ES2275073T3 - Triagulacion de una viga de celosia, especialmente de un elemento de pluma para grua de torre. - Google Patents
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Abstract
Triangulación de una viga de celosía, especialmente de un elemento de pluma (13) de celosía, o de un elemento de contrapluma de celosía, de una grúa de torre, caracterizada por que comprende, por una cara lateral de dicha viga o de dicho elemento (13) de celosía definida por un armazón superior (2) y un armazón inferior (3), y dividido longitudinalmente según un paso (P) predefinido: - unas barras de compresión (14), sensiblemente perpendiculares a los armazones (2, 3), y uniendo cada una el armazón superior (2) al armazón inferior (3), sucediéndose estas barras de compresión (14) según un intervalo (2P) igual al doble del paso (P); - unas barras oblicuas de tracción (17), de menor longitud, uniendo cada una la parte superior (15) de una barra de compresión (14) al armazón inferior (3), en un punto (18) situado a un paso (P) delante de la base de esta barra de compresión (14); - otras barras oblicuas de tracción (19), de mayor longitud, uniendo cada una la parte superior de una barra de compresión (14) al armazón inferior (3), en un punto (20) situado a dos pasos (P) delante de la base (16) de esta barra de compresión (14) por consiguiente hacia la base de la barra de compresión (14) siguiente.
Description
Triangulación de una viga de celosía,
especialmente de un elemento de pluma para grúa de torre.
La presente invención se refiere a una
triangulación de viga de celosía, en particular en voladizo.
Especialmente también, esta invención se refiere a la triangulación
de un elemento de pluma de celosía, o de un elemento de contrapluma
de celosía, de una grúa de torre.
De una manera generalmente conocida, una pluma
de grúa de torre, a lo lago de la cual se desplaza habitualmente un
carro de pluma, está constituida por una sucesión de elementos de
pluma, alineados y ensamblados unos a otros de manera a constituir
una pluma teniendo la longitud deseada. Cada elemento de pluma es
una estructura de tipo viga de celosía, de sección triangular,
rectangular o trapezoidal, que comprende unos armazones definiendo
dos a dos unas caras planas. En cada una de estas caras planas, los
dos armazones están unidos entre ellos por unas piezas alargadas,
de tipo barras, que forman juntos lo que se llama una
"triangulación". Este tipo de estructura está también aplicado
a las contraplumas de las grúas de torre, que soportan un contrapeso
equilibrando la pluma y eventualmente la carga levantada.
Este tipo de viga de celosía tiene como
particularidad, en lo que se refiere a sus caras laterales, tener
un armazón superior siempre tirante, y un armazón inferior siempre
apretado, cuando la viga está trabajando.
La configuración de triangulación la más
corriente actualmente, para los elementos de pluma de grúas de
torre, es la ilustrada par la figura 1 del dibujo esquemático anexo
que representa, en perspectiva, un trozo de elemento de pluma.
Tratándose aquí de un elemento de pluma de sección triangular, su
armazón superior único está indicado en 2, mientras que sus dos
armazones inferiores están indicados en 3.
La triangulación comprende, repitiéndose en
dirección longitudinal según un paso P, y en cada cara lateral del
elemento de pluma considerado:
- unas barras 4 y 5 perpendiculares a los
armazones 2 y 3, y uniendo cada una el armazón superior 2 a uno de
los armazones inferiores 3;
- otras barras 6 y 7 extendiéndose en oblicuo,
cada barra oblicua llamada "diagonal" uniendo la parte superior
de una de las barras precedentes 4 o 5 a la base de la siguiente de
estas barras.
La cara inferior horizontal del elemento de
pluma tiene una estructura diferente, con unos travesaños 8, 9, 10
y unas barras diagonales alternadas 11, 12.
A título de ejemplo de tal triangulación
conocida para el elemento de pluma, se refiere a la solicitud de
patente FR 2773550 A a nombre del Solicitante, o a su equivalente el
documento PE 0928769 A.
