IT9020857A1

IT9020857A1 - Miglioramenti negli elementi costitutivi delle strutture di difesa contro l' erosione, struttura risultante e procedimento di assemblaggio di tale struttura

Info

Publication number: IT9020857A1
Application number: IT020857A
Authority: IT
Inventors: Francisco Luis Defferrari
Original assignee: Francisco Luis Defferrari
Priority date: 1989-07-04
Filing date: 1990-07-04
Publication date: 1992-01-04
Also published as: AR240706A1; DE4021220A1; BR9000340A; IT1244286B; ES2020400A6; FR2649428A1; IT9020857A0

Description

DESCRIZIONE di una domanda di brevetto per invenzione industriale

DESCRIZIONE

La presente invenzione è relativa a sistemi di protezione di coste, tagliamari, argini, dighe, secche e simili, e in modo particolare si riferisce a miglioramenti negli_ elementi costitutivi delle strutture di difesa contro l'erosione, al procedimento di assemblaggio di tale struttura, così come alla struttura risultante. L'obiettivo di tale invenzione è offrire un mezzo destinato a contrastare l'azione distruttiva degli agenti fisici esterni - vento, acqua, ecc. - su coste, argini, tagliamari, dighe e secche.

Gli agenti fisici che attaccano e deteriorano questo tipo di coste sono di due specie: quelli interni, con il fenomeno del sifonaggio e taglio di argini per la presenza di tensioni tangenziali, e quelli esterni, nei quali interviene l'azione erosiva di venti, moto ondoso, piogge, maree e l'azione combinata di questi.

Tradizionalmente, per la difesa costiera, si sono impiegate scogliere ottenute con cumuli di pietre e muri verticali di blocchi di pietra, muri di contenimento di cemento armato e piloni verticali di vario tipo.

In regioni quali la Mesopotamia e l'umida pampa argentina, ad esempio, dove il suolo è soggetto a erosione e non esiste la possibilità di attingere a giacimenti naturali di pietre (o per lo meno non è possibile sfruttarli a basso costo) è stata in genere impiegata la difesa con piloni metallici di cemento, ancorati mediante sensori con pesi di ancoraggio speciali.

La difficoltà di questo metodo consiste nel fatto che, trattandosi di pareti verticali, le sollecitazioni attive e passive della struttura debbono essere equilibrate in funzione degli sforzi nel tensore, generalmente soggetto a forti attacchi corrosivi, mentre d'altro canto accade che la mareggiata "lavi" particelle di piccolissime dimensioni trascinandole nelle aperture tra pilone e pilone .

Entrambi i fenomeni o la loro azione combinata riducono la vita utile della difesa oppure obbligano a una manutenzione costosa. Un'altra grande difficoltà insita in questo metodo consiste nella sua complessità e negli elevati costi di realizzazione .

La difesa delle coste soggette a erosione è un capitolo molto importante di tutte le opere idrauliche, destinate al recupero dei terreni bassi o a opere portuali, in primo luogo per la sicurezza che deve conferire alla costa e in secondo luogo - soprattutto nelle zone prive di giacimenti naturali di pietre - per gli alti costi di approvvigionamento e realizzazione.

Nel caso di difese realizzate con piloni metallici e/o ancoraggi di cemento, oltre ai problemi citati, esistono in genere notevoli difficoltà di esecuzione, motivo per il quale la tecnica necessaria è altamente specialistica e generalmente dispendiosa. Ciò è aggravato dall'impossibilità di individuare difetti o crepe occulti una volta terminata l'opera.

Quanto sopra, sommato all'equilibrio instabile di questo tipo di strutture, ha indotto alla ricerca e allo sviluppo di un nuovo sistema, grazie al quale si ottengono tra l'altro i seguenti vantaggi di ordine pratico:

a) equilibrio stabile dell'opera di difesa

b) rapidità di esecuzione

c) semplicità di trasporto e movimentazione dei materiali

d) facilità di esecuzione senza necessità di attrezzature particolari

e) basso costo di materiali ed esecuzione

f) facilità di individuazione di eventuali difetti occulti .

