MX2012003777A - Metodo de drenado de un sistema para anclaje de un estructural a un elemento de construccion. - Google Patents

Abstract

Se describe un método de drenado de un sistema (1) par anclaje de un cable estructural (2a, 2b, 2c) a un elemento de construcción (7), el sistema de ancla comprende una primera cámara (3) delimitada por una envoltura (4, 5, 6), la primera cámara contiene una primera parte (2aa, 2bb, 2cc) del cable estructural y un primer material de relleno, el método comprende las siguientes etapas: insertar por lo menos un elemento de calentamiento (10a, 10b) dentro del primer material de relleno vía una abertura (4a, 4b) en la envoltura de la primera cámara; calentar el primer material de relleno con la ayuda del elemento de calentamiento para fluidizar parte o la totalidad del primer material de relleno; y extraer el primer material de relleno fluidizado vía una abertura (4a, 4b) en la envoltura de la primera cámara.

Description

MÉTODO DE DRENADO DE UN SISTEMA PARA ANCLAJE DE UN CABLE ESTRUCTURAL A UN ELEMENTO DE CONSTRUCCIÓN MEMORIA DESCRIPTIVA La presente invención se relaciona con un método de drenado de un sistema para anclaje de un cable estructural a un elemento de construcción.

El cable estructural en cuestión puede ser un tirante, un cable de suspensión o un cable de pretrenzado.

Es habitual que los cables estructurales habitualmente encontrados comprendan una pluralidad de hilos cada uno de los cuales incluyen alambres metálicos envueltos en si mismos uniéndose en un recubrimiento protector. Cada uno de estos recubrimientos protectores es interrumpido a nivel de un extremo terminal de manera que los hilos tienen, cada uno, una sección de extremo descubierto.

Los sistemas de anclaje habitualmente encontrados incluyen: un bloque de ancla perforado al cual se anclan individualmente la sección o secciones de extremo descubiertas del cable, una superficie de apoyo que se fija con respecto al elemento de construcción y contra la cual el perímetro de bloque perforado se apoya axialmente, una o más cámaras que contienen partes descubiertas del cable estructural (posiblemente dividido en hilos) junto con un material de relleno. Existe generalmente una primera cámara situada en el lado del bloque de ancla desde el cual llega el cable estructural y dentro del cual se interrumpen los recubrimientos protectores.

El material de llenado generalmente es una cera de petróleo o una grasa. Se inyecta caliente dentro de la cámara o cámaras del anclaje después de acoplamiento del cable y su anclaje. Después de enfriamiento, forma una pasta sólida o espesa que se adhiere al cable descubierto y proporciona el sello requerido.

Ahora puede resultar útil cambiar el material de relleno, ya sea durante la construcción debido a que no ha sido inyectado correctamente o durante la vida de servicio del trabajo de construcción, durante las operaciones de mantenimiento en el sistema de anclaje. Para algunas cámaras del sistema de anclaje, esto no genera problema alguno. Por ejemplo, para una cámara localizada debajo de una tapa y que contiene la parte de extremo del cable estructural que surge del bloque de anclaje, el material de relleno se puede retirar con la ayuda de una llana y/o un flujo de aire caliente.

Actualmente, no hay un método para drenado de algunas de la cámaras del sistema de ancla a las cuales es difícil el acceso, por ejemplo, una cámara situada detrás del bloque de ancla, en una parte del sistema de ancla enterrada en el trabajo de construcción.

Un objetivo de la presente invención es resolver algunos o la totalidad de los problemas a los que se hace referencia en lo anterior, es decir, en particular proporcionar un método para drenado de un sistema de ancla de un cable estructural que incluye una cámara rellenada con un material de relleno al cual el acceso es difícil.

La solución de la invención se relaciona con un método de drenado de un sistema para anclaje de un cable estructural a un elemento de construcción, el sistema de ancla comprende una primera cámara delimitada por una envoltura, la primera cámara contiene una primera parte del cable estructural y un primer material de relleno, el método comprende las etapas de: insertar por lo menos un elemento de calentamiento dentro del primer material de relleno por medio de una abertura en una envoltura de la primera cámara; calentar el primer material de relleno utilizando el elemento de calentamiento para fluidizar por lo menos parte del primer material de relleno; y extraer el primer material de relleno fluidizado por medio de una abertura en la envoltura de la primera cámara.

