ES2563104A2 - Cajón para obras marítimas y procedimiento de montaje del mismo - Google Patents

Cajón para obras marítimas y procedimiento de montaje del mismo Download PDF

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Abstract

Cajón para obras marítimas y procedimiento de montaje del mismo. Cajón para obras marítimas especialmente indicado para su empleo en diques verticales que está formado por una pluralidad de segmentos (1) destinados a vincularse colateralmente entre sí por medios de unión para conformar una solera, en el que los segmentos (1) comprenden un sector interior (2), sectores laterales (3) y sector exterior (4), donde dicho sector exterior (4) incorpora unos elementos de acoplamiento; y por una serie de dovelas (5) destinadas a ubicarse colateralmente entre sí y sobre la solera para conformar una superficie de revolución, que muestran un lado superior (6), lados laterales (7) que disponen de medios de encaje entre dovelas (5) y un lado inferior (8) destinado a encajar en los elementos de acoplamiento de los segmentos (1). Todos los elementos del cajón son de materiales poliméricos reforzados con fibras.

Description

cajon para obras maritimas y procedimiento de montaje del
mismo
d e s c r i p c i o n
5
objeto de la invencion
La presente invencion se puede incluir en el campo tecnico de Ios cajones verticales que se emplean en obras maritimas. Mas concretamente se trata de un cajon prefabricado 10 con material polimerico reforzado con fibras que se monta en seco en puerto.
antecedentes de la invencion
En obras portuarias los diques son una estructura empleada con el objeto de reflejar y 15 disipar la ene^a del agua del oleaje y por tanto prevenir o reducir la accion del oleaje de un area que se desea proteger. Los diques convencionales adoptan dos tipo^as basicas que constituyen los diques en talud y los diques verticales.
Los diques en talud son estructuras que se construyen en el mar para proporcionar 20 abrigo a una zona determinada. Estos diques estan constituidos por escolleras naturales y/o artificiales de distintos tamanos y habitualmente por espaldones de hormigon.
Los diques verticales son estructuras de paramento vertical, monolrticas y de pared impermeable. Dichos diques se construyen con cajones de hormigon armado y tienen un 25 comportamiento gravitatorio, es decir, se basa la estabilidad del cajon en su propio peso. La caracteristica fundamental de los diques verticales es que reflejan practicamente el total de la energia del oleaje devolviendo como una pared rigida monolrtica vertical la accion del oleaje.
30 La solucion mas comun para la construction de diques verticales es el empleo de cajones prefabricados de hormigon armado, que se fabrican en el mar y se llevan flotando hasta su position definitiva en la que se fondean. El empleo de cajones en estas construcciones permite ademas la formation de diques y muelles para el atraque de
buques y la contention de rellenos para la obtencion de plataformas superficiales.
Cuando se trabaja con cajones, el apoyo en el fondo del mar se hace a traves de 5 banquetas de escollera que transmiten presiones muy importantes al terreno natural de los puertos. En el caso portuario, el elevado incremento de cargas que supone el apoyo del cajon sobre el terreno tiene una gran importancia, que en algunos casos ha llevado a producir casos de rotura o de deslizamientos.
10 La ejecucion de un dique vertical conlleva multiples ventajas frente a la ejecucion de un dique en talud. Requiere menos cantidad de material de aportacion ya que es un cuerpo de menor tamano, y por tanto reduce el impacto medioambiental y el coste de la obra. Ademas ocupa menos espacio en el fondo marino, permitiendo el atraque de los barcos y contribuyendo tambien a reducir el impacto ambiental, generando menos turbiedad 15 durante la fase de construction y posterior explotacion.
Los diques verticales permiten plazos de ejecucion mas reducidos. Asimismo requiere menos mantenimiento que un dique de escollera y permite en general mejores acabados y se adapta mejor a un mayor numero de usos.
20
Las limitaciones mas importantes de los diques verticales son la dependencia de barcos cajoneros para su construccion cuya fabrication tiene un coste muy elevado. Ademas hay que trasladar el barco cajonero a un lugar cercano al de fondeo de los cajones para cada obra. Estos costes pueden ser muy elevados e incluso llegar a condicionar la 25 rentabilidad de un proyecto.
Otra desventaja es que es necesaria maquinaria sofisticada y mano de obra cualificada, especialmente para la construccion del cajon en el barco cajonero. Ademas pequenas variaciones en la densidad pueden llevar a grandes diferencias de flotabilidad y 30 estabilidad del cajon en el agua, que son caracteristicas esenciales para que pueda ser remolcado con seguridad hasta el lugar de fondeo.
