ES2442040A2 - Encofrado para hormigonar el revestimiento interior de túneles. - Google Patents

Abstract

Encofrado para hormigonar el revestimiento interior de túneles, constituido por una estructura resistente formada por un anillo poligonal perpendicular al eje del túnel, constituido por un número variable de cuadernas (1) articuladas entre sí y unidas por un codal telescópico (4) que permite variar el ángulo que forman, para así variar la curvatura perimetral, de forma que variando también el número de cuadernas (1) es posible adoptar cualquier medida y configuración de túnel (t). Por fuera de dichas cuadernas (1) se montan otras cuadernas secundarias (2), que exteriormente definen la curvatura acorde a cada zona o sector de túnel en la que se monta. Finalmente, formando la piel del encofrado, una serie de chapas de acero flexible (3), que adopta el radio de curvatura adecuado a la zona o sector de túnel a construir, que tiene la longitud del encofrado y la anchura correspondiente a un sector de túnel, definido por una de las piezas intermedia (2) que la soporta y por la cuaderna o cuadernas (1) que forman el anillo estructural interior.

Description

Encofrado para hormigonar el revestimiento interior de túneles.

Objeto de la invención

La presente invención, como su titulo indica, se refiere a un encofrado para hormigonar el revestimiento interior de un túnel, que está constituido por una serie de paneles que conforman un anillo que define la bóveda, los laterales y las esquinas de la base del túnel. El conjunto del encofrado se monta sobre un carro que se desplaza en dirección longitudinal con respecto al túnel, desde una tongada hasta la siguiente, apoyado en carriles ferroviarios colocados previamente, o sobre la solera del túnel. Los paneles de encofrado están a su vez provistos de uniones articuladas que permiten abatir hacia el interior los paneles que conforman los faldoncillos y los laterales del túnel para desencofrar y poder desplazar el encofrado hasta la siguiente puesta, antes de proceder a su posicionamiento y posterior hormigonado de la siguiente tongada,

Antecedentes de la invención

Actualmente existen encofrados del tipo descrito en el párrafo anterior, para túneles especificas, quiere esto decir que como los paneles definen exteriormente un anillo con un radio y configuración acorde únicamente al túnel concreto, su uso no se puede generalizar a otros túneles, a menos que sean idénticos. Por esta causa se ha de fabricar un encofrado para cada obra, no existiendo actualmente un sistema de encofrado universal, que se pueda aplicar a cualquier túnel, por lo que tampoco existe la posibilidad de alquilar encofrados de este tipo para que el constructor o montador lo adapten a cada obra concreta, lo que encarece (sensiblemente) el hormigonar el revestimiento interior de los túneles, además de que supone una demora en el inicio de la obra, ya que antes se ha de fabricar el encofrado especifico.

Descripción de la invención

El encofrado de la invención prevé una serie de paneles que conforman un anillo interior al túnel, que integra un número variable de paneles, cada uno de los cuales presenta exteriormente un arco, acorde al túnel especifico que se pretende hormigonar. Cada uno de estos paneles presenta una estructura resistente constituida por al menos una cuaderna que exteriormente define una superficie sensiblemente plana; sobre ella apoya una cuaderna secundaria que presenta exteriormente una superficie arqueada o poligonal; y, finalmente una chapa arqueada que conforma la piel del encofrado, adaptándose a la curvatura del túnel.

Cada una de las cuadernas primarias presenta una sección trapezoidal isoscélica invertida; todas ellas están articuladas entre si por medio de unas orejetas situadas en las aristas laterales exteriores (más próximas a la pared del túnel). Las dos aristas interiores, de cada dos cuadernas anexas, se relacionan por medio de un codal telescópico, con ayuda del cual se puede variar el ángulo que forman las dos cuadernas consecutivas, de tal forma que asi se varia la curvatura del anillo perimetral que éstas forman en cada sector del túnel. De esta forma, variando el ángulo que forman las cuadernas entre si y el número de cuadernas que lo constituyen es posible conformar un anillo poligonal, interior al encofrado en si, adaptable a cualquier medida y configuración del túnel a construir.

