ES2333019T3 - Procedimiento de rotacion para la soldadura de una estructura de travesaño al (a los) lado(s) de una columna. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para la colocación-fijación de una estructura (38) de montaje de viga al exterior de una columna alargada (32) en varios lugares de fijación definidos, que están distribuidos y separados a lo largo de la columna (32), caracterizado porque el procedimiento comprende las siguientes etapas: preparar una columna alargada (32) para que actúe como ruta de desplazamiento para un carro (62), diseñado para transportar y colocar la estructura del montaje de viga (38), montar (48) dicho carro (62) para la translación sobre la columna preparada (32) y a lo largo de la misma, desplazar el carro (62) progresivamente a lo largo de la columna (32) desde el lugar de fijación definido a otro lugar de fijación definido, equipar o armar el carro (62) con una estructura (38) de montaje de vigas que puede ser colocada, en cada uno de dichos lugares, estabilizar el carro posicionalmente con respecto a la columna (32), y en dicho lugar, y a partir del carro (62) estabilizado de este modo, colocar-fijar a la columna (32) la estructura (38) de montaje de vigas equipada del carro.

Description

Procedimiento de rotación para la soldadura de una estructura de travesaño al(a los) lado(s) de una columna.

Antecedentes y resumen de la invención

Esta invención pertenece al sector de estructuras para construcción y, en particular, a un procedimiento y aparato para llevar a cabo la colocación de precisión y colocación-fijación y soldadura de múltiples componentes de fijación de extremos de vigas a los que se hace referencia también en esta descripción como montajes de vigas y como estructuras de vigas, a múltiples zonas separadas, o lugares, que están distribuidos a lo largo de las caras externas de columnas tubulares huecas de acero, alargadas, cuyos lugares están dispuestos de forma angular alrededor de los ejes longitudinales de dichas columnas. Especialmente, se refiere a una actividad de colocación-fijación y soldadura que se lleva a cabo de manera eficaz y precisa que no introduce alabeo sensible en la columna u otras deformaciones inducidas por el calor, incluso en columnas unitariamente muy largas, tales como las que tienen longitudes, por ejemplo, de muchos pisos de altura (por ejemplo, de cuatro a ocho pisos aproximadamente).

Por una serie de importantes razones que incluyen, entre otras cosas, el deseo de elevadas relaciones resistencia-peso en las columnas, son altamente deseables columnas tubulares de acero para su utilización en edificios de varios pisos. Las columnas unitarias largas son especialmente deseables por el hecho de que pueden reducir notablemente el tiempo de montaje de la estructura del edificio al minimizar el número de conexiones columna a columna (apilamiento) que son necesarios para conseguir la altura completa del armazón del edificio. No obstante, estas columnas, pueden presentar dificultades durante su fabricación y posteriormente durante el montaje con las vigas, por lo cual (en ambos casos) existen fases de fabricación y de montaje en las que es convencional que intervenga una elevada aplicación de calor (debido a operaciones de soldadura) (o para un caso eventual). Esta aportación de calor se puede mostrar como un problema difícil (a) durante la fabricación en la que una columna se puede alargar o torcer (incluso ligeramente) durante el enfriamiento, y (b) durante el montaje de la estructura del edificio en el que zonas localmente muy calientes creadas durante las operaciones de soldadura pueden introducir deformaciones similares indeseables y frecuentemente difíciles de corregir o de controlar.

Se ha desarrollado recientemente un sistema de estructuras para edificios con respecto a las que la presente invención ofrece una especial utilidad. Este sistema se describe en una solicitud actual, pendiente con la presente solicitud, presentada con anterioridad, a saber, solicitud de patente USA Nº 2003/0041549, que se refiere a una invención titulada "Componentes y procedimiento para una estructura de edificio resistente a los pares de fuerzas". Esta patente describe un tipo de estructura de interconexión de precisión en forma de collar o envolvente que se utiliza en un armazón de edificio para interconectar columnas verticales y vigas horizontales. La forma de collar para la interconexión que se muestra y describe en esta solicitud de patente se muestra de manera general en el presente documento en la figura 1, con una representación parcial de este sistema que proporciona una base para desarrollar una compresión de los principios básicos, estructura y el funcionamiento de la metodología y aparato de la presente invención. Tal como se apreciará en la figura 1, el sistema de interconexión que se muestra en el mismo, que tiene la naturaleza de un collar o anillo, incluye los que se indican en la patente citada como elementos de collar interno y externo, de manera que los internos, a los cuales se hace referencia como montajes para vigas, están diseñados para su fijación, por ejemplo, mediante soldadura, a unas caras exteriores de una columna tubular de acero con sección general cuadrada y cuyos elementos exteriores están destinados a ser fijados, por ejemplo, por soldadura, a los extremos de vigas en I que se tienen que fijar a los lados de las columnas. Estos elementos externos se designan también como componentes o miembros de fijación de extremos de vigas. Los elementos internos y externos en forma collar se interconectan de forma complementaria, de manera que se aprovecha el asiento producido por la gravedad, a través de estructuras opuestas entre sí, complementarias, en forma de bisel macho y hembra.

El documento JP-A-2003253758 describe otro procedimiento de unión de una viga a una columna.

La ventaja de utilizar columnas tubulares huecas en una estructura de edificio ha sido indicada de modo general en lo anterior por razones de exposición del estado de la técnica, y tal como se verá a continuación, la presente invención, su metodología y estructura, comportan un procedimiento único y un aparato que permite llevar a cabo el procedimiento para la aplicación y fijación por soldadura de montajes para vigas en conjuntos que están distribuidos de forma apropiada, según la longitud, y en las caras o lados externos de dicho tipo de columna. Estos montajes de viga aplicados y fijados del modo dicho proporcionan finalmente lugares de fijación (anclaje) para los extremos de vigas dotados de un componente de fijación de su extremo de viga, tal como los que se han mencionado anteriormente, y se han mostrado de manera general en la figura 1. De manera muy específica, la presente invención ofrece una metodología y aparato únicos que posibilitan la aplicación y fijación de precisión y sin deformación térmica, de conjuntos de dichos montajes de viga a los lados externos de una columna del tipo dicho. Tal como se apreciará, el procedimiento y aparato de la presente invención son aplicables por completo y, de manera ventajosa, fuera de la obra y bajo control de precisión, incluyendo control por ordenador y robótico, en caso deseado, a efectos de preparar columnas para su suministro al lugar de edificación con montajes para vigas fijados de manera segura en su lugar en columnas alargadas no deformadas y ello sin que aparezca ninguna exigencia para que los trabajadores del lugar de la obra lleven a cabo soldaduras o fijaciones de dichos montajes de viga en una columna.

