ES2262471T3 - Estructura en voladizo para la proteccion de una ruta de comunicaciones. - Google Patents

Abstract

Una estructura en voladizo para la protección de una ruta de comunicaciones, incluyendo una parte (5) de cubierta que se extiende por encima de la ruta (3) de comunicaciones y está conectado a la pendiente (P) en cuesta arriba de la ruta (3) de comunicaciones, por medio de una estructura (10) de soporte, en la cual la parte (5) de cubierta está asociada con un machón (7) dispuesto en la proximidad de dicha pendiente (P), caracterizada porque entre la parte (5) de cubierta y el machón (7) hay interpuesta una parte (6) de conexión, rígidamente conectada a la parte (5) de cubierta y al machón (7), de manera que transmite al machón (7) el momento de flexión que actúa sobre la parte (5) de cubierta, estando inclinada la cuerda de la parte de conexión tanto con respecto a la parte (5) de cubierta como con respecto al machón (7), para formar un ángulo obtuso con cada uno de estos últimos, estando anclada la parte (5) de cubierta a unos tirantes fijados a dicha pendiente (P) por medio de un tablerode hormigón reforzado (21).

Description

Estructura en voladizo para la protección de una ruta de comunicaciones.

La presente invención está relacionada con estructuras para la protección de caminos de comunicaciones tales como carreteras, ferrocarriles o canales construidos sobre laderas, contra el desmoronamiento de rocas, corrimientos de tierra o avalanchas.

En la actualidad, se utilizan para este fin túneles artificiales con una sección en forma de arco similar a un pórtico, cuya bóveda constituye la estructura para proteger la ruta de comunicaciones.

Sin embargo, los túneles artificiales de este tipo tienen varios inconvenientes. En primer lugar, su estructura no es generalmente muy deformable y, por tanto, es frágil, y por eso no es muy adecuada para soportar sin peligro los impactos debidos a cuerpos con gran masa, tales como las rocas, que caen desde alturas considerables. Tampoco son muy adecuados para soportar fuerzas horizontales y grandes cargas asimétricas, tales como, por ejemplo, las que surgen de corrimientos de tierra de grandes dimensiones.

Con el fin de construir túneles artificiales convencionales en rutas de comunicación preexistentes, siempre es necesario interrumpir el tráfico durante toda la duración del trabajo de construcción.

En muchos casos, los túneles artificiales están provistos de ventanas en la pared descendente, constituidas por una serie de aberturas que permiten la iluminación con luz diurna de la ruta de comunicaciones. Sin embargo, debido a la alternancia de aberturas y paredes o pilares, hay dentro del túnel una alternancia de luces y sombras que es perjudicial para la seguridad del tráfico.

En un intento de remediar los inconvenientes de los túneles artificiales convencionales, se ha propuesto durante algún tiempo el uso de estructuras en voladizo o en escuadra para fines similares a los túneles artificiales, pero para aplicaciones generalmente mucho menos onerosas.

Las estructuras de cubierta en voladizo, si son suficientemente robustas, son preferibles a los túneles artificiales incluso con ventanas, tanto porque tiene un menor impacto ambiental como para eliminar el problema de alternancia de luces y sombras en la ruta de comunicación. Además, no requieren trabajos de cimentación de pilares en el lado descendente del lugar, cuyos trabajos son normalmente complejos en cuanto que tienen que estar cimentados en una pendiente que a menudo resulta inadecuada para transportar cargas inclinadas cuesta abajo. Además, aún cuando son estructuralmente menos resistentes con respecto a cargas verticales estáticas, son mucho más elásticas que las estructuras de túneles y, por tanto, más adecuadas para soportar sin daños sustanciales deflexiones que resultan de impactos localizados originados por la caída de rocas.

Sin embargo, las estructuras en voladizo conocidas tienen el serio inconveniente de requerir estructuras de anclaje muy firmes con tirantes de acoplamiento, cuya provisión es muy costosa, con el fin de hacer posible la obtención de una resistencia de la estructura que no sea demasiado inferior a la de un túnel artificial y, por tanto, con el fin de ser capaz de satisfacer los requisitos de seguridad del lugar en las diversas condiciones ambientales. Es conocido también que las estructuras en voladizo ancladas por medio de tirantes de acoplamiento, si están sometidas a grandes esfuerzos, no son muy fiables y por tanto son generalmente peligrosas.