Aunque el material de relleno es sólido a temperatura ambiente, es relativamente suave y es posible insertar un elemento de calentamiento en el mismo. Generalmente, el material de relleno ocupa la totalidad de la primera cámara, de modo tal que envuelve la parte descubierta del cable. El material de relleno puede tener el papel de proteger los cables que rodea.

En la etapa de inserción, se hace pasar por lo menos un elemento de calentamiento a través de una abertura en la envoltura que delimita la primera cámara. Puede ser ventajoso utilizar una pluralidad de elementos de calentamiento que pasan a través de una pluralidad de aberturas o a través de la misma abertura, para acelerar el calentamiento.

La abertura o aberturas pueden ser preexistentes, por ejemplo orificios en el bloque de ancla que se utilizan para llenar la cámara. De manera alternativa, las aberturas se pueden producir especialmente para la operación de drenado.

Mediante el término "fluidizar" se quiere significar "volver suficientemente fluido para que sea capaz de que fluya a través de una abertura del tipo utilizado para introducir el elemento de calentamiento". Para una cera, es licuefacción. Para una grasa, es reducir suficientemente la viscosidad.

El elemento de calentamiento puede ser de cualquier clase apropiada para que el material de relleno se fluidice, sin que sea susceptible a generar un incendio. Si el cable estructural está recubierto parcialmente en la cámara, debe tenerse precaución de no dañar el recubrimiento, el cual generalmente se funde a aproximadamente 180°C.

De esta manera, es posible hacer circular un fluido de transferencia de calor en el elemento de calentamiento, el fluido ha sido calentado de antemano. También se puede producir calor directamente en el elemento de calentamiento, dentro del material de relleno que se va a calentar.

El objeto del calentamiento normalmente es fluidizar la totalidad del material de relleno o por lo menos una gran parte del mismo. Por lo menos el material de relleno se fluidiza en un área en la cual está en contacto con el cable descubierto.

Se comunica calor desde el elemento de calentamiento al material de relleno que es fluidizado. El material de relleno calienta se mueve por convección y contribuye a fundir el material restante.

El material de relleno fluidizado se extrae por medio de una abertura en la envoltura de la primera cámara. Esta abertura puede ser la misma que la utilizada para la introducción del elemento o elementos de calentamiento. Se pueden utilizar una pluralidad de aberturas para esta extracción, para facilitar la separación de todo el líquido.

El método es relativamente sencillo de usar. Permite que el material de relleno sea drenado de una manera que sea relativamente no intrusiva, sin degradar notablemente la estructura del ancla. Esta última permanece funcional y puede rellenarse con material de relleno.

En modalidades particulares, la invención puede utilizar una o más de las siguientes características: El elemento de calentamiento comprende una parte sustancialmente cilindrica que tiene un extremo mediante el cual se provoca que penetre dentro del primer material de relleno durante la etapa de inserción. Tal forma, por ejemplo la forma de tubo, facilita la penetración del elemento de calentamiento dentro del material de relleno el cual es más o menos un sólido suave. El extremo puede presentar una punta para facilitar aún más la penetración.

El elemento de calentamiento comprende un resistor eléctrico, el método comprende además la etapa de conexión del resistor eléctrico a una fuente de corriente. Un elemento de calentamiento que contiene un resistor eléctrico es fácil de manipular y de instalar en el sistema de ancla. Necesita únicamente una conexión a una fuente de corriente.

El elemento de calentamiento comprende un termopar para medir la temperatura en la vecindad del elemento de calentamiento. Mediante el término "en la vecindad" se quiere indicar "dentro o cerca". La medición se puede llevar a cabo de manera notable en el extremo del elemento de calentamiento que penetra dentro del material de relleno. Esta medición permite que se realice un seguimiento de la evolución de la temperatura en la cámara, principalmente en la vecindad del elemento de calentamiento.