La implementación preferente de la invención, tal como se ha indicado, se describe y se muestra haciendo referencia a la preparación de una columna de sección transversal cuadrada, tubular, alargada, con conjuntos de montajes para vigas, cuatro en cada conjunto, teniendo cada uno de dichos conjuntos de cuatro montajes, esencialmente, una separación longitudinal única de un piso del edificio, a lo largo de la columna, para cada uno de los conjuntos de montajes de vigas adyacentes. Los cuatro montajes de viga de un conjunto están dispuestos en las cuatro caras individuales de dicha columna (uno para cada una de ellas).

En esta forma de implementación, se prevé un utilaje de forma alargada, de acuerdo con lo que se da a conocer en la presente invención, y la forma preferente de llevarla a la práctica. En este utilaje, un extremo basculante hacia arriba y hacia abajo (y en caso deseado intermedio) lleva rodillos apropiados de soporte libre que están situados a lo largo de un armazón alargado que forma parte de este utilaje para recibir una columna "en bruto" colocada horizontalmente que, tal como se ha sugerido anteriormente, puede tener una longitud, por ejemplo, de hasta ocho pisos de un edificio. A efectos ilustrativos, la columna se ha mostrado con una longitud mucho más corta, a efectos de utilizar en los dibujos una escala más apropiada para la comprensión de la invención. En el utilaje, una columna "en bruto" colocada sobre dicho soporte descansa a una altura predeterminada y puede ser desplazada a una posición longitudinal apropiada, tal como se explicará, con ayuda de los rodillos libres que se encuentran presentes en los pies de soporte que se han mencionado.

En lugares separados a lo largo del utilaje y, por lo tanto, según la longitud de una columna soportada, en la que el soporte específico de columna tiene que ser facilitado durante la práctica de la invención y, de manera típica, con lo que se describe como separación longitudinal de piso único de un edificio, se fijan anillos de guía o anillos desmontables de perímetro circular al exterior de una columna soportada mediante pies. Por el contrario, unos puentes dispuestos con brazos basculantes que se pueden abrir/cerrar, cuyos brazos llevan rodillos de giro libre apropiados, están distribuidos en el utilaje y a lo largo del mismo. Con una columna soportada sobre los pies mencionados, y los anillos de guía mencionados fijados al exterior de la columna, los brazos de dichos puentes son cerrados, durante una parte principal de la práctica de la invención, para acoplar sus rodillos de giro libre soportados por los brazos con los perímetros de los anillos que se han fijado. Esta acción de cierre de los brazos del puente tiene la función de levantar la columna desde los pies del soporte (que entonces están bajados, de manera apropiada, para liberar espacio), de manera que entonces los anillos de guía y los puentes (a) mantienen la columna en condición esencialmente horizontal, (b) estabilizan la columna longitudinalmente y (c) permiten, de modo importante, la rotación selectiva de la columna sustancialmente a lo largo de su propio eje longitudinal. Esta rotación es posible específicamente por el acoplamiento de rodadura que existe entre los perímetros de los anillos de guía de la columna fijados y los rodillos de giro libre que son soportados por los brazos basculantes en oposición de dichos puentes. La significación de dicha capacidad de rotación selectiva quedará evidente más adelante.

De modo general, en este estado de cosas, un carro en forma de jaula de ardilla, de tipo alargado, es montado de manera adecuada sobre una columna de soporte mediante juegos de rodillos de giro libre que están montados sobre extremos opuestos del carro, dispuestos adyacentes. Estos rodillos (a) permiten un desplazamiento de baja resistencia, o translación del carro, a lo largo de la columna, de manera que la columna actúa significativamente como trayectoria de desplazamiento para el carro, y al mismo tiempo (b) "bloquean" de manera efectiva el carro y la columna para la rotación como unidad con rotación de la columna alrededor de su propio eje longitudinal (posibilitado por los rodillos fijados y los rodillos de soporte soportados por los brazos basculantes de los puentes).

El carro se ha diseño con un apropiado montaje para posicionado con precisión, preparado para soportar "grupos" de montajes de vigas con capacidad de colocación y fijación (cuatro montajes por grupo), de manera que dichos montajes de vigas están relacionados ortogonalmente entre sí sobre el carro alrededor del eje longitudinal de una columna (con el carro en su lugar en la columna), cuyos grupos deben ser fijados por soldadura como parte a la colocación en las cuatro caras externas de una columna soportada en lugares de fijación distribuidos que están separados a lo largo de la columna. Preferentemente, estos lugares de fijación, con la columna en su lugar soportada por los puentes, son situados longitudinalmente en posición relativa adyacente a los puentes. El posicionado longitudinal o ajuste apropiado del carro con respecto a estos lugares, es realizado, por ejemplo, por un pasador de bloqueo desplazable que es soportado sobre el carro, y que puede ser desplazado a una situación de contacto de bloqueo con un pequeño rebaje preparado previamente, u orificio, dispuesto en un lado de la columna (un rebaje u orificio asociado con cada lugar de fijación de un conjunto de montajes de viga). Con el carro montado en una columna, el eje longitudinal del carro coincide sustancialmente con el eje longitudinal de la columna que ha quedado asociada.

La referencia que se ha hecho en lo anterior al posicionado de precisión con respecto a la estructura de montaje soportado por el carro para los montajes de viga es muy significativa. Este posicionado de precisión es tal que los cuatro montajes de un conjunto sostenido por el carro están posicionados de manera precisa entre sí, de manera que cuando pasan a ser acoplados a los laterales de una columna, sin importar si existe un cierto tipo de deformación modesta de la columna en el lugar de fijación, los montajes de viga fijados a la columna funcionarán con precisión, una tolerancia íntima correcta en la estructura de edificio finalmente montada, de manera que funcionan interconectando extremos de viga con la columna.