Refiriéndose siempre a la figura 1, si se
consideran los esfuerzos en las barras de las triangulaciones
laterales a nivel de dos pasos P consecutivos, estos esfuerzos son
los siguientes, cualquiera que sea el valor de la carga levantada
por la grúa, o la posición de la carga:
- para las barras 4 y 5: esfuerzos de
compresión;
- para las otras barras 6 y 7: esfuerzos de
tracción.
En consecuencia, las longitudes de las barras 4
y 5 deben ser las más pequeñas posibles, para evitar su pandeo
debido a la compresión. Las longitudes de las otras barras 6 y 7
pueden ser más grandes.
El principal inconveniente de este tipo de
triangulación es que no es óptimo en volumen, y que en particular
la estructura correspondiente tiene un peso relativamente
elevado.
La presente invención tiende a eliminar estos
inconvenientes, por consiguiente a optimizar la construcción de un
elemento de viga de celosía, muy especialmente de un elemento de
pluma o contrapluma para grúa de torre, reduciendo el número de las
piezas constitutivas del elemento, reduciendo así el peso de este
elemento, y reduciendo también su superficie lateral resistente al
viento, y por consiguiente su coste de fabricación y el coste de
explotación de la grúa.
A tal efecto, la invención tiene por objeto una
triangulación de una viga de celosía, especialmente de un elemento
de pluma de celosía, o de un elemento de contrapluma de celosía, de
una grúa de torre, esta triangulación comprende, para una cara
lateral de dicha viga o de dicho elemento de celosía definida por un
armazón superior y un armazón inferior, y dividida
longitudinalmente según un paso P predefinido:
- unas barras de compresión, sensiblemente
perpendiculares a los armazones, y uniendo cada una el armazón al
armazón inferior, sucediéndose estas barras de compresión según un
intervalo igual al doble del paso P;
- unas barras oblicuas de tracción, de menor
longitud, uniendo cada una la parte superior de una barra de
compresión al armazón inferior, en un punto situado a un paso P
delante de la base de esta barra de compresión;
- otras barras oblicuas de tracción de mayor
longitud, uniendo cada una la parte superior de una barra de
compresión al armazón inferior, en un punto situados a dos pasos P
delante de la base de esta barra de compresión, por consiguiente a
la base de la barra de compresión siguiente.
La triangulación objeto de la invención se
caracteriza así por la combinación de barras de compresión más
espaciadas, por consiguiente menos numerosas y de "diagonales de
dos tipos", unas más cortas y otras más largas. Se observará
también que esta estructura se caracteriza por unos nudos de
ensamblaje particulares, a nivel del armazón superior, siendo cada
uno de estos nudos, globalmente, el punto de convergencia de una
barra de compresión, de una barra oblicua "corta" y de una
barra oblicua "larga".
Las barras de compresión aseguran la
recuperación de esfuerzos principales. Las barras de tracción
oblicuas "largas" tienen también una función de recuperación
de esfuerzos principales. En cuanto a las barras de tracción
oblicuas "cortas", éstas tienen unas funciones particulares de
recuperación de esfuerzos verticales debidos al paso del carro y de
contra-pandeo del armazón inferior.
Todas estas barras, que se trate de las barras
de compresión o de las barras de tracción oblicuas "cortas" y
"largas", están realizadas con preferencia en tubos de sección
circular u ovala, con unas extremidades aplanadas y recortadas para
la realización de los nudos de ensamblaje. En particular, para la
realización de los nudos de ensamblaje superiores que constituyen
puntos de convergencia de los tres tipos de barras de triangulación,
es ventajosamente previsto que:
- las barras de compresión comprendan una
extremidad superior aplanada y recortada, con una arista superior
rectilínea y paralela al eje longitudinal del armazón superior, y
soldada sobre este armazón;
- las barras de tracción oblicuas de mayor
longitud comprenden una extremidad superior aplanada y recortada,
con una arista superior rectilínea al eje longitudinal del armazón
superior, y soldada sobre este armazón, teniendo también la
extremidad superior aplanada de estas barras una arista posterior
sensiblemente vertical viniendo contra una arista correspondiente
anterior de la extremidad superior aplanada de una barra de
compresión, y estando estas dos aristas soldadas una a otra;
- las barras de tracción oblicuas de menor
longitud comprenden una extremidad superior aplanada y recortada,
que vienen a sobreponer las extremidades superiores aplanadas
adyacentes de una barra de compresión y de una barra de tracción
oblicua de mayor longitud, estando soldado el perímetro de la
extremidad superior aplanada de cada barra de tracción oblicua de
menor longitud sobre las extremidades superiores aplanadas de las
otras barras, que
sobrepone.