Durante la etapa de calentamiento, el elemento de calentamiento suministra una energía térmica regulada como una función de la temperatura medida por el termopar. Esto vuelve posible reducir el tiempo de calentamiento y evitar el sobrecalentamiento que pueden degradar cualquier recubrimiento protector presente sobre una parte del cable estructural o que provoque que el material de relleno genere fuego.

Durante la etapa de calentamiento, la abertura de la envoltura de la primera cámara a través de la cual se introduce el elemento de calentamiento se sella evitando el flujo del primer material de relleno fluidizado. Esto vuelve posible evitar que la cámara se vacié progresivamente de su material de relleno fluidizado. Para una buena conducción de calor y una fluidización óptima del material de relleno, es preferible que la totalidad del material fluidizado permanezca en la cámara durante la etapa de calentamiento. El sello se puede obtener gracias al medio de sellado (por ejemplo, un sello) colocado sobre el elemento de calentamiento.

El primer material de relleno fluidizado se extrae, por lo menos en parte, por aspiración utilizando una cánula. Esto permite la evacuación del material de relleno fluidizado incluso cuando la abertura a través de la cual se lleva a cabo se encuentra situada por encima del material líquido. Esto puede suceder, por ejemplo, en un sistema para anclaje de la parte superior de un tirante de un puente.

El primer material de relleno fluidizado se extrae, por lo menos en parte, por flujo. Si la abertura utilizada para extraer el material de relleno fluidizado se encuentra en la parte inferior de la cámara, este modo de evacuación es sencillo y eficaz.

El primer material de relleno fluidizado fluye a través de la abertura que se utiliza para introducir el elemento de calentamiento dentro del primer material de relleno. El elemento de calentamiento se puede retirar después de la etapa de calentamiento, por ejemplo, y el pasaje se puede liberar para un flujo del material de relleno fluidizado. De este modo, una abertura adicional no es de utilidad para la evacuación.

La envoltura de la primera cámara comprende un bloque de ancla al cual se ancla el cable estructural, un tubo y un casquillo, la abertura a través de la cual el elemento de calentamiento se introduce dentro del primer material de relleno durante la etapa de inserción se encuentra situado en el bloque de ancla. En esta modalidad, se utiliza para la inserción del elemento de calentamiento una abertura, generalmente una abertura preexistente en el bloque de ancla. Por lo tanto, la abertura no necesita ser creada especialmente.

El sistema de ancla comprende una segunda cámara situada en el otro lado del bloque de ancla en relación a la primera cámara y delimitada por una segunda envoltura que comprende el bloque de ancla y una tapa, la segunda cámara contiene una segunda parte del cable estructural y un segundo material de relleno y en donde, antes de la inserción del elemento de calentamiento en el primer material de relleno, el elemento de calentamiento es obligado a penetrar dentro de la segunda cámara vía una abertura en la tapa alineada con la abertura en la envoltura de la primera cámara a través de la cual se inserta el elemento de calentamiento para habilitar la penetración sucesiva del elemento de calentamiento en la segunda cámara y después la primera cámara sin mover la tapa. Algunos sistemas de ancla tienen una segunda cámara en la cual la parte o partes de extremo del cable estructural que se proyecta o proyectan desde el bloque de ancla están situados. Esta segunda cámara está delimitada por el bloque de ancla y por una tapa. Contiene un segundo material de relleno. Tiene la misma función que el primer material de relleno y puede consistir del mismo material. En esta modalidad, el elemento de calentamiento penetra primero dentro de la segunda cámara y después al interior de la primera cámara, por medio de dos aberturas configuradas de manera que no necesita moverse la tapa.

El método comprende además una etapa de calentar el segundo material de relleno por una banda de calentamiento colocada sobre una superficie externa de la tapa. El segundo material de relleno puede ser fluidizado por calentamiento externo con la ayuda de una banda de calentamiento colocada externamente a la cámara, contra la tapa y después separada.

