ES2912890T3 - Estructura hidráulica que comprende una carcasa - Google Patents
Estructura hidráulica que comprende una carcasa Download PDFInfo
- Publication number
- ES2912890T3 ES2912890T3 ES19717542T ES19717542T ES2912890T3 ES 2912890 T3 ES2912890 T3 ES 2912890T3 ES 19717542 T ES19717542 T ES 19717542T ES 19717542 T ES19717542 T ES 19717542T ES 2912890 T3 ES2912890 T3 ES 2912890T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- blocks
- ducts
- block
- core
- legs
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
- E02B3/00—Engineering works in connection with control or use of streams, rivers, coasts, or other marine sites; Sealings or joints for engineering works in general
- E02B3/04—Structures or apparatus for, or methods of, protecting banks, coasts, or harbours
- E02B3/12—Revetment of banks, dams, watercourses, or the like, e.g. the sea-floor
- E02B3/129—Polyhedrons, tetrapods or similar bodies, whether or not threaded on strings
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Revetment (AREA)
Abstract
Una estructura hidráulica (500) que comprende una carcasa (520) formada por bloques de escollera de hormigón entrelazados, en donde los bloques de escollera de hormigón (100, 200, 5254a, 5254b, 525b, 525m, 525h) comprenden una porción central con un núcleo sólido (12, 201) y patas (14, 310, 210) que sobresalen de esta porción central, en donde los bloques comprenden al menos un conducto (20, 30, 30', 610, 620, 630) que se extiende radialmente desde el interior del núcleo de la porción central y se abre hacia el exterior del bloque,caracterizada porquela capa tiene una permeabilidad heterogénea, la capa está formada de primeros bloques (5254a, 525b) que tienen una primera porosidad, definida por un primer número de conductos y/o por las primeras dimensiones de los conductos específicas de los primeros bloques, y al menos segundos bloques (5254b, 525m) que tienen una segunda porosidad, diferente de la primera y definida por un segundo número de conductos y/o por unas segundas dimensiones de conducto específicas de los segundos bloques, siendo el número de conductos de los segundos bloques diferente del número de conductos de los primeros bloques y/o las dimensiones de los conductos de los segundos bloques son diferentes de las dimensiones de los conductos de los primeros bloques.
Description
DESCRIPCIÓN
Estructura hidráulica que comprende una carcasa
Campo técnico
La invención se refiere a una estructura hidráulica marítima o fluvial que comprende una carcasa, como un malecón, un espigón, un arrecife submarino, un rompeolas separado, una plataforma y rompeolas de camino costero, un terraplén fluvial o una estructura de protección de terraplén.
Técnica anterior
Los bloques artificiales de hormigón no reforzado, como los descritos en las patentes US 2,766,592, US 5,441,362 y FR 2 791 370, se utilizan para cubrir y proporcionar una protección duradera a una estructura como un dique, formado por escollera natural, o para ser utilizados como una berma
Estos bloques, que comprenden una porción central con un núcleo macizo y patas que sobresalen de esta porción central, tienen una geometría que resulta de un compromiso entre durabilidad y estabilidad hidráulica para resistir, por ejemplo, choques y fuerzas mecánicas debidas a oleajes y olas.
Los bloques artificiales utilizados hasta el presente, generalmente constituidos por hormigón no armado, pueden tener dimensiones de varios metros en altura y lateralmente (dimensiones modificables según las aplicaciones y las condiciones de uso previstas) y generalmente incluyen porciones macizas creadas por encofrado concreto.
Por lo general, estos bloques macizos de hormigón no armado se fabrican con cementos altamente reactivos para tener un fraguado rápido y producir bloques en grandes cantidades en un tiempo mínimo.
También existen bloques artificiales que incluyen aberturas, como los descritos en el documento de patente JPS58178707, teniendo este último el efecto de mejorar la absorción de energía de las olas en comparación con un bloque sólido.
Los bloques descritos anteriormente se utilizan a menudo para formar carcasas de estructuras hidráulicas, como se describe en el documento JPS58178707
Sin embargo, queda un margen de mejora en el diseño y el uso de estos bloques.
El documento de patente US 3,091,087 divulga una carcasa de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1. Descripción de la invención
Un objeto de la invención es aportar al sector de la producción de estructuras protectoras marítimas y fluviales un nuevo tipo de carcasa, que tenga una modulación espacial de su porosidad.
Otro propósito de la invención es el uso de bloques de escollera que se pueden crear con cementos fuertemente reactivos, con mayor confiabilidad.
Para ello, la invención tiene por objeto una estructura hidráulica que comprende una carcasa formada por bloques de escollera de hormigón encajados unos dentro de otros en los que los bloques de escollera de hormigón comprenden una porción central con un núcleo macizo y unas patas que sobresalen de esta porción central, en el que los bloques comprenden al menos un conducto que se extiende radialmente desde el interior del núcleo de la porción central y desemboca en el exterior del bloque, en el que la carcasa tiene una permeabilidad heterogénea, estando formada la carcasa a partir de primeros bloques que tienen una primera porosidad, definida por un primer número de conductos y/o por primeras dimensiones de conductos pertenecientes a los primeros bloques, y al menos segundos bloques que tienen una segunda porosidad, diferente de la primera porosidad y definida por un segundo número de conductos y/o por segundas dimensiones de conductos pertenecientes a los segundos bloques, siendo diferente el número de canales de los segundos bloques del número de canales de los primeros bloques y/o las dimensiones de los canales de los segundos bloques diferentes de las dimensiones de los canales de los primeros bloques.
Debido a los conductos en los bloques que forman la envolvente, es posible variar la porosidad (permeabilidad) de la envolvente de la estructura hidráulica, como una estructura de protección costera o fluvial, no variando el tamaño de los bloques de hormigón que constituyen la envolvente, sino variando la porosidad intrínseca de estos bloques por variaciones en las dimensiones de los conductos y/o en el número de estos conductos en estos bloques.