Los cajones que se conocen del estado de la tecnica tienen celdas en su interior, que son
generalmente celdas rectangulares o celdas circulares. Los cajones se construyen generalmente en instalaciones flotantes que pueden ser diques flotantes, pontonas sumergibles guiadas desde estructuras fijas o catamaranes con plataforma sumergible.
5 El proceso habitual de construction de los cajones consiste en hormigonar la solera para posteriormente hormigonar con encofrado deslizante el fuste del mismo. A medida que se hormigona el cajon este se va sumergiendo en el agua. Posteriormente se transporta hasta su position final mediante un remolcador que tira en proa. Puede emplearse tambien un remolcador complementario en popa que hace las labores de timon. Cuando
10 se ha dispuesto el cajon sobre su ubicacion final se fondea para fijarlo en su posicion definitiva.
descripcion de la invencion
15 La presente invencion propone un cajon para obras mahtimas, que puede ser empleado en todo tipo de obras pero que esta especialmente orientado a ser utilizado en diques verticales.
El cajon para obra mahtima consiste en una construccion modular que comprende,
20 como base, una solera que puede ser circular o poligonal. La solera esta conformada por una pluralidad de segmentos destinados a vincularse colateralmente entre s^ por medios de union. Dichos segmentos comprenden un sector interior, sectores laterales y un sector exterior que incorpora unos elementos de acoplamiento. Los segmentos que conforman la solera son iguales entre si.
25
Cuando se trata de una solera poligonal los segmentos tienen una configuration triangular o de triangulo truncado. Cuando se trata de una solera circular los segmentos tienen una configuracion de segmento radial.
30 Asimismo el cajon comprende una serie de dovelas destinadas a colocarse colateralmente entre s^ en todo el pehmetro y sobre la solera para conformar una superficie cerrada. Las dovelas presentan un lado superior, unos lados laterales y un lado inferior. Los lados laterales disponen de medios de encaje entre dovelas, para permitir el
acoplamiento entre ellas. El lado inferior esta destinado a encajar en Ios elementos de acoplamiento de Ios segmentos.
La superficie que se genera con la union colateral de las dovelas en una realization 5 preferente es cilmdrica.
Una caracteristica esencial del cajon propuesto es que las piezas que Io conforman, es decir Ios segmentos y las dovelas, son de materiales polimericos reforzados con fibra. Dichas piezas se fabrican en factoria y se transportan posteriormente hasta el lugar de 10 ensamblaje del cajon, que es preferentemente un puerto cercano a su position final. De esta forma cuando se ha completado el montaje del cajon simplemente se bota al mar desde el muelle y se remolca hasta su posicion final donde se fondea.
El montaje de las piezas que conforman el cajon se realiza en seco y Ios diferentes 15 medios de union que se emplean para fijar las piezas entre si pueden ser medios mecanicos de union, como por ejemplo machihembrado entre las piezas o remaches. Pueden ser medios quimicos de union, como un adhesivo resistente al agua de mar o un laminado con la propia fibra y resina del cajon pero ejecutado in situ y que le da continuidad a la pieza. Asimismo Ios medios de union pueden ser una combination de 20 medios mecanicos y medios qwmicos de union.
Las dovelas pueden tener una pared simple o bien ser de pared doble. La election de un tipo de dovela u otro dependera por ejemplo de la resistencia necesaria en cada aplicacion, de condiciones de fabrication, dimensiones totales del cajon, etc.
25
En el caso de que las dovelas tengan una pared simple pueden comprender unos rigidizadores verticales que aporten mayor resistencia estructural al cajon.
En el caso de que las dovelas sean de pared doble comprenden una pared exterior y 30 una pared interior, unidas entre s^ al menos por Ios lados laterales de la dovela, pudiendo estar abiertas por el lado superior y por el lado inferior. Cuando las dovelas tienen paredes dobles puede emplearse el hueco que queda entre la pared exterior y la pared interior para introducir un material de lastrado para la etapa de remolcado del
cajon, para su fondeo o bien se puede rellenar para conseguir una mayor resistencia del cajon. Asimismo los segmentos pueden comprender un receptaculo en el interior del que se puede introducir el lado inferior de las dovelas.
5 En una realization de la invention la solera comprende adicionalmente un cuerpo central, tambien de poKmero reforzado con fibra, al que se vinculan los sectores interiores de los segmentos por correspondientes medios de union. El cuerpo central puede ser cilmdrico o prismatico.