Con el fin de eliminar estos inconvenientes, el objeto de la invención es una estructura en voladizo para la protección de una ruta de comunicaciones, del tipo indicado en la reivindicación 1 anexa.

Por medio de tal concepto de solución, es posible obtener una estructura que tenga la función de un túnel artificial muy elástico para la protección contra las rocas, que sea capaz de soportar deflexiones sustanciales para tener una gran reserva de deformación antes de ceder, aprovechando totalmente la resistencia en la cara de los impactos localizados. La estructura propuesta es adecuada, en particular, para soportar deformaciones mucho mayores que las que pueden soportarse con estructuras en voladizo convencionales, debido al hecho de que su machón y su parte de conexión participan también en la deformación de toda la estructura, reduciendo la tasa de deformación debida exclusivamente a la cubierta. En realidad, después del impacto debido a la caída de una roca, el momento de flexión que somete a un esfuerzo al extremo fijo de la cubierta en voladizo es transmitido también a la parte de conexión y al machón que, a su vez, se deforman y aumentan la deflexión del punto de impacto. Por tanto, con igual trabajo de la fuerza de impacto, las deformaciones que surgen en la cubierta se reducen considerablemente con respecto a las que surgen en una estructura en voladizo convencional.

Además, la estructura de acuerdo con la invención requiere la producción de un sistema de tirantes que es mucho más modesto que el necesario para las estructuras en voladizo conocidas porque, a diferencia de éstas, tiene un brazo para resistir el momento de flexión de la parte en voladizo, constituida por la altura total de la estructura, mientras que en las estructuras en voladizo convencionales, la resistencia al momento de flexión es igual o no mucho mayor que la del brazo del par interno de la sección del extremo fijo del voladizo. De esta manera, la fuerza de la utilización de tirantes necesaria para la estabilidad del trabajo puede ser reducida drásticamente, de manera que o bien el sistema de tirantes es más económico de construir, o bien el trabajo con el mismo número de tirantes es significativamente más seguro, al estar sometidos los tirantes a cargas relativamente menores.

La estructura demuestra que es particularmente resistente a cargas asimétricas generadas por las sucesivas acumulaciones de material de tierra y rocas sobre el lado ascendente de la estructura, como resultado de los corrimientos de tierra caracterizados por movimientos no instantáneos de volúmenes de material considerables.

La estructura tiene pues la ventaja de no requerir pilares en el lado descendente, haciéndola así estéticamente más agradable y reduciendo el impacto sobre el entorno, y permitiendo además una iluminación uniforme de la ruta de comunicación y, por tanto, una visibilidad óptima.

Para construir la estructura de acuerdo con la invención, se necesita un tiempo mucho más corto que el requerido para los túneles artificiales conocidos, y esto constituye una ventaja considerable. En realidad, el trabajo de construcción consiste esencialmente en el montaje, en sucesión, de unidades prefabricadas de hormigón reforzado, que constituyen secciones sucesivas cortas de la estructura, y en el anclaje de las mismas a una estructura de soporte fijada a la pendiente. De esta manera, no es necesario formar un lugar de construcción permanente, sino que el trabajo de construcción puede ser llevado a cabo a intervalos con un ritmo diario, por ejemplo durante la noche solamente, con las mínimas molestias para el tráfico.

Cuando la estructura prefabricada ha sido erigida, los trabajos restantes se llevan a cabo por encima de la estructura, que está ya en su configuración estable, de tal manera que la ruta de comunicación permanece libre, de forma que es posible viajar por al menos parte de ella.