Sobre cada una de estas cuadernas primarias se sitúa otra pieza intermedia, o cuaderna secundaria, que exteriormente define una curvatura acorde a cada zona o sector de túnel en la que se monta, al tiempo que constituye el medio de apoyo para la chapa que define la piel del encofrado. Estas piezas intermedias, o cuadernas secundarias, son elementos con una estructura cuya configuración es modificable, ya que están formadas mediante placas articuladas y movibles que por tanto permiten modificar la curvatura exterior de cada pieza para adaptarla a la curvatura especifica de cada sector del túnel, con lo cual son también elementos universales que se pueden adaptar a cualquier radio de curvatura. En otra alternativa de fabricación, estas cuadernas secundarias se construyen con elementos que tienen una curvatura acorde a cada sector de cada túnel; en cuyo caso estas piezas son especificas para un túnel concreto, por lo que seria necesario construirlas para cada obra, siendo los demás elementos del sistema universales y reutilizables para obras sucesivas.

La piel del encofrado la constituyen unas chapas de acero flexible, cada una de las cuales se monta o conforma con el radio de curvatura adecuado a la zona o sector de túnel a construir, es decir, disponen de la longitud del encofrado y tienen la anchura correspondiente a un sector de túnel definido por una de las piezas intermedias que la soporta y por la cuaderna o cuadernas principales que conforman el anillo estructural interior.

El conjunto de los paneles que constituyen el encofrado se agrupan y estructuran en las siguientes secciones:

a) Una sección superior que define la bóveda del túnel, constituida por un número variable de paneles de clave, que se montan simétricamente a ambos lados del eje del túnel, conformando la parte superior del encofrado, una vez montados en posición y rigidizados con los ángulos adecuados, arriostrándose todos ellos inferiormente con un codal por cuaderna ,que relaciona las dos cuadernas extremas por el interior del encofrado, al tiempo que permite su elevación y colocación sobre el carro de arrastre del encofrado.

b) Sendas secciones laterales, constituidas por un número variable de paneles hastiales, que una vez se unen entre si y se montan en los respectivos laterales de la sección de bóveda a través de una articulación situada por la cara interior, accionada por medio de un cilindro o medio similar, que permite el abatimiento del extremo inferior hacia el interior del túnel, a fin de facilitar las operaciones de transporte y desencofrado. Durante la maniobra de hormigonado esta articulación se rigidiza mediante un codal telescópico.

c) Y, sendos paneles situados por debajo de las secciones laterales, que conforman los faldoncillos o cierres laterales del túnel con las zapatas inferiores, que articulan abatiéndose hacia el interior del túnel para facilitar las operaciones de transporte y desencofrado, siendo accionados por un cilindro o medio similar. Esta articulación, también se rigidiza durante el hormigonado.

Para el traslado del conjunto del encofrado entre puesta y puesta se ha diseñado un carro de trasporte que sirve como estructura de apoyo para el mismo, que está formado por sendos pórticos principales, situados en el plano normal a la traza del túnel, unidos mediante vigas longitudinales de atado. Este carro rueda sobre carriles dispuestos por la obra, sobre las zapatas de arranque del túnel o sobre una zapata provisional en la solera. Asi mismo, este carro dispone de un sistema hidráulico para realizar todas las maniobras durante el ciclo normal de trabajo: traslación, ripado horizontal, movimiento de faldones, elevación y descenso, (e incluso poder cambiar la geometria interior del túnel, si esta se modifica en algún punto.)

Para realizar las maniobras de encofrado/desencofrado el carro presenta unos cilindros que repliegan los paneles laterales de los hastiales del túnel, abatiéndolos respecto de las articulaciones intermedias, después de replegar o abatir los faldoncillos de la base. El encofrado/desencofrado de la clave se realiza accionando los cilindros hidráulicos de las patas del carro que descienden o elevan los paneles clave, que definen la bóveda del túnel. A continuación se efectúa el ripado consistente en el movimiento horizontal relativo entre el carro que rueda por una posición fija (los carriles) y el encofrado, para permitir los ajustes horizontales de este último.

