendendo elementosde fixação ou batente estrutural, fixados por parafusos a estrutura de suportede roletes e o referido montante ou viga caixão, a estrutura compreendendoainda seção de encaixe superior para a inclusão de módulos adicionais, aserem aparafusados às paredes do túnel.
A fixação da estrutura compreendida no sistema da presente invençãoprevê apenas um parafuso de fixação em cada inserte metálico, com um totalde somente dois parafusos por suporte (nas paredes), como também somentedois parafusos para o piso.
Conforme se depreende das figuras em anexo, o sistema da presenteinvenção elimina a interferência das colunas em aço (perfil Ί"), não confinandoos dutos em "quadrados", permitindo livre acesso para inspeções,manutenções e pinturas, e até mesmo trocas, e elimina a necessidade detravessas superiores e instalação postiça de peças a serem ajustadas no local,ou que exijam desmontagem no futuro para passagem de equipamentos, peçase partes de estruturas, máquinas e outros; com dimensões e altura excessivaao limite das mesmas, o sistema da presente invenção maximizando ainda oespaço para circulação de veículos e pessoas.
Uma outra evidente vantagem da presente invenção face a técnicaanterior está no fato de haver um reduzido número de interfaces estruturaisentre suportes e paredes do túnel, reduzindo-se as oportunidades de erro,necessidade de ajustes e tempo de montagem, não havendo, inclusive, anecessidade da utilização de um terceiro inserto metálico superior, do queefetivamente deriva uma redução do número de peças, volume de montagem epeso no transporte dos suportes para o interior do túnel.
O sistema da presente invenção foi concebido tendo-se em conta anecessidade de se induzir a geometria construtiva para que todas assolicitações mecânicas dos esforços fiquem dentro da própria estrutura e deforma a se anularem. Com as componentes vetoriais dos esforços atuantesinternos equilibrados ao máximo, transfere-se apenas esforços externosresiduais e sempre no sentido da compressão do concreto. Desta forma, tem-se uma suportação menos dependente da capacidade de retenção dasfixações nas paredes. O efeito técnico do formato característico da estrutura desuportação da presente invenção provê, mediante elementos e meios defixação também característicos, perfeito equilíbrio vetorial e de sustentação.
Ainda, o sistema da presente invenção provê a eliminação, na seção pordesmonte de rocha, as fixações dependentes das paredes e a complexidadeda fundição dos "Socos de concreto" (bases), exigindo, quando necessário,somente uma base de geometria bem simples e plana para o apoio dossuportes.
Adicionalmente, a presente invenção prevê a instalação de um "Pau deCarga" removível em cada suporte, para auxiliar no içamento dos roletesmotrizes e das demais seções futuras (módulos) a serem instaladas parasuportação de dutos a serem lançados futuramente.
Modalidade Preferida da Presente Invenção
A modalidade preferida do sistema de suportação de dutos da presenteinvenção é ilustrada pelas figuras a seguir:
A Figura 1 compreende uma vista esquemática do sistema da presenteinvenção, evidenciando a parede(1) e piso(2) de túnel aonde é fixado omontante ou viga caixão (3), mediante elementos de fixação(4) e parafusos(9),respectivamente, referida figura evidenciando ainda o suporte(5) para rolete(7)para duto(8) e batente(6) de interligação do suporte(5) e estrutura(3) medianteelemento de fixação(10);
A Figura 2 refere-se a uma vista esquemática do sistema deestruturação evidenciando os elementos já constantes da Figura 1,adicionalmente constando um "Pau de Carga"(12) removível disposto na partesuperior(11) do montante ou viga caixão(3) e furo(14) para fixação de outrasestruturas de suporte(5).