El carro tiene lo que se ha indicado en esta descripción como extremos de arriba y de abajo y, durante la práctica de la invención, el carro es desplazado progresivamente hacia abajo a lo largo de la columna, desde un lugar de fijación al lugar de fijación siguiente adyacente, entre los puentes. El movimiento desde un lugar de fijación al siguiente es conseguido y facilitado por la apertura de los brazos de puente apropiados y retirando temporalmente el collar de la columna asociado a efectos de permitir el paso libre del carro más allá del lugar en que se ha situado dicho puente. Los rodillos de giro libre de la parte inferior del carro, que están interpuestos entre el carro y una columna soportada, cuyo extremo está dirigido siempre a la parte de longitud de una columna soportada a la que todavía no se ha fijado montajes de viga a las caras de la columna, están dispuestos para acoplarse y desplazarse directamente sobre las caras de la columna. Los rodillos de giro libre del extremo superior del carro, no obstante, están dispuestos para acoplarse y desplazarse sobre las esquinas de la columna que definen las intersecciones de las caras de la columna. Estos rodillos de la parte superior necesitan "desplazarse libremente" con respecto a todos los montajes de viga previamente colocados y montados al ser desplazado el carro hacia abajo, a lo largo de una columna durante la práctica de la invención.

Tal como quedará evidente para los técnicos en la materia, si bien se ha descrito la práctica de la presente invención específicamente en relación con una forma específica de montaje de viga, destinado a su utilización en un tipo específico de estructura de precisión de edificio (tal como se describirá de manera más completa), otros tipos de estructuras de montaje de viga, y similares, pueden ser fácilmente conseguidos por una modificación apropiada de la estructura de la invención. Esta modificación será, según necesidades, apreciada por completo por los técnicos en la materia.

Cuando el carro es referenciado y situado de manera apropiada adyacente a un puente y lugar de fijación asociado de la columna para la fijación de un conjunto de montajes de viga, se lleva a cabo la soldadura por puntos, de forma manual, o, en caso deseado, por control robótico por ordenador, durante la colocación-fijación de un conjunto de montajes de viga transportados y soportados por el carro, teniendo lugar un modelo seleccionado de rotación de la columna y el carro relacionado con la fijación entre sucesivas operaciones de soldadura por puntos. Más específicamente, y en cada uno de los puntos de fijación de montajes de vigas, a lo largo de una columna, se lleva a cabo la soldadura por puntos con respecto a los bordes de un par de montajes de viga que están dirigidos hacia arriba en el momento de la soldadura por puntos (tal como se describirá haciendo referencia a dos dibujos que se adjuntan). Después de esta operación, la viga y el carro son girados preferentemente en 180º alrededor del eje longitudinal de la propia viga para exponer otro conjunto de bordes de montaje de viga para soldadura por puntos y fijación, dicha soldadura por puntos es llevada a cabo a continuación con respecto a dichos bordes e inmediatamente después, la viga y el carro son sometidos a una segunda operación de rotación, en este caso, una rotación de 90º, para exponer otro par de bordes de montaje de viga dirigidos hacia arriba para soldadura por puntos, y fijación, esta fijación y soldadura son llevadas a cabo para estos bordes, que entonces están dirigidos hacia arriba, e inmediatamente después tiene lugar la rotación de una tercera viga y carro, también en un ángulo de unos 180º para dejar accesibles los dos bordes de montajes de viga finales todavía sin fijar para su fijación por soldadura de puntos dirigida hacia arriba. En caso deseado, durante la totalidad de esta operación de colocación y soldadura por puntos, se puede dirigir un flujo de gas de calentamiento o de refrigeración, tal como aire ambiente, o aire calentado expresamente, a través del interior hueco de la viga para ayudar en el precalentamiento deseado y/o enfriamiento después de la soldadura.

Con esta actividad de colocación y fijación en rotación con una columna soportada, tal como se ha descrito, y teniendo lugar la fijación en lugares que están dispuestos íntimamente adyacentes a los puentes de la mencionada estructura de utilaje, se ha demostrado que simplemente no ocurren deformaciones en la columna por acción del calor de ningún modo sensible y no deseable.

Tal como se apreciará de la descripción que se realizará a continuación, después de la colocación y fijación de los montajes de vigas en un conjunto de dichos montajes en un lugar determinado, a lo largo de una columna soportada, el puente de brazos basculantes apropiado de soporte puede ser "abierto" para permitir el desplazamiento del carro hacia abajo (es decir, en sentido descendente), a lo largo de la columna hacia el punto siguiente para la fijación de un montaje de viga. La estructura de contacto rodante que es interpuesta entre el carro y una columna soportada permite el movimiento de dicho carro disponiendo del juego adecuado para los montajes de vigas que se acaban de fijar. El modo en el que los montajes de vigas previamente soportados y transportados han sido dispuestos sobre el carro, permite que estos montajes de viga y el carro "se acompañen" entre sí al desplazarse el carro hacia abajo, a lo largo de la columna de referencia.

Después del movimiento del carro alejándose del lugar en el que ha tenido lugar la colocación-fijación, el anillo de guía y el puente adyacente a dicha localización son devueltos a las condiciones en las que soportan apropiadamente la columna y, desde luego, el carro es desplazado al siguiente lugar de fijación adyacente. En este lugar, el carro es equipado, o armado, nuevamente con otro juego o conjunto de montajes de viga preparados para la siguiente operación de colocación-fijación.

Teniendo en cuanta la metodología, y desde un punto de vista, la invención puede ser expresada como procedimiento para la colocación-fijación de una estructura de montajes de viga en el exterior de una columna alargada en múltiples lugares de fijación definidos, que están distribuidos y separados, a lo largo de la columna, incluyendo este procedimiento las etapas de (a) preparar una columna alargada que actúe como guía de desplazamiento para un carro que es diseñado para transportar y colocar una estructura de montaje de viga, (b) montar dicho carro para translación sobre dicha columna preparada y a lo largo de la misma, (c) desplazar el carro progresivamente, a lo largo de la columna, desde el punto de fijación definido a otro punto de fijación definido, (d) equipar el carro con estructuras de montaje de viga desplegables, (e) estabilizar, en cada lugar, el carro posicionalmente con respecto a la columna, y (f) en el lugar previsto, y a partir del carro estabilizado de este modo, colocar-fijar a la columna la estructura de montaje de vigas armada en el carro.

