ES2303432B1 - Sistema de medicion de cargas en pretensados de hormigon. - Google Patents
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Abstract
Sistema de medición de cargas en pretensados de
hormigón.
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.
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.
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.
\newpage
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.
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.
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).
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- 2006-03-13 ES ES200600633A patent/ES2303432B1/es not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
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| S SUMITRO et al. "{}Elasto-magnetic sensor utilization on steel cable stress measurement"{}. The first FIB Congress Concrete Structures in the 21th century. 13-19 octubre 2002. Osaka, Japón. * |
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