ES2303432A1 - Sistema de medicion de cargas en pretensados de hormigon. - Google Patents

Abstract

Se describe un sistema de medición de cargas en pretensados de hormigón, diseñado para mantener una monitorización continuada de las varillas metálicas (7) de hierro corrugado incorporadas por los pretensados durante la fabricación de los mismos, a efectos de detectar y evaluar cualquier eventual rotura que pudiera producirse en cualquiera de dichas varillas (7) motivada por las tensiones que afectan a las mismas durante el fraguado del hormigón. El sistema prevé la implementación de una placa (1, 2) en que se montan una pluralidad de células de carga (3), tantas como varillas del pretensado, contra las que se apoyan elementos retenedores que sujetan una porción extrema de cada varilla y que la mantienen bajo una determinada tensión. La evaluación de las magnitudes eléctricas generadas por dichas células de carga (3) permiten determinar si las varillas (7) se mantienen intactas o si alguna (s) de ellas ha (n) experimentado rotura.

Description

Sistema de medición de cargas en pretensados de hormigón.

Objeto de la invención

La presente invención se refiere a un sistema de medición de cargas en pretensados de hormigón, que aporta esenciales características de novedad y notables ventajas con respecto a los medios conocidos y utilizados para los mismos fines en el estado actual de la técnica.

Más en particular, la invención propone el desarrollo de un sistema que aplicado a las varillas metálicas internas de las incorporadas por las estructuras de hormigón pretensado, permite monitorizar la carga o tensión instantánea de cada una de dichas varillas durante el tiempo en el que se realiza la fabricación y el fraguado de dicho pretensado, con vistas a la detección de cualquier rotura eventual que por efecto del fraguado pudiera producirse en una o más de las varillas metálicas interiores mediante la caída brusca de la carga o tensión de dichas varillas, detectada por el sistema y puesta de manifiesto por los medios de monitorización externos a los que se encuentran eléctricamente conectadas células de carga a través de las cuales se mantiene el efecto de la tensión sobre tales varillas metálicas.

El campo de aplicación de la invención se encuentra comprendido dentro del amplio sector industrial dedicado a la fabricación de pretensados de hormigón con destino a su incorporación en obras públicas o privadas.

Antecedentes de la invención

La fabricación de los pretensados de hormigón se realiza convencionalmente con la ayuda de moldes en los que, previa colocación y distribución de las varillas metálicas, o varillas de hierro corrugado extendidas a la longitud completa de la viga o pretensado, se vierte a continuación el hormigón quedando tales varillas metálicas incorporadas en el producto de hormigón que rellena dimensionalmente el molde y que va a dar lugar posteriormente al pretensado que se desee. La combinación del hormigón con las varillas metálicas internas, va a dar lugar a un pretensado que muestra unas características de resistencia estructural acordes con la aplicación a la que se destina.

Aunque los principios de fabricación de un elemento de este tipo son simples, los expertos en la materia son conocedores de que en la práctica se presentan, con una cierta frecuencia, algunos inconvenientes derivados del hecho de que, durante el fraguado del hormigón, las tensiones que se desarrollan interiormente pueden llegar a romper una o más de dichas varillas metálicas, con lo que el pretensado final obtenido no reúne las características preconcebidos, y constituye por tanto una estructura debilitada en mayor o menor medida, que puede dar lugar a otros problemas posteriores en caso de que se utilice en la construcción de algún tipo de obra.

Los inventores de la presente invención no tienen conocimiento de que, hasta la fecha, se disponga de algún tipo e medio que permita conocer, de forma inmediata y fiable, si los hierros interiores de un pretensado de hormigón se conservan intactos tras el fraguado del hormigón, o si, por el contrario, uno o más de ellos han experimentado algún tipo de rotura.

Es por ello que la presente invención se ha propuesto como objetivo principal el desarrollo y creación de un sistema que permita conocer el estado de las varillas o hierros interiores de un pretensado de hormigón, de forma simple y con garantías de efectividad en las mediciones y comprobaciones realizadas.

Este objetivo ha sido plenamente alcanzado mediante el sistema de medición de cargas que va a ser objeto de descripción en lo que sigue, y cuyas características principales se encuentran recogidas en la parte caracterizadora de la reivindicación 1 que sigue.

En esencia, el sistema propuesto por la invención consiste en la aplicación a un pretensado que se está elaborando, de medios que están midiendo, de manera continuada, la tensión a la que se encuentra sometida cada una de las varillas metálicas que incorpora el pretensado, siendo monitorizadas permanentemente todas las varillas, de tal modo que cuando se vierte el hormigón en el molde y se produce el fraguado del mismo, la rotura de cualquiera de las varillas como consecuencia de los esfuerzos acumulados sobre las mismas, provocará una caída brusca de la tensión a la que se estaba(s) sometida(s) esa(s) varilla(s) que ha(n) experimentado la rotura, siendo la situación detectada de forma rápida y simple con la ayuda de un dispositivo externo tal como un ordenador o similar en el que se ha instalado un programa desarrollado específicamente para tal aplicación.