Scopo dell'invenzione è realizzare la difesa costiera adottando un contrafforte o una struttura di rinforzo che abbia un _ proprio equilibrio stabile, vale a dire che l'angolo del contrafforte rispetto all'orizzontale deve essere minore di quello dell'inclinazione naturale della costa o del terrapieno. A causa dell'azione degli agenti esterni di tipo dinamico (moto ondoso), è opportuno dotare tale contrafforte di una protezione contro gli smottamenti localizzati nel punto di contatto con l'acqua in movimento. Come protezione si ricorre a elementi in muratura che verranno descritti in seguito e il cui scopo è creare una intelaiatura in cemento che riceva e disperda l'energia trasmessa dalle onde della costa e che al tempo stesso, con il proprio peso, impedisca rotture o fenomeni di erosione.

Ora, nelle fasi sperimentali di questa invenzione, sebbene il comportamento dei blocchi utilizzati e della struttura risultante abbia dato i risultati previsti, sono emersi alcuni problemi riguardanti il montaggio della struttura in quanto tale, poiché risulta difficoltoso effettuare le operazioni di ancoraggio già nella sede di alloggiamento, tenendo conto che la struttura è destinata a essere collocata sott'acqua.

Questa difficoltà ha costretto a mettere a punto diverse soluzioni per collocare la struttura in situ, così come per montarla fuori dall'acqua, facendola poi scivolare lungo il tratto che è destinata a difendere. Ciò complica il controllo del posizionamento finale con il rischio che la difesa venga collocata in condizioni sfavorevoli.

Un altro modo per ottenere un posizionamento ottimale consiste nell 'erigere una "diga" nella zona di collocamento sopra la costa, prosciugarla in parte o totalmente per lavorare a secco, posizionare quindi la struttura mantenendola in situ e, una volta ultimate le operazioni, inondare la zona e procedere normalmente.

Occorre aggiungere che questo sistema risulta estremamente macchinoso e costoso, oltre al fatto che limita notevolmente le aree di applicazione a quelle di profondità limitata.

L'invenzione di cui parliamo nel presente documento, oltre a un nuovo sistema, offre una soluzione valida ai problemi citati, grazie a un metodo di montaggio e posizionamento che permette di interconnettere i blocchi e di issarli preaccoppiati .

Nello stesso tempo si fa scendere l'intera struttura pre-assembleata fino a farla poggiare, secondo l'orientamento corretto e prefissato, nel relativo alloggiamento.

Ciò, mediante nuovi elementi di collegamento previsti per i blocchi - che non modificano il resto della struttura per quanto riguarda i mezzi di interconnessione - con il vantaggio di poter effettuare il montaggio a terra, riducendo tempi e costi e allargando le aree di posizionamento a quelle a maggiore profondità.

Visto quanto sopra, si può presumere che questi miglioramenti per quanto riguarda sia il nuovo blocco di difesa che la struttura risultante e il metodo o procedimento di montaggio e collocamento, una volta implementati, qualunque siano il tipo di problema e la destinazione specifici, date le loro caratteristiche, si prestino allo stesso modo per essere applicati alla difesa contro l'erosione di qualunque tipo a cui vanno soggetti coste, moli, argini, terrapieni, tagliamari, ecc.

Per gli scopi specificati, ì miglioramenti introdotti nei componenti delle strutture di difesa contro l'erosione comprendono un blocco (a) la cui pianta, avendo una configurazione a "doppia T", è costituita da una parete intermedia (1) delimitata da due pareti trasversali (2) che, quali talloni di collegamento, terminano con facce oblique (3) che riducono gradualmente l'apertura di entrambe le cavità, equivalente alla sommatoria degli spessori delle pareti trasversali (2) e contrapposte, corrispondenti a due elementi (a) successivamente connessi a catena, inseribili congiuntamente come incastro a maschio.

In una forma più particolareggiata di realizzazione, ogni blocco (a) è interessato da almeno una perforazione che lo attraversa (4) in senso longitudinale, come passaggio di un mezzo di collegamento dei diversi blocchi (a) che costituiscono una medesima struttura difensiva (b).

