ES2274661B1 - Sistema de contencion de terrenos. - Google Patents
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Abstract
La invención Sistema de Contención de Terrenos se refiere a una infraestructura de contención de empujes generados por la existencia de materiales a distinta cota en diferentes entornos, terrestres o marítimos, caracterizado por ser una estructura de contención formada por láminas verticales rectangulares (2 y 4) dotadas de anillos laterales (3 y 5), que se dispondrán machihembradas al tresbolillo y soportadas por un sistema de pilotes cilíndricos (1).
Description
Sistema de contención de terrenos.
La presente invención, Sistema de Contención de
terrenos, según se expresa en el enunciado de esta memoria
descriptiva, se refiere a una infraestructura de contención de
empujes generados por la existencia de diferentes materiales a
distinta cota en diferentes entornos, terrestres o marítimos, capaz
de soportar los esfuerzos generados mediante una baja densidad de
perfiles estructurales formando un conjunto de alta resistencia
mecánica.
El objeto de la invención consiste en el diseño
de una estructura, que permite contener los empujes de materiales,
por diferencia de cota y/o por cargas superiores, mediante el uso
combinado de elementos estructurales simples.
Con el mismo objeto que la presente invención
existen otros sistemas aplicables a entornos terrestres y
marítimos: escolleras, muros de gravedad, armados, pantallas,
pilotes, etc. Sin pérdida de generalidad la presente invención se
orienta a la creación de nuevas superficies en puertos y destaca por
su valor estético, integración medioambiental y bajo coste,
minimizando los impactos ecológicos de dragados marinos y rellenos
y maximizando la creación de líneas de atraque.
La presente invención, Sistema de Contención de
terrenos, forma parte del sector de la ingeniería civil en sus
diferentes facetas, es decir es de aplicación tanto a la
edificación en general como a la construcción en infraestructuras
viarias, portuarias y ferroviarias.
Como es sabido, existen en ingeniería civil
diferentes soluciones de sistemas de contención de los empujes por
materiales que están a diferente cota. De este modo según sea el
destino de la estructura, se encuentran soluciones tan distintas
como:
- -
- Para destinos en tierra: Escolleras, muros de gravedad o armados, pantallas, pilotes, "tierra armada", etc.
- -
- En mar: Escolleras, bloques de hormigón, tablestacas, cajones, etc.
Todas las soluciones proyectadas dependen del
diseño, así como de su integración al medioambiente y, por
supuesto, del coste económico, que en cualquier caso resulta ser
cuantioso.
Las soluciones para destinos en el mar
anteriormente citadas producen en general importantes impactos
medioambientales.
La presente invención, aunque es de aplicación a
otros medios, en principio ha sido pensada para la creación de
nuevas superficies en los puertos, intentando minimizar los
impactos ecológicos por los dragados marinos y por los rellenos de
las superficies.
Por último destaca la posibilidad de
incrementar, mediante este sistema, la creación de líneas de
atraque en toda la longitud de la nueva superficie y conseguir un
costo relativamente inferior al obtenido con las actuales
soluciones.
El sistema de Contención de terrenos objeto de
la invención se ha diseñado y concebido con unas caracteristicas
estructurales y funcionales tales que tienen en cuenta las
características apuntados en los apartados anteriores.
El diseño consiste básicamente en la colocación
de una serie de pilotes cilíndricos (1) que podrían ser metálicos
hincados y rellenados con hormigón armado, o realizados en alguna
otra combinación de materiales, con una distancia d
determinada por el cálculo previo de dichos pilotes dadas las cargas
de flexo-compresión a soportar, que será del orden
de los metros (máx. 15 m), cuyo vano intermedio es cubierto por unas
láminas verticales (2 y 4). Estas láminas serán metálicas o de otro
material también diseñado para soportar tracciones (por ejemplo,
materiales de nueva generación, con alta resistencia a la tracción).
De acuerdo al cálculo, los pilotes pueden llevar anclajes al
trasdós, o cualquier otra tipología estructural adecuada a cada
caso.
Estas láminas (2 y 4) serán de forma
rectangular, conformadas por una chapa simple del material
definido, y de un espesor el del orden de los milímetros (Ej.: 5,
10, ó 20 mm). Tendrán una altura a a determinar por su
modo de fabricación y transporte, del orden de los pocos metros
(Ej.: 2 ó 3 m). En sus márgenes laterales estarán soldadas (en caso
de ser de acero, en otros materiales se dará otro tipo de unión) por
uniones calculadas adecuadamente a sendos anillos (3 y 5), cada uno
de los cuales estará conformado por un cilindro realizado en
materiales como los citados para la chapa, de diámetro interior
adecuado para rodear al pilote contiguo a la lámina. Cada lámina
será sujetada a los 2 pilotes contiguos (1) introduciéndola desde
la cabeza de éstos, que pasarán por los anillos, y deslizando la
lámina a lo largo de los pilotes hasta la altura que le corresponda
en el muro.
La distancia entre los ejes de los anillos, con
la lámina en reposo será:
l = l'+ 2 *
\phi/2 + 2 * e_{a} = l' + \phi + 2 *
e_{a}
- donde l' es el ancho de la chapa rectangular, \phi es el diámetro del pilote, y e_{a} es el espesor de la chapa que constituye el anillo.