La implementación del sistema propuesto por la invención incluye la provisión de una placa que constituye el extremo de cierre del molde, en la que se ha previsto la incorporación de una multiplicidad de células de carga, una por cada varilla metálica del pretensado, contra las que apoyan directamente otros tantos elementos retenedores, conformados a modo de cilindros que abrazan a las mencionadas varillas, con los que se ejerce la tracción sobre éstas para mantenerlas tensadas, y mediante los que se transfiere la intensidad de carga derivada de esa tensión, a cada una de las células de carga respectivas. Las distintas células están conectadas eléctricamente al ordenador externo con el que se realiza el monitoreo.

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Como se comprenderá, con un sistema del tipo mencionado en lo que antecede, la monitorización y comprobación constante del estado de integridad de todas las varillas que incorpora el pretensado, es automática, instantánea y simple de realizar, con la particularidad adicional de que la presentación al usuario es igualmente instantánea, simple y fácil de interpretar de manera correcta.

Breve descripción de los dibujos

Estas y otras características y ventajas de la invención, se pondrán más claramente de manifiesto a partir de la descripción detallada que sigue de una forma preferida de realización, dada únicamente a título de ejemplo ilustrativo y no limitativo, con referencia a los dibujos que se acompañan, en los que:

La Figura 1 es una vista esquemática, en perspectiva, de un despiece en el que aparecen los diversos componentes que integran la citada placa extrema de medición;

La Figura 2 ilustra una vista esquemática de la placa extrema de la Figura 1, debidamente ensamblada, y

La Figura 3 es una representación ilustrativa del sistema de la invención en estado operativo.

Descripción de una forma de realización preferida

Tal y como se ha indicado en lo que antecede, la descripción detallada de la forma de realización preferida de la invención va a ser llevada a cabo en lo que sigue con la ayuda de los dibujos anexos, a través de los cuales se utilizan referencias numéricas iguales para designar las partes idénticas o equivalentes. Así, atendiendo en primer lugar a la Figura 1 de los dibujos, se puede apreciar la representación en perspectiva de un despiece realizado en una placa extrema del tipo de las utilizadas por el sistema de la invención, a efectos de que puedan apreciarse los distintos componentes que la integran. Según se aprecia, la placa extrema es de concepción simple, y consta de un número reducido de elementos entre los que se distingue una semi-placa externa 1, una semi-placa interna 2, y una multiplicidad de sensores materializados por células de carga 3.

La semi-placa externa 1 presenta una serie de orificios pasantes 4, realizados en posiciones previamente determinadas en coincidencia con las posiciones respectivas de las varillas metálicas que han de ser usadas en la fabricación del pretensado de hormigón, siendo estos orificios 4 de unas dimensiones apropiadas para admitir la inserción de, y albergar a, otros tantos sensores de carga 3, los cuales son a su vez de una configuración y unas dimensiones tales que ajustan en el interior de dichos orificios, y que aparecen ligeramente por la cara vista de esta semi-placa 1. Según se aprecia, cada uno de los sensores 3 presentan asimismo un orificio axial pasante 3a dimensionado en concordancia con el diámetro de las varillas metálicas del pretensado (no representadas), a las que han de dejar pasar a su través.

Por su parte, la semi-placa interna 2, presenta una multiplicidad de asientos 5 rebajados superficialmente en la entrecara de dicha semi-placa interna 2, con diámetros apropiados para admitir la inserción y asiento de un sensor 3 en cada uno de ellos, y con un orificio pasante 5a centrado en cada asiento, asimismo de diámetro apropiado para dejar pasar a su través una varilla metálica del pretensado (no representada), y por tanto en una posición tal que se enfrenta al orificio 3a del sensor de carga 3 respectivo que reciba.

En la Figura puede apreciarse además que la semi-placa externa 1 posee una embocadura 6 emergente desde uno de sus cantos, con un orificio axial interno destinado a admitir el paso de los cables eléctricos necesarios para la conexión de los sensores 3 con el medio de monitorización externo (no representado); también, en posición intermedia entre dichas semi-placas 1, 2, se aprecia la representación de elementos de conexión 7' que podrán ser cualesquiera de tipo convencional (cintas planas, placas de circuito de cualquier tipo, ..., etc), mediante los se recogen las señales eléctricas generadas por los sensores y se dirigen al medio de monitorización externo mediante el cable que accede al exterior a través de la embocadura 6.

Como se ha dicho anteriormente, la concepción de la placa en base a la cual se estructura el sistema, es simple aunque de gran eficacia. El ensamblaje de los distintos elementos permite que la placa montada quede con un acabado final como el mostrado por la Figura 2, en la que ambas semi-placas están acopladas entre si, y los sensores 3 alojados en los orificios 4 de la semi-placa externa 1, son levísimamente sobresalientes y perfectamente visibles como se ha dicho en lo que antecede.

