ES2328663T3 - Dispositivo de anclaje deslizante mejorado. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de anclaje deslizante (10) para su introducción en un orificio, presentando una barra de anclaje (12), sobre la cual está previsto un elemento de control deslizante (14) con una abertura pasante (18), a través de la cual se extiende la barra de anclaje (12), comprendiendo el elemento de control deslizante (14) una caja de cuerpo deslizante (16; 16'') que presenta por lo menos una entalladura (20) para alojar un cuerpo deslizante (22) que está en contacto con la superficie lateral de la barra de anclaje (12), caracterizado porque - cada entalladura (20) destinada al alojamiento de un cuerpo deslizante (22) está dispuesta en la caja de cuerpo deslizante (16; 16'') de manera tangencial en relación con la superficie lateral de la barra de anclaje (12), - la superficie envolvente lateral de cada entalladura (20) sobresale una dimensión predefinida en la sección transversal libre de la abertura pasante (18), y - cada cuerpo deslizante (22) ocupa la sección transversal de la entalladura (20) asociada con el mismo.
Description
Dispositivo de anclaje deslizante mejorado.
La presente invención se refiere a un
dispositivo de anclaje deslizante para su introducción en un
orificio, presentando el dispositivo de anclaje deslizante una
barra de anclaje, sobre la cual está dispuesto un elemento de
control de deslizamiento con una abertura pasante, a través de la
cual se extiende la barra de anclaje, y comprendiendo el elemento
de control de deslizamiento una jaula de cuerpo deslizante con por
lo menos una entalladura para el alojamiento de un cuerpo
deslizante que está en contacto con la superficie lateral de la
barra de anclaje deslizante. Un dispositivo de anclaje de este tipo
se conoce por el documento WO 2006/034208 A1.
Los dispositivos de anclaje deslizantes
pertenecen al grupo de los denominados bulones de anclaje. Los
bulones de anclaje se utilizan en la minería, en la construcción de
túneles y en las obras especiales de canales, caminos y puertos,
para estabilizar la pared de una galería o de un túnel. Para ello,
se practica, desde la galería o el túnel, un orificio en la roca
cuya longitud está comprendida usualmente entre dos y doce metros.
En este orificio, se introduce entonces un bulón de anclaje con una
longitud correspondiente, cuya zona final se sujeta en el orificio
de manera duradera con mortero, con adhesivos de resina sintética
especiales o mediante tornapuntado mecánico. En el extremo del
anclaje que sobresale del orificio se coloca, normalmente, una placa
de anclaje, la cual es tensada con una rosca contra la pared de la
galería o del túnel. De esta manera, se puede introducir en capas
de roca más profundas cargas que actúan en la zona de la pared de la
galería o del túnel. Dicho de otra manera, con la ayuda de bulones
de anclaje de este tipo se suman a la transmisión de carga capas de
roca más alejadas de la pared, para minimizar el peligro de un
derrumbe de la galería o del túnel.
Los bulones de anclaje convencionales pueden, en
su concepción constructiva, transmitir una carga máxima
correspondiente y se rompen al superarse dicha carga (la llamada
carga de rotura). Con el fin de evitar, en la medida de lo posible,
un fallo total de este tipo, desencadenado por ejemplo por
desplazamientos de rocas, de un bulón de anclaje colocado, se han
desarrollado los denominados dispositivos de anclaje deslizantes,
los cuales, en caso de superación de una carga predeterminada,
ceden de una forma definida, es decir que pueden aumentar su
longitud en ciertos límites, con el fin de formar una tensión que
actúa en la roca hasta una medida que puede ser transmitida todavía
por el anclaje. En los dispositivos de anclaje deslizantes de este
tipo es deseable que la fuerza, que cede de forma definida el
dispositivo de anclaje deslizante, se pueda ajustar con la mayor
precisión posible oscile también lo menos posible durante la
relajación con el fin de hacer posible, por un lado, una concepción
constructiva exacta del bulón de anclaje y, por el otro, poder
realizar un comportamiento predecible lo mejor posible durante el
funcionamiento. La denominada fuerza de desencolado, es decir la
fuerza a partir de cuya superación el dispositivo de anclaje
deslizante cede de forma definida, debe tener precisión de
repetición para que la carga del dispositivo de anclaje deslizante
no varíe de forma incontrolada en el transcurso de diferentes
fases, situadas temporalmente una tras otra, de una relajación
definida de este tipo.