Otras características y ventajas de la invención quedarán claras a partir de la siguiente descripción detallada, ofrecida meramente a modo de ejemplo no limitativo, con referencia a los dibujos anexos, en los cuales:

La figura 1 es una vista en alzado lateral de una estructura de acuerdo con la invención, en una primera fase de ejecución,

La figura 2 es una vista ampliada de un detalle indicado por la flecha II de la figura 1, y

La figura 3 es una vista similar a la de la figura 1, en una fase sucesiva de ejecución de la estructura de la invención.

Con referencia a los dibujos, la referencia 1 indica como un todo una estructura en voladizo destinada a proteger una ruta 3 de comunicación contra corrimientos de tierra, avalanchas o caída de rocas.

La estructura 1 comprende una parte 5 de cubierta rectilínea en voladizo y una parte 7 de soporte o machón sustancialmente vertical, también rectilínea, que constituye una parte de pared lateral. En particular, la estructura 1 está construida en forma de una pluralidad de unidades prefabricadas contiguas, colocadas una junto a la otra, cada una de las cuales se extiende en una parte axial de la construcción.

Entre la parte 5 de cubierta y el machón 7 se interpone una parte 6 de conexión, que está rígidamente conectada a los correspondientes extremos de las partes 5 y 7, y es estructuralmente de dimensiones tales que soporta casi todo el momento de flexión del extremo fijo de la parte 5 de cubierta. La parte 6 puede ser de forma arqueada, recta o con forma de una línea de puntos, pero su cuerda, o la línea imaginaria que une sus extremos para la conexión de las partes 5 y 7, es en cada caso inclinada de manera que forma un ángulo obtuso tanto con la parte 5 como con la parte 7.

Las distintas secciones de la estructura 5 se apoyan sobre una pieza 9 de moldeo continuo de la cimentación, fabricada previamente in situ de una manera que es conocida por sí misma, y están ancladas a la pendiente ascendente P de la ruta 3 de comunicación, por medio de una estructura 10 de soporte, como será explicado en la continuación de la descripción.

Cada sección de la estructura 1 incluye, preferiblemente, una unidad prefabricada articulada 11 de hormigón reforzado, por ejemplo del tipo descrito en la Solicitud de Patente Europea EP-A-219 501.

Cada una de las unidades prefabricadas 11 comprende en particular tres cuerpos conectados entre sí por medio de tirantes de refuerzo en dos zonas de articulación, o mejor, un cuerpo 5a de ménsula, de forma rectilínea y en ligera disminución gradual hacia su extremo libre, destinada a constituir una sección axial de la parte 5 de cubierta de la estructura 1, un cuerpo vertical 7a o columna que define una sección axial del machón 7, y un cuerpo intermedio 6a, capaz de constituir una sección axial de la parte 6 de conexión de la estructura 1.

El cuerpo 7a de columna tiene, convenientemente, un espesor igual o ligeramente inferior al del cuerpo 5a de la ménsula. Está fuertemente reforzado en el lado que está frente a la pendiente P por medio de tirantes de refuerzo constituidos por la extensión del refuerzo del cuerpo correspondiente 5a, de manera que el momento de flexión que somete a un esfuerzo al cuerpo 5a en la sección del extremo fijo, puede ser soportado fácilmente tanto por el cuerpo intermedio 6a como por el cuerpo 7a de columna de la unidad 11. El cuerpo 6a tiene, en particular, una extensión no despreciable con respecto a la del cuerpo 5a de ménsula, por ejemplo igual al menos a la vigésima parte de la longitud del cuerpo 5a.

Las unidades prefabricadas articuladas del tipo indicado anteriormente, tienen la ventaja de ser capaces de ser fabricadas con una configuración plana, de manera que son capaces de ser transportadas fácilmente en estado extendido desde las instalaciones de producción al lugar de la construcción. Cuando se instalan en su destino, son elevadas por medio de equipos especiales de tal manera que, por efecto de su peso, los tirantes de refuerzo se flexionan durante la elevación, en las zonas de articulación entre los diversos cuerpos, de manera que toda la unidad 11 asume automáticamente su configuración final en forma de L invertida, achaflanada en el cuerpo intermedio 6a.