Si se atiende ahora a la representación de la Figura 3, se puede apreciar la placa de implementación del sistema en su condición operativa. Según se aprecia, el conjunto de placa ensamblada de la Figura 2 está ahora aplicada a una a la elaboración de un pretensado para el que se ha previsto la utilización de un número de varillas metálicas 7 que, como se ha dicho, están extendidas en la dirección longitudinal del pretensado y afectan a la longitud completa del mismo. Por el extremo proximal, en el que aparece situada dicha placa, las varillas están sujetas por medio de retenedores 8 con los que se mantienen tensadas, después de pasar sus porciones extremas a través de los orificios 5a de la semi-placa interna 2, a través de los sensores 3, y ser abrazados dichos extremos finalmente por los mencionados retenedores 8. Estos retenedores 8 están apoyados directamente sobre los elementos sensores (células de carga), de manera que estos últimos, en virtud de la carga que soportan, están enviando la información pertinente al medio de monitorización externo (preferentemente, un ordenador como se ha dicho anteriormente, el cual no ha sido representado en la Figura por no formar parte de la invención). Con el sistema así constituido, y con la placa extrema así aplicada contra el extremo proximal del molde de fabricación del pretensado, manteniendo la tensión de las distintas varillas 7, se procederá a rellenar de hormigón dicho molde, y al posterior fraguado del mismo. Puesto que el media de monitorización externo ha detectado y memorizado la tensión de partida existente en cada una de las varillas 7, en caso de rotura de cualquiera de éstas se detectará mediante el sensor 3 correspondiente una caída brusca de la carga derivada de dicha tensión, lo que es detectado e interpretado de forma inmediata por el dispositivo de monitorización externo (no representado), y presentada al usuario la información pertinente.

Como puede apreciarse, el sistema de la invención es altamente eficaz a pesar de la sencillez y simplicidad con la que ha sido concebido, y constituye una vía realmente eficiente para la detección de roturas internas en pretensados de hormigón que pudieran comprometer el comportamiento práctico de los mismos.

No se considera necesario hacer más extenso el contenido de esta descripción para que un experto en la materia pueda comprender su alcance y las ventajas derivadas de la invención, así como desarrollar y llevar a la práctica el objeto de la misma.

No obstante, debe entenderse que la invención ha sido descrita según una realización preferida de la misma, por lo que puede ser susceptible de modificaciones sin que ello suponga alteración alguna del fundamento de dicha invención, pudiendo afectar tales modificaciones a la forma, al tamaño y/o a los materiales de fabricación.

Claims (3)

1. Sistema de medición de cargas en pretensados de hormigón, mediante el que se realiza una monitorización constante del pretensado de hormigón durante el fraguado de éste a efectos de detectar de forma rápida cualquier rotura eventual de alguna(s) de las varillas metálicas, caracterizado porque comprende la implementación de una placa extrema destinada a ser aplicada a un extremo del molde durante la fabricación y fraguado del hormigón del pretensado, para mantener cada una de las varillas (7) del pretensado bajo una tensión predeterminada, estando dicha placa extrema constituida por dos semi-placas (1, 2) concebidas y diseñadas para ser acopladas mutuamente entre sí, de las que una semi-placa externa (1) presenta una multiplicidad de orificios pasantes (4) distribuidos por la misma en posiciones preestablecidas en coincidencia con las posiciones respectivas de las varillas metálicas (7) incorporadas en el pretensado, estando dichos orificios (4) dimensionados en correspondencia con elementos sensores (3), en particular células de carga, construidas para su alojamiento en el interior de los mencionados orificios de manera que sobresalen ligeramente respecto al plano superficial de la cara vista de dicha semi-placa (1), y de las que una semi-placa interna (2) presenta una multiplicidad de asientos (5) constituidos por rebajes superficiales respectivos, dimensionados de modo que constituyen asientos para cada una de las células de carga (3), contando cada asiento con un orificio pasante (5a) en posición centrada y en posición correspondientemente enfrentada con orificios pasantes axiales respectivos (3a) realizados en cada una de dichas células de carga (3).

2. Sistema según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende además una multiplicidad de elementos retenedores (8) diseñados para abrazar y sujetar, cada uno de ellos, una porción extrema de una varilla (7) respectiva después de pasar a través de los orificios (5a) pasantes de la semi-placa interna (2) y del orificio (3a) pasante de cada célula de carga (3) correspondiente, manteniendo cada uno de dichos elementos retenedores (8) una determinada carga o tensión sobre la correspondiente varilla (7), que es transmitida a una célula de carga (3) respectiva sobre la que apoya, y que es transformada por ésta en una magnitud eléctrica que es alimentada a un medio de monitorización externo.

3. Sistema según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque las señales eléctricas generadas por las distintas células (3) como consecuencia de la presión ejercida sobre las mismas por los respectivos elementos retenedores (8), son recogidas con medios de conexión (7') convencionales, alojados en la entrecara de ambas semi-placas (1, 2), y transferidos a dicho medio de monitorización externo mediante un cable que accede al exterior a través de una embocadura (6), con orificio central, emergente desde un canto de la semi-placa externa (1).