Descripción de las figuras

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de facilitar la comprensión de las características de la invención, se acompaña a la presente memoria descriptiva un juego de dibujos en los que, con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

La figura 1 muestra una vista esquemática, en alzado frontal de tres encofrados (A-S-e) con radios diferentes formados por paneles (P) universales y reutilizables para formar varios túneles, con diferentes radios y configuración. La figura 2 representa una sección detallada de un encofrado de estas características, en posición operativa, es decir antes de efectuar el hormigonado del túnel. Las figuras 3 a 6 representan esquemáticamente la secuencia de montaje de un panel, del tipo representado en la figura 12, con sus tres elementos básicos: cuaderna principal (1), secundaria (2) y chapa o piel de encofrado (3). Las figuras 7 a 11 muestran la secuencia de montaje de los distintos paneles que conforman un encofrado, sobre el correspondiente carro de transporte (car). Las figuras 12 y 13 representan sendas vistas en sección de dos soluciones constructivas diferentes de paneles de encofrado, ambas realizadas según la invención. Las figuras 14 a 16 representan esquemáticamente la secuencia de montaje de un panel del tipo representado en la figura 13. La figura 17 se corresponde con la figura 2, cuando el encofrado está en posición de desencofrado, antes de trasladarse a la siguiente puesta del túnel a hormigonar.

Realización preferente de la invención

Como se puede observar en las figuras referenciadas se trata de un encofrado metálico especial que reproduce la geometría interior del túnel especifico, siendo capaz de adaptarse a las geometrías de cualquier túnel. Para ello, está constituido por un número determinado de paneles (P), unidos por medio de articulaciones y codales telescópicos, que se inmovilizan antes y durante el proceso de hormigonado definiendo interiormente un anillo poligonal resistente y exteriormente un radio de curvatura acorde a cada zona del túnel que se pretende hormigonar.

Los paneles que forman el encofrado del túnel son de tres tipos diferenciados por las distintas zonas del túnel: paneles de clave (Pe) colocados en la zona superior o bóveda del túnel, paneles de hastial o faldones (Ph) situados en los costados y faldoncillos (Pf) o paneles que ocupan el zócalo del túnel.

Los paneles de clave (Pe) son los que van situados en la zona superior del encofrado y que por tanto conforman la bóveda del túnel. En dichos paneles se disponen las tajaderas para verter el hormigón, placas de amarre rápido para vibradores de superficie, ventanas para la inspección durante el proceso de hormigonado y uniones sobre las que se amarran los codales de clave, encima de ellos se monta la plataforma de hormigonado bajo clave.

Los paneles de clave van situados simétricamente en la parte superior del encofrado, a ambos lados del eje del túnel, partiendo del panel central, unidos entre ellos longitudinalmente mediante un codal inferior (5) que se fija en el pórtico (c1) del carro de transporte (car), hasta completar íntegramente el encofrado de la bóveda. (Fig. 7 a 9).

Los paneles de hastiales (Ph) son los situados en los laterales del túnel, se trata de paneles metálicos curvos compuestos con la misma estructura que los paneles de clave y que los faldoncillos. En dichos paneles se disponen orejetas para las consolas de hormigonado, ventanas de inspección y hormigonado, placas de amarre rápido para vibración de superficie y los perfiles de tiro para el accionamiento de los cilindros hidráulicos de maniobra.

Los paneles de hastial (Ph) van unidos en su parte alta a los paneles de clave (Pc) a través de una articulación que permite el giro para las maniobras de desencofrado y transporte gracias a un cilindro (c3) unido y accionado desde el carro de transporte (car). Por debajo, los paneles hastiales se unen con los paneles de faldoncillo (Pf) mediante orejetas de giro y también por un cilindro (7) que se conecta con el circuito hidráulico del carro para su accionamiento durante las maniobras de encofrado/desencofrado.

Los faldoncillos (Pf) están situados en la zona inferior del encofrado, siendo estos paneles los que permiten el solape con el tacón de arranque efectuado con anterioridad. Se trata de sendos paneles metálicos curvos compuestos por el mismo tipo de perfileria que el resto de paneles. Cada uno de ellos presenta en la zona inferior un perfil longitudinal rigidizador de reparto para transmitir correctamente las cargas a las llaves de cortante.