Per quanto riguarda la struttura di difesa (b) contro i fenomeni di erosione, costituita dai suddetti blocchi (a), questa si caratterizza per i blocchi (a) accoppiati per costituire catene di interconnessione, resistenti alla trazione nel senso dei relativi assi ortogonali e alle sollecitazioni di taglio lungo uno degli assi corrispondente al senso della marea. Questi blocchi formano file in cui le perforazioni longitudinali (4) dei blocchi (a) risultano rispettivamente allineate, costituendo in ogni fila un passaggio continuo (4) comune a tutti i blocchi. Questi passaggi continui (4) di ciascuna fila sono attraversati da un cavo di collegamento {4') che interconnette anche le singole file di blocchi (a) attraverso curve a gomito alle estremità del medesimo cavo (4') nella transizione dall'uno all'altro passaggio (4).

Infine, il procedimento o metodo di assemblaggio e posizionamento della struttura (b) di difesa si articola nelle seguenti fasi: disposizione dei singoli blocchi (a) di una medesima struttura (b), formando file di blocchi (a) collegati tra loro e tra fila e fila; inserimento attraverso passaggi continui (4) di un cavo di acciaio (41), formando curve a gomito in tale cavo (4') alle estremità di ciascuna uscita dai detti passaggi in modo che il cavo di collegamento (4') tracci - in pianta - un percorso "a zig-zag"; fissaggio delle estremità del cavo (4') per assicurarle alla struttura di difesa (b); realizzazione di una struttura portante (6), di dimensioni compatibili con quelle della struttura di difesa (b), e fissaggio dell'una all'altra; formazione, nella sede di alloggiamento (c) della struttura (b), di uno strato di materiale permeabile filtrante; infine, sollevamento della struttura (b) mediante sospensione alla struttura portante (6) citata e abbassamento fino alla detta sede di alloggiamento (c), appoggiandola sopra la stessa, dopo aver orientato uno di tali assi dei singoli blocchi (a) nel senso della marea. Per maggiore chiarezza e comprensione dello scopo dell'invenzione, la presente descrizione è stata corredata dì figure che illustrano una delle possibili forme di realizzazione. Ciò a puro titolo esemplificativo e senza alcuno scopo restrittivo. In particolare:

FIG. 1: Vista in pianta di un blocco o elemento tipo della struttura in una delle possibili forme di realizzazione - senza alcuni intento restrittivo - che consente di osservarne la configurazione di base a "doppia T". Si notino in particolare gli accoppiamenti di testa così come le ugnature laterali volte a garantire un migliore accoppiamento.

FIG. 2: Sezione trasversale dello stesso blocco secondo il piano II-II indicato alla Fig. 1.

FIG. 3: Sezione longitudinale dello stesso blocco, secondo il piano III-III della Fig. 1.

FIG. 4: Dettaglio dell'argine rinforzato, con la struttura di protezione in posizione inclinata sopra una base permeabile filtrante.

FIG. 5: Vista in pianta della struttura assemblata che dà una chiara idea del modo in cui vengono accoppiati i singoli elementi,^formando catene resistenti alla trazione nel senso dei relativi assi ortogonali (cfr. frecce), così come alla sollecitazione di taglio nel senso di uno di tali assi, che corrisponde anche al senso delle maree.

FIG. 6: Vista in elevazione di uno dei blocchi relativi alla presente invenzione, che oltre alle caratteristiche del brevetto principale mostra la perforazione longitudinale.

FIG. 7: Sezione trasversale del blocco, secondo il piano II-II della Fig. 1, che mostra chiaramente la già citata perforazione longitudinale.

FIG. 8: Sezione longitudinale dello stesso blocco secondo il piano III-III della Fig. 1, grazie alla quale è possibile osservare in dettaglio la perforazione longitudinale, che si estende lungo tutta la lunghezza del blocco e rimane aperta alle estremità.

FIG. 9: Dettaglio in pianta della struttura di difesa composta dai blocchi illustrati nelle Figure da 1 a 3, una volta incastrati reciprocamente e fissati mediante un cavo continuo che si inserisce lungo tutte le citate perforazioni di ogni fila di blocchi .

FIG. 10: Dettaglio che illustra il modo in cui la struttura di difesa e la struttura portante vengono sollevate con una gru per essere collocate in sede.