Otra forma de práctica de la invención indicada de manera amplia puede ser expresada como un procedimiento para colocar montajes de viga a una cara externa escogida de una columna alargada en múltiples lugares de fijación definidos que están distribuidos y separados, según la longitud de dicha cara, incluyendo este procedimiento las etapas de (a) soportar dicha columna con su eje longitudinal dispuesto en posición general horizontal, (b) montar un carro de transporte de montajes de viga en disposición desmontable sobre la columna soportada para desplazamiento guiado a lo largo de la columna, (c) utilizar la columna como una guía de desplazamiento, desplazando el carro, a lo largo de la columna, a una posición que es apropiadamente adyacente a uno de dichos lugares definidos seleccionado, (d) equipar el carro, como mínimo, con un montaje de viga transportable y desplegable, específico para una cara de columna, cuyo montaje es dispuesto apropiadamente en una situación definida de proximidad con respecto a dicha cara de columna mencionada, seleccionada, adyacente a la localización del lugar de fijación seleccionado y (e) con el carro y, como mínimo, un montaje de viga posicionado del modo indicado, colocar-fijar dicho, como mínimo, un montaje de viga a la cara de columna mencionada, seleccionada, en el lugar seleccionado de fijación.

Otra versión de la metodología de la presente invención comporta la descripción de la misma como procedimiento para colocar-fijar varios montajes sucesivos de viga a lugares de fijación definidos, seleccionados de una cara externa de una columna alargada, cuyos lugares de fijación están distribuidos y separados, a lo largo de dicha cara, incluyendo esta versión de la metodología estas etapas: (a) soportar sucesivamente una columna con su eje longitudinal dispuesto en estado general horizontal y definir un extremo de la columna como extremo de arriba y el otro extremo como extremo de abajo, (b) montar un carro de transporte de un montaje de viga en situación desmontable sobre la columna soportada para el desplazamiento guiado progresivo, con baja resistencia, a lo largo de la columna desde la parte baja hacia la parte alta y desde un lugar de fijación definido al siguiente lugar de fijación definido, a lo largo de la cara seleccionada de la columna, y (c) con el carro dispuesto operativamente adyacente a cada uno de dichos lugares de fijación definidos, y con respecto a un montaje de viga que ha sido colocado previamente sobre el carro, colocar-fijar dicho montaje de viga sobre la cara de columna seleccionada mencionada en el lugar de fijación definido, asociado, que entonces se encuentra adyacente. Las diferentes características y ventajas del aparato y metodología de la presente invención quedarán más evidentes por la descripción detallada siguiente en relación con los dibujos adjuntos.

Descripción de los dibujos

La figura 1 es una vista en perspectiva parcial de una estructura de construcción de precisión, en la que los extremos de cuatro vigas se han mostrado conectados con intermedio de interconexión mediante collares internos y externo en las caras externas de una columna de acero de sección cuadrada, tubular. La práctica de la presente invención se describirá específicamente con respecto a los componentes internos de collar a los cuales se hacen referencia como montajes de viga, y como montajes de viga específicos para una cara de la columna y colectivamente como estructura de montaje de viga.

La figura 2 es una vista en perspectiva algo simplificada de un aparato de utilaje para la estructura construido, de acuerdo con la presente invención, y con respecto al cual se llevarán a la práctica preferentemente las diferentes etapas de la presente invención.

La figura 3 es una vista parcial de una columna alargada dispuesta horizontalmente, tal como la columna mostrada en las figuras 1 y 2, observándose un conjunto de montajes de viga que ha sido fijado a los lados de dicha columna de acuerdo con la práctica de la presente invención. De manera específica, la figura 3 muestra las condiciones de fijación para los montajes de viga en este conjunto, en el que son colocados y soldados preliminarmente a las cuatro caras de la columna mostrada.

La figura 4 es una vista isométrica en perspectiva que muestra una parte de una columna soportada en la estructura de utilaje mostrada en la figura 2, y mostrando partes de un conjunto de montajes de viga que han sido mostrados a dicha columna.

La figura 5 es otra vista parcial en perspectiva que muestra un tramo largo de una columna con montajes de viga fijados y soportados en la estructura de utilaje de la figura 2.

La figura 6 es similar a la figura 5, a excepción de que cerca del lado izquierdo inferior de esta figura se ha mostrado un pie de soporte de la columna basculante hacia abajo que es utilizado durante las etapas iniciales de realización de la presente invención, con respecto a la estructura de utilaje mostrada en la figura 2. Esta estructura de pie no se ha mostrado en la figura 2.

Las figuras 7 y 8 muestran vistas a mayor escala de la estructura del pie que se ha mencionado con respecto a la figura 6, con la estructura mostrada en la figura 7 mostrada en situación dispuesta hacia abajo, separada, en la estructura de utilaje de la invención, y mostrando la figura 8 la estructura del pie en disposición vertical y operativa, que ocupa durante el soporte inicial de una columna en la estructura de utilaje de esta invención.

La figura 9 es una vista separada de los componentes de la estructura de un anillo de guía acoplables mediante clavijas, que son utilizados en el exterior de una columna durante la práctica de la presente invención con respecto al funcionamiento de la estructura de utilaje de la figura 2.

Las figuras 10-13, ambas inclusive, muestran diferentes situaciones y componentes de la estructura de puente de brazos basculantes que se utiliza en la estructura de utilaje de la presente invención con respecto a las estructuras de anillo de guía fijado, tal como la estructura de anillo de guía de la figura 9.

Las figuras 14 y 15 son vistas parciales en perspectiva que muestra una columna alargada soportada mediante anillos de guía y puentes, tales como los mostrados en las figuras 9-13, ambos inclusive.

Las figuras 16, 17 y 18 muestran, según una vista en perspectiva, en una vista axial extrema y en una vista en alzado, respectivamente, la estructura fundamental preferente de un carro utilizado con respecto a la estructura de utilaje de la figura 2 en la práctica de la presente invención.

La figura 19 es una vista lateral, a mayor escala, y simplificada del carro de las figuras 16-18, ambas inclusive, mostrando una estructura utilizada en dicho carro para posibilitar el armado del carro de esta invención con montajes de viga en un conjunto relacionado ortogonalmente de dichos montajes destinado para colocación y fijación, de acuerdo con la presente invención, en los lados de una columna estructural.

La figura 20 muestra una vista en perspectiva, separada, de la estructura del carro que se ha mencionado de la invención.

La figura 21 muestra, de forma parcial, y según una representación en perspectiva, el carro de la presente invención montado para su desplazamiento y translación, a lo largo de una columna alargada, con respecto a un conjunto abierto de brazos basculantes en una estructura de puente que forma parte de la estructura de utilaje de la figura 2.

Las figuras 22 y 23 muestran vistas extremas opuestas del carro de la presente invención, mostrando las localizaciones de rodillos de giro libre que soportan extremos opuestos del carro para su desplazamiento y translación, a lo largo de una columna, durante la práctica de la invención.

Las figuras 24-26, ambas inclusive, muestran dos representaciones distintas de procedimientos de fijación por soldadura por rotación que pueden ser implementados, de acuerdo con la práctica de la presente invención.

Descripción detallada de la invención

Haciendo referencia nuevamente a los dibujos, y haciendo referencia en primer lugar a la figura 1, se ha mostrado de manera parcial y de forma general, y también de forma algo simplificada, según (30) en esta figura, partes de un armazón estructural de edificio, de precisión, con tolerancias estrechas, que ha sido construido, de acuerdo con las enseñanzas de la solicitud de patente USA prioritaria a la que antes se ha hecho referencia. La estructura de armazón (30) comprende columnas de acero alargadas, descripción transversal cuadrada, tubulares, verticales, tal como la columna individual mostrada con el numeral (32), dos de cuyas caras externas dispuestas perpendicularmente entre sí se observan en la figura 1 con los numerales (32a, 32b).

Unidas a las cuatro caras dispuestas perpendicularmente, tales como las caras (32a, 32b) de la columna (32) se encuentran los extremos de cuatro vigas horizontales, tales como las mostradas con el numeral (34), estando unidas estas vigas en forma de I a la columna (32) mediante una especie de estructura de interconexión de collar (36) que ha sido construida, de acuerdo con las enseñanzas de la solicitud de patente USA presentada con anterioridad que se ha indicado. De manera más específica, la estructura de interconexión en forma de collar (36) está constituida a base de un conjunto de cuatro elementos de collar internos dirigidos y fijados a las caras de las columnas, a los que se hace referencia también en esta descripción como montajes de viga (38), que están destinados a interconectar, con intermedio de estructuras de interconexión macho y hembra que se acoplan por gravedad, con componentes de viga extremos (40) que están fijados de manera apropiada, por ejemplo, mediante soldadura a los extremos próximos de las vigas (34). Tal como se puede observar, los montajes de vigas y los componentes extremos de las vigas están finalmente organizados en una estructura de armazón montada, tal como una estructura (30) en conjuntos que contienen cuatro de estos dos tipos distintos de componentes. Dichos conjuntos están distribuidos según la longitud de las columnas, por ejemplo, a lo largo de la columna (32), separados por alturas que esencialmente corresponden a un solo piso para una estructura de edificio específica deseada.

La presente invención se refiere a posibilitar la utilización de columnas de acero tubular, huecas, tales como la columna (32), y favorecer específicamente la colocación de precisión y fijación por soldadura de conjuntos de montajes de vigas, tales como los montajes de vigas (38), en lugares de fijación predeterminados situados con una distribución apropiada, a lo largo de las columnas. Tal como se ha mencionado anteriormente, si bien la presente invención se describe ahora en relación con montajes de viga, tales como los mostrados de manera general con el numeral (38) en la figura 1 y con respecto a estructuras de interconexión en forma de collares entre columnas y vigas, tal como se ha representado en general en la figura 1, se debe observar por los técnicos en la materia que el aparato de utilaje de la presente invención, que se describirá a continuación, y la metodología de la invención, que también se describirá de manera más completa, pueden ser utilizados con otros tipos de estructuras de montaje de viga destinadas a fijación por soldadura a las superficies exteriores de columnas alargadas, huecas, tales como las superficies externas de la columna (32).

Haciendo referencia a continuación a la figura 2, se ha mostrado de manera general con el numeral (42) un utilaje o estructura de utilaje de forma alargada, que incluye un armazón alargado (44) sobre el cual, y a lo largo del mismo, en localizaciones distribuidas de manera apropiada, se han dispuesto varios puentes o estructuras de puente, tales como los tres que se han mostrado en las figuras 2 con el numeral (46). Preferentemente, las zonas intermedias entre los puentes (46) y el armazón (44) están construidos de forma tal que estos puentes pueden ser posicionados nuevamente unos con respecto a otros para adaptarse a diferentes prácticas de montaje de conjuntos de columna/montaje de viga, en cada uno de los cuales los puentes adyacentes entre sí están preferentemente separados uno de otro esencialmente por una altura que de manera apropiada corresponde a un solo piso, que se tienen que asociar con la estructura en la que se tiene que utilizar la columna que debe ser realizada. Este es el estado mostrado en la figura 2 con respecto a una columna que es esencialmente la misma que la columna mostrada en la figura 1. La columna mostrada en la figura 2 ha recibido, por lo tanto, la misma referencia numeral (32).

De acuerdo con la invención, el utilaje (42) y la metodología práctica de la invención asociada con la utilización de dicho utilaje posibilitan la colocación precisa de conjuntos de montajes de viga sobre las superficies exteriores de la columna y a lo largo de la misma en lugares distribuidos según la longitud de la columna (32), y de una manera que permite que toda esta actividad tenga lugar preferentemente en una instalación de fabricación controlada en un lugar alejado de la aplicación en el que, en caso deseado, se pueden realizar dispositivos controlados por ordenador y de manera robótica para un funcionamiento de precisión y eficacia. De acuerdo con ello, en esta aplicación del armazón (44) del utilaje sería típicamente anclado de forma apropiada al suelo de dicha instalación.