Esta longitud l (que es la
distancia entre los ejes de los anillos) se establecerá mayor que la
distancia entre los ejes de los pilotes ya colocados
d . De este modo, la lámina, dado que su relación
espesor/longitud será del orden de las milésimas, adoptará, cuando
se la solicite horizontalmente desde el trasdós, forma de arco,
estando sometida exclusivamente a tracciones. Cuanto mayor sea la
"sobrelongitud" de la lámina,
l-d , menores tracciones sufrirá,
pudiendo así permitirse un espesor menor, si bien el aumento de esta
"sobrelongitud" también provocará un aumento de la distancia
b que es la distancia entre el plano de los
ejes de pilotes y el cuadrante del arco de la lámina, y por lo tanto
un aumento de la distancia b' = b - \phi2 , donde
b' es la sobresaliente del arco respecto a las caras
de los pilotes, la cual deberá ser tenida en cuenta para el diseño
de los atraques (en caso de tratarse del muelle de un puerto) o de
la función en general ala que se dedique el muro.
Las tracciones en la lámina se determinan
estructuralmente a partir del radio de curvatura r
del arco formado por la lámina, el cual resulta geométricamente
(dado l ) del ángulo \alpha , que a su
vez es fruto de l y d . Todo esto, según
las relaciones:
d=l/\alpha *
sin(\alpha)
\hskip1,5cml=2 * a * r
\hskip1,5cmt = p * d/(2 * sin(\alpha))
\hskip9cm(para una unidad de altura de la lámina)
- donde t es la tensión y p la presión en el trasdós de la lámina.
Las láminas se han diseñado bajo dos modos de
realización preferente, en cuanto a la distribución de las láminas
en el muro y la consecuente forma de los anillos.
Modo 1: los anillos son completamente
cerrados, y la altura que ocupan en las márgenes laterales de la
lámina rectangular es la mitad de éstas ( a/2 ), estando
colocados a media altura (a a/4 del fondo de la
lámina). En el muro, la distribución de las láminas será "al
tresbolillo", de modo que en el hueco que queda entre los anillos
de una lámina y su superior irá el anillo de otra lámina del vano
entre pilotes contiguo. En la fila inferior y en la superior del
muro, habrá láminas cortadas longitudinalmente. Dado que las bandas
( a/4 ) superior e inferior de la lámina rectangular no
tendrán la sujeción lateral al anillo, éstas irán machihembradas en
canales (formados por 2 chapas de longitud aproximada
1/10 ) unidos al anillo simétricamente a la lámina con
respecto al eje del pilote (ver figuras 1, 2 y 3).
Modo 2: las láminas se distribuyen en el
muro en forma rectangular. Esto obliga a que los anillos sean dobles
en el pilote, y ocupen toda la altura de cada margen lateral de la
lámina ( a ): para cada lámina, un anillo será cerrado,
y el otro (que quedará exterior al de la lámina contigua) tendrá una
abertura colocada adecuadamente según el ángulo \alpha, para el
paso de la lámina contigua. Esta abertura podrá ser soldada o unida
en obra, para asegurar que el anillo no se abrirá una vez solicitada
la lámina (ver figuras 4, 5 y 6).
El Sistema de Contención de terrenos está
compuesto básicamente por una ser de elementos funcionales de
diseño característico, que pueden identificarse en los dibujos
adjuntos:
Figura nº
1
- -
\;
1 - Pilotes cilíndricos
- -
\;
2 - Láminas verticales de forma rectangular con rebaje lateral
Figura nº
2
- -
\;
1 - Pilotes cilíndricos
- -
\;
2 - Láminas verticales de forma rectangular con rebaje lateral
- -
\;
3 - Anillos cilíndricos cerrados
Figura nº
3
- -
\;
3 - Anillos cilíndricos cerrados
Figura nº
4
- -
\;
4 - Láminas verticales de forma rectangular
- -
\;
5 - Anillos cilíndricos
Figura nº
5
- -
\;
1 - Pilotes cilíndricos
- -
\;
4 - Láminas verticales de forma rectangular
- -
\;
5 - Anillos cilíndricos
Figura nº
6
- -
\;
5 - Anillos cilíndricos
En este apartado se trata del modo de
realización preferente de las piezas que se montarán posteriormente
en la obra.
Tras el adecuado diseño en oficina técnica de
las piezas se procederá a la construcción en taller o fábrica,
siempre bajo estrictos controles de calidad de procesos y
materiales, todos y cada uno de los elementos del sistema de
contención de terrenos definido por la presente memoria.
Cada uno de los elementos constituyentes del
sistema será construido en los materiales definidos, con las
dimensiones y formas calculadas, para garantizar la adecuada
resistencia a esfuerzos del mismo.
Del mismo modo, los materiales empleados deberán
garantizar la estabilidad a lo largo del tiempo.
Los elementos construidos serán fácilmente
transportados a obra en vehículos adecuados al volumen y peso de
los materiales.
Una vez en obra se montará el Sistema de
Contención de Terrenos de acuerdo a las directrices definidas.
La presente invención, Sistema de Contención de
terrenos, tiene aplicación industrial en la fabricación de los
elementos que integran esta solución estructural. Este hecho es
habitual en el sector ya que hoy en día casi todas las estructuras
se realizan a partir de elementos prefabricados portantes realizados
en fábrica y transportados hasta la obra.
De este modo es posible controlar y contrastar
la calidad de los materiales y procesos involucrados.
Claims (2)
1. Sistema de Contención de terrenos
caracterizado por ser una estructura constituida por pilotes
cilíndricos adecuadamente distribuidos y anclados cuyo vano
intermedio es cubierto por celdas a modo de láminas verticales
rectangulares unidas lateralmente a sendos anillos cilíndricos que
rodean al pilote contiguo.
2. Sistema de Contención de terrenos en todo de
acuerdo con la reivindicación anterior, caracterizado por
ser una estructura vertical multicapa constituida mediante
sucesivas filas de celdas unidas y distribuidas al tresbolillo.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| ES200400224A ES2274661B1 (es) | 2003-08-27 | 2003-08-27 | Sistema de contencion de terrenos. |
Applications Claiming Priority (1)
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2003
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