Cada uno de los paneles está constituido por:

Una cuaderna (1) que presenta una sección trapezoidal isoscélica, provista de orejetas en los vértices, las dos orejetas exteriores (12), prolongación de la base mayor, se unen mediante un buIón o un medio similar que permite el giro entre si de las dos cuadernas consecutivas. Por su parte las orejetas interiores (11) de dos cuadernas anexas se unen por medio de un codal telescópico (4), que se inmoviliza durante el montaje en la distancia adecuada para definir interiormente un anillo poligonal de radio y configuración acorde al del túnel a construir. Variando el ángulo que forman dos cuadernas consecutivas y el número de cuadernas por sección se consigue adaptar la estructura del encofrado a un túnel menor o mayor según se muestra en la figura 1 (A-S-C).

Una cuaderna secundaria (2), que se une a la cuaderna principal (1) mediante cualquier medio convencional y que exteriormente presenta una superficie arqueada, acorde a la configuración especifica de esa zona del túnel a construir. Puede tratarse de una pieza con una estructura que se puede modificar, en cuyo caso está formada mediante placas articuladas y movibles, o de una estructura fija e inamovible.

Una chapa de acero (3), de unos 6 mm. de espesor que conforma la piel encofrante, que apoya sobre perfiles resistentes longitudinales (31-32) que transmiten las cargas que reciben de la chapa armada a las cuadernas. Estas chapas de acero flexible (3) constituyen la piel del encofrado en una superficie que tiene la longitud del encofrado y la anchura correspondiente a un sector de túnel, definido por una de las piezas intermedia (2) que la soporta y por la cuaderna o cuadernas (1) que forman uno de los anillos estructurales interiores.

Entre dos paneles consecutivos se coloca un codal (4) de rigidización de cuaderna, que es una pieza metálica de cuerpo cilindrico, que posee unos husillos roscados en sentidos opuestos a cada lado del cuerpo central, de forma que girando el cuerpo del tornapuntas se consigue variar su longitud para adaptarla a la medida requerida. Esta pieza sirve para rigidizar la unión entre los paneles de encofrado durante la fase de hormigonado y/o montaje.

En la figura 12 se observa la estructura de un panel en el que la cuaderna auxiliar

(2) es un elemento con la curvatura acorde al sector de cada túnel concreto. Estas piezas se construyen con la curvatura especifica de cada obra, siendo el único elemento del sistema que no tiene un uso universal y que normalmente no es reutilizable en obras sucesivas. El montaje de este tipo de panel se observa en las figuras 3 a 6: partiendo de una chapa de acero (3), fijada sobre perfiles longitudinales (31), se aproxima la cuaderna secundaria (2) y se fija en ella mediante tornilleria, partiendo de que en este caso, dicha cuaderna secundaria (2) dispone ya del radio de curvatura adecuado al tramo de túnel a construir; finalmente se atornillan la cuaderna secundaria (2) y la primaria (1) para formar un solo cuerpo que va a determinar un sector concreto del túnel.

En la figura 13 se observa la estructura de un panel que presenta en este caso una curvatura exterior variable, capaz de adaptarse a la curvatura especifica de cada sector del túnel, con lo cual son también elementos universales que se pueden adaptar a cualquier radio de curvatura. En este caso la cuaderna intermedia (2) está formada mediante placas (21) articuladas y movibles, unidas por medio de husillos (23) a la cuaderna principal (1) Y articuladas entre si a través de orejetas arqueadas (22) que permiten, en conjunción con los anteriores, modificar la curvatura exterior de la pieza (2) para adaptarla a la curvatura especifica de cada sector del túnel.

Las figuras 14 a 16 ilustran la secuencia de montaje de cada uno de estos paneles. La cuaderna (1) es la misma en todos los casos, lo mismo que la chapa de acero (3), lo que cambia aquí respecto a las figuras 3-6 es la estructura de la cuaderna (2) que es un elemento de configuración y curvatura adaptable a cada caso. Para ello, se dispone una línea de placas (21) que están articuladas entre sí a través de las ventanas arqueadas (22) que permiten conformar una línea general con la curvatura deseada; ésta se inmoviliza en la posición predefinida por medio de los husillos (23) que unen las distintas piezas (21) con la cuaderna principal (11), definiendo el radio de curvatura de cada placa (21) en el conjunto de la pieza (2). La secuencia de montaje supone primeramente relacionar los husillos (23) con al cuaderna (1) Y posteriormente, una vez establecida la curvatura deseada, fijar dichos husillos y las orejetas (22) en la posición establecida.

El carro de encofrado (car) está compuesto por dos pórticos iguales (c1) situados en posición transversal, con respecto al túnel, unidos mediante largueros y arriostrados entre sí mediante travesaños. Este carro está concebido para no recibir cargas durante el proceso de hormigonado del túnel, es decir, sólo y únicamente debe usarse para trasladar el encofrado desde una tongada hasta la siguiente y servir como base para posicionar el encofrado en el lugar correcto antes de proceder al hormigonado. Para su desplazamiento el carro desliza a través de ruedas (c2) sobre carriles ferroviarios que tienen que estar perfectamente colocados antes de iniciar el movimiento.

Estructuralmente, el carro está formado por dos pórticos de chapa armada en forma de cajón (c1), presentando un gálibo máximo de altura adecuada al hormigonado del túnel. Los pórticos están arriostrados longitudinalmente mediante dos vigas paralelas cuya sección tiene forma de cajón armado. El encofrado metálico descansa sobre los largueros a través de cuatro puntos de anclaje, sobre los que puede variarse la posición relativa del encofrado respecto del eje del carro con ayuda de cilindros hidráulicos de ripado (6), para corregir pequeñas desviaciones en el alineado del encofrado o de replanteo en el paso por curva.

Las patas del carro de desplazamiento son regulables en altura mediante cilindros hidráulicos dispuestos en el interior dichas patas de apoyo. Esta regulación en altura permite realizar la maniobra de encofrado y desencofrado de la clave del túnel. Para conseguir el movimiento de avance del conjunto, se activan simultáneamente los cuatro motores hidráulicos que existen en las ruedas motrices, una en cada pata del carro de transporte, hasta que una vez posicionado el encofrado a cota se ajustan los codales mecánicos rigidizadores de cuaderna y se libera la presión de los cilindros hidráulicos del carro para evitar que entren en carga durante la fase de hormigonado.

En estos paneles se disponen tajaderas de hormigo nado y ventanas de inspección repartidas de manera uniforme a lo largo de toda la superficie encofrante cuya misión es la de facilitar tanto el bombeo de hormigón hacia el interior del túnel, como la inspección del proceso de hormigo nado por parte del personal de obra. A su vez se disponen una serie de soportes para los vibradores de superficie que facilitarán la maniobra de vibrado de la masa de hormigón. En encofrado esta provisto de tajaderas en los paneles de clave que permiten el acople de tuberias para el bombeo de hormigón hacia el interior del encofrado en la fase final, cuando se hormigona la parte superior de la bóveda. Como medida adicional de seguridad, el encofrado tiene unos testigos de llenado, para poder parar a tiempo el bombeo último de hormigón y evitar asi trasmitir sobre presiones de hormigonado al encofrado de clave.

Para realizar las maniobras de encofrado/desencofrado primeramente se accionan los cilindros (7) que abaten los faldoncillos (Pf) hacia el interior, seguidamente se repliegan los hastiales del túnel (Ph), accionando los cilindros hidráulicos (c3) correspondientes que permiten abatir los paneles respecto de las articulaciones. El encofrado/desencofrado de la clave se realiza accionando los cilindros hidráulicos de las patas.