10 Es tambien un objeto de la presente invencion un procedimiento de montaje del cajon para obra maritima anteriormente descrito. Dicho procedimiento comprende las etapas de unir los segmentos colateralmente entre s^ mediante unos medios de union y unir las dovelas colateralmente entre si, mediante los medios de encaje entre dovelas, encajando el lado inferior de las dovelas en los elementos de acoplamiento de los 15 segmentos. En una realizacion de la invencion el procedimiento comprende introducir rigidizadores en el interior del espacio principal que es el espacio que se crea en el interior de la superficie de revolution generada por las dovelas.
En una realizacion preferente de la invencion los segmentos y las dovelas se 20 transportan hasta un muelle en el que se lleva a cabo el montaje. Las piezas son transportadas hasta el muelle donde se realiza el ensamblaje en seco. Al realizar el ensamblaje en el muelle, cuando se ha conformado por completo el cajon, la puesta en obra comprende las etapas de botar el cajon al mar, lastrar el cajon rellenando el espacio principal parcialmente, remolcar el cajon por mar hasta su position final y fondear el 25 cajon rellenando el espacio principal.
El ensamblaje de las piezas se realiza en obra en seco con ayuda de una grua. Esto disminuye los costes porque no es necesaria mano de obra especializada para trabajo en alta mar o bajo el agua. Ademas las operaciones de montaje se simplifican mucho y 30 se puede realizar el ensamblaje completo en poco tiempo.
Asimismo esto evita el empleo de barcos cajoneros que como se ha explicado anteriormente son muy costosos e implican una gran inversion. En este sentido se
dispone de mayor independencia ya que el montaje del cajon se lleva a cabo en el puerto hasta el que se transportan las piezas por carretera, reduciendo los costes y consiguiendo un transporte mas sencillo. Posteriormente cuando el cajon se ha montado por completo se bota al mar y se transporta hasta su posicion final 5 remolcandolo. As^ pues, no es necesario recurrir a la construction de instalaciones flotantes como por ejemplo diques flotantes, pontonas sumergibles o catamaranes con plataforma sumergible.
descripcion de los dibujos
10
Para complementar la descripcion que se esta realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprension de las caracteristicas de la invention, de acuerdo con un ejemplo preferente de realization practica de la misma, se acompana como parte integrante de dicha descripcion, un juego de dibujos en donde con caracter ilustrativo y no limitativo, se 15 ha representado lo siguiente:
Figura 1.- Muestra una vista de una dovela del cajon para obras maritimas.
Figura 2.- Muestra una vista de la solera del cajon para obras maritimas.
20
Figura 3.- Muestra una vista en perspectiva del cajon para obras maritimas.
realizacion preferente de la invencion
25 La presente invencion describe un cajon para obras maritimas y un procedimiento de montaje del mismo. Dicho cajon esta especialmente disenado para ser empleado en diques verticales.
Las piezas que conforman el cajon (14) propuesto son una pluralidad de segmentos (1), 30 que constituyen la solera del cajon, y una serie de dovelas (5) que generan una superficie en el interior de la cual se crea un espacio principal (15) que puede ser rellenado. Los segmentos (1) y las dovelas (5) son de materiales polimericos reforzados con fibra. El material se selecciona preferentemente entre fibra de vidrio o de carbono con matriz de
resina epoxi o poliester.
En una realization preferente los segmentos forman una solera de forma circular, y en otra realizacion los segmentos forman una poligonal. Cuando se tiene una solera de 5 forma circular los segmentos (1) son segmentos circulares y cuando la solera es de forma poligonal los segmentos (1) son de configuration triangular o triangular truncada.
Los segmentos (1) estan destinados a vincularse colateralmente entre s^ por medios de union para conformar la solera. Dichos segmentos (1) comprenden un sector interior (2), io sectores laterales (3) y un sector exterior (4) que incorpora unos elementos de acoplamiento.
Las dovelas (5) estan destinadas a unirse entre s^ sobre el perimetro de la solera para formar una superficie cerrada. Muestran un lado superior (6), lados laterales (7) y un lado 15 inferior (8). Los lados laterales (7) disponen de medios de encaje entre dovelas (5), para permitir la union entre ellas y el lado inferior (8) esta destinado a encajar en los elementos de acoplamiento de los segmentos (1) para permitir la union entre las dovelas (5) y los segmentos (1).
20 En una realizacion de la invention la solera del cajon comprende adicionalmente un cuerpo central (9) que tambien es de un material polimerico reforzado con fibras y al cual se vinculan los sectores interiores (2) de los segmentos (1) con sus correspondientes medios de union. En esta realizacion los sectores interiores (2) tienen una forma geometrica que se corresponde con la forma del cuerpo central (9).
25
En una realizacion de la invencion las dovelas (5) tienen una forma geometrica que se corresponde con la forma del sector exterior (4) de los segmentos (1).