Nelle varie figure, a numero di riferimento uguale corrispondono elementi uguali o corrispondenti, mentre le lettere indicano l'insieme di più elementi .

In particolare:

(a) - Elemento o blocco costitutivo

(b) - Struttura di difesa o protezione composta dai blocchi (a)

(c) - Mezzo in cui viene collocata la struttura (d) - Mezzo di trasporto per il posizionamento di (b) in (c)

(1) - Parete intermedia del blocco

(1') - Ugnature o smussature di accoppiamento di (2') - Pareti trasversali in "T" di (a)

(2') - Ugnature o smussature di accoppiamento in (2)

(3) - Talloni obliqui di tenuta delimitanti le cavità

(4) - Perforazione passante longitudinale di (a) (4') - Cavo di acciaio galvanizzato

(5) - Terminali di 4'

(6) - Strato di materiale permeabile e filtrante (membrana geotessile}

(6') - Struttura portante

(7) - Argine o sede di alloggiamento

In linea generale, il contrafforte (b) è costituito da una struttura composta da piu elementi (a) collegati tra loro a formare una intelaiatura che resista per lo meno alla trazione e alla sollecitazione di taglio in senso corrispondente a quello della marea (Fig. 4). Questa struttura di protezione (b) è collocata sopra uno strato (6) di materiale permeabile filtrante, che permette il passaggio dell'acqua, ma che impedisce il trascinamento di particelle di terra e altri materiali (7) provenienti dalla sponda che si intende preservare .

In particolare, e come appare nelle Figure, in una delle possibili forme di realizzazione - senza alcun intento limitativo - il materiale filtrante e permeabile è costituito da una membrana geotessile (6), che riveste un argine di terra che gradualmente dalla costa (7) penetra nella massa d'acqua a una profondità sufficiente e sopra il quale poggia la struttura di protezione (b), figura (4).

Secondo la realizzazione illustrata nelle Figure da 1 a 3, gli elementi che compongono la suddetta struttura di protezione (b) comprendono blocchi (a) di cemento o di altro materiale adatto, che in pianta costituiscono una configurazione a doppia "T " formata da una parete intermedia (1), delimitata da due pareti trasversali (2), che si prolungano oltre le facce frontali della succitata e che all'interno terminano con facce oblique, a mo'di talloni di tenuta che riducono guadualmente la sezione delle cavità formate con (1) e indicate con (3).

Le facce alle estremità delle pareti trasversali (2) presentano ugnature o smussature (2') di accoppiamento reciproco degli altri blocchi (a) mentre i bordi longitudinali della parete intermedia (1) sono caratterizzati a loro volta da altre u gnature o smussature (1') di identico accoppiamento e per gli stessi scopi (Fig. 1 e 2).

La sezione in pianta di ogni cavità delimitata dai talloni (3) equivale alla sommatoria degli spessori delle pareti trasversali (2) e contrapposte, corrispondenti a due elementi (a) addossati successivamente a catena e fissati da accoppiamenti maschio - femmina 4- 4' inseribili congiuntamente come incastri a maschio.

Secondo la realizzazione illustrata alle Figure da 6 a 9, ciascun blocco (a) presenta la particolarità di essere attraversato da almeno una perforazione (4) orientata longitudinalmente rispetto a ciascun blocco (a) e che va a terminare in corrispondenza delle facce alle estremità delle pareti trasversali (2). Ogni perforazione longitudinale (4) così configurata definisce un mezzo di incastro dei diversi blocchi (a) che costituiscono una stessa struttura difensiva (b) - (figg. 6-8).

Gli elementi sono collegati tra loro come illustrato nelle figg. 5 e 9 e la struttura (b) lavora opponendo resistenza alla sollecitazione di taglio secondo le zone di accoppiamento dei talloni (2) nelle scanalature (3) e alla trazione lungo i propri assi ortogonali, uno dei quali corrisponde al senso della marea, facendo sì che la suddetta struttura risulti sufficientemente resistente da proteggere in modo adeguato la costa dell'argine (7) cui si applica.

Nel caso della perforazione illustrata alle figg.