sobrepone.
Según una forma de realización particular de
esta triangulación, las fibras neutras respectivas de las barras de
compresión, y de las barras de tracción oblicuas de mayor longitud,
son concurrentes entre ellas, en unos puntos situados en un plano
horizontal conteniendo la fibra neutra del armazón superior.
En el caso de una viga o de un elemento de pluma
de sección triangular, las fibras neutras respectivas de las barras
de compresión, y de las barras de tracción oblicuas de mayor
longitud, perteneciendo a las dos caras laterales, son todas
concurrentes entre ellas en unos puntos situados en un plano
vertical conteniendo la fibra neutra del armazón superior.
Siempre en el caso de un elemento de pluma de
sección triangular, las fibras neutras respectivas de las barras de
tracción oblicuas de menor longitud, perteneciendo a las dos caras
laterales, son ellas también concurrentes entre ellas en unos
puntos situados en el plano vertical conteniendo la fibra neutra del
armazón superior.
En conjunto, se obtiene así una triangulación
lateral de elemento de pluma para grúa de torre que proporciona:
- una reducción del número de piezas
constitutivas para la fabricación del elemento de pluma;
- una ganancia de peso de este elemento de
pluma, ocasionando una reducción del lastre de la contrapluma y de
la estructura misma de la contrapluma;
- una disminución de superficie lateral
resistente al viento para el elemento de pluma, que ocasiona una
reducción de la superficie compensadora del viento para la
contrapluma.
El conjunto de estas ventajas proporciona una
ganancia económica apreciable, tanto en la fabricación de los
elementos de pluma y de la grúa, como en la explotación de esta
grúa, especialmente durante el montaje en la obra.
La invención se entenderá mejor mediante la
descripción a continuación, haciendo referencia al dibujo
esquemático anexo que representa, a título de ejemplo no
limitativo, una forma de ejecución de esta triangulación, aplicada
a un elemento de pluma para grúa de torre:
Figura 1 (ya mencionada) es una vista en
perspectiva de un trozo de elemento de pluma, con triangulación
según el estado de la técnica;
Figura 2 es una vista de lado del elemento de
pluma con esta triangulación del estado de la técnica;
Figura 3 es una vista de lado de un elemento de
pluma con triangulación según la invención;
Figura 4 es una vista en perspectiva de un trozo
del elemento de pluma con triangulación según la invención;
Figura 5 es una vista en perspectiva, a mayor
escala, mostrando el detalle de un nudo de ensamblaje superior de
la triangulación según la invención;
Figura 6 es una vista de lado de este nudo de
ensamblaje;
Figura 7 es una vista en sección transversal de
la parte superior del elemento de pluma con triangulación según la
invención.
La figura 1 recuerda el principio de una
triangulación conocida, sobre un trozo de un elemento de pluma de
una grúa de torre. A título complementario, la figura 2 muestra el
elemento de pluma completo, designado por 13, realizado con esta
triangulación que se repite según el paso P, sobre toda la longitud
del elemento de pluma 13. Siendo una vista de lado, esta figura 2
muestra especialmente la triangulación lateral del elemento de
pluma 13, con sus barras sensiblemente verticales y sus barras
oblicuas.
A título comparativo, la figura 3 muestra un
elemento de pluma 13 realizado, en lo que se refiere a sus dos
caras laterales, con una triangulación según la invención,
representada también en perspectiva (para un trozo de este elemento
de pluma) en la figura 4.