Claims (5)

1. REIVINDICACIONES

   1.-Encofrado para hormigonar el revestimiento interior de túneles, que está constituido por una serie de paneles (P) que conforman la bóveda, los laterales y las esquinas de la base del túnel, montados sobre un carro (car) que desplaza el encofrado en dirección longitudinal del túnel (t), desde una tongada hasta la siguiente, apoyado en carriles ferroviarios colocados previamente sobre las zapatas/soleras del túnel (t1), estando dichos paneles de encofrado provistos de uniones articuladas que permiten abatir los paneles que conforman los faldoncillos y los laterales del túnel para desencofrar y poder desplazar el encofrado hasta la siguiente puesta, antes de proceder a su colocación y posterior hormigonado de la correspondiente tongada, caracterizado por que presenta una estructura resistente que forma un anillo poligonal, perpendicular al eje del túnel, que de dentro hacia fuera, comprende:

   a) un número variable de cuadernas (1) que están articuladas entre sí a través de unas orejetas laterales (12) situadas en las aristas exteriores, más próximas a la pared del túnel, y relacionadas entre sí a través de un codal telescópico (4) que une las aristas interiores (11) de dos cuadernas (1) anexas, adecuado para variar el ángulo que forman las dos cuadernas consecutivas entre las que se sitúa, y en consecuencia variar la curvatura del anillo perimetral en cada sector del túnel lo que permite, variando también el número de cuadernas (1), conformar un anillo poligonal, interior al encofrado, adaptable a cualquier medida y configuración del túnel (t) a construir;

   b) una serie de piezas intermedias, o cuadernas secundarias (2), que exteriormente definen una curvatura acorde a cada zona o sector de túnel en la que se montan, las cuales apoyan sobre la cuaderna o cuadernas (1) que conforman el anillo poligonal que estructura el encofrado, al tiempo que constituyen el medio de apoyo para la chapa (3) que define la piel del encofrado;

   c) una serie de chapas (3) de acero flexible, cada una de las cuales presenta un radio de curvatura adecuado a la zona o sector de túnel a construir, que constituye la piel del encofrado en una superficie que tiene la longitud del encofrado y la anchura correspondiente a un sector de túnel, definido por al menos una de las piezas intermedia (2) que la soporta y por al menos una cuaderna (1) que forma el anillo estructural interior.
2. 2.-Encofrado, según la reivindicación 1, caracterizado por que el conjunto de los paneles (P) que lo conforman, para su montaje sobre el carro y a nivel estructural en cada túnel concreto, se agrupan y estructuran en las siguientes secciones:

   a) una sección superior que define la bóveda del túnel, constituida por un número variable de paneles de clave (Pc), que se montan simétricamente a ambos lados del eje del túnel, conformando la parte superior del encofrado, los cuales, una vez montados en posición y con el ángulo adecuados, arriostran todos ellos con al menos un codal (5) que relaciona las dos cuadernas (1) extremas por el interior del encofrado, al tiempo que permite su elevación y colocación sobre el carro (car) de arrastre del encofrado;

   b) sendas secciones laterales, constituidas por un número variable de paneles hastiales (Ph), que una vez unidos entre si se montan en los respectivos laterales de la sección de bóveda, a través de una articulación situada por la cara interior, accionada por medio de un cilindro (c3) o medio similar, que permite el abatimiento del extremo inferior hacia el interior del túnel, a fin de facilitar las operaciones de transporte y desencofrado, rigidizándose con codales durante el hormigonado; y

   c) sendos paneles situados por debajo de las secciones laterales, que conforman los faldoncillos (Pf) o cierres laterales del túnel con las zapatas inferiores, que articulan abatiéndose hacia el interior del túnel para facilitar las operaciones de transporte y desencofrado, siendo accionados por un cilindro o medio similar (7).
3. 3.-Encofrado, según la reivindicación 1, caracterizado porque las piezas intermedias o cuadernas secundarias (2) son elementos con una estructura modificable formada mediante placas (21) articuladas y movibles, adecuadas para cambiar la curvatura exterior de cada pieza para adaptarla a la curvatura especifica de cada sector del túnel.
4. 4.-Encofrado, según la reivindicación 1, caracterizado porque las piezas intermedias o cuadernas secundarias (2) son elementos construidos con la curvatura especifica acorde a cada sector de cada túnel concreto.

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