6-8, al fine di assemblare la struttura (b), i blocchi (a) che compongono una medesima fila si trovano allineati e collegati gli uni agli altri e disposti in modo tale che le rispettive perforazioni longitudinali (4) risultino allineate a formare una perforazione (4) comune a tutti i blocchi, attraverso la quale viene inserito un cavo in acciaio galvanizzato {4') la cui funzione è facilitare la movimentazione e consentire la collocazione della protezione sott'acqua (c).

Il cavo {4') si inserisce secondo un percorso a zig-zag nei diversi condotti o perforazioni (4), formando curve a gomito agli estremi e finendo con terminali (5) fissati in modo che il cavo stesso non possa muoversi né spostarsi dalla sua posizione di collegamento dei blocchi (a), figg. 5 e 9. Poiché tra i singoli elementi (a) si produce sempre una linea di giunzione, vale a dire una intercapedine in cui il riflusso d'acqua può trascinare particelle dal suolo e produrre un avvalla mento sotto l'intelaiatura di cemento (b) e sopra l'argine (7) o eventualmente la costa, è necessario collocare una membrana geotessile di polipropilene con funzioni di filtro. Occorre infine riempire le linee di giunzione con sabbia a grana media o grossa per ottenere una perfetta coesione dei blocchi (a).

Si prepara quindi una struttura portante (6) che si unisce al cavo (4) della struttura (b) e si solleva l'insieme (a-b) mediante un elevatore (gru o simili) (d), permettendo così di sollevare e abbassare l'intero complesso dei blocchi di protezione (a) interconnessi, fino alla sede di alloggiamento corrispondente (c) (fig. 10).

Va da sé che nel momento di attuazione pratica della presente invenzione si potranno introdurre modifiche relative a dettagli di costruzione e forma senza che ciò comporti una deviazione dai principi fondamentali enunciati chiaramente nelle clausole rivendicative riportate di seguito.