Otras características y ventajas de la presente invención se volverán evidentes en la siguiente descripción de las modalidades no limitantes que se proporcionan con referencia a las figuras anexas, en las cuales: La figura 1A representa diagramáticamente una sección longitudinal de un sistema para anclaje de un cable estructural a un elemento de construcción; la figura 1 B muestra un método de la invención de drenado de este sistema de ancla; la figura 2 es una sección transversal del sistema de ancla mostrado en la figura 1 B; la figura 3 muestra un elemento de calentamiento utilizado en el método que se ilustra por la figura 1 B.

Por razones de claridad, las dimensiones de los diversos elementos representados en estas figuras no necesariamente están en proporción con respecto a sus dimensiones verdaderas. En las figuras, las referencias idénticas corresponden a elementos idénticos, pero no necesariamente se utilizan de una manera idéntica.

En la figura 1A, el cable estructural considerado es, por ejemplo, la parte inferior de un tirante de un puente orientado en una dirección X. El cable está constituido de una pluralidad de hilos. Se muestran tres de estos: 2a, 2b y 2c. El cable estructural (es decir, sus hilos 2a, 2b y 2c) están anclados gracias a un sistema 1 de ancla que se apoya axialmente sobre un elemento 7 de construcción (por ejemplo una superficie en la que se apoya el puente). El sistema de ancla tiene, por ejemplo, una longitud de aproximadamente 600 a 1000 mm en la dirección X y un diámetro de aproximadamente 200 a 600 mm en un plano ortogonal a esa dirección.

Cada hilo en sí mismo está formado de una pluralidad de alambres individuales. Estos alambres pueden ser paralelos o estar torcidos y, por ejemplo, se producen dentro o de acero galvanizado. Los hilos 2a, 2b y 2c están rodeados, cada uno, por un recubrimiento protector que está adaptado para protegerlos durante su vida de servicio evitando la corrosión causada por el clima a la intemperie u otra agresión ambiental y principalmente de la humedad y el manejo. El recubrimiento se elabora, por ejemplo, de un material plástico tal como polietileno de alta densidad (PEHD) o una poliamida.

El cable estructural se ancla a un bloque 4 perforado o un bloque de ancla, por ejemplo mediante apriete de los extremos de los hilos en mordazas divididas (no mostradas). Para este fin, cada uno de los recubrimientos protectores de los hilos está interrumpido a nivel de un extremo terminal de manera que el cable tiene una primera parte descubierta 2aa, 2bb y 2cc.

Con el fin de proteger esta primera parte descubierta 2aa, 2bb y 2cc contra la corrosión, se sitúa dentro de una primera cámara 3 rellenada con cera y delimitada por una envoltura constituida de: en un primer extremo axial, una cara del bloque 4 perforado, transversalmente, un tubo 6 rígido el cual es de una forma cilindrica circular, por ejemplo, y en el extremo axial opuesto al bloque 4, un casquillo 5 a través del cual pasan los hilos recubiertos 2a, 2b y 2c de manera sellada y presionados de manera sellada contra la cara interior del tubo 6 por el efecto de una compresión axial.

Los hilos salen del bloque 4 de ancla y forman una segunda parte 2aaa, 2bbb y 2ccc del cable estructural, también descubierto. Por los mismos motivos de protección contra la corrosión, esta segunda parte del cable estructural está contenida en una segunda cámara 3a rellenada con un material de relleno el cual, en el ejemplo considerado aquí, es una cera. La cámara 3a está delimitada, por una parte, por el bloque 4 de ancla y, por la otra, por una tapa 9 perforada por dos aberturas 9a y 9b cerradas por tapones.

El bloque 4 de ancla incluye dos aberturas 4a y 4b, por ejemplo orificios circulares, utilizados para rellenar la primera cámara 3 con cera caliente.

La cámara 3 está situada en un área del sistema 1 de ancla que generalmente está rodeada por el elemento de construcción. Debido a esto resulta algo inaccesible.

La figura 1 B muestra el mismo sistema de ancla durante la ejecución de un método de drenado de la invención.

En una variante de la invención que no se muestra, el material de relleno presente en la cámara 3a se puede drenar al retirar la tapa 9 para tener acceso a la misma directamente. Puede ser retirada manualmente, si es necesario mediante impulsión de aire caliente. En este caso, las aberturas 4a y 4b están selladas dado que son aberturas que corresponden al paso de los hilos 2a, 2b y 2c en el bloque 4.