Estas unidades prefabricadas articuladas garantizan la completa continuidad de los refuerzos en todas las partes bajo tensión del producto acabado, la precisa colocación in situ de los refuerzos, y las simples y rápidas operaciones de instalación del producto en su destino.

Una vez que ha tenido lugar la instalación, las zonas de articulación entre los cuerpos de la unidad 11 son bloqueadas con piezas de moldeo para el sellado de hormigón y con la incorporación de refuerzos adicionales.

La unidad 11 se apoya, con el extremo opuesto del cuerpo 7a de columna del cuerpo 6a, sobre la pieza 9 de moldeo de la cimentación, por medio de una respectiva articulación estática 9a del tipo descrito en la Solicitud de Patente Europea EP-A-861 358, construida en el borde inferior del cuerpo 7a destinado a ser girado hacia la ruta 3 de comunicación. En resumen, la articulación 9a comprende una parte consistente en un apéndice cilíndrico hueco, integrado con el cuerpo 7a, y en otra parte hueca correspondiente al apéndice cilíndrico del cuerpo 9a y conectada a la cimentación 9, fabricada in situ moldeando hormigón entre la cimentación 9 y la unidad 11, cuando la unidad 11 está apoyándose en la cimentación. Preferiblemente, entre el apéndice cilíndrico y el correspondiente asiento hueco de la articulación estática 9a, hay interpuesta una capa de material anti-fricción, por ejemplo consistente en una lámina de polietileno de alta densidad u otro material plástico deformable que tenga un bajo coeficiente de rozamiento con respecto al hormigón, con el fin de facilitar la rotación relativa entre el cuerpo 7a y la cimentación 9.

Una vez que cada una de las unidades 11 ha sido llevada a su posición erguida, o una vez que ha asumido su configuración final en forma de L invertida, se estabiliza conectándola a una estructura común 12 de anclaje fijada a la pendiente P.

La estructura 12 de anclaje se configura antes del montaje de las unidades 11, formando sobre la pendiente P un bordillo 13 que tiene la función de regularizar el moldeo, y una viga superior 15 por encima del bordillo 13. La viga 15 es perforada después en intervalos predeterminados, con el fin de insertar en ella y en la pared de la pendiente P una pluralidad de tirantes 17. En el extremo libre de los tirantes 17 hay conectada, por medio de tuercas 17a, una viga de anclaje o fijación consistente en una pareja de secciones 18 con un perfil en U, que son opuestas y están ligeramente separadas entre sí para definir un espacio intermedio entre ellas, estando conectadas las secciones perfiladas 18 entre sí en el entramado por medio de unas placas perforadas 18a.

Cuando cada una de las unidades 11 ha asumido la posición erguida ilustrada en la figura 1, se conecta a la estructura 12 de anclaje por medio de miembros 19 de retención que trabajan bajo tensión, consistentes por ejemplo en una pareja de barras roscadas para cada unidad 11, que se extienden desde el cuerpo 5a de ménsula correspondiente en proximidad con la zona de articulación, hasta el cuerpo intermedio 6a. Los miembros 19 de retención se insertan entre la pareja de secciones perfiladas 18 para enlazar el espacio entre ellas y están enclavadas con respecto a la viga de anclaje por medio de tuercas 19a de sujeción.

Cada unidad prefabricada 11, tras su instalación en su sitio y su conexión a la estructura 12 de anclaje, queda completamente estabilizada. Es posible, por tanto, llevar a cabo los moldeos in situ para la consolidación de la unidad 11 en las zonas de articulación entre los cuerpos 5a, 6a y 7a, y moldear el hormigón en la base de la unidad 11, por encima de la cimentación 9, para formar la parte correspondiente de la articulación estática 9a.

Cuando todas las unidades 11 de la estructura 1 han quedado dispuestas y conectadas a la estructura 12 de anclaje, el hueco entre las unidades 11 y la pendiente P se rellena con material granulado compactado 20 (véase la figura 3).