Se hará referencia a continuación a las figuras 3-8 de los dibujos junto con la figura 2, en los que los componentes que ya se han identificado se han marcado de manera similar con iguales numerales de referencia, mostrando las figuras 6, 7 y 8 específicamente lo que se designa en esta descripción como estructura o estructuras de soporte (48), particulares, basculantes hacia arriba/hacia abajo, montadas de manera apropiada en lugares escogidos a lo largo del armazón (44) del utilaje. En las figuras 6 y 7 se han mostrado una estructura de soporte (48) en situación de basculación hacia abajo por debajo de una columna, y en la figura 8 una versión de esta estructura de soporte en condiciones de basculación hacia arriba. Preferentemente, las estructuras y soporte o soportes (48) están dispuestos adyacentes a extremos opuestos del armazón (44), con una separación entre ellos que es ligeramente menor que la longitud total prevista de la columna cargada específica, tal como la columna (32), que se ha manejado durante la aplicación de la metodología de la invención. La figura 2, a efectos de simplicidad del dibujo, no incluye representación alguna del soporte (48). De manera adicional, se pueden disponer uno o varios soportes a lo largo del utilaje (42) en lugares dispuestos en zonas intermedias entre puentes adyacentes entre sí. La figura 6 muestra esta situación de manera específica.

Durante la práctica de la invención, y tal como se explicará a continuación de manera más completa, una columna "en bruto" que se tiene que procesar es soportada inicialmente sobre dichos soportes que son obligados a bascular hacia arriba con esta finalidad. Tal como se puede apreciar claramente en las figuras 7 y 8, los soportes (48) incluyen pares de rodillos de giro libre (50) que, en las condiciones de soporte de la columna que se han descrito, soportan una columna de extremo a extremo para movimiento longitudinal, lateral para establecer una posición longitudinal apropiada de la columna con respecto a los componentes del utilaje (42). Una columna soportada de este modo se describe como soportada sobre los mencionados soportes inicialmente en una cierta elevación predeterminada que, en el caso que se está describiendo, se encuentra en una elevación apropiada por encima del armazón (44). La elevación real no es crítica para la práctica de la presente invención, sino que lo importante, tal como quedará evidente, es que esta altura se encuentre ligeramente por debajo de la altura final que tendrá una columna cuando se encuentre completamente montada y soportada con capacidad de rotación en el utilaje (42) para su trabajo de acuerdo con la práctica adicional de la invención.

Haciendo referencia a continuación en particular a las figuras 10-13, ambas inclusive, junto con la figura 2, se aprecian los puentes (46) que incluyen en cada uno de ellos un par de brazos basculantes pivotantes, con capacidad de apertura y cierre, tal como los brazos (52), cada uno de los cuales lleva un par de rodillos de giro libre, tales como los rodillos (54). El puente central de los tres puentes mostrados en la figura 2 se ha mostrado con sus brazos basculantes abiertos, y los otros dos puentes de esta figura se han mostrado con sus brazos basculantes cerrados.

En las figuras 11 y 13, los brazos basculantes (52) se han mostrado cerrados, y en las figuras 10 y 12, los brazos se han mostrado en grados de apertura que son menores que la apertura de los brazos del puente central mostrado en la figura 2. En la figura 12 de los dibujos, con respecto a los rodillos de giro libre (54) soportados por los brazos que se han mostrado en dicha figura, se puede apreciar que cada uno de estos rodillos está formado mediante pestañas circunferenciales que definen lados opuestos de un canal perimetral en la parte circunferencial externa de cada uno de los rodillos (54). El objetivo de estas pestañas y de los canales asociados a las mismas se explicará más adelante.

La figura 12 muestra con el numeral (56) un dispositivo de ajuste de usillo roscado apropiado que se puede utilizar, tal como se describirá más adelante, para completar el cierre final, y el cierre con bloqueo, de los brazos basculantes de cada uno de los puentes.

Haciendo referencia a continuación especialmente a la figura 9 de los dibujos, se ha mostrado de manera general con el numeral (58) un anillo de guía, o estructura de anillo de guía, que se utiliza en las proximidades de cada uno de los puentes (46) y que está fijado al exterior de una columna destinada a ser procesada en el utilaje (42). Tal como se puede apreciar, cada anillo (58) está formado según un par de componentes (58a) que se han mantenido juntos entre sí con intermedio de los pasadores desmontables (60).

En la práctica, y si bien la columna (32) está soportada sobre soportes (48), anillos, tales como el anillo (58), están fijados al exterior de la columna en lugares transversalmente alineados con los brazos abiertos de los puentes (46), y en particular, alineados transversalmente con los canales perimetrales formados en el exterior de los rodillos (54) de los brazos. Con la columna (32) en su lugar sobre los soportes (48), y los anillos de guía (58) instalados de manera apropiada, los brazos basculantes (52), son llevados unos junto a otros para cerrar estos brazos. Con el cierre de los brazos (52) y con respecto a los rodillos de giro libre soportados sobre cada uno de los brazos, los rodillos de giro libre inferiores se acoplan en primer lugar con los perímetros circulares de los anillos de guía (ver figura 10), y con el cierre continuado de los brazos de los puentes, estos rodillos de los brazos que han establecido contacto en primer lugar levantan los collares y la viga hacia arriba en separación de los soportes (48). Entonces, los soportes (48) son bajados. La columna (32) completamente levantada ha sido mostrada en las figuras 4-6, ambas inclusive, 13-15, ambas inclusive, y 21-23, ambas inclusive. Los brazos de los puentes quedan bloqueados en posición cerrada de cualquier modo adecuado, por ejemplo, por accionamiento de los dispositivos de ajuste mediante usillo, tal como el mostrado con el numeral (56) en la figura 12.

Haciendo referencia a continuación a las figuras 2 y 16-23, ambas inclusive, se ha mostrado un carro (62) en forma de jaula de ardilla que desempeña un importante papel en la estructura y práctica de la presente invención. En las figuras 2, 16-19, ambas inclusive, y 21-23, ambas inclusive, se ha mostrado el carro (62) montado para desplazamiento de traslación con baja resistencia según la longitud de la columna (32). En la figura 20, se ha mostrado el carro (62) en una estructura aislada y separada.