La invención se plantea el problema de
proporcionar un dispositivo de anclaje deslizante mejorado a este
respecto. Partiendo de los dispositivos de anclaje deslizantes
conocidos, mencionados anteriormente, este problema se resuelve
según la invención gracias a que cada entalladura para el
alojamiento de un cuerpo deslizante está dispuesta en la jaula de
cuerpo deslizante tangencialmente en relación con la superficie
lateral de la barra de anclaje, a que además la superficie
envolvente lateral de cada entalladura sobresale una dimensión
predefinida en la sección transversal libre de la abertura pasante,
y a que, finalmente, cada cuerpo deslizante llena la sección
transversal de la entalladura a él asignada. Con el concepto
"tangencialmente en relación con la superficie lateral de la
barra de anclaje" no se hace referencia en el presente caso a
ninguna tangencialidad exacta en el sentido matemático, en la cual
la superficie envolvente lateral de la entalladura sería tangencial
únicamente a la superficie lateral de la barra de anclaje, sino que
se hace referencia a una disposición, esencialmente tangencial, de
las entalladuras destinadas al alojamiento de cuerpos deslizantes
con respecto a la superficie lateral de la barra de anclaje, en la
cual el eje longitudinal central de la barra de anclaje de cada
entalladura está dispuesto curvado con respecto al eje longitudinal
central de la barra de anclaje, pudiendo ser, aunque no tengan
porque serlo, en una proyección del eje longitudinal central de la
barra de anclaje y del eje longitudinal central de una escotadura
cualquiera para el alojamiento de un cuerpo de deslizamiento estos
dos ejes ortogonales entre sí. El eje longitudinal central de una
entalladura para el alojamiento de un cuerpo deslizante puede estar
situado, según esto, en un plano, que corta el eje longitudinal
central de la barra de anclaje formando un ángulo recto (entonces
los ejes en cuestión son ortogonales entre sí en la proyección
descrita), si bien puede estar también en un plano inclinado con
respecto al eje longitudinal central de la barra de anclaje.
La estructuración según la invención de un
dispositivo de anclaje deslizante tiene una serie de ventajas.
Gracias a que la superficie envolvente lateral de cada entalladura,
prevista para el alojamiento de un cuerpo deslizante en la jaula de
cuerpo deslizante, sobresale una medida definida en la sección
transversal libre de la abertura pasante del elemento de control de
deslizamiento, se puede ajustar previamente con precisión, con la
ayuda de esta medida, la fuerza de enclavamiento, con la cual el o
los cuerpos deslizantes sujetan la barra de anclaje que se extiende
a través de la abertura pasante. Además, esta fuerza de
enclavamiento, ajustada una vez, se puede conseguir también con
precisión de repetición tras un único proceso de avance, dado que
cada cuerpo deslizante llena, salvo tolerancias usuales, la sección
transversal de la entalladura a él asignada, de manera que la
medida predefinida, con la cual cada cuerpo deslizante sobresale en
la sección transversal libre de la abertura pasante, no varía
durante el funcionamiento del dispositivo de anclaje deslizante, en
especial tampoco cuando durante el funcionamiento se producen varias
fases de deslizamiento, separadas temporalmente, de la barra de
anclaje. Finalmente, se ha solucionado de manera ventajosa la
transmisión de fuerza entre la barra de anclaje, en su caso
deslizante, y el elemento de control de deslizamiento dado que,
debido al cuerpo deslizante que llena la sección transversal de las
entalladuras, no se produce deformación de material en los cuerpos
deslizantes y en la jaula de cuerpo deslizante, sino únicamente en
la barra de anclaje. Condición previa, para ello, es naturalmente
que - como con anterioridad en el estado de la técnica citado - la
dureza del material de los cuerpos deslizantes sea mayor que la de
la barra de anclaje.
Otros factores de influencia, con los cuales se
puede influir sobre la fuerza de enclavamiento y de desencolado,
son la forma del o de los cuerpos deslizantes y de la jaula de
cuerpo deslizante, el número de cuerpos deslizantes, el tipo de su
superficie que está en contacto con la barra de anclaje, los
emparejamientos de material entre cuerpo deslizante y barra de
anclaje así como entre cuerpo deslizante y jaula de cuerpo
deslizante, así como la forma y el tipo de la superficie de la
barra de anclaje.
El dispositivo de anclaje deslizante según la
invención funciona, básicamente, ya con una entalladura y un cuerpo
deslizante dispuesto en su interior. Preferentemente, hay en la
jaula de cuerpo deslizante, sin embargo, varias entalladuras, las
cuales están distribuidas de manera ventajosa alrededor del
perímetro de la barra de anclaje, en especial de manera uniforme
alrededor del perímetro. Mediante varias entalladuras y
correspondientemente varios cuerpos deslizantes se puede ajustar de
manera aún más exacta la fuerza de desencolado deseada, además se
pueden realizar, con varias entalladuras y cuerpos deslizantes
dispuestos en su interior, de manera sencilla unas fuerzas de
enclavamiento y de desencolado mayores. Una distribución uniforme de
la escotaduras y los cuerpos deslizantes alrededor del perímetro de
la barra de anclaje distribuye de manera más uniforme las cargas
que actúan sobre la barra de anclaje.
Cada una de las diversas entalladuras puede ser
dispuesta, en la jaula de cuerpo deslizante, en un nivel diferente,
es decir, en un plano de sección transversal en cada caso propio de
la jaula de cuerpo deslizante. Para la consecución de una forma
constructiva más compacta del elemento de control de deslizamiento
están dispuestas, sin embargo, preferentemente varias entalladuras
en el plano de sección transversal de la jaula de cuerpo
deslizante. El número de entalladuras posibles en el plano de
sección transversal depende de la dimensión de las entalladuras y
de la dimensión de la jaula de cuerpo deslizante. En una
estructuración de un dispositivo de anclaje deslizante según la
invención están dispuestas tres entalladuras en un plano de sección
transversal, si bien, en un dispositivo de anclaje deslizante
dimensionado mayor con elemento de control de deslizamiento
correspondientemente mayor, pueden ser también más de tres
entalladuras de este tipo. Además están dispuestas asimismo, bajo
el punto de vista de la consecución de una forma constructiva más
compacta y de una distribución de la carga uniforme, varias
entalladuras por grupos en diferentes planos de sección transversal
de la jaula de cuerpo deslizante. Una estructuración de este tipo
se selecciona preferentemente cuando las relaciones espaciales no
permiten una disposición del número deseado de entalladuras en un
plano de sección transversal. Por ejemplo, en otra forma de
realización del dispositivo de anclaje deslizante según la
invención, están dispuestas en cada caso tres entalladuras en dos
planos de sección transversal diferentes de la jaula de cuerpo
deslizante. Las entalladuras de los diferentes planos de sección
transversal están al mismo tiempo desplazadas, de manera ventajosa,
de tal forma angularmente unas respecto de las otras, que los
cuerpos deslizantes dispuestos en las entalladuras de uno de los
planos de sección transversal contactan con otras zonas de la
superficie lateral de la barra de anclaje que los cuerpos
deslizantes existentes en él o en los planos de sección
transversal.
En el marco de la presente invención, la forma
de los cuerpos deslizantes utilizados se puede elegir casi de
manera discrecional. Por ejemplo, los cuerpos deslizantes pueden ser
esféricos o pueden tener una forma exterior que termina
cónicamente, por ejemplo en forma de rodillo cónico. Según una forma
de realización preferida, los cuerpos deslizantes tiene una forma
cilíndrica circular, tienen por lo tanto forma de rodillo. Además,
la superficie lateral de cada cuerpo deslizante puede esta abombada,
es decir, estar abombada hacia fuera, por ejemplo a la manera de un
tonel de vino. Son posibles también cuerpos deslizantes en forma de
en forma de prisma. Se sobreentiende que la forma de las
entalladuras debe estar adaptada a los cuerpos deslizantes
utilizados por lo menos en la medida en que cada cuerpo deslizante
esté alojado en su entalladura esencialmente sin juego. Por regla
general la forma de la entalladura corresponderá a la forma del
cuerpo deslizante utilizado, es decir, un cuerpo deslizante
cilíndrico circular estará dispuesto en una entalladura cilíndrica
circular, un cuerpo deslizante cónico en una entalladura cónica,
etc., si bien la coincidencia no es
obligatoria.
obligatoria.
En el dispositivo de anclaje deslizante según la
invención, existen dos posibilidades fundamentales para la
disposición del elemento de control de deslizamiento. Una
posibilidad consiste en disponer el elemento de control de
deslizamiento sobre una sección de la barra de anclaje, la cual está
destinada a la introducción en el orificio. El tramo de
deslizamiento máximo del dispositivo de anclaje deslizante es
entonces la distancia que la barra de anclaje se extiende, más allá
del elemento de control de deslizamiento, hacia el interior del
orificio. Para que en una forma de realización de este tipo la barra
de anclaje no se suelte del elemento de control de deslizamiento,
cuando se ha recorrido el tramo de deslizamiento máximo, existe en
la forma de realización preferida, en la zona del extremo del lado
del orificio de la barra de anclaje, un elemento de tope, cuyo
diámetro es mayor que el diámetro de la abertura pasante en el
elemento de control de deslizamiento. De esta manera la barra de
anclaje no puede resbalar a través del elemento de control de
deslizamiento. Por ejemplo, el elemento de tope es una tuerca
atornillada o sujeta de otra manera sobre la sección final del lado
del orificio de la barra de anclaje. Cuando el elemento de tope,
tras recorrer el camino de deslizamiento máximo posible, choca con
el elemento de control de deslizamiento, ya no es posible una
relajación definida adicional del dispositivo de anclaje
deslizante. El dispositivo de anclaje deslizante puede ser cargado
entonces hasta su carga de rotura, resultante de la concepción
constructiva, y fallará una vez superada la misma, por ejemplo se
romperá entonces la barra de anclaje.
Con el fin de garantizar con seguridad que la
parte de la barra de anclaje que sobresale, más allá del elemento
de control de deslizamiento, en el orificio se puede, en caso
necesario, desplazar deslizándose a través del elemento de control
de deslizamiento, se extiende en forma de realización preferidas del
dispositivo de anclaje deslizante según la invención, un primer
tubo protector, que rodea la barra de anclaje concéntricamente,
desde el elemento de control de deslizamiento hasta el extremo del
lado del orificio de la barra de anclaje. De esta manera, se
impide, por un lado, a un mortero o a las resinas adhesivas
utilizadas en su caso, entrar en contacto con la barra de anclaje y
eventualmente bloquearla, es decir, de esta manera se asegura un
paso libre de la sección de la barra de anclaje rodeada por el tubo
protector a través del elemento de control de deslizamiento. El
mortero o adhesivo, el cual es introducido usualmente antes del
anclaje en el orificio, es desplazado durante la introducción del
anclaje en el orificio y una parte fluye pasando por delante del
lado exterior del primer tubo protector, de manera que en esta forma
de realización, fomentado por el primer tubo protector, sobre el
lado exterior del dispositivo de anclaje deslizante detrás del
elemento de control de deslizamiento, es decir sobre su lado
orientado hacia la boca del orificio, se forma en el orificio un
tapón realizado en material de resina sintética o del mortero
utilizado parta la fijación del anclaje. Esta tapón lleva acabo,
tras el endurecimiento del material, la función de un contrasoporte,
sobre el que se apoya el elemento de control de deslizamiento y con
ello la totalidad del anclaje. De este modo, se impide de manera
fiable que el anclaje pueda ser extraído del orificio. Un primer
tubo protector de este tipo, que rodea concéntricamente la barra de
anclaje, es sin embargo también ventajoso cuando los dispositivos de
anclaje deslizantes son enclavados mediante tornapuntado, por
ejemplo mediante la utilización de un casquillo extensible, en el
orificio, ya que el tubo protector mantiene alejado también
material rocoso suelto del tramo de deslizamiento, es decir de la
sección destinada al deslizamiento, que en caso contrario podría
actuar de forma perturbadora, y protege además el tramo de
deslizamiento de la corrosión. Preferentemente, el diámetro exterior
del primer tubo protector corresponde esencialmente al diámetro
exterior del elemento de control de deslizamiento, de manera que,
iniciándose con el elemento de control de deslizamiento hasta el
extremo del lado del orificio del dispositivo de anclaje
deslizante, resulta un diámetro exterior por lo menos
aproximadamente unitario, que facilita la introducción del
dispositivo de anclaje deslizante.
Con el fin de proteger una sección del lado de
la boca del orificio de la barra de anclaje de fuerzas de corte,
que pueden ser ejercidas por la pared del túnel o de la galería
sobre la barra de anclaje, los ejemplos de formas de realización
preferidos del dispositivo de anclaje deslizante según la invención
están dotados con un segundo tubo protector, que rodea
concéntricamente la barra de anclaje, que se extiende desde la placa
de anclaje mencionada con anterioridad, que cierra la boca del
orificio, un trozo en el interior del orificio. De forma
constructivamente ventajosa, un tubo protector de este tipo puede
estar conectado de manera fija con la placa de anclaje, por ejemplo
mediante soldadura o atornillado o mediante una formación de una
pieza con la placa de anclaje.
Para la protección de la barra de anclaje del
material de resina sintética o mortero utilizado para la fijación
del anclaje y también como protección contra la corrosión presentan
formas de realización preferidas, además un tercer tubo protector,
que rodea concéntricamente la barra de anclaje, el cual puede estar
hecho, por ejemplo, de plástico y que se extiende desde el elemento
de control de deslizamiento un trozo en la dirección del extremo de
la barra de anclaje que sobresale del orificio, es decir, en
dirección hacia la boca del orificio. De esta manera, está
asegurado también en esta zona que la barra de anclaje no se pega y
que tras superarse la fuerza de desencolado se puede desplazar de
manera controlada, es decir ampliamente independiente de influencias
perturbadoras. El tercer tubo protector puede estar formado también
por una manguera encogible en caliente o únicamente un
revestimiento, la cual o el cual se aplican sobre la sección de la
barra de anclaje que hay que proteger.
Para poder determinar desde el exterior, tras la
colocación de un dispositivo de anclaje deslizante según la
invención, cuyo elemento de control de deslizamiento se encuentra en
el orificio, si ha tenido lugar un movimiento de roca viva, es
decir si se ha producido, tras la colocación del anclaje, un
movimiento de deslizamiento de la barra de anclaje en el elemento
de control de deslizamiento debido a la superación de la fuerza de
desencolado, están dotadas formas de realización preferidas del
dispositivo de anclaje deslizante según la invención con un
dispositivo de vigilancia. Éste puede constar, en una forma
sencilla, por ejemplo de un cable de vigilancia, el cual está
tensado desde el elemento de control de deslizamiento hasta la placa
de anclaje y que, preferentemente, es accesible desde el lado
exterior de la placa de anclaje, es decir del lado de la placa de
anclaje alejado del orificio. Si tras la colocación de un
dispositivo de anclaje deslizante equipado de esta manera se
producen movimientos de rocas, los cuales conducen a la superación
de la fuerza de desencolado y provocan, por consiguiente, el
deslizamiento de la barra de anclaje con respecto al elemento de
control de deslizamiento, se rompe este cable de vigilancia y se
puede extraer entonces con facilidad desde el exterior. Si, por el
contrario, durante un control del dispositivo de anclaje deslizante
colocado el cable de vigilancia está todavía tenso y, por
consiguiente, está sujeto al elemento de control de deslizamiento,
no se puede extraer del orificio e indica con ello que entre tanto
no han tenido lugar movimientos de las rocas que hayan conducido a
una superación de la fuerza de desencolado del anclaje. El cable de
vigilancia puede ser de metal o también de plástico o puede
tratarse de un hilo o algo similar.
Además de la posibilidad, discutida con
anterioridad, de la disposición del elemento de control de
deslizamiento sobre una sección de la barra de anclaje, que se
encuentra en el orificio, existe también de forma alternativa la
posibilidad de disponer el elemento de control de deslizamiento por
fuera del orificio, es decir sobre una sección de la barra de
anclaje que se extiende, más allá de la placa de anclaje, por fuera
del orificio. Esta posibilidad condiciona, sin embargo, que la
totalidad de la longitud de la barra de anclaje prevista para el
deslizamiento deba sobresalir de la boca del orificio y, por
consiguiente, limita correspondientemente la sección transversal
libre de la galería o del túnel lo que, por regla general,
constituye una desventaja de peso. Una ventaja del elemento de
control de deslizamiento dispuesto fuera del orificio es la buena
posibilidad de vigilancia de variaciones que hayan aparecido entre
tanto, dado que partiendo de la longitud de la barra de anclaje,
que sobresale originalmente, se puede determinar siempre con
precisión en qué medida se ha producido un movimiento de
deslizamiento entre tanto.
Independientemente de si el elemento de control
de deslizamiento se encuentra sobre una sección de la barra de
anclaje en el interior del orificio o por fuera del orificio está
sujeto, en ejemplos de formas de realización preferidos del
dispositivo de anclaje deslizante según la invención, un elemento de
mezcla en el extremo del lado del orificio de la barra de anclaje.
Cuando para la fijación del anclaje en el orificio se utilizan
resinas adhesivas en base a dos componentes, los dos componentes se
introducen, usualmente, en forma de cartuchos de adhesivo en el
orificio, en los cuales están alojados los dos componentes,
separados uno del otro, por ejemplo en dos cámaras concéntricas
entre sí. Al colocar el anclaje destruye entonces el elemento de
mezcla en primer lugar, por ejemplo, las cámaras formadas, por
ejemplo, por una lámina de plástico y un giro simultáneo o
posterior de la barra de anclaje conduce por consiguiente a una
mezcla íntima de ambos componentes, que como consecuencia se
endurecen para dar la resina de adhesivo acabada. El elemento de
mezcla puede servir, de manera adicional a su función de mezcla,
también como elemento de tope mencionado ya anteriormente.
Un ejemplo de forma de realización preferido en
la actualidad de un dispositivo de anclaje deslizante según la
invención se explica a continuación con mayor detalle a partir de
las figuras esquemáticas adjuntas, en las que:
la Figura 1 muestra una vista superior sobre un
ejemplo de forma de realización preferido de un dispositivo de
anclaje deslizante según la invención,
la Figura 2 muestra una primera forma de
realización de una jaula de cuerpo deslizante, como la que se
utiliza en un elemento de control de deslizamiento de un
dispositivo de anclaje deslizante según la invención,
la Figura 3 muestra la sección
III-III de la Figura 2,
la Figura 4 muestra un segundo ejemplo de forma
de realización de una jaula de cuerpo deslizante, como la que se
utiliza en el elemento de control de deslizamiento del dispositivo
de anclaje deslizante mostrado en la Figura 1,
la Figura 5 muestra la sección
V-V de la Figura 4,
la Figura 6 muestra la sección
VI-VI de la Figura 4,
la Figura 7 muestra una vista, correspondiente a
la Figura 5 si bien con los cuerpos deslizantes introducidos en la
jaula de cuerpos deslizantes, y
la Figura 8 muestra una vista correspondiente a
la Figura 6, asimismo con los cuerpos deslizantes introducidos en
la jaula de cuerpos deslizantes.
En la Figura 1, se muestra un dispositivo de
anclaje deslizante, designado en general mediante el número de
referencia 10, el cual está previsto para su introducción en una
perforación en roca no mostrada, con el fin de estabilizar la pared
de una galería o un túnel. Elemento central de este dispositivo de
anclaje deslizante 10 es una barra de anclaje 12, que representa el
componente de soporte de la carga del dispositivo de anclaje
deslizante 10 y cuya longitud determina la longitud del dispositivo
de anclaje deslizante 10. En el ejemplo de forma de realización
mostrado la barra de anclaje 12 es una barra de acero maciza,
pasante, con sección transversal circular y un diámetro de 12 mm
así como superficie lateral lisa, cuya longitud mide aquí dos
metros. Dependiendo de la capacidad de transmisión de carga deseada
el diámetro de la barra de anclaje 12 puede ser sin embargo menor o
mayor de 12 mm y su longitud puede ser también más corta o más larga
que la indicada con anterioridad dependiendo de las relaciones de
utilización. La superficie lateral de la barra de anclaje 12 no
tiene porque ser lisa sino que puede ser, por ejemplo, rugosa,
ranurada, etc. A pesar de que se prefieren las barras de anclaje
con sección transversal circular, la invención no está limitada a
ellas, la sección transversal de la barra de anclaje puede ser, por
ejemplo, cuadrada, poligonal, etc.
Sobre una sección de la barra de anclaje 12, que
está prevista para la introducción en la perforación en roca no
mostrada, está dispuesto un elemento de control de deslizamiento 14,
cuya estructura básica se desprende mejor de las Figura 2 y 3. El
elemento de control de deslizamiento 14 sirve para permitir un
desplazamiento longitudinal limitado de la barra de anclaje 12 con
respecto al elemento de control de deslizamiento 14, para que el
dispositivo de anclaje deslizante 10 pueda aguantar mejor, tras su
colocación, los desplazamientos de la roca que aparezcan y no falle
antes de tiempo.
El elemento de control deslizante 14 presenta
una jaula de cuerpo deslizante 16 cilíndrica circular con una
abertura pasante 18 central, que se extiende axialmente, la cual en
el ejemplo mostrado está formada ligeramente escalonada y a través
de la cual se extiende, en el estado montado del dispositivo de
anclaje deslizante 10, la barra de anclaje
12.
12.
Como se desprende de la sección mostrada en la
Figura 3, están formadas, distribuidas de manera uniforme alrededor
del perímetro de la jaula de cuerpo deslizante 16, tres entalladuras
20 con la forma de orificios cilíndricos circulares, los cuales son
de tal tipo que su superficie envolvente lateral sobresale
ligeramente al interior en la sección transversal libre de la
abertura pasante 18. Dicho de otra manera, una medida X, la cual
fija la distancia entre el punto central M de la abertura pasante
18 y el eje longitudinal central de cada entalladura 20, es lago
menor que la suma del radio R de la abertura pasante 18 y el radio r
de la entalladura 20.
Las entalladuras 20 están dispuestas,
esencialmente, de manera tangencial con respecto a la superficie
lateral de la barra de anclaje 12, es decir que sus ejes
longitudinales centrales están curvados con respecto al eje
longitudinal central de la abertura pasante 18 y están situados con
respecto a una proyección, que contiene el eje longitudinal central
de la abertura pasante 18 y el eje longitudinal central de en cada
caso una entalladura 20, ortogonalmente con respecto al eje
longitudinal central de la abertura pasante 18. Las tres
entalladuras 20 están dispuestas, por consiguiente, en un y el
mismo plano de sección transversal de la jaula de cuerpo deslizante
16. Un ángulo M^{0} supone 30º en el ejemplo de realización
mostrado.
En las Figuras 4 a 6, está representado un
segundo ejemplo de forma de realización de una jaula de cuerpo
deslizante 16', cuya estructura que en principio corresponde a la
jaula de cuerpo deslizante 16. A diferencia de la jaula de cuerpo
deslizante 16, la jaula de cuerpo deslizante 16' presenta sin
embargo dos planos dispuestos uno sobre otro con en cada caso tres
entalladuras 20, estando las entalladuras 20 de un plano de sección
transversal desplazadas de tal manera en dirección perimétrica con
respecto a las entalladuras 20 de otro plano de sección transversal
que la totalidad de las seis entalladuras 20 están distribuidas
juntas de manera uniforme alrededor del perímetro de la jaula de
cuerpo deslizante 16'.
Cada entalladura 20 está prevista para el
alojamiento de un cuerpo deslizante 22, aquí cilíndrico circular,
cuyo diámetro exterior coincide con el diámetro de la entalladura
20, salvo las tolerancias usuales, que llena, por lo tanto, por
completo la sección transversal de la entalladura 20. Las Figuras 7
y 8 muestran las vistas correspondientes a las Figuras 5 y 6, en
las cuales en cada entalladura 20 está dispuesto un cuerpo
deslizante 22 formado como se ha descrito con anterioridad. Como se
desprende en especial bien de la Figura 7, sobresale, a causa de la
disposición descrita de las entalladuras 20, cada cuerpo deslizante
22 con su superficie lateral ligeramente en la sección transversal
de la abertura pasante 18. De esta manera la barra de anclaje 12,
cuyo diámetro exterior corresponde aproximadamente al diámetro de
la abertura pasante 18, es sujeta de manera enclavada por los
cuerpos deslizantes 22.
Volviendo a la Figura 1 se explica a
continuación el resto de la estructura del dispositivo de anclaje
deslizante 10.
Desde el elemento de control de deslizamiento
14, cuyas partes integrantes principales son, como se ha descrito
con anterioridad, la jaula de cuerpo deslizante 16 ó 16' así como
los cuerpos deslizantes 22 alojados en su interior, se extiende un
primer tubo protector 24, hecho aquí de plástico, hasta casi el
extremo del lado del orificio del dispositivo de anclaje deslizante
10. Este tubo protector 24, que en el ejemplo de forma de
realización mostrado tiene esencialmente el mismo diámetro exterior
que la jaula de cuerpo deslizante 16', sirve para mantener la masa
(mortero, adhesivo), con la cual el dispositivo de anclaje
deslizante 10 es anclado de manera duradera en el orificio no
representado, alejada de la superficie de la barra de anclaje 12. El
primer tubo protector 24 crea de acuerdo con esto, sobre una
sección final del lado del orificio del dispositivo de anclaje
deslizante 10, un espacio hueco cilíndrico anular circular alrededor
de la barra de anclaje 12, para que esta última no sea bloqueada
por el mortero o el adhesivo y se vea impedida, por ello, a llevar a
cabo un deslizamiento con respecto al elemento de control de
deslizamiento 14.