De esta manera, con bloques de diferentes porosidades, es fácil modular espacialmente la porosidad de una envolvente de una estructura hidráulica, incluso utilizando bloques con formas y dimensiones exteriores idénticas, utilizando bloques de diferentes porosidades ajustando las dimensiones de los conductos y/o el número de estos últimos en dichos bloques, lo que permite heterogeneizar la permeabilidad de la envolvente y adaptar sus
características al entorno y a la función de cada estructura, por ejemplo en lo que se refiere a la dispersión de energía de los oleajes y la resistencia a saltar por las olas.
Esto es particularmente ventajoso para producir una carcasa para un dique de escombros, para el cual es posible aumentar con precisión la porosidad de la carcasa en lugares seleccionados, lo que aumenta significativamente el rendimiento hidráulico de dicho dique sin complicar especialmente su diseño y construcción debido a el uso de bloques del mismo tamaño.
La estructura hidráulica según la invención puede ventajosamente tener las siguientes características:
- en una determinada porción longitudinal de la carcasa, la carcasa también puede comprender terceros bloques que tienen una tercera porosidad, definida por un tercer número de conductos y/o por las dimensiones de los terceros conductos pertenecientes a los terceros bloques, los primeros bloques, los segundos bloques y pudiendo ubicarse los terceros bloques respectivamente en una porción inferior, en una porción media y en una parte alta de la carcasa, pudiendo ubicarse la porción media por encima de la porción inferior y por debajo de la porción superior, los primeros bloques y el los terceros bloques pueden tener porosidades más altas que los segundos bloques;
- en un posicionamiento vertical dado en la carcasa, los primeros bloques pueden estar ubicados en una primera porción longitudinal de la estructura, y los segundos bloques pueden ubicarse en una segunda porción longitudinal de la estructura, pudiendo los segundos bloques tener una mayor porosidad que los primeros bloques;
- dicho conducto puede formar parte de un paso;
- dichos bloques pueden comprender cada uno varios bloques con al menos un conducto que termina en un extremo muerto;
- para cada bloque, el núcleo tiene una forma sustancialmente cúbica e incluye dos caras frontales opuestas y dos caras laterales opuestas, pudiendo las patas comprender dos patas frontales que sobresalen de la porción central respectivamente perpendiculares a las dos caras frontales del núcleo y dos patas laterales que sobresalen de la porción central respectivamente perpendiculares a las dos caras laterales, pudiendo cada bloque comprender al menos un conducto que se extiende radialmente desde el interior del núcleo de la porción central y que desemboca en el exterior del bloque entre una pata frontal y una pata lateral adyacente;
- cada bloque también puede comprender al menos un conducto pasante que atraviesa el núcleo y que conduce a los extremos de las patas frontales;
- cada bloque también puede comprender una cavidad interior situada en la porción central ya la que conduce el conducto;
- dicho pasaje puede tener una orientación ascendente, para facilitar la circulación de un fluido por convección a través del bloque en el que está comprendido, cuando el bloque descansa sobre el suelo; - los bloques también pueden comprender cada uno de los conductos adicionales respectivamente en las patas, para permitir la circulación de un fluido en la pata correspondiente para favorecer la evacuación del calor de hidratación generado por el hormigón durante la fabricación de dichos bloques; y
- los conductos pueden permitir la circulación de un fluido en el núcleo para favorecer la evacuación del calor de hidratación generado por el hormigón durante la fabricación de dichos bloques.
La presencia de conductos, y la posibilidad de variar su número y/o sus dimensiones, ofrece la posibilidad de diseñar una carcasa de bloques que pueden ser de la misma geometría y del mismo tamaño, pero con diferentes porosidades para adaptar estos bloques a necesidades específicas y/o funciones de diferentes partes de dicha carcasa.
Otra ventaja de los bloques utilizados está relacionada con el calor de hidratación generado durante la formación de los bloques de hormigón.
Se sabe que cuando el cemento del hormigón se hidrata y solidifica, o fragua, se produce una liberación de calor denominada calor de hidratación.
Este calor puede tener consecuencias perjudiciales para la integridad del bloque y la durabilidad a corto y largo plazo del hormigón si no se controla.
El calor de hidratación puede provocar dos fenómenos susceptibles de dañar estructuralmente los bloques.
La primera está ligada a los gradientes térmicos inducidos por el calor de hidratación, que provocan dilataciones diferenciales en el bloque y en consecuencia inducen elevadas tensiones y fisuras.
El segundo está relacionado con la creación de compuestos químicos secundarios nocivos dentro del hormigón, como la ettringita secundaria, que afectan la durabilidad de los bloques.
La ettringita secundaria se prolonga con el tiempo, especialmente en ambientes húmedos, lo que puede inducir una degradación del hormigón desde el interior que puede llegar hasta la destrucción de la estructura formada por el hormigón.
Un bloque de escollera perforado de hormigón como el utilizado en la estructura hidráulica según la invención incluye uno o más conductos, pasantes o ciegos, mediante los cuales la ventilación natural o forzada limita la elevación de temperatura inducida por el calor de hidratación durante la formación del bloque, lo que elimina o limita los fenómenos de degradación de los bloques detallados anteriormente.
Ventajosamente, la presencia de dichos conductos permite un mejor aprovechamiento de la cantidad de hormigón necesaria para la fabricación del bloque al distribuirlo de forma diferenciada sobre el mismo, lo que permite redistribuir el volumen de hormigón equivalente al volumen de los conductos situados en la porción central del bloque para aumentar en la misma cantidad el volumen externo de este último.
Así con la misma masa de hormigón, el bloque perforado ocupa más espacio en la estructura y por lo tanto permite reducir tanto el número de bloques como la cantidad de hormigón para toda una estructura de escollera.