Tratándose de un elemento de pluma 13 de sección
triangular, se considera aquí, muy especialmente, la triangulación
de una u otra de las dos caras laterales, definidas por el armazón
superior 2 y por uno de los dos armazones inferiores 3.
La triangulación lateral comprende unas barras
de compresión 14, sensiblemente verticales, que unen cada una un
punto 15 del armazón superior a un punto 16 del armazón inferior 3.
Las barras de compresión 14 se suceden según un intervalo regular
2P, igual al doble del paso P predefinido.
La triangulación lateral comprende también unas
barras de tracción 17, oblicuas, que unen cada una la parte
superior 15 de una barra de compresión 14 a un punto 18 del armazón
inferior 3, situándose el punto 18 a un paso P delante de la base
16 de esta misma barra de compresión 14.
Finalmente, la triangulación comprende otras
barras de tracción 19, oblicuas, y de longitud mayor que las
precedentes. Cada barra de tracción 19 une la parte superior 15 de
una barra de compresión 14 a un punto 20 del armazón inferior 3 que
se sitúa a dos pasos P delante de la base 16 de esta misma barra de
compresión 14, por consiguiente a nivel de la base de la barra de
compresión 14 siguiente.
Resulta, de la descripción precedente, que la
parte superior 15 de cada barra de compresión 14 constituye un nudo
de ensamblaje superior, donde convergen (para la cara lateral del
elemento de pluma 13) una barra de compresión 14, una barra de
tracción oblicua 17 de menor longitud y una barra de tracción
oblicua 19 de mayor longitud, y donde estas tres barras 14, 17, 19
están también unidas, directamente o indirectamente, al armazón
superior 2. En lo que se refiere a la cara inferior horizontal del
elemento de pluma 13, ésta está realizada de manera tradicional,
con unos travesaños 8, 9, 10 regularmente espaciado según el paso P,
y con unas barras diagonales alternadas 11, 12.
Refiriéndose a las figuras siguientes 5, 6 y 7,
se describirá ahora, en el caso de una forma preferencial, unos
detalles de la triangulación lateral, refiriéndose especialmente al
nudo de ensamblaje superior 15.
Los diferentes tipos de barras 14, 17 y 19 están
todas constituidas por unos tubos de sección circular, cuyas
extremidades están aplanadas, y recortadas según un contorno
adaptado, para realizar los nudos de ensamblajes. En particular,
las extremidades superiores de las barras de compresión 14, de las
barras de tracción oblicuas 17 de menor longitud, y barras de
tracción oblicuas 19 de mayor longitud, son extremidades aplanadas y
recortadas designadas respectivamente por 21, 22 y 23, adaptadas
para la realización de los nudos de ensamblaje superiores 15.
La extremidad superior aplanada 21 de cada barra
de compresión 14, que presenta una forma general rectangular o
paralelogramo, tiene en particular una arista superior 24 rectilínea
y paralela al eje longitudinal A del armazón superior 2, aquí
tubular. Esta arista 24 está soldada sobre el armazón superior 2,
según una generatriz de este armazón 2.
La extremidad superior aplanada 23 de cada barra
de tracción oblicua 19 de mayor longitud presenta una forma general
pentagonal, y tiene en particular una arista superior 25 rectilínea,
y una arista posterior 26 rectilínea. La arista superior 25,
paralela al eje longitudinal A del armazón superior 2, está soldada
sobre este armazón 2, según una generatriz de ésta, en la
prolongación del cordón de soldadura de la arista superior 24 de la
extremidad superior aplanada de la barra de compresión 14. El arista
posterior 26, sensiblemente vertical, viene a colocarse contra la
arista 27 de la extremidad superior aplanada 21 de la barra de
compresión 14. Las dos aristas adyacentes 26 y 27 están soldadas
una a la otra.