La punta del dispositivo de anclaje deslizante
10 forma un elemento de mezcla 26, sujeto al extremo de lado del
orificio de la barra de anclaje 12, con varias palas mezcladoras 28,
el cual sirve para mezclar de forma íntima entre sí adhesivos de
dos componentes utilizados usualmente para la fijación de bulones de
anclaje. Para ello, se gira la barra de anclaje 12, tras la
inserción en el orificio, con lo cual se hace girar también el
elemento de mezcla 26.
El diámetro exterior del elemento de mezcla 26
es mayor que el diámetro de la abertura pasante 18 en la jaula de
cuerpo deslizante 16 ó 16'. Por consiguiente el elemento de mezcla
26 actúa al mismo tiempo como un elemento de tope sobre la sección
final de la barra de anclaje 12, que impide que la barra de anclaje
12 pueda ser extraída del elemento de control de deslizamiento 14.
De manera alternativa, un elemento de tope de este tipo puede estar
realizado también como tuerca roscada o estar formada, simplemente,
únicamente por un engrosamiento de la barra de anclaje 12, que se
genera, por ejemplo, mediante un recalcado de la barra de
anclaje.
Para posibilitar que el dispositivo de anclaje
deslizante 10 pueda ejercer una acción estabilizadora sobre una
pared de galería o de túnel está prevista una placa de anclaje 30
que transmite carga, la cual está enchufada sobre el extremo del
lado de la entrada del orificio de la barra de anclaje 12. Esta
placa de anclaje 30, la cual está realizada asimismo usualmente en
acero y que por regla general es cuadrada, es sujeta con una
contratuerca 32 sobre la barra de anclaje 12.
En el ejemplo de forma de realización mostrado
se extiende un segundo tubo protector 34, conectado de manera fija
con la placa de anclaje 30 y hecho aquí asimismo de cero, un trozo
en el interior del orificio no representado, para proteger una
sección inicial de la barra de anclaje 12 de roca suelta. Para ello,
el diámetro interior del segundo tubo protector 34 se ha elegido
mayor que el diámetro exterior de la barra de anclaje 12. El
diámetro exterior del segundo tubo protector 34 es claramente menor
que el diámetro exterior del primer tubo protector 24, con el fin
de facilitar una introducción en el orificio.
Finalmente, en el ejemplo de forma de
realización representado, está rodeada una sección central de la
barra de anclaje 12 concéntricamente por un tercer tubo protector
36, el cual se extiende desde el elemento de control de
deslizamiento 14 en dirección hacia la placa de anclaje 30. Este
tercer tubo protector 36 sirve para mantener alejadas de la
superficie de la barra de anclaje 12 influencias no deseadas, en
especial para impedir un pegado de la barra de anclaje en esta
zona.
A continuación, se explica con mayor detalle el
funcionamiento del dispositivo de anclaje deslizante 10. Tras
formar un orificio adecuado, el dispositivo de anclaje deslizante 10
es introducido en el orificio y es anclado allí, mediante mortero o
adhesivos conocidos para los expertos en la materia en este campo.
De manera alternativa, es posible y conocida la utilización de
elementos ensanchables para el anclaje como, por ejemplo, casquillos
extensibles. El dispositivo de anclaje deslizante 10 representado
es sujeto, en particular, mediante un tapón en el orificio, que se
forma mediante un desplazamiento de material del adhesivo o mortero
utilizado detrás del elemento de control de deslizamiento 14, es
decir sobre el lado de la boca del orificio y que, tras el
endurecimiento del material, impide una extracción de dispositivo de
anclaje 10 del orificio. Tras la colocación de la placa de anclaje
30 y el apriete de la misma mediante la contratuerca 32, el
dispositivo de anclaje deslizante 10 puede realizar entonces su
función estabilizadora, portadora de carga.
A través del cuerpo deslizante 22 se ejerce un
efecto de enclavamiento sobre la barra de anclaje 12 y con ello se
fija una llamada fuerza de desencolado, que el dispositivo de
anclaje deslizante 10 puede transmitir en dirección axial, sin que
se produzca un movimiento relativo entre la barra de anclaje 12 y el
elemento de control de deslizamiento 14. Sin embargo, si se supera
esta fuerza de desencolado, la barra de anclaje 12 se puede mover
deslizándose a lo largo de los cuerpos deslizantes 22, hasta que el
elemento de mezcla 26, que sirve como elemento de tope, choca
contra la jaula de cuerpo deslizante 16 ó 16'. Un desplazamiento
relativo de este tipo puede tener lugar, evidentemente, en varias
secciones y tendrá lugar siempre únicamente hasta que la fuerza
axial que actúa sobre el dispositivo de anclaje deslizante 10 haya
descendido de nuevo por debajo de la fuerza de desencolado.
Mediante este desplazamiento relativo aumenta la longitud efectiva
del dispositivo de anclaje deslizante 10, ya que el elemento de
control de deslizamiento 14 y el primer tubo protector 24 conservan
su posición original, adoptada al colocar el anclaje.