El carro (62) comprende un par de placas circulares (64, 66) en extremos opuestos que tienen configuración anular y que están unidas con intermedio de cuatro tirantes alargados (68), distribuidos ortogonalmente (con respecto al eje longitudinal del carro, no mostrado). La placa (64) define lo que se designa como extremo de abajo del carro (62), y la placa (66) define el extremo de arriba del carro. Los términos "arriba" y "abajo" se aplican también en esta descripción con respecto a la situación de una columna, tal como la columna (32), que está colocada en la estructura de utilaje (42). De manera más específica, el extremo izquierdo de la columna (32), tal como se ha mostrado en la figura 2, está designado como extremo de arriba de la columna, y el extremo de la derecha mostrado en la columna de la figura 2 recibe la designación de extremo de debajo de la columna.

Montada de forma apropiada sobre tirantes (68), de forma más próxima a la placa (64) que a la placa (66), se encuentra la estructura de montaje o de colocación-fijación (70) (ver particularmente figura 19) que está diseñada para permitir el llamado ``armado del carro (62) con un conjunto de varios montajes (38) de viga colocados con precisión dispuestos en relación ortogonal a lo largo del eje longitudinal del carro (62). La figura 19 muestra específicamente un par de montajes (38) de la guía montando por lo tanto, el carro (62) sobre dos de las estructuras de montaje (70) que se han mostrado en estas figuras.

Montados de forma apropiada sobre la placa (64) de abajo del carro se encuentran cuatro juegos de rodillos de giro libre (72), y montados de manera apropiada sobre la placa (66) exterior del carro se encuentran cuatro conjuntos de rodillos de giro libre (74) (ver especialmente figuras 22 y 23). Es importante observar, en este caso, que los rodillos de giro libre (72) están dispuestos para desplazarse sobre las caras externas de la columna (32), mientras que los rodillos de giro libre (74) están destinados a desplazarse sobre la esquina de intersección entre caras adyacentes de la columna. Esta disposición permite un desplazamiento de traslación descendente del carro (62) a lo largo de la columna (32) durante el proceso indicado. De manera más específica, permite que el carro se desplace a lo largo de una columna en que ninguna parte del mismo golpee ningún conjunto que se acaba de instalar (colocado-montado) de cuatro montajes de viga (38). Las figuras 22 y 23 muestran claramente esta importante disposición de los rodillos de giro libre (72, 74).

Haciendo referencia nuevamente de forma específica a la figura 19, se observa en ella que cada una de las estructuras de montaje (70) está formada por un componente (76) que tiene una estructura algo similar a la de los componentes anteriormente mencionados del extremo de viga (40) mostrados en la figura 1, de manera que los montajes de viga (38) pueden ser dispuestos en posición para colocación-fijación a los lados de una columna de una forma que se acopla a dichos montajes de viga de manera muy similar al acoplamiento que existe entre los componentes del collar interno y externo mostrados en la figura 1. Se observará, además, especialmente con referencia a la figura 19, en la que la dirección de desplazamiento del carro a lo largo de la columna (32) se ha mostrado por una flecha (78), que cuando el carro (62) es desplazado de forma descendente a lo largo de la columna (32) (a la izquierda en la figura 19), las estructuras de montaje (70) y los montajes de viga (38), si estos últimos han sido fijados a un lado de la columna (32), se separan y se liberan entre sí con los montajes de viga (38) que permanecen apropiadamente en su lugar colocados y fijados en los lados externos de la columna (32).

Describiendo a continuación una forma preferente de realizar la presente invención, cuando la estructura de utilaje (42) es utilizada con respecto al colocación-fijación de conjuntos de montajes de viga a lo largo de una columna, dicha columna es situada sobre los soportes antes mencionados del utilaje (42), con todos los brazos del puente en situación completamente abierta. Los anillos de guía (52) son montados de forma apropiada sobre el exterior de la columna soportada, y cuando ello ha sido realizado, el carro (62) es montado de forma apropiada sobre la columna adyacente al extremo superior de la misma. El carro (62) es desplazado en translación a lo largo de la columna para posicionar el carro apropiadamente en las proximidades de la primera localización longitudinal (lugar de fijación en la columna) a lo largo de la columna soportada en la que un conjunto de montajes de viga se tiene que colocar-fijar en primer lugar a la columna soportada. El registro de posición y bloqueo de posición para el carro desplazado de este modo es realizado por una clavija de bloqueo móvil manualmente, tal como la clavija (80) mostrada en las figuras 2 y 21, de manera que el extremo libre de esta clavija que está dispuesto hacia la columna soportada impulsada hacia abajo hacia dentro de orificios receptores apropiados, tales como los orificios (82), que han sido preparados apropiadamente en un lado de la columna soportada.

Los brazos basculantes de los puentes son cerrados a continuación uno sobre el otro y bloqueados en situación cerrada. El cierre de estos brazos levanta la columna, que ahora se halla completamente sujeta, hacia arriba en alejamiento de los soportes, y los soportes son plegados hacia abajo para no interferir y permitir la continuación de la práctica de la invención.

Las estructuras (70) de ensamblaje de los montajes de vigas del carro son armados con un conjunto de cuatro montajes de viga. Con el carro armado de este modo y equilibrado con un conjunto de cuatro montajes de viga y con estos montajes de viga posicionados de manera apropiada para colocación-fijación a los lados de la columna (32), se lleva a cabo la soldadura para fijar dichos montajes en su lugar. Una característica muy interesante de la presente invención es que el utilaje y el carro que se han descrito, cuando se utilizan de manera asociada entre sí, tienen como resultado la disposición de cada uno de los conjuntos de montajes de viga desplegables-fijables, soportados en el carro, quedan dispuestos en lugares que se encuentran relativamente adyacentes a uno de los puentes (46). Un resultado de ello es que, cuando se lleva a cabo la soldadura, la columna de referencia es soportada por un puente adyacente cercano (46), proporcionando esta situación una estabilización satisfactoria antidistorsión térmica de la columna.