La extremidad superior aplanada 22 de cada barra
de tracción oblicua 17 de menor longitud, que presenta una forma
general rectangular, está aplicada exteriormente contra las
extremidades superiores aplanadas 21 y 23 adyacentes de una barra
de compresión 14 y de una barra de tracción oblicua 19 de mayor
longitud, de manera a sobreponer estas dos extremidades aplanadas
21 y 23. El perímetro 28 de la extremidad superior aplanada 22 de
la barra de tracción oblicua 17 está soldado sobre las extremidades
aplanadas 21 y 23 de las otras barras 14 y 19.
Finalmente, refiriéndose a las figuras 6 y 7, se
dan unas precisiones complementarias, en lo que se refiere a las
fibras neutras de las diversas barras 14, 17, 19 de la triangulación
lateral del elemento de pluma 13.
Se considera primero, en cada cara lateral del
elemento de pluma 13, la fibra neutra 29 de una barra de compresión
14, y la fibra neutra 30 de la barra de tracción oblicua 19 de mayor
longitud que le está asociada. Las dos fibras neutras 29 y 30 son
concurrentes entre ellas, en un punto 31 situado en un plano
horizontal P1 que contiene la fibra neutra del armazón superior 2,
confundida aquí con el eje longitudinal A de este armazón superior
2.
Considerando ahora las barras simétricas
perteneciendo a las dos caras laterales del elemento de pluma 13
respectivamente, las fibras neutras 29, 30 respectivas de las barras
de compresión 14, y de las barras de tracción oblicuas 19 de mayor
longitud, son todas concurrentes entre ellas en unos puntos 33
situados en el plano vertical P2 conteniendo la fibra neutra (eje
A) del armazón superior 2. De manera análoga, las fibras neutras
respectivas 32 de las barras de tracción oblicuas 17 de menos
longitud, perteneciendo a las dos caras laterales del elemento de
pluma 13, son concurrentes en unos puntos situados en el plano
vertical P2 conteniendo la fibra neutra (eje A) del armazón
superior 2.
Se ha demostrado, por cálculo, que la
triangulación lateral, precedentemente descrita, constituye una
solución ventajosa en términos de aligeramiento, en particular para
unos elementos de pluma de relativamente gran altura, por ejemplo
para elementos de pluma de altura superior a aproximadamente un
metro.
En consecuencia de lo que antecede, la
triangulación lateral objeto de la invención es especialmente
aplicable a la realización de la pluma de una grúa de torre sin
cabeza de mástil, esto no excluyendo su aplicación a grúas de torre
con cabeza de mástil con función de portapluma, en particular para
las partes en voladizo de las plumas de grúas con porta pluma.
No se apartaría del marco de la invención, tal
como definido en las reivindicaciones anexas:
- realizando la triangulación con unas barras de
cualquier tipo, por ejemplo barras tubulares de sección ovala o
rectangular, o barras angulares, o también barras planas, pudiendo
ser estas barras de sección constante o de sección variable en su
longitud;
- modificando detalles constructivos, tales como
los del nudo de ensamblaje superior;
- realizando modificaciones dimensionales por
ejemplo adelantando o atrasando la posición del nudo de ensamblaje
superior;
- modificando las posiciones de los puntos de
concurrencia de las fibras neutras;
- aplicando la misma triangulación a las caras
laterales de elementos de pluma de otra sección que triangular, por
ejemplo de sección rectangular o trapezoidal;
- aplicando esta triangulación a elementos de
contrapluma para grúa de torre, o también a otras vigas o elementos
de vigas de celosía.