A Figura 3 refere-se a uma vista esquemática do sistema deestruturação evidenciando os elementos já constantes das Figuras 1 e 2, eadicionalmente elemento de sustentação(13) e outros suportes(5) para dutos(8)de diferentes dimensões, instalados ao longo do montante ou viga caixão(3),em ilustração exemplificativa, mas não restritiva, da capacidade demodularidade do sistema da presente invenção;
A Figura 4 refere-se a uma vista ilustrativa em perspectiva do sistema dapresente invenção instalado em um túnel em suas duas modalidades, quaissejam, fixado diretamente à parede e piso(2) do túnel ou fixado por base eelemento trapezoidal(13) a uma base de concreto(2), referida representaçãoevidenciando elementos já descritos nas figuras 1 a 3 acima;
As Figuras 5A e 5B referem-se a uma vista ilustrativa do suporte(5) dosistema da presente invenção, evidenciando os furos(16) para fixação deroletes e/ou batentes e a visita(16) para aparafusamento do referido suporte(5)ao montante ou viga caixão(3);
A Figura 6 refere-se a uma vista ilustrativa em perspectiva do sistema dapresente invenção instalado em um túnel evidenciando elementos já descritosnas figuras 1 a 5B acima;
A Figura 7 refere-se a uma vista ilustrativa em perspectiva do sistema dapresente invenção instalado em um túnel evidenciando elementos já descritosnas figuras 1 a 5B acima, com destaque para o rolete instalado;
A Figura 8 refere-se a uma vista ilustrativa em perspectiva do sistema dapresente invenção instalado em um túnel em suas duas modalidades, quaissejam, fixado diretamente à parede e piso(2) do túnel ou fixado por base eelemento trapezoidal(13) a uma base de concreto(2), referida representaçãoevidenciando elementos já descritos nas figuras 1 a 3 acima, com destaquepara o rolete instalado;
A Figura 9 refere-se a uma vista com destaque para dois roletes(7)instalados e peça de apoio(13), referida representação evidenciando elementosjá descritos nas figuras 1 a 3 acima, com destaque para o rolete instalado; e
A Figura 10 refere-se a uma vista ilustrativa em perspectiva do sistemada presente invenção instalado em um túnel em suas duas modalidades, quaissejam, fixado diretamente à parede e piso(2) do túnel ou fixado por base eelemento trapezoidal(13) a uma base de concreto(2), referida representaçãoevidenciando elementos já descritos nas figuras 1 a 3 acima e a colocação demais de um rolete em cada viga, com representação dos dutos;
A explanação acima, não obstante ampla, não exclui outras modalidadesque eventualmente possam decorrer da presente invenção, tanto por ummodelo construtivo diferenciador quanto por características novas,contempladas em decorrência do desenvolvimento prático da presenteinvenção, não estando, portanto, limitada a presente invenção aos tópicosacima descritos.

Claims (9)

1. SISTEMA DE SUPORTAÇÃO ESTRUTURAL DE DUTOS,caracterizado por compreender determinada disposição de montantes,referidos montantes ou viga caixão recepcionando em sua estrutura peça deapoio de suportes motrizes, aparafusada ao montante, referida peça recebendoainda um apoio por batente soldado na viga caixão, o montante ou viga caixãopossuindo formato substancialmente circular, em seções distintas e modulares,acompanhando a geometria de um túnel no qual são dispostos, os montantesou vigas caixão sendo instalados no interior do túnel diretamente fixados àsparedes do mesmo
2. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por afixação em parede compreender a instalação prévia de suportes metálicos paraposteriormente aparafusar o montante ou viga caixão a parede.
3. SISTEMA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 e 2,caracterizado por as estruturas que compõe o sistema serem pré-fabricadas eaparafusáveis para montagem no interior do túnel.
4. SISTEMA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3,caracterizado por compreender a eliminação de qualquer tipo soldagem nointerior do túnel para montagem física das estruturas de suportação dos dutos.
5. SISTEMA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4,caracterizado por o lançamento de dutos se dar por roletes motrizes.
6. SISTEMA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5,caracterizado por compreender uma estrutura de suportação que compreendeum montante ou viga caixão em seção circular afixado à parede do túnel oumediante estrutura de suporte trapezoidal por parafusos ou mediante soco deconcreto trapezoidal, referido montante ou viga caixão compreendendo um oumais pontos de fixação de estruturas de suporte para roletes, tais estruturascompreendendo elementos de fixação ou batente estrutural, fixados porparafusos a estrutura de suporte de roletes e o referido montante ou vigacaixão, a estrutura compreendendo ainda seção de encaixe superior para ainclusão de módulos adicionais, a serem aparafusados às paredes do túnel.
7. SISTEMA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6,caracterizado por a fixação da estrutura compreendida no sistema da presenteinvenção prever apenas um parafuso de fixação em cada inserte metálico, comum total de somente dois parafusos por suporte nas paredes, e somente doisparafusos para a fixação no piso.
8. SISTEMA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7,caracterizado por prever a instalação de um "Pau de Carga" removível em cadasuporte.
9. SISTEMA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8,caracterizado por ser modular e poder compreender duas ou mais seçõesinterconectadas ou não de montantes e dois ou mais suportes de roletes.
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