Además, el hecho de retirar de la porción central del bloque una masa de hormigón que se calienta potencialmente exotérmicamente también permite reducir la temperatura general de este bloque.
Presentación resumida de los dibujos.
La presente invención se comprenderá mejor y aparecerán otras ventajas con la lectura de la descripción detallada de un modo de modalidad, tomado a modo de ejemplo no limitativo e ilustrado por los dibujos adjuntos, en los que:
- la Figura 1A muestra un tetraedro; la Figura 1B muestra un bloque convencional basado en la geometría del tetraedro; la Figura 1C muestra un bloque según la invención basado en el bloque de la Figura 1B; la Figura 1D muestra un detalle del bloque según la invención de la Figura 1C;
- la Figura 2A muestra una vista en perspectiva de un bloque según la invención; la Figura 2B muestra el núcleo del bloque de la Figura 2A;
- la Figura 3A muestra una vista frontal del bloque de la Figura 2A; la Figura 3B muestra una sección C-C' del bloque de la Figura 2A;
- las Figuras 4A y 4B muestran, respectivamente, las secciones B-B' y A-A' del bloque de la Figura 2A;
- las Figuras 5A1 y 5A2 muestran una sección transversal y una vista desde arriba de un malecón, respectivamente;
- las Figuras 5B1 y 5C1 muestran, respectivamente, una sección horizontal y una sección vertical transversal del malecón de las Figuras 5A1 y 5A2, que muestran una carcasa de malecón convencional;
- las Figuras 5B2 y 5C2 muestran, respectivamente, una sección horizontal y una sección vertical transversal del dique de las Figuras 5A1 y 5A2 que muestran una estructura de carcasa de dique que utiliza una variación en la porosidad de los bloques; y
- la Figura 6 muestra una sección B-B' de una variante del bloque de la Figura 2A.
Descripción de una modalidad
Una modalidad de la invención se describe mediante las Figuras 1A a 5C2.
Bloque con una geometría simple
Los principios generales en los que se basa la modalidad de la invención se explicarán mediante las Figuras 1A a 1D en el caso de un bloque de geometría sencilla.
Un bloque de escollera de hormigón puede estar formado por un núcleo del que se proyectan patas en una geometría tridimensional.
Las patas tienen la función de sujeción para el enclavamiento mutuo entre los bloques adyacentes, y el núcleo tiene como función asegurar las patas de un bloque entre sí.
Los bloques formados por patas que sobresalen de un núcleo en lugar de bloques macizos permiten limitar el consumo de hormigón y, posiblemente, obtener una mejor dispersión de la energía de las olas.
Una estructura de dimensiones dadas requiere una cantidad de hormigón que es función de la porosidad del material (aquí, un conjunto de bloques) que la constituye, siendo la propia porosidad función de la geometría de los bloques.
El tetraedro es una de las formas geométricas tridimensionales más simples.
Como se ilustra en la Figura 1, un tetraedro 10 incluye cuatro vértices S1, S2, S3 y S4 que definen facetas triangulares y tiene un centro de gravedad G.
La Figura 1B ilustra un bloque convencional 11 que tiene una geometría basada en un tetraedro: una porción central PC del bloque comprende un núcleo sólido 12 en el que se encuentra el centro de gravedad G del tetraedro.
Cuatro patas 14 sobresalen, o se proyectan, desde esta porción central PC a lo largo de las cuatro direcciones definidas por el centro de gravedad g y los cuatro vértices S1, S2, S3 y S4 del tetraedro.
Las patas están en contacto en las regiones de origen 15 de las patas. Esta geometría se conoce por la patente US 2,766,592.
El núcleo 12 es por su naturaleza la parte más compacta del bloque, y por tanto la que más se ve afectada por los problemas ocasionados por el calor de hidratación generado durante la fase de fraguado del hormigón durante la formación del bloque.
El hecho de que los bloques se formen generalmente de una sola pieza durante una sola operación de conformado refuerza este aspecto, porque el núcleo está parcial o totalmente aislado del exterior por las patas que lo rodean, fuentes ellas mismas de calor de hidratación.
Para limitar o eliminar los problemas causados por el calor de hidratación, un bloque según la invención comprende conductos destinados a facilitar la evacuación del calor de hidratación.
En los ductos puede ocurrir una circulación natural o forzada de un fluido entre el núcleo y el exterior del bloque, permitiendo así la remoción del calor de hidratación y la limitación del aumento de temperatura del bloque.
El fluido puede ser aire ambiente o un líquido de enfriamiento como agua.
La circulación del fluido puede ser forzada por medios como ventiladores o un sistema de circulación de agua mediante una bomba.
Es preferible que los conductos no comprometan significativamente la integridad mecánica del bloque.
Los conductos que terminan en un extremo muerto permiten el acceso directo a los volúmenes de hormigón a enfriar y pueden favorecer la conservación de la durabilidad mecánica del bloque frente a un bloque similar que tenga conductos conectados entre sí.
Como complemento o alternativa a los conductos de extremo muerto, los conductos conectados pueden formar uno o más pasajes pasantes, por ejemplo continuando hasta el centro de gravedad del bloque, dentro del núcleo, para facilitar la circulación del fluido y favorecer la extracción del calor de hidratación.
Las Figuras 1C y 1D ilustran la aplicación de la invención al bloque de la Figura 1B.
Como se ilustra en las Figuras 1C y 1D, un bloque 100 según la invención puede basarse en el bloque convencional 11 de la Figura 1B e incluir conductos 20 y 30 que pueden unirse dentro del núcleo y/o patas 30' que terminan en un extremo muerto.
La nomenclatura utilizada para el bloque convencional 11 de la Figura 1B también se aplica al bloque 100 según la invención.
La Figura 1D muestra una sección de una pata 14 del bloque 100 que comprende los conductos de unión 40 y los conductos de extremo muerto 40'.
Los conductos 20 se ubican a lo largo de las direcciones de extensión de las patas y conducen a sus extremos. Los conductos 30 y 30' conducen entre dos patas adyacentes a las regiones 15.
Los conductos 20 permiten el enfriamiento simultáneo de las patas y el núcleo, pero pueden ser difíciles de producir dependiendo de la longitud y el ancho de las patas.
Los conductos 30 y 30' son más efectivos para enfriar el núcleo y más fáciles de producir, pero no permiten enfriar las patas.
Los conductos 40 y 40', transversales a las direcciones de extensión de las patas como se ilustra en la Figura 1D, permiten enfriar estas específicamente.
Una ventaja de la interconexión de todos o parte de los conductos 20, 30 y 40 es la creación de pasajes P' que permiten una fácil circulación de un fluido a través del bloque.
El bloque 100 puede descansar de forma estable sobre suelo horizontal plano sobre sus tres puntos de apoyo SP1, SP2 y SP3.
Cuando el bloque es capaz de descansar de esta manera de manera que los pasajes P' tengan orientaciones ascendentes como se ilustra en la Figura 1C, se favorece la ventilación natural por convección a través del bloque durante el fraguado del concreto, porque el bloque está entonces más caliente que el aire ambiente.
De esta forma, se puede producir un efecto chimenea, favoreciendo la evacuación del aire calentado y la aspiración de aire fresco, y limitando así la elevación de temperatura inducida por el calor de hidratación.
Así, se puede obtener un enfriamiento muy eficaz del bloque, incluso sin circulación forzada.
Uno o más conductos pueden terminar en un extremo muerto, como los conductos 30' y 40', en lugar de formar pasajes P como los conductos 20, 30 y 40.
Aparte del hecho de que, en igualdad de condiciones, la durabilidad del bloque se ve menos afectada y la producción del bloque es más fácil en el caso de conductos de extremo muerto que en el caso de conductos conectados, el tipo y el tamaño de los conductos pueden desempeñar un papel en las especies animales que colonizan el bloque una vez instalado en su emplazamiento definitivo.
Jugando con la geometría y las dimensiones de los conductos, es posible favorecer la reconquista ecológica del sitio en el que se instala el bloque, por una o más especies animales objetivo.
Por razones prácticas de formación y uso de encofrados, es preferible, cuando se utiliza un encofrado para producir conductos, que los conductos se ensanchen hacia el exterior del bloque.
Alternativamente, la sección transversal de un conducto puede ser constante a lo largo de su dirección de extensión. La(s) geometría(s) de los conductos, su número y sus dimensiones se adaptarán en función de las prioridades del proyecto en cuestión, por ejemplo, la durabilidad del bloque, su vida útil, la velocidad de producción de los bloques, el ahorro de hormigón o la reconquista del sitio por parte de especies animales objetivo.
Los conductos de grandes dimensiones favorecen el enfriamiento, la economía de hormigón y la sencillez de las operaciones de encofrado/desencofrado, pero corren el riesgo de fragilizar el bloque si están mal configurados o dimensionados.
Bloque con una geometría compleja
Los bloques de escollera pueden tener una geometría más compleja que la del bloque de la Figura 1C, pero los principios descritos anteriormente se aplican de la misma manera, independientemente de la complejidad de su geometría. Las Figuras 2A a 4B y 6 ilustran el caso de un bloque 200 según la invención en base al descrito en la patente FR 2791370.
Para la descripción consideraremos un bloque orientado según las dimensiones frontal y posterior x y x', respectivamente, las dimensiones izquierda y derecha y e y', respectivamente, y las direcciones ascendente y descendente z y z', respectivamente, como se indica en la Figura 2A.
El bloque tiene tres planos de simetría, xoz, xoy y yoz, correspondientes respectivamente a los planos de sección A-A', B-B' y C-C'.
El plano de sección A-A' es normal a los planos de visualización de las Figuras 3A, 3B y 4A, el plano de sección B-B' es normal a los planos de visualización de las Figuras 3A, 3B y 4B, y el plano de sección C-C' es normal a los planos de visualización de las Figuras 4A y 4B.
La forma del bloque 200 se puede describir como establecida alrededor de una porción central PC con un núcleo sólido 201, que se muestra en la Figura 2B en la misma orientación que la Figura 2A, con forma cúbica, que tiene una primera cara frontal 110 y una segunda trasera cara 120 opuestas entre sí, una tercera cara inferior 130 y una cuarta cara superior 140 opuestas entre sí, y una quinta cara lateral izquierda 150 y una sexta cara lateral derecha 160 opuestas entre sí.
Las caras primera y segunda 110 y 120 del núcleo están provistas cada una de una pata frontal 310 que sobresale perpendicularmente a estas caras.
Cada pata frontal 310 tiene la forma general de un tronco de pirámide que tiene cuatro caras laterales 312 sustancialmente idénticas y una cara frontal 314 paralela a las caras 110 y 120 del núcleo.
Cada una de las cuatro caras laterales 312 de cada pata frontal 310 se continúa con una cara de ensanchamiento 315 contigua a las caras de ensanchamiento 215 de las patas laterales para aumentar la durabilidad del bloque. Las facetas de ensanchamiento están ubicadas en las regiones de origen de las piernas.
Cada una de las tercera y cuarta caras 130 y 140 sirve de apoyo a una pata lateral 210 en forma de yunque.
Las dos patas laterales 210 sobresalen perpendicularmente a las dos caras opuestas 130 y 140 del núcleo, extendiéndose cada una de estas dos patas laterales en dos direcciones laterales opuestas, izquierda y derecha, paralelas a las dos caras opuestas 130 y 140 y perpendiculares a las direcciones de extensión de las dos patas frontales 310; estas dos patas laterales 210 comprenden cada una mesa 212 paralela a las caras 130 y 140 del núcleo 100, dos caras frontales opuestas 214 y paralelas dos a dos a las caras 110 y 120 del núcleo, y pudiendo extenderse hasta cubrir las caras laterales opuestas 150 y 160 del núcleo.
Cada pata lateral 210 tiene la forma general de un yunque que tiene una muesca transversal 216 que se extiende por todo el ancho de la mesa separándola en dos partes.
Las caras frontales 214 de las patas laterales 210 y las caras frontales 314 de las patas frontales 310 pueden tener una superficie rugosa formada por salientes piramidales 400, que pueden contribuir a reforzar la capacidad de sujeción del bloque.
Los salientes piramidales 400 de las caras laterales 214 no se muestran en las Figuras 4A y 4B.
Como se ilustra, los bordes de las esquinas de las patas laterales y frontales están recortados y forman chaflanes. El bloque comprende cuatro conductos 510 y cuatro conductos 620 que se unen en el núcleo y desembocan cada uno en una de las caras de ensanchamiento 315 de las patas frontales 310, es decir, en la zona de origen de las patas, entre una de las patas frontales y una de las patas laterales; dos conductos 630 que unen y vuelven a unir los conductos 610 y 620 en el núcleo y desembocan cada uno en la cara frontal 314 de una de las patas frontales 310, formando un conducto pasante que atraviesa el núcleo y que conduce a los extremos de las patas frontales 310; y ocho conductos 640 formando dos por dos cuatro pasajes entre los lados delantero y trasero del bloque en las caras frontales 214 de las patas laterales 210.
Durante el fraguado del hormigón del que está constituido el bloque 200, por convención puede producirse una ventilación eficaz del núcleo a través de los pasajes P y P' formados por los conductos 610, 620 y 630 que se unen en su interior.
Las mesas 212 de cada pata lateral 210 pueden servir para la instalación del bloque sobre suelo plano y horizontal, paralelo al plano xoy de la Figura 2A, para su almacenamiento previo a su uso.
Así, los conductos 610 forman pasajes con orientaciones ascendentes y son particularmente efectivos para enfriar el núcleo del bloque por convección.
Se ha observado que el posicionamiento de los conductos 610, 620 y 630 aquí definido permite limitar eficazmente el impacto de la presencia de estos conductos sobre la durabilidad del bloque.
El bloque 200 se puede caracterizar por las siguientes dimensiones, como se indica en las Figuras 3A a 4D.
Las dimensiones indicadas a continuación están normalizadas con respecto al lado H del cubo en el que se encuentra el bloque y ascienden sustancialmente a los valores indicados.
Las patas laterales 210 se pueden caracterizar por anchos 10(210) de 0,26, 11(210) de 0,29, 12(210) de 0,34, 13(210) de 0,27, 14(210) de 0,34, y alturas h1(210) de 0,17, h2(210) de 0,28, h3(210) de 0,01 y h4(210) de 0,01 y h5(210) de 0,01; las patas frontales 310 se pueden caracterizar por anchos 10(310) de 0,23, 11(310) de 0,25, 12(310) de 0,33, 13(310) de 0,51 y 14(310) de 0,43 y por alturas hl(310) de 0,22, h2(310) de 0,30 y h3(310) de 0,01, h3(310); las protuberancias piramidales 400 se pueden caracterizar por un ancho de base 1 (400) de 0,01 y una altura h (400) de 0,003.
En el caso de las dimensiones anteriores, y para el caso de conductos cónicos 610, 620, 630 y 640 con un ángulo de incidencia de sustancialmente 5°, es preferible que los conductos 610, 620 y 630 tengan, respectivamente, diámetros 0 en la superficie exterior del bloque comprendida entre 0,05 y 0,10 para 0(610), entre 0,6 y 0,12 para 0(620) y entre 0,04 y 0,08 para 0(630).
También es preferible que los conductos 640 tengan un diámetro mínimo 0(640) tomado en el plano CC' comprendido entre 0,04 y 0,08 y estén separados al menos d=0,10 del borde del bloque considerado en el plano C C '.
Los límites superiores de los diámetros de los conductos indicados anteriormente corresponden a un compromiso en el que las capacidades de enfriamiento de los conductos son máximas sin una reducción significativa de la durabilidad del bloque.
Por otro lado, estos límites superiores pueden ser superados si, dependiendo de la aplicación deseada, es aceptable modificar la geometría del bloque 200 para redistribuir los volúmenes estructurales de este bloque, por ejemplo con el objeto de aumentar la porosidad del bloque, correspondiendo esto al volumen de las aberturas formadas en el bloque referido al volumen exterior del bloque; aumentando el número de conductos y/o sus dimensiones, y por tanto sus volúmenes, aumenta la porosidad del bloque, que es nula para una ausencia total de aberturas en el mismo.
La porosidad del bloque también puede incrementarse mediante la formación de una cavidad interna Cav, ubicada en el núcleo y hacia la cual desembocan los conductos, como se ilustra en la Figura 6.
Esta cavidad interna puede tener una dimensión característica Ioav mayor que el diámetro de los conductos, y tiene como ventajas provocar un menor consumo de hormigón, una reducción de la emisión de calor de hidratación en el núcleo y una mejor evacuación del calor.
Además de aportar ventajas a escala de un solo bloque, la presencia de los conductos en un bloque de escollera de hormigón según la invención permite una fácil modulación de la porosidad o permeabilidad de una estructura formada por bloques de este tipo considerada en su totalidad para que tenga una porosidad heterogénea.
Se conocen estructuras de protección hidráulica que comprenden conjuntos de bloques idénticos colocados unos junto a otros en una matriz homogénea, como por ejemplo los rompeolas descritos en la solicitud de patente US 2015/0050086.
Por lo tanto, el uso de bloques con diferentes porosidades para formar una carcasa de una estructura hidráulica, por ejemplo, una estructura costera expuesta a olas y oleaje puede traer varias ventajas a la escala de la estructura, como se explica a continuación.
Las Figuras 5A1 y 5A2 muestran, respectivamente, una sección transversal y una vista desde arriba de una estructura de protección costera 500 que consiste en un dique que comprende, debajo de un remate 510 que remata un talud 502 que descansa sobre el terreno 503, una carcasa inclinado 520 que consiste en bloques de escollera que cubren y protegen el banco del ataque externo; estos bloques se pueden dimensionar de manera diferente en diferentes porciones longitudinales de la carcasa para responder a la necesidad de durabilidad de estas diferentes porciones al mismo tiempo que se limita el sobredimensionamiento.
Así, una primera parte longitudinal 504 y una segunda parte longitudinal 506 de la carcasa 520, separadas entre sí por un límite L1 inclinado aproximadamente 45° con respecto a la horizontal, pueden consistir en bloques de la misma forma pero con diferentes dimensiones y pesos, por ejemplo bloques de 6 m3 para la porción 504 y bloques de 4 m3 para la porción 506.
Convencionalmente, la interfase entre dos porciones longitudinales de la carcasa ocurre abruptamente, como se ilustra en la Figura 5B1 que muestra una sección horizontal X1-Y1 de la carcasa, pasando directamente desde los bloques 5224 idénticos entre sí en la parte longitudinal 504 a los bloques 5226 idénticos entre sí en la parte longitudinal 506, lo que naturalmente hace que se utilicen bloques sobredimensionados sobre al menos una parte de la envolvente de la parte 504 situada a lo largo del límite L1: en el ejemplo aquí tomado, 6 m3 los bloques se utilizan en una parte de la carcasa donde podría ser aceptable utilizar bloques más pequeños y/o más ligeros.
Para eliminar o limitar el sobredimensionamiento y suavizar la interfaz entre los dos tramos longitudinales, es posible utilizar bloques 524 según la invención, cuyas porosidades son diferentes según las posiciones de los bloques en el tramo horizontal X1-Y1, es decir en un posicionamiento vertical dado en la carcasa.
Así, es posible intercalar una tira de bloques 5254b entre los bloques 5254a de la porción longitudinal 504 y los bloques 5256 constituyendo la carcasa en la parte longitudinal 506, los bloques 5254b que tiene una porosidad mayor que los bloques 5254a pero pudiendo tener la misma forma exterior y teniendo las mismas dimensiones exteriores que la suya, de manera que la porción longitudinal 504 comprende dos porciones longitudinales 504' y 504” como se indica en la Figura 5B2, teniendo los bloques de la porción longitudinal 504” mayor porosidad que los bloques de la porción longitudinal 504'.
Esta franja de bloques de porosidad relativamente alta comprendida entre los límites L1 y L2 indicados en la Figura 5A2 permite tanto una economía de hormigón como una mejora en el comportamiento del dique al reforzar sus
capacidades directamente ligadas a la porosidad como la dispersión de la energía del oleaje y resistencia al salto de las olas; además, su constitución no provoca necesariamente dificultades adicionales en la colocación de los bloques, ya que todos pueden tener la misma forma exterior y las mismas dimensiones exteriores para una misma parte longitudinal.
Además, dentro de una porción longitudinal dada del malecón, por ejemplo la sección 504, los bloques 5224 están todas convencionalmente dimensionadas para soportar los esfuerzos realmente incurridos en una porción mediana PM de la carcasa, ubicada debajo de una porción alta PH y por encima de una porción baja PB como se ilustra en la Figura 5C1, estando la porción mediana sometida a fuerzas debido a las mayores marejadas.
En consecuencia, los bloques son idénticos en toda la altura de la carcasa, sobredimensionados con respecto a las necesidades en peso y en durabilidad en la porción inferior y en la porción superior de la carcasa.
El uso de bloques según la invención, con diferentes porosidades dependiendo de su posicionamiento vertical en la carcasa, como se ilustra en la Figura 5C2, hace posible la producción de una carcasa que tiene características modulables en la dirección vertical utilizando bloques 525 con la misma geometría exterior y las mismas dimensiones exteriores, la porción inferior PB de la carcasa formada por bloques 525b teniendo una primera porosidad, la porción mediana PM de los bloques 525metro que tiene una segunda porosidad y la porción superior PH de bloques 525h teniendo una tercera porosidad, siendo preferiblemente la primera y la tercera porosidad más altas que la segunda porosidad.
Las ventajas funcionales de esta configuración son múltiples; una alta porosidad de los bloques 525b en la porción inferior PB fomenta la conquista ecológica de los bloques por parte de especies animales subacuáticas; una baja porosidad de los bloques 525m en la porción mediana PM favorece la durabilidad de los bloques para resistir los fuertes esfuerzos mecánicos que imponen las marejadas a este nivel de la estructura, así como el peso elevado para resistir el empuje de las marejadas; una alta porosidad de los bloques 525h en la porción superior el PH mejora la dispersión de la energía del oleaje y limita el salto de la estructura por parte de las olas.
En particular, también es posible formar una carcasa que tenga solo dos de estas partes inferior, mediana y superior, por ejemplo una carcasa que comprende solo la porción inferior y la porción media o solo las partes mediana y superior.
También es posible utilizar bloques de cualquier geometría, por lo tanto posiblemente independientemente de las geometrías de los bloques descritos anteriormente mediante las Figuras 1A a 4B, y con dimensiones exteriores posiblemente iguales, para formar una estructura de protección costera 500 que comprende un capa formada por bloques de hormigón y caracterizada porque, en un posicionamiento vertical dado en la capa, los bloques tienen una porosidad mayor en una primera porción longitudinal 504” de la estructura que en una segunda porción longitudinal 504' de la estructura, y/o, en una determinada estructura longitudinal de la envolvente, los bloques presentan mayor porosidad en la porción inferior PB y en una porción superior PH que en una porción media PM situada por encima de la porción inferior y por debajo de la porción superior, como se describe en las Figuras 5A1 a 5C2 y el texto correspondiente.
En el malecón 500, un bloque 5254a y un bloque 525m puede tener una porosidad nula, menor o igual al 2 %, 5 %, 10 % o 30 %; un bloque 5254b puede tener una porosidad al menos superior en 2 puntos porcentuales, 5 puntos porcentuales, 10 puntos porcentuales o 20 puntos porcentuales a la porosidad de un bloque 5254a; un bloque 525b y/o un bloque 525h puede tener independientemente porosidades al menos mayores en 2 puntos porcentuales, 5 puntos porcentuales, 10 puntos porcentuales o 20 puntos porcentuales que la porosidad de un bloque 525m.
Así, para optimizar las funcionalidades de las diferentes partes de la envolvente reduciendo al mismo tiempo el volumen de hormigón utilizado, es posible utilizar bloques 525 del mismo tipo, según la invención, en los que el número y el tamaño de los conductos, y por tanto la porosidad y el peso, varían, sin que ello suponga una especial dificultad en la colocación de estos bloques, ya que sus dimensiones exteriores pueden ser las mismas.
Claims (11)
1. Una estructura hidráulica (500) que comprende una carcasa (520) formada por bloques de escollera de hormigón entrelazados, en donde los bloques de escollera de hormigón (100, 200, 5254a, 5254b, 525b, 525m, 525h) comprenden una porción central con un núcleo sólido (12, 201) y patas (14, 310, 210) que sobresalen de esta porción central, en donde los bloques comprenden al menos un conducto (20, 30, 30', 610, 620, 630) que se extiende radialmente desde el interior del núcleo de la porción central y se abre hacia el exterior del bloque,caracterizada porquela capa tiene una permeabilidad heterogénea, la capa está formada de primeros bloques (5254a, 525b) que tienen una primera porosidad, definida por un primer número de conductos y/o por las primeras dimensiones de los conductos específicas de los primeros bloques, y al menos segundos bloques (5254b, 525m) que tienen una segunda porosidad, diferente de la primera y definida por un segundo número de conductos y/o por unas segundas dimensiones de conducto específicas de los segundos bloques, siendo el número de conductos de los segundos bloques diferente del número de conductos de los primeros bloques y/o las dimensiones de los conductos de los segundos bloques son diferentes de las dimensiones de los conductos de los primeros bloques.
2. La estructura hidráulica (500) que comprende una carcasa (520) según la reivindicación 1,caracterizada porque,en una porción longitudinal dada de la carcasa, la carcasa comprende además terceros bloques (525h) que tienen una tercera porosidad, definida por un tercer número de conductos y/o por las dimensiones de un tercer conducto específicas de los terceros bloques, los primeros bloques (525b), los segundos bloques (525m) y los terceros bloques (525h) se sitúan respectivamente en una porción inferior (PB), en una porción media (PM) y en una porción superior (PH) de la carcasa (520), la porción media (PM) se sitúa por encima de la porción inferior (PB) y debajo de la porción superior (PH), los primeros bloques (525b) y los terceros bloques (525h) con porosidades más altas que los segundos bloques (525h)m).
3. La estructura hidráulica (500) que comprende una carcasa (520) según la reivindicación 1, caracterizada porque, en un posicionamiento vertical dado en la carcasa, los primeros bloques (5254a) se ubican en una primera porción longitudinal (504') de la estructura y los segundos bloques (525'4b) se ubican en una segunda porción longitudinal (504") de la estructura, los segundos bloques (5254b) que tienen una porosidad mayor que los primeros bloques (5254a).
4. La estructura hidráulica (500) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 3, caracterizada porque dicho conducto forma parte de un pasaje pasante (P, P').
5. La estructura hidráulica (500) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 3, caracterizada porque dichos bloques comprenden cada uno una pluralidad de conductos (20, 30, 30', 610, 620, 630) con al menos un conducto (30') que termina en un extremo muerto.
6. La estructura hidráulica (500) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque, para cada bloque:
- el núcleo (201) tiene forma sustancialmente cúbica y comprende dos caras frontales opuestas (110, 120) y dos caras laterales opuestas (130, 140);
- las patas comprenden:
- dos patas delanteras (310) que sobresalen respectivamente de manera perpendicular de las dos caras delanteras del núcleo; y
- dos patas laterales (210) que sobresalen respectivamente de manera perpendicular de las dos caras laterales; y
- porque cada bloque incluye al menos un conducto (610, 620) que se extiende radialmente desde el interior del núcleo y se abre hacia fuera desde el bloque entre una pata delantera y una pata lateral adyacente.
7. La estructura hidráulica (500) de la reivindicación 6, caracterizada porque cada bloque comprende además al menos un conducto pasante (630) que atraviesa el núcleo y desemboca en los extremos de las patas delanteras (310).
8. La estructura hidráulica (500) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque cada bloque comprende además una cavidad interna (Cav) situada en la porción central (PC) y a la que desemboca el conducto.
9. La estructura hidráulica (500) según la reivindicación 4, caracterizada porque dicho pasaje pasante (P') tiene una orientación hacia arriba, para facilitar la circulación de un fluido por convección a través del bloque en el que está comprendido cuando el bloque descansa sobre el suelo.
10. La estructura hidráulica (500) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque los bloques comprenden además cada uno conductos adicionales (40, 40', 640) respectivamente en las patas, para permitir la circulación de un fluido en la correspondiente pata con el fin de favorecer la evacuación del calor de hidratación generado por el hormigón durante la fabricación de dichos bloques.
11. La estructura hidráulica (500) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 9, caracterizada porque los conductos permiten la circulación de un fluido en el núcleo para favorecer la evacuación del calor de hidratación generado por el hormigón durante la fabricación de dichos bloques.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1852335A FR3078984B1 (fr) | 2018-03-19 | 2018-03-19 | Bloc de beton ajoure pour enrochement |
| PCT/FR2019/050602 WO2019180359A1 (fr) | 2018-03-19 | 2019-03-18 | Ouvrage hydraulique comprenant une carapace |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2912890T3 true ES2912890T3 (es) | 2022-05-30 |
Family
ID=63209472
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES19717542T Active ES2912890T3 (es) | 2018-03-19 | 2019-03-18 | Estructura hidráulica que comprende una carcasa |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP3768897B1 (es) |
| ES (1) | ES2912890T3 (es) |
| FR (1) | FR3078984B1 (es) |
| PT (1) | PT3768897T (es) |
| WO (1) | WO2019180359A1 (es) |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2766592A (en) | 1950-03-10 | 1956-10-16 | Neyrpic Ets | Artificial blocks for structures exposed to the action of moving water |
| FR1148412A (fr) * | 1953-07-06 | 1957-12-09 | Neyrpic Ets | Perfectionnements aux blocs artificiels pour la construction d'ouvrages hydrauliques |
| US3091087A (en) * | 1958-11-14 | 1963-05-28 | Grenobloise Etude Appl | Blocks for protecting hydraulic constructions |
| JPS58178707A (ja) * | 1982-04-13 | 1983-10-19 | Takenaka Komuten Co Ltd | 消波工 |
| KR900006950B1 (ko) * | 1987-10-23 | 1990-09-25 | 대림산업 주식회사 | 호안 방파제의 개량 테트라포드(tetrapod) |
| US5441362A (en) | 1993-09-30 | 1995-08-15 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Concrete armor unit for protecting coastal and hydraulic structures and shorelines |
| NZ331225A (en) * | 1998-08-03 | 1998-12-23 | Brett Kerry Mason | Permeable interlocking concrete block for retaining walls having six sides with vertical central front face bordered by rearward angled faces and a fixing toe |
| FR2791370B1 (fr) * | 1999-03-22 | 2001-05-25 | Sogreah | Bloc de carapace a surface rugueuse |
| WO2004046048A1 (ja) * | 2002-11-20 | 2004-06-03 | Takahashi, Masanori | 浄化ブロック |
| JP2006008431A (ja) * | 2004-06-23 | 2006-01-12 | Abekogyosho Co Ltd | コンクリートの養生方法 |
| US9644334B2 (en) | 2013-08-19 | 2017-05-09 | Stable Concrete Structures, Inc. | Methods of and systems for controlling water flow, breaking water waves and reducing surface erosion along rivers, streams, waterways and coastal regions |
-
2018
- 2018-03-19 FR FR1852335A patent/FR3078984B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
2019
- 2019-03-18 PT PT197175425T patent/PT3768897T/pt unknown
- 2019-03-18 EP EP19717542.5A patent/EP3768897B1/fr active Active
- 2019-03-18 WO PCT/FR2019/050602 patent/WO2019180359A1/fr unknown
- 2019-03-18 ES ES19717542T patent/ES2912890T3/es active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PT3768897T (pt) | 2022-05-10 |
| WO2019180359A1 (fr) | 2019-09-26 |
| EP3768897B1 (fr) | 2022-02-16 |
| FR3078984B1 (fr) | 2022-05-13 |
| FR3078984A1 (fr) | 2019-09-20 |
| EP3768897A1 (fr) | 2021-01-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2616333T3 (es) | Elemento de retención de agua, sistema y procedimiento para formar una estructura provisional de retención de agua | |
| JPS58131232A (ja) | 壁部材 | |
| ES2740832T3 (es) | Estructura de contención de detritos de una corriente | |
| KR100442566B1 (ko) | 생태블럭 및 그를 이용한 생태적 식생 호안공 및 식생옹벽공의 시공방법 | |
| WO2018078481A1 (es) | Unidad de mampostería prefabricada, sistema y método de construcción de una estructura de soporte tipo celosía | |
| ES2912890T3 (es) | Estructura hidráulica que comprende una carcasa | |
| KR101058167B1 (ko) | 방사형 헥사포드를 갖는 중공형 소파블럭 겸용 인공어초 | |
| ES2222087B1 (es) | Dique modular para la proteccion de costas. | |
| AU2023200404A1 (en) | Easily-expandable wave-dissipating block having artificial fish reef function | |
| KR100704408B1 (ko) | 식생용 블럭 | |
| ES2388922T3 (es) | Una unidad de refuerzo bifacial para movimientos de tierra y un método para la producción de un movimiento de tierra reforzado | |
| JP4153600B2 (ja) | 中空部を有する構造体 | |
| KR200437790Y1 (ko) | 식생옹벽블럭 | |
| JP5322068B1 (ja) | 潜堤の構築方法 | |
| KR101313863B1 (ko) | 어소 겸용 식생옹벽블록 | |
| WO2006108898A1 (es) | Pieza artificial de producción litoral para regeneración, recuperación y rehabilitación de hábitats marinos. | |
| KR20050105137A (ko) | 어소 및 옹벽겸용블럭과 그 시공방법 | |
| ES2364093T3 (es) | Conjunto para disipar la energía de las olas mediante difracción. | |
| BRMU8003354Y1 (pt) | bloco de carapaça com superfície rugosa. | |
| JP2000204507A (ja) | 盤 体 | |
| JP2002302924A (ja) | 組立式護岸構造体 | |
| JPH05339920A (ja) | フトン篭を用いる河川内の魚道形成法 | |
| RU2457144C1 (ru) | Плавающий остров | |
| JP3080361B2 (ja) | 漁礁用ブロック構造 | |
| JP4116019B2 (ja) | 護岸ブロック |