Claims

RIVENDICAZIONI Avendo così descritto e definito in maniera dettagliata la natura della presente invenzione e le modalità di implementazione, si rivendicano come di diritto e proprietà esclusivi: 1. I miglioramenti negli elementi costitutivi delle strutture di difesa contro l'erosione; caratterizzati dal fatto di comprendere un blocco, che avendo una pianta a "doppia T", è costituito da una parete intermedia delimitata da due pareti trasversali che, a mo' di talloni di collegamento, terminano con facce oblique che riducono gradualmente l'apertura delle due cavità, equivalente alla sommatoria degli spessori delle pareti trasversali e contrapposte, corrispondenti a due elementi successivamente addossati a catena inseribili congiuntamente come incastro a maschio.
2. I miglioramenti negli elementi costitutivi delle strutture di difesa contro l'erosione; in conformità con la rivendicazione 1, caratterizzati dal fatto che ciascun blocco è interessato da almeno una perforazione che lo attraversa in senso longitudinale quale passaggio di un mezzo di collegamento dei diversi blocchi che costituiscono una medesima struttura difensiva.
3. I miglioramenti negli elementi costitutivi delle strutture di difesa contro l’erosione; in conformità con la rivendicazione 1, caratterizzati dal fatto che longitudinalmente ciascun blocco presenta una perforazione aperta a entrambi gli e stremi che continua lungo tutta la lunghezza della parete intermedia e si prolunga attraverso le pareti trasversali aprendosi sulle facce di testa delle stesse, formando così il passaggio per un cavo di collegamento dei vari blocchi che costituiscono una stessa struttura difensiva.
4. La struttura di difesa contro i fenomeni di erosione, formata mediante gli elementi di cui alla rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto di comprendere una pluralità di elementi collegabili tra loro che costituiscono catene di interconnessione, resistenti alla trazione lungo i relativi assi ortogonali e alla sollecitazione di taglio lungo uno di tali assi corrispondente al senso della marea, tale struttura essendo appoggiata a uno strato di materiale permeabile filtrante.
5. La struttura di difesa contro i fenomeni di erosione, formata mediante gli elementi di cui alle rivendicazioni 1-3, caratterizzata dal fatto che va a coprire un argine che penetra gradualmente nella massa d'acqua fino a una profondità sufficiente, con interposizione di uno strato di materiale permeabile filtrante.
6. La struttura di difesa contro i fenomeni di erosione, formata mediante gli elementi di cui alle rivendicazioni 4 e 5, caratterizzata dal fatto che va a coprire un argine che penetra gradualmente nella massa d’acqua fino a una profondità sufficiente, con interposizione di uno strato di materiale permeabile filtrante; includendo la struttura di protezione almeno un elemento che, proiettato verso l'interno dell'argine, lo penetra nell'area corrispondente al livello più elevato come mezzo di tenuta antiscivolo. 7. La struttura di difesa contro i fenomeni di erosione, formata mediante gli elementi di cui alla rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che va a formare una parete orizzontale con interposizione di uno strato di materiale permeabile filtrante . 8. La struttura di difesa contro i fenomeni di erosione, formata mediante gli elementi di cui alle rivendicazioni da 1 a 7, caratterizzata dal fatto che il materiale permeabile filtrante è costituito da una membrana geotessile. 9. La struttura di difesa contro i fenomeni di erosione, formata mediante gli elementi di cui alle rivendicazioni da 1 a 3, caratterizzata dal fatto che i blocchi accoppiati che costituiscono catene di interconnessione resistenti alla trazione nel senso dei relativi assi ortogonali e alla sollecitazione di taglio secondo uno di tali assi corrispondente al senso della marea formano file in cui le perforazioni longitudinali dei blocchi risultano allineate costituendo in ogni fila un passaggio continuo comune a tutti i blocchi; e questi passaggi continui di ciascuna fila sono attraversati da un calo di collegamento, che interconnette anche le diverse file di blocchi mediante curve a gomito alle estremità del medesimo cavo nella transizione da un passaggio all'altro. 10. Il procedimento per l'assemblaggio e il collocamento della struttura di difesa di cui alla rivendicazione 3; caratterizzato dal fatto che si articola nelle seguenti fasi: disposizione dei vari blocchi costituenti una medesima struttura, formando file di blocchi collegate tra loro e tra fila e fila; inserimento attraverso passaggi continui di un cavo di acciaio, formando curve a gomito in tale cavo alle estremità di ciascuna uscita da detti passaggi, di modo che il cavo di collegamento tracci - in pianta - un percorso "a zigzag"; fissaggio delle estremità del cavo per assicurarle alla struttura di difesa; realizzazione di una struttura portante di dimensioni compatibili con quelle della struttura di difesa e fissaggio dell'una all'altra; formazione, nella sede di alloggiamento della struttura, di uno strato di materiale permeabile filtrante, infine sollevamento della struttura mediante sospensione alla struttura portante citata e abbassamento fino alla detta sede di alloggiamento, appoggiandola sopra la stessa, dopo aver orientato uno degli assi dei blocchi a secondo del senso_della marea, il. I miglioramenti negli elementi costitutivi delle strutture di difesa contro l'erosione, il procedimento di assemblaggio di tale struttura e la struttura risultante; in totale conformità con le rivendicazioni sopra riportate e sostanzialmente come descritto e illustrato nella documentazione annessa.
7. Il procedimento per l'assemblaggio e il collocamento della struttura di difesa di cui alle rivendicazioni 1-6; caratterizzato dal fatto che si articola nelle seguenti fasi: disposizione dei vari blocchi costituenti una medesima struttura, formando file di blocchi collegate tra loro e tra fila e fila; inserimento attraverso passaggi continui di un cavo di acciaio, formando curve a go mito in tale cavo alle estremità di ciascuna uscita da detti passaggi, di modo che il cavo di collegamento tracci - in pianta - un percorso "a zigzag"; fissaggio delle estremità del cavo per assicurarle alla struttura di difesa; realizzazione di una struttura portante di dimensioni compatibili con quelle della struttura di difesa e fissaggio dell'una all'altra; formazione, nella sede di alloggiamento della struttura, di uno strato di materiale permeabile filtrante, infine sollevamento della struttura mediante sospensione alla struttura portante citata e abbassamento fino alla detta sede di alloggiamento, appoggiandola sopra la stessa, dopo aver orientato uno degli assi dei blocchi a secondo del senso della marea. Il tutto come sostanzialmente descritto, illustrato, rivendicato e per gli scopi ivi specificati.