Cuando un conjunto completo de cuatro montajes de un conjunto de montajes ha sido fijado a las caras de la columna (32), se abre el puente adyacente situado más abajo, se retira el anillo de guía asociado a la columna y el carro (62) es desplazado por translación en dirección hacia abajo a lo largo de la columna, actuando la columna como ruta o trayectoria para el carro.

El carro es parado en el siguiente lugar de instalación a lo largo de la columna, armado con un nuevo conjunto de montajes de viga (38), anclados en su lugar de forma alineada mediante la clavija (80) y el nuevo conjunto de montajes de viga (38) es desplegado-fijado entonces a los lados de la columna.

De acuerdo con la invención, en cada localización de posición del carro para la colocación-fijación de un conjunto de montajes de viga, se lleva a cabo la rotación de la viga y del carro alrededor del eje longitudinal de la columna, cuyo eje se ha mostrado con el numeral (32a) en las figuras 2 y 24-26, ambas inclusive, de los dibujos. Dada la naturaleza de la relación que existe entonces entre el carro (62) y la columna (32), con un conjunto de montaje de viga que arman o equipan el carro, la rotación de la viga alrededor de su eje longitudinal provoca el giro del carro de forma unitaria con la columna. Las figuras 24-26 muestran dos formas de implementar de manera útil dicha rotación.

Haciendo referencia a las figuras 25 y 25 conjuntamente, se propone una forma de colocación-fijación de la invención que comporta la orientación de la columna y del carro en una situación de rotación con una esquina facial de la columna dirigida directamente hacia arriba. Se crean soldaduras en las localizaciones mostradas de forma más oscura con el numeral (84) en la figura 24. La columna y el carro son entonces girados de forma inmediata 180º alrededor del eje (32a), tal como está indicado por la flecha curvada (86) en la figura 25.

A continuación, se llevan a cabo las soldaduras en las mismas localizaciones relativas adyacentes a la esquina facial opuesta de la columna, después de la cual la viga y el carro son obligados a girar una segunda vez en 90º de arco, tal como se ha indicado por la flecha curvada (88) de la figura 25, y se realiza un conjunto final de soldaduras.

Siguiendo la soldadura realizada después de esta segunda rotación, la columna y el carro son obligados a girar una tercera vez, en este caso en un arco de 180º, tal como se indica por la flecha (90) en la figura 25.

Todas las soldaduras apropiadas han sido llevadas a cabo para un único conjunto de montajes de viga, cuyos montajes se dice en esta situación que han sido colocados-fijados con respecto al carro y a la columna. La rotación del carro y de la viga que se ha descrito ayuda a asegurar la estabilización de la configuración de la viga durante las operaciones de soldadura en caliente que se han mencionado.

Cuando, tal como se desea en primer lugar, solamente se llevan a cabo soldaduras por puntos, llevándose a cabo, posteriormente, soldaduras completas, una forma similar de rotación tiene lugar preferentemente por la misma razón.

Haciendo referencia a las figuras 25 y 26 de forma conjunta, se ha mostrado otra forma de colocación-fijación. En esta forma de proceder, se crean pares de soldaduras, tal como se ha mostrado en (b), soldaduras mostradas de forma más oscura (92) en la figura 26. Las rotaciones descritas en lo anterior se utilizan preferentemente de modo similar en este procedimiento.

Otra operación adicional que puede ser utilizada de forma conveniente durante la práctica de la invención se ha mostrado mediante la flecha (94) dirigida hacia el extremo izquierdo de la columna (32) en la figura 2. La flecha (94) representa la creación de un flujo de gas de precalentamiento y/o refrigeración a través del interior hueco de la columna (32).

Claims (4)

1. Procedimiento para la colocación-fijación de una estructura (38) de montaje de viga al exterior de una columna alargada (32) en varios lugares de fijación definidos, que están distribuidos y separados a lo largo de la columna (32), caracterizado porque el procedimiento comprende las siguientes etapas:

preparar una columna alargada (32) para que actúe como ruta de desplazamiento para un carro (62), diseñado para transportar y colocar la estructura del montaje de viga (38),

montar (48) dicho carro (62) para la translación sobre la columna preparada (32) y a lo largo de la misma,

desplazar el carro (62) progresivamente a lo largo de la columna (32) desde el lugar de fijación definido a otro lugar de fijación definido,

equipar o armar el carro (62) con una estructura (38) de montaje de vigas que puede ser colocada,

en cada uno de dichos lugares, estabilizar el carro posicionalmente con respecto a la columna (32), y

en dicho lugar, y a partir del carro (62) estabilizado de este modo, colocar-fijar a la columna (32) la estructura (38) de montaje de vigas equipada del carro.

2. Procedimiento, según la reivindicación 1, en el que dicha preparación incluye adicionalmente el soporte de la columna para su rotación sustancialmente alrededor de su propio eje longitudinal (32a), incluyendo dicha etapa de montaje adicionalmente el establecimiento de una relación entre el carro (62) y la columna preparada (32), de manera que l carro (62) y la columna (32) girarán de forma unitaria cuando la columna es obligada a girar sustancialmente alrededor de su eje longitudinal (32a), y dicha actividad de colocación y fijación comporta dicha rotación.

3. Procedimiento, según la reivindicación 2, que está destinado a su utilización con una columna (32) de cuatro lados, de sección transversal general cuadrada, y en el que dicho equipado comporta suministrar al carro (62) cuatro montajes (68) de viga relacionados ortogonalmente, uno para cada lado distinto de dicha columna, y dicha rotación tiene lugar en momentos de tiempo intercalados con la colocación-fijación individual de un montaje de viga individual (38) a un lado de la columna (32), de manera que dicha rotación, con respecto al colocación-fijación general de los cuatro montajes de viga mencionados (38) a los lados de la viga, incluyendo tres rotaciones sucesivas, la primera de las cuales es una rotación de 180º, la segunda es una rotación de 90º y la tercera es una rotación de 180º.

4. Procedimiento, según la reivindicación 3, que está destinado a su utilización con una columna tubular (32) y que comprende además el hacer pasar un gas a través del interior hueco de la columna durante dicha actividad de colocación-fijación.