Los medios de union empleados para fijar los segmentos (1) entre si y las dovelas (5) 30 entre si y a los segmentos (1) pueden ser uniones quimicas, como por ejemplo un adhesivo resistente al agua de mar o uniones mecanicas, como por ejemplo machihembrado o remaches o una combination de ambas.
En una realization de la invention Ios segmentos (1) comprenden un receptaculo (12) en contacto con el sector exterior (4) destinado a alojar el lado inferior (8) de las dovelas (5). Esta realizacion permite asegurar una mejor fijacion de Ios elementos ya que ademas del empleo de medios de union, las dovelas (5) quedan encajadas en Ios segmentos (1).
5
En una realizacion de la invencion las dovelas (5) son paredes simples y pueden comprender unos rigidizadores longitudinales para darle mas resistencia estructural. En una realizacion preferente de la invencion las dovelas (5) son paredes dobles y comprenden una pared exterior (10) y una pared interior (11). Dichas paredes estan io unidas entre si mediante Ios lados laterales (7) creando un espacio interior (13). El espacio interior (13) se puede rellenar total o parcialmente, por ejemplo con material granular, para lastrarlo durante la fase de remolcado, o para el fondeo.
En otra realizacion de la invencion el cajon (14) comprende adicionalmente unos 15 rigidizadores en el interior del espacio principal (15). Estos rigidizadores son unos elementos pianos diametrales destinados a unir dovelas (5) contrapuestas y permiten dotar de mayor resistencia y rigidez al conjunto entero del cajon (14) ya conformado.
Asimismo es un objeto de la invencion un procedimiento de montaje del cajon 20 anteriormente descrito, que comprende las siguientes etapas:
-unir Ios segmentos (1) colateralmente entre s^ mediante Ios medios de union,
-unir las dovelas (5) colateralmente entre si mediante Ios medios de encaje entre dovelas y a Ios segmentos (1) encajando el lado inferior (8) de las dovelas (5) con Ios elementos de acoplamiento de Ios segmentos, conformando un cuerpo de revolution.
25
En la realizacion de la invencion en la que la solera comprende un cuerpo central (9), el procedimiento de montaje comprende una etapa de union de Ios segmentos (1) al cuerpo central (9).
30 Como se ha comentado anteriormente, en una realizacion preferente el montaje completo del cajon (14) se realiza en seco y en una realizacion mas preferente aun dicho montaje se lleva a cabo en muelle cercano a la position final del cajon. Para Io que Ios segmentos (1) y las dovelas (5) se transportan hasta el muelle.
En la realization de la invention en la que Ios segmentos (1) comprenden un receptaculo (12), el procedimiento comprende una etapa de introduction del lado inferior (8) de las dovelas (5) en el interior del receptaculo (12) de Ios segmentos (1) durante la etapa de 5 union de las dovelas (5) a Ios segmentos (1).
Asimismo, en la realizacion en la que el cajon (14) comprende unos rigidizadores, el procedimiento de montaje comprende una etapa de introducir rigidizadores en el interior del espacio principal (15).
10
Posteriormente, cuando las piezas del cajon (14) ya se han ensamblado, el procedimiento de la invencion comprende las etapas de:
-botar el cajon (14) al mar,
-lastrar el cajon (14) rellenando el espacio principal (15) parcialmente,
15 -remolcar el cajon (14) por mar hasta su position final,
-fondear el cajon (14) rellenando el espacio principal (15).

Claims (17)

  1. R E I V I N D I C A C I O N E S
    1. - Cajon para obras maritimas especialmente indicado para su empleo en diques verticales, caracterizado por que comprende:
    5 -una pluralidad de segmentos (1) destinados a vincularse colateralmente entre si
    por medios de union para conformar una solera, en el que los segmentos (1) comprenden un sector interior (2) , sectores laterales (3) y un sector exterior (4), donde dicho sector exterior (4) incorpora unos elementos de acoplamiento,
    -una serie de dovelas (5) destinadas a ubicarse colateralmente entre si y sobre el 10 perimetro de la solera para conformar una superficie cerrada en el interior de la cual se
    genera un espacio principal (15); muestran un lado superior (6), un lado inferior (8) y lados laterales (7), los cuales disponen de medios de encaje entre dovelas (5), y cuyo lado inferior (8) esta destinado a acoplarse en los segmentos (1); los segmentos (1) y las dovelas (5) son de materiales polimericos reforzados con fibras.
    15
  2. 2. - Cajon para obras maritimas segun la reivindicacion 1 caracterizado por que las dovelas (5) comprenden adicionalmente una pared exterior (10) y una pared interior (11) unidas entre si mediante los lados laterales (7) creando un espacio interior (13).