Claims (6)
1. Triangulación de una viga de celosía,
especialmente de un elemento de pluma (13) de celosía, o de un
elemento de contrapluma de celosía, de una grúa de torre,
caracterizada porque comprende, por una cara lateral de
dicha viga o de dicho elemento (13) de celosía definida por un
armazón superior (2) y un armazón inferior (3), y dividido
longitudinalmente según un paso (P) predefinido:
- unas barras de compresión (14), sensiblemente
perpendiculares a los armazones (2, 3), y uniendo cada una el
armazón superior (2) al armazón inferior (3), sucediéndose estas
barras de compresión (14) según un intervalo (2P) igual al doble
del paso (P);
- unas barras oblicuas de tracción (17), de
menor longitud, uniendo cada una la parte superior (15) de una
barra de compresión (14) al armazón inferior (3), en un punto (18)
situado a un paso (P) delante de la base de esta barra de
compresión (14);
- otras barras oblicuas de tracción (19), de
mayor longitud, uniendo cada una la parte superior de una barra de
compresión (14) al armazón inferior (3), en un punto (20) situado a
dos pasos (P) delante de la base (16) de esta barra de compresión
(14) por consiguiente hacia la base de la barra de compresión (14)
siguiente.
2. Triangulación según la reivindicación 1,
caracterizada porque las barras de compresión (14), y las
barras de tracción oblicuas "cortas" (17) y "largas"
(19), están realizadas en tubos de sección circular u ovala, con
unas extremidades aplanadas y recortadas (21, 22, 23) para la
realización de los nudos de ensamblaje (15).
3. Triangulación según la reivindicación 2,
caracterizada porque, para la realización de los nudos de
ensamblaje superiores (15):
- las barras de compresión (14) comprenden una
extremidad superior aplanada y recortada (21), con una arista
superior (24) rectilínea y paralela al eje longitudinal (A) del
armazón superior (2), y soldada sobre este armazón (2);
- las barras de tracción oblicuas (19) de mayor
longitud comprenden una extremidad superior aplanada y recortada
(23), con una arista superior (25) rectilínea y paralela al eje
longitudinal (A) del armazón superior (2), y soldada sobre este
armazón (2), la extremidad superior aplanada (23) de estas barras
(19) tienen también una arista posterior (26) sensiblemente
vertical viniendo contra una arista correspondiente anterior (27)
de la extremidad superior aplanada (21) de una barra de compresión
(14), y estas dos aristas (26, 27) están soldadas una a otra;
- las barras de tracción oblicuas (17) de menor
longitud tienen una extremidad superior aplanada y recortada (22)
que viene a sobreponerse sobre las extremidades superiores aplanadas
(21, 23) adyacentes de una barra de compresión (14) y de una barra
de tracción oblicua (19) de mayor longitud, el perímetro (28) de la
extremidad superior aplanada (22) de cada barra oblicua (17) de
menor longitud está soldado sobre las extremidades superiores
aplanadas (21, 23) de las otras barras (14, 19) que sobrepone.
4. Triangulación según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque las fibras
neutras respectivas (29, 30) de las barras de compresión (14), y de
las barras de tracción oblicuas (19) de mayor longitud, son
concurrentes entre ellas, en unos puntos (31) situados en un plano
horizontal (P1) conteniendo la fibra neutra (A) del armazón
superior (2).
5. Triangulación según la reivindicación 4,
caracterizada porque, en el caso de una viga o de un elemento
de pluma (13) de sección triangular, las fibras neutras respectivas
(29, 30) de las barras de compresión (14), y de las barras de
tracción oblicuas (19) de mayor longitud, perteneciendo a las dos
caras laterales, son todas concurrentes entre ellas en unos puntos
(33) situados en un plano vertical (P2) conteniendo la fibra neutra
(A) del armazón superior (2).
6. Triangulación según la reivindicación 5,
caracterizada porque las fibras neutras respectivas (32) de
las barras de tracción oblicuas (17) de menor longitud,
perteneciendo a las dos caras laterales, son ellas también
concurrentes en unos puntos situados en el plano vertical (P2)
conteniendo la fibra neutra (A) del armazón superior (2).
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR0204738 | 2002-04-16 | ||
| FR0204738A FR2838416B1 (fr) | 2002-04-16 | 2002-04-16 | Triangulation d'une poutre en treillis, notamment d'un element de fleche pour grue a tour |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2275073T3 true ES2275073T3 (es) | 2007-06-01 |
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| EP (1) | EP1354841B1 (es) |
| JP (1) | JP4243510B2 (es) |
| KR (1) | KR100925808B1 (es) |
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