Durante una primera etapa, dos elementos de calentamiento 10a y 10b se insertan dentro del material de relleno que rellena la primera cámara 3. Se han insertado vía las aberturas 9a y 9b. Los elementos de calentamiento 10a y 10b incluyen un sello (no mostrado) de manera que cuando están en su lugar, las aberturas 9a y 9b se sellan contra el flujo de material de relleno fluidizado en la primera cámara 3.

Los elementos de calentamiento 10a y 10b comprenden una parte de la forma cilindrica con un extremo 10e que es empujado dentro del material de relleno sólido.

Para provocar que los elementos de calentamiento 10a y 10b entren al sistema de ancla, después se les hace pasar a través de las aberturas 4a y 4b en el bloque 4 de ancla. Estos se alinean con las aberturas 9a y 9b en la tapa 9.

Una vez que los elementos de calentamiento se han instalado, comienza una etapa de calentamiento de llenado del material contenido en la primera cámara 3. Este material se eleva a una temperatura mayor que su punto de fusión pero menos de aproximadamente 300°C de manera que no provoca que inicie un incendio, e incluso menos de aproximadamente 160°C de manera que no daña los recubrimientos de los hilos 2a, 2b y 2c.

Para facilitar este control de la temperatura en la primera cámara, los elementos de calentamiento 10a y 10b (véase la figura 3) pueden comprender un termopar 10d situado de manera tal que mide la temperatura en el extremo 10e de los elementos de calentamiento. La energía térmica disipada por los elementos de calentamiento posteriormente se regula como una función de la temperatura medida por los termopares. Otros termopares se pueden insertar dentro de la primera o segunda cámara para mejorar el control de la fluidización del material de relleno o para sustituir los termopares 10d.

Cuando el material de relleno se ha fundido (preferiblemente se ha fundido por completo), los elementos de calentamiento 10a y 10b se retiran y el material de relleno fluidizado es capaz de fluir en los pasajes creados por la inserción de los elementos de calentamiento. En vez de, o además de esto, el material de relleno fluidizado puede ser aspirado vía una cánula insertada ya sea a lo largo de la misma trayectoria que los elementos de calentamiento 10a y 10b o por medio de una abertura para este propósito en la envoltura de la primera cámara 3.

El material de relleno contenido en la segunda cámara generalmente se separa más fácilmente al quitar la tapa 9. Este material también se puede calentar sin quitar la tapa. El calentamiento se puede llevar a cabo con la ayuda de una banda 12 de calentamiento colocada sobre la cara externa de la tapa 9. Los elementos de calentamiento 10a y 10b también se pueden configurar de manera que sean capaces de calentar el material de relleno contenido en la segunda cámara 3a.

En la figura 2 se representan los hilos 2a, 2b y 2c que pasan a través del bloque 4 de ancla. Los elementos de fijación (mordazas) no se muestran. También se observan las aberturas 4a y 4b a través de las cuales se insertan los elementos de calentamiento 10a y 10b.

La figura 3 muestra una modalidad del elemento de calentamiento 10a. El elemento 10b es idéntico al elemento 10a. El elemento de calentamiento 10a tiene una envoltura cuya superficie externa es un cilindro circular. La sección es ligeramente menor de 10 mm. El elemento 10a tiene dos extremos opuestos 10e y 10f de los cuales un extremo 10e está diseñado para penetrar dentro del material de relleno sólido en las cámaras 3a y 3. Comprende una resistencia eléctrica 10c colocada sobre toda la longitud de la envoltura, así como un termopar 10d colocado de manera tal que mide la temperatura del extremo 10e. Los alambres de suministro de energía del resistir 10c y el termopar 10d salen vía el extremo 10f.

Durante la etapa de calentamiento, cada resistor 10c se conecta a una fuente 1 1 de corriente que incluye un controlador PID que controla la corriente eléctrica suministrada al resistor 10c (es decir, controla la energía térmica disipada por el efecto de Joