IT201800010509A1

IT201800010509A1 - Centina di sostegno di uno scavo e metodo per la realizzazione di una struttura di sostegno all'interno di uno scavo

Info

Publication number: IT201800010509A1
Application number: IT102018000010509A
Authority: IT
Original assignee: Maccaferri Off Spa
Priority date: 2018-11-22
Filing date: 2018-11-22
Publication date: 2020-05-22
Also published as: CN113015843A; BR112021006831A2; WO2020104966A1; EP3884138A1

Description

DESCRIZIONE dell’invenzione industriale dal titolo: “Centina di sostegno di uno scavo e metodo per la realizzazione di una struttura di sostegno all'interno di uno scavo”

Campo dell’invenzione

La presente invenzione si riferisce ad una centina di sostegno di uno scavo e ad un metodo per la realizzazione di una struttura di sostegno all'interno di uno scavo.

L'invenzione è stata sviluppata con particolare riguardo, anche se non limitativamente, ad una centina dotata di un elemento di connessione tra centine adiacenti per la realizzazione di una struttura di sostegno e consolidamento di uno scavo, ad esempio per la realizzazione di una galleria stradale o ferroviaria.

Sfondo tecnologico

È noto rinforzare scavi, ad esempio per gallerie, utilizzando archi di sostegno chiamati centine. In particolare una centina comprende solitamente una pluralità di elementi strutturali sagomati in acciaio collegati reciprocamente in modo da formare un arco. Tali elementi sono costituiti da profili aperti o chiusi con sezione trasversale di vario tipo, ad esempio a C, H, T o circolare. Normalmente, i profili vengono sagomati in carpenteria e vengono poi collegati l'uno all'altro a formare una centina nel cantiere dello scavo da consolidare. Dopo il suo assemblaggio, ciascuna centina è collegata a quelle adiacenti attraverso appositi elementi di collegamento. Lo spazio compreso fra due centine consecutive e la parete dello scavo viene poi consolidato solitamente attraverso calcestruzzo spruzzato (spirtz-beton).

Un metodo di installazione di una struttura di sostegno e consolidamento di uno scavo è noto dal documento EP 2354447, che descrive una struttura di consolidamento di uno scavo in cui più centine sono reciprocamente collegate attraverso l'impiego di catene. Ciascuna catena di collegamento si aggancia con una prima estremità ad un primo anello di collegamento, saldato ad una prima centina, e con una seconda estremità ad un secondo anello di collegamento, saldato ad una seconda centina.

Tale sistema si è rivelato essere efficace, tuttavia presenta alcuni inconvenienti: le catene devono essere agganciate manualmente agli anelli di collegamento, e l'operazione è complessa. Nel caso in cui, una volta installata la centina, dovesse essere rilevato che una catena non è stata agganciata correttamente, è possibile che si renda necessario riposizionare la centina per ripetere le operazioni di aggancio.

Il documento EP 3152400 descrive un sistema di collegamento tra centine che prevede tiranti che scorrono all'interno di una centina da fissare e si inseriscono a scatto nella testa dei tiranti di fissaggio della centina adiacente, già fissata. Questo sistema di collegamento si è mostrato efficace, tuttavia richiede una certa precisione nell'allineamento tra tiranti successivi, non sempre facile da rispettare.

Sintesi dell’invenzione

Scopo della presente invenzione è quello di risolvere gli inconvenienti della tecnica nota e fornire una centina dotata di un elemento di collegamento che sia ancora più rapido e facile da mettere in posa e che abbia un rischio ridotto di sganciamento accidentale.

Inoltre, si intende fornire una centina di qualsiasi sezione, aperta o chiusa, anche cava riempita (ad esempio di calcestruzzo) con un elemento di collegamento rapido, facile e veloce. Un altro scopo è quello di realizzare una centina economica, affidabile nell'uso e sicura.

Ulteriore scopo della presente invenzione è quello di fornire un metodo per installare in modo semplice una struttura costituita da una pluralità di centine che sia stabile e affidabile.

Secondo un primo aspetto, viene descritta una centina per il sostegno di uno scavo che può comprendere almeno un elemento strutturale ed almeno un elemento di collegamento di detto elemento strutturale di detta centina ad un elemento strutturale di una centina adiacente. L'elemento di collegamento può comprendere un organo di aggancio maschio ed un organo di aggancio femmina. L'organo di aggancio maschio di una centina può così facilmente e rapidamente agganciarsi all'organo maschio della centina adiacente, creando una connessione stabile.

L'organo di aggancio maschio può comprendere una testa ed un collo. L'organo di aggancio femmina può comprendere un elemento di ritegno. La testa dell'organo di aggancio maschio può essere atta ad inserirsi nell'organo di aggancio femmina dell'elemento di collegamento della centina adiacente. L'elemento di ritegno dell'organo di aggancio femmina della centina adiacente può così trattenere il collo.

Secondo un altro aspetto, l'elemento di ritegno dell'organo di aggancio femmina può essere una molla a tazza. In particolare è una molla a tazza fessurata, cioè una molla a tazza provvista di piattelli.

Secondo un ulteriore aspetto, la molla a tazza può essere alloggiata all'interno di un corpo a bicchiere.

Secondo un altro aspetto, la molla a tazza può comprendere piattelli inclinati di un angolo maggiore di 0° rispetto ad un piano definito da un bordo esterno della molla a tazza. Preferibilmente i piattelli possono essere inclinati verso l'interno del corpo a bicchiere. Questa conformazione dell'organo di aggancio femmina consente di inserirvi l'organo di aggancio maschio senza che sia necessariamente in asse con quello femmina. Anzi, è possibile inserirlo ad un angolo anche di 10°. Naturalmente questa grande flessibilità consente di facilitare le operazioni di connessione tra più centine.

Secondo un altro aspetto, l'organo di aggancio femmina può comprendere un tappo atto a trattenere la molla a tazza all'interno del corpo a bicchiere. Il tappo può avere una imboccatura svasata. L'imboccatura svasata può essere inclinata di un angolo uguale all'angolo di inclinazione dei piattelli. In questo modo, quando due centine sono posizionate e collegate, eventuali forze di trazione che tendano ad allontanare le due centine sono sopportate principalmente dal tappo e non unicamente dai piattelli della molla a tazza. Si ottiene così una resistenza molto maggiore. Inoltre si elimina del tutto il rischio di sgancio accidentale. Infatti i piattelli appoggiati contro all'imboccatura inclinata del tappo non possono deformarsi a sufficienza da consentire il passaggio della testa dell'organo di aggancio maschio.

Secondo un ulteriore aspetto, l'elemento di collegamento può comprendere inoltre un tirante e uno tra l'organo di aggancio maschio e l'organo di aggancio femmina può essere predisposto su una prima estremità del tirante, preferibilmente l'organo di aggancio maschio. Una seconda estremità di un tirante può essere selettivamente ancorabile all'almeno un elemento strutturale della centina. Preferibilmente può essere avvitato ad un imbocco filettato fissato sull'almeno un elemento strutturale della centina. Preferibilmente l'imbocco filettato è saldato all'almeno un elemento strutturale della centina.

Secondo un altro aspetto, uno tra l'organo di aggancio maschio e l'organo di aggancio femmina, preferibilmente l'organo di aggancio femmina, è fissato stabilmente all'almeno un elemento strutturale della centina, preferibilmente per saldatura. Preferibilmente, il corpo a bicchiere dell'organo di aggancio femmina può essere fissato stabilmente all'almeno un elemento strutturale della centina.

Secondo un altro aspetto viene descritto un metodo per la realizzazione di una struttura di sostegno di uno scavo comprendente almeno una prima centina ed una seconda centina con alcune o tutte le caratteristiche sopra citate. Il metodo può comprendere la fase di posizionare la prima e la seconda centina nello scavo ad una distanza predeterminata l'una dall'altra. Può comprendere la fase di inserire l'organo di aggancio maschio dell'elemento di collegamento della seconda centina nell'organo di aggancio femmina della prima centina.

Breve descrizione dei disegni

Ulteriori caratteristiche e vantaggi risulteranno evidenti dalla descrizione dettagliata che segue di una forma preferita di attuazione dell'invenzione, con riferimento ai disegni annessi, forniti a puro titolo di esempio non limitativo, in cui:

– la Figura 1 illustra una sezione di una centina con un elemento di collegamento tra centine, parzialmente in sezione;

– la Figura 2 mostra una vista complessiva di una struttura di sostegno di uno scavo realizzata con una pluralità di centine;

– la Figura 3 mostra la fase di aggancio di un elemento di collegamento di una centina all'elemento di collegamento di una centina adiacente;

– la Figura 4 mostra il dettaglio dell'elemento di collegamento di una centina agganciato all'elemento di collegamento della centina adiacente.

Descrizione dettagliata

Con riferimento alla Figura 1, una centina 10 per il sostegno di uno scavo comprende almeno un elemento strutturale 12. Nel caso esemplificativo raffigurato, l'elemento strutturale è a sezione circolare, cavo e può essere riempito di calcestruzzo. Come noto nel settore, una singola centina può comprendere più elementi strutturali da connettere tra loro in modo da creare una struttura complessiva ad arco.

La centina comprende inoltre un elemento di collegamento 14, che collega l'elemento strutturale 12 ad un elemento strutturale di una centina adiacente. Con adiacente si intende una centina posizionata prima o dopo la centina in considerazione, distanziata di una distanza predeterminata.

L'elemento di collegamento 14 comprende un tirante 16, connesso ad una sua prima estremità 17 all'elemento strutturale 12. La connessione è preferibilmente realizzata tramite un imbocco filettato 18, fissato stabilmente all'elemento di collegamento 12, in cui si avvita la prima estremità 17, filettata allo scopo. In figura è visibile un cordone di saldatura 20 che fissa l'imbocco 18 all'elemento strutturale 12.

Una seconda estremità 22 del tirante presenta un collo 24 ed una testa 26. La testa è preferibilmente a calotta e il suo diametro è maggiore rispetto al diametro del collo. Si noti che il tirante, il collo e la testa sono a sezione circolare nella forma di attuazione raffigurata. Non sono però escluse sezioni anche completamente diverse, purché la testa 26 abbia una dimensione trasversale maggiore rispetto al collo. In altre parole deve esserci un sottosquadro 28 tra la testa e il collo.

La testa ed il collo costituiscono insieme un organo di aggancio maschio 30, atto ad agganciarsi ad un corrispondente organo di aggancio femmina 32 di una centina adiacente.

L'organo di aggancio femmina 32 comprende un corpo a bicchiere 34, saldato con un cordone 36 all'elemento strutturale 12 su un lato opposto rispetto all'imbocco filettato 18.

Sull'imboccatura 38 del corpo a bicchiere 34 è posizionato un organo di ritegno 40. L'organo di ritegno è una molla a tazza 40, fessurata. Si tratta quindi di un oggetto anulare con una parete inclinata 42 a tronco di cono, un foro centrale 44 e un bordo esterno 46; la parete inclinata è suddivisa in più piattelli 48, disposti a raggiera. La molla è preferibilmente di acciaio per molle, così che ciascun piattello 48 possa deformarsi elasticamente. I piattelli 48 a riposo sono inclinati verso l'interno del corpo a bicchiere 34 di un angolo A maggiore di 0° rispetto ad un piano definito dal bordo esterno 46 della molla a tazza.

Un tappo 50 trattiene la molla a tazza contro l'imboccatura 38 del corpo a bicchiere 34. Il tappo è preferibilmente avvitato al corpo a bicchiere e saldato con un cordone 52, per una massima tenuta. Il tappo 50 presenta un fondo 54 conformato a tronco di cono, con un foro centrale 56. In altre parole presenta un'imboccatura svasata. Il foro 56 ha una dimensione maggiore della dimensione trasversale della testa 26. La faccia interna 58 è preferibilmente inclinata verso l'interno di un angolo B identico o comunque simile all'angolo A di inclinazione dei piattelli 48 della molla a tazza. Con “simile” si intende con uno scarto di massimo 15°.

La molla a tazza è dimensionata in modo da accogliere e trattenere la testa 26. Il diametro del suo foro 44 è quindi più piccolo del diametro della testa 26 e maggiore o uguale al diametro del collo 24.

Una pluralità di centine come sopra descritte possono essere impiegate per realizzare una struttura di sostegno 1 di uno scavo, come mostrato in Figura 2.

In una prima fase, nel caso in cui una prima centina 10'' sia composta da più elementi strutturali 12'', questi vengono connessi tra loro. La centina 10'' viene quindi posizionata all'interno dello scavo. Viene poi montata e posizionata una seconda centina 10 ad una distanza predeterminata dalla prima. L'elemento di collegamento 14, in particolare il tirante 16, viene fissato alla seconda centina 10, avvitato nell'imbocco filettato 18. L'organo di aggancio maschio 30 della seconda centina 10 viene inserito nell'organo di aggancio femmina 32'' della prima centina, come meglio visibile nel dettaglio della Figura 3. In particolare, la testa 26 dell'elemento di collegamento 14 della seconda centina 10 viene inserito nel foro 56'' del tappo 50'' e nel foro 44'' della molla a tazza 40'', premendo sui piattelli 48'', che si deformano elasticamente. L'inserimento può essere effettuato anche mantenendo il tirante 16 inclinato rispetto all'asse dell'organo di aggancio femmina 32''. Non è quindi necessario un allineamento perfetto durante il montaggio.

Quando la testa 26 dell'elemento di collegamento 14 della seconda centina 10 è inserito nella molla a tazza 40'' della prima centina 10'', i piattelli 48'' ritornano nella loro posizione originaria, trattenendo la testa 26 per il collo 24.

Si può quindi perfezionare il posizionamento della seconda centina 10, se necessario. Una volta che le centine sono connesse e correttamente posizionate, uno sforzo che tenda ad allontanare le due centine 10'', 10 l'una rispetto all'altra verrà sopportato, come visibile nel dettaglio di Figura 4, dal tappo 50'' e in particolare dal suo fondo 54'' tronco conico. Infatti, grazie al fondo tronco conico con una faccia interna 58'' avente un'inclinazione simile a quella dei piattelli 48'' della molla a tazza 40'' (cioè grazie al fatto che l'angolo A è simile all'angolo B), questi ultimi si appoggiano contro la faccia interna del fondo tronco conico del tappo, che impedisce loro di deformarsi e quindi di rilasciare la testa 26 dell'organo di aggancio maschio 30 della seconda centina 10. La resistenza del collegamento tra due centine adiacenti 10'', 10 è quindi data dalla resistenza delle giunzioni tra i diversi componenti, e non da quella della molla a tazza 40'', solitamente inferiore. Si noti inoltre che la configurazione sopra descritta di fatto elimina il rischio di sgancio accidentale, perché la testa 26 una volta che è trattenuta dalla molla a tazza 40'' non può essere rilasciata.

Una volta che la seconda centina 10 è correttamente posizionata, si può procedere a posizionare allo stesso modo una terza centina 10' e così via, fino a posizionare centine per tutto il tratto di scavo che si intende rinforzare, realizzando così una struttura di sostegno 1 di uno scavo.

Naturalmente, fermo restando il principio del trovato, le forme di attuazione ed i particolari di realizzazione potranno ampiamente variare rispetto a quanto descritto ed illustrato, senza per questo uscire dall'ambito dell'invenzione.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Centina (10) per il sostegno di uno scavo comprendente almeno un elemento strutturale (12) ed almeno un elemento di collegamento (14) di detto elemento strutturale di detta centina ad un elemento strutturale (12'') di una centina adiacente (10''), in cui detto elemento di collegamento (14) comprende un organo di aggancio maschio (30) ed un organo di aggancio femmina (32), l'organo di aggancio maschio comprendendo una testa (26) ed un collo (24) e l'organo di aggancio femmina comprendendo un elemento di ritegno (40), la testa (26) essendo atta ad inserirsi nell'organo di aggancio femmina (32'') dell'elemento di collegamento (14'') della centina adiacente (10''), in modo che l'elemento di ritegno (40'') dell'organo di aggancio femmina (32'') della centina adiacente (10'') trattenga il collo (24).
2. Centina secondo la rivendicazione precedente in cui l'elemento di ritegno (40) dell'organo di aggancio femmina (32) è una molla a tazza fessurata.
3. Centina secondo la rivendicazione precedente in cui la molla a tazza (40) è alloggiata all'interno di un corpo a bicchiere (34).
4. Centina secondo la rivendicazione precedente in cui la molla a tazza (40) comprende piattelli (48) inclinati di un angolo (A) maggiore di 0° rispetto ad un piano definito da un bordo esterno (46) della molla a tazza (40).
5. Centina secondo la rivendicazione precedente in cui l'organo di aggancio femmina (32) comprende inoltre un tappo (50) atto a trattenere la molla a tazza (40) all'interno del corpo a bicchiere (34) avente una imboccatura svasata, inclinata di un angolo (B) uguale o simile all'angolo (A) di inclinazione dei piattelli.
6. Centina secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in cui l'elemento di collegamento (14) comprende inoltre un tirante (16), uno tra l'organo di aggancio maschio (30) e l'organo di aggancio femmina (32) essendo predisposto su una prima estremità (22) del tirante.
7. Centina secondo la rivendicazione precedente in cui una seconda estremità (17) di un tirante (16) è selettivamente ancorabile all'almeno un elemento strutturale (12) della centina.
8. Centina secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in cui uno tra l'organo di aggancio maschio (30) e l'organo di aggancio femmina (32) è fissato stabilmente all'almeno un elemento strutturale (12) della centina.
9. Centina secondo la rivendicazione precedente in cui il corpo a bicchiere (34) è fissato stabilmente all'almeno un elemento strutturale (12) della centina (10).
10. Metodo per la realizzazione di una struttura di sostegno di uno scavo comprendente almeno una prima centina (10'') ed una seconda centina (10) secondo le rivendicazioni da 1 a 9, il metodo comprendendo le fasi di: - posizionare la prima e la seconda centina (10'', 10) nello scavo ad una distanza predeterminata l'una dall'altra, - inserire l'organo di aggancio maschio (30) dell'elemento di collegamento (14) della seconda centina (10) nell'organo di aggancio femmina (32'') della prima centina (10'').