En ese momento, la estructura 1 puede ser fijada finalmente a la pendiente P mediante la construcción in situ de un tablero 21 sustancialmente horizontal de hormigón reforzado, opcionalmente pretensado, que tiene la función de un travesaño, en la superficie externa superior del cuerpo 5a de ménsula, de tal manera que incorpora también la estructura 12 de anclaje en el tablero 21.

El tablero 21 tiene también la función de interconectar las diversas unidades prefabricadas 11, de tal manera que las deja integradas entre sí, y de fijar finalmente las unidades 11 a los tirantes 17 y, por medio de estos últimos, anclar toda la estructura 1 a la pared de la pendiente P.

Con el fin de fijar el tablero 21 a la pendiente P, se dispone también una serie de tirantes adicionales 23, para atravesar una parte del tablero 21 en proximidad a la pendiente P y a la viga superior 15.

Por encima de la estructura 1 así obtenida, se forma entonces un terraplén 25 de cubierta, dispuesto en una configuración inclinada en cuesta abajo.

Claims (8)

1. Una estructura en voladizo para la protección de una ruta de comunicaciones, incluyendo una parte (5) de cubierta que se extiende por encima de la ruta (3) de comunicaciones y está conectado a la pendiente (P) en cuesta arriba de la ruta (3) de comunicaciones, por medio de una estructura (10) de soporte, en la cual la parte (5) de cubierta está asociada con un machón (7) dispuesto en la proximidad de dicha pendiente (P),

caracterizada porque entre la parte (5) de cubierta y el machón (7) hay interpuesta una parte (6) de conexión, rígidamente conectada a la parte (5) de cubierta y al machón (7), de manera que transmite al machón (7) el momento de flexión que actúa sobre la parte (5) de cubierta, estando inclinada la cuerda de la parte de conexión tanto con respecto a la parte (5) de cubierta como con respecto al machón (7), para formar un ángulo obtuso con cada uno de estos últimos, estando anclada la parte (5) de cubierta a unos tirantes fijados a dicha pendiente (P) por medio de un tablero de hormigón reforzado (21).

2. Una estructura según la reivindicación 1, caracterizada porque comprende una pluralidad de unidades prefabricadas (11) de hormigón reforzado, dispuestas una junto a la otra en sucesión sobre la parte superior de la cimentación moldeada (9) dispuesta en la base del emplazamiento, cada una de las cuales define una porción correspondiente de dicha parte (5) de cubierta, con dicha parte de conexión y de dicho machón (7).

3. Una estructura según la reivindicación 2, caracterizada porque cada unidad prefabricada es una unidad prefabricada articulada (11) que comprende un cuerpo (7a) de columna, un cuerpo intermedio (6a) y un cuerpo (5a) de ménsula, conectados entre sí por medio de al menos una parte de los principales tirantes de refuerzo, estando instalada cada una de las unidades prefabricadas articuladas (11) en su lugar de tal manea que asume una configuración que tiene sustancialmente forma de L invertida achaflanada, apoyándose el cuerpo (7a) de columna sobre la cimentación (9) por medio de un moldeo (9a) de hormigón.

4. Una estructura según la reivindicación 2 o 3, caracterizada porque el cuerpo (5a) de ménsula de cada unidad prefabricada (11) está conectado por medio de medios auxiliares (19) de retención a una estructura común (12) de anclaje, fijada a dicha pendiente (P) por medio de tirantes (17) de anclaje.

5. Una estructura según la reivindicación 4, caracterizada porque la estructura común (12) de anclaje comprende una viga (18, 18a) de fijación.

6. Una estructura según la reivindicación 4 o 5, caracterizada porque los cuerpos (5a) de ménsula de las unidades prefabricadas (11) están conectadas entre sí por medio de dicho tablero (21) de hormigón reforzado, que incorpora dichos medios (19) de retención y dicha estructura (12) de anclaje.

7. Una estructura según la reivindicación 6, caracterizada porque el tablero (21) está anclado a dicha pendiente (P) por medio de tirantes adicionales (23).

8. Una estructura según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 7, caracterizada porque por encima de dicho tablero, hay dispuesto un terraplén (25) de cubierta, dispuesto con una configuración inclinada en cuesta abajo.