Claims (20)
1. Dispositivo de anclaje deslizante (10) para
su introducción en un orificio, con una barra de anclaje (12),
sobre la cual está dispuesto un elemento de control de deslizamiento
(14) con una abertura pasante (18), a través de la cual se extiende
la barra de anclaje (12), comprendiendo el elemento de control de
deslizamiento (14) una jaula de cuerpo deslizante (16; 16') con por
lo menos una entalladura (20) para el alojamiento de un cuerpo
deslizante (22) que está en contacto con la superficie lateral de la
barra de anclaje (12),
caracterizado porque
- -
- cada entalladura (20) para el alojamiento de un cuerpo deslizante (22) está dispuesta en la jaula de cuerpo deslizante (16; 16') tangencialmente en relación con la superficie lateral de la barra de anclaje (12),
- -
- la superficie envolvente lateral de cada entalladura (20) sobresale una dimensión predefinida en la sección transversal libre de la abertura pasante (18), y
- -
- cada cuerpo deslizante (22) llena la sección transversal de la entalladura (20) asignada al mismo.
2. Dispositivo de anclaje deslizante según la
reivindicación 1, caracterizado porque en la jaula del cuerpo
deslizante (16; 16') están dispuestas varias entalladuras (20)
alrededor del perímetro de la barra de anclaje (12), en particular
distribuidas de manera uniforme.
3. Dispositivo de anclaje deslizante según la
reivindicación 2, caracterizado porque varias entalladuras
(20) están dispuestas en un plano de sección transversal de la
jaula de cuerpo deslizante (16).
4. Dispositivo de anclaje deslizante según una
de las reivindicaciones 2 ó 3, caracterizado porque la
mayoría de las entalladuras (20) están dispuestas, en grupos, en
diferentes planos de sección transversal de la jaula de cuerpo
deslizante (16').
5. Dispositivo de anclaje deslizante según una
de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque cada
cuerpo deslizante (22) es cónico, presenta, en particular, forma de
rodillo cónico.
6. Dispositivo de anclaje deslizante según una
de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la
superficie lateral de cada cuerpo deslizante (22) está
abombada.
7. Dispositivo de anclaje deslizante según una
de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque cada
cuerpo deslizante (22) es cilíndrico, presenta, en particular,
forma de rodillo.
8. Dispositivo de anclaje deslizante según una
de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en
la zona del extremo del lado del orificio de la barra de anclaje
(12) está sujeto un elemento de tope, cuyo diámetro es mayor que el
diámetro de la abertura pasante (18).
9. Dispositivo de anclaje deslizante según la
reivindicación 8, caracterizado porque el elemento de tope
es una tuerca (28).
10. Dispositivo de anclaje deslizante según una
de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el
elemento de control de deslizamiento (14) está dispuesto sobre una
sección de la barra de anclaje (12), que está destinada a la
introducción en el orificio.
11. Dispositivo de anclaje deslizante según la
reivindicación 10, caracterizado porque un primer tubo
protector (24), que rodea concéntricamente la barra de anclaje
(12), se extiende desde el elemento de control de deslizamiento
(14) esencialmente hasta el extremo del lado del orificio de la
barra de anclaje (12).
12. Dispositivo de anclaje deslizante según la
reivindicación 11, caracterizado porque el diámetro exterior
del primer tubo protector (24) se corresponde con el diámetro
exterior del elemento de control de deslizamiento (14).
13. Dispositivo de anclaje deslizante según una
de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en
la zona del extremo de la barra de anclaje (12) que sobresale del
orificio está sujeta una placa de anclaje (30).
14. Dispositivo de anclaje deslizante según la
reivindicación 13, caracterizado porque un segundo tubo
protector (34), que rodea concéntricamente la barra de anclaje
(12), se extiende desde la placa de anclaje (30) un trozo en la
dirección del extremo del lado del orificio de la barra de anclaje
(12).
15. Dispositivo de anclaje deslizante según la
reivindicación 13, caracterizado porque el segundo tubo
protector (34) está conectado de manera fija con la placa de
anclaje (30).
\newpage
16. Dispositivo de anclaje deslizante según la
reivindicación 10 en relación con una de las reivindicaciones
anteriores restantes, caracterizado porque un tercer tubo
protector (36), que rodea concéntricamente la barra de anclaje
(12), se extiende desde el elemento de control de deslizamiento (14)
un trozo en la dirección del extremo de barra de anclaje (12) que
sobresale del orificio.
17. Dispositivo de anclaje deslizante según la
reivindicación 10 y 13 en relación con una de las reivindicaciones
anteriores restantes, caracterizado porque está tensado un
cable de vigilancia desde el elemento de control de deslizamiento
(14) hasta una placa de anclaje (30), siendo accesible desde el lado
de la placa de anclaje (30) alejado del orificio.
18. Dispositivo de anclaje deslizante según una
de las reivindicaciones 1 a 16, caracterizado porque está
previsto un dispositivo de vigilancia, el cual indica si se ha
producido un deslizamiento de la barra de anclaje (12) con respecto
al elemento de control de deslizamiento (14).
19. Dispositivo de anclaje deslizante según la
reivindicación 18, caracterizado porque el dispositivo de
vigilancia indica el tramo que la barra de anclaje (12) se ha
desplazado con respecto al elemento de control de deslizamiento
(14).
20. Dispositivo de anclaje deslizante según una
de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en
el extremo del lado del orificio de la barra de anclaje (12) está
sujeto un elemento de mezcla (26).
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