    20 3.- Cajon para obras maritimas segun la reivindicacion 1 caracterizado por que los
    segmentos (1) conforman una solera poligonal.
  3. 4. - Cajon para obras maritimas segun la reivindicacion 1 caracterizado por que los segmentos (1) conforman una solera circular.
    25
  4. 5. - Cajon para obras maritimas segun la reivindicacion 1 caracterizado por que comprende adicionalmente un cuerpo central (9), asimismo de materiales polimericos reforzados con fibras, que forma parte de la solera, al que se vinculan los sectores interiores (2) de los segmentos (1) por correspondientes medios de union.
    30
  5. 6. - Cajon para obras maritimas segun la reivindicacion 1 caracterizado por que los medios de union empleados son medios quimicos de union resistentes al agua de mar.
  6. 7. - Cajon para obras maritimas segun la reivindicacion 1 caracterizado por que los medios de union son remaches.
  7. 8. - Cajon para obras maritimas segun la reivindicacion 1 caracterizado por que los 5 medios de union son machihembrados.
  8. 9. - Cajon para obras maritimas segun la reivindicacion 1 caracterizado por que los medios de union son una combination cualquiera entre adhesivos resistentes al agua de mar, remaches y machihembrados.
    10
  9. 10. - Cajon para obras maritimas segun la reivindicacion 1 caracterizado por que los segmentos (1) comprenden un receptaculo (12) en contacto con el sector exterior (4) destinado a alojar el lado inferior (8) de las dovelas (5).
    15 11.- Cajon para obras maritimas segun la reivindicacion 1 caracterizado por que las
    dovelas (5) comprenden rigidizadores longitudinales.
  10. 12. - Cajon para obras maritimas segun la reivindicacion 1 caracterizado por que la fibra reforzada con materiales polimericos esta seleccionada entre fibra de vidrio y fibra de
    20 carbono con resina epoxi o poliester.
  11. 13. - Cajon para obras maritimas segun la reivindicacion 1 caracterizado por que el sector interior (2) de los segmentos (1) tiene una forma geometrica que se corresponde con la forma del cuerpo central (9).
    25
  12. 14. - Cajon para obras maritimas segun la reivindicacion 1 caracterizado por que las dovelas (5) tienen una forma geometrica que se corresponde con la forma del sector exterior (4) de los segmentos (1).
    30 15.- Cajon para obras maritimas segun la reivindicacion 1 caracterizado por que
    adicionalmente comprende una pluralidad de rigidizadores en el interior del espacio principal (15).
  13. 16. -Procedimiento de montaje de un cajon para obras maritimas como el descrito en las reivindicaciones 1 a 15 caracterizado por que comprende las siguientes etapas:
    -unir los segmentos (1) colateralmente entre si mediante los medios de union,
    -unir las dovelas (5) colateralmente entre si mediante los medios de union entre 5 dovelas y a los segmentos (1) encajando el lado inferior (8) con los elementos de acoplamiento de los segmentos, conformando un cuerpo de revolucion.
  14. 17. - Procedimiento de montaje segun la reivindicacion 16 caracterizado por que comprende una etapa de union de los segmentos (1) al cuerpo central (9).
    10
  15. 18. - Procedimiento de montaje segun la reivindicacion 16 caracterizado por que los segmentos (1) y las dovelas (5) se transportan hasta un muelle en el que se lleva a cabo el montaje.
    15 19- Procedimiento de montaje segun la reivindicacion 16 caracterizado por que
    comprende una etapa de introduction del lado inferior (8) de las dovelas (5) en el interior
    del receptaculo (12) de los segmentos (1) durante la etapa de union de las dovelas (5) a los segmentos (1).
    20 20.- Procedimiento de montaje segun la reivindicacion 16 caracterizado por que
    posteriormente comprende una etapa de introducir rigidizadores en el interior del espacio principal (15).
  16. 21. - Procedimiento de montaje segun la reivindicacion 16 caracterizado por que los 25 rigidizadores son unos elementos planos diametrales destinados a unir dovelas (5)
    contrapuestas dotando de mayor resistencia y rigidez al cajon (14) ya conformado.
  17. 22. - Procedimiento de montaje segun la reivindicacion 16 caracterizado por que
    posteriormente comprende las etapas de:
    30 -botar el cajon (14) al mar,
    -lastrar el cajon (14) rellenando el espacio principal (15) parcialmente,
    -remolcar el cajon (14) por mar hasta su position final,
    -fondear el cajon (14) rellenando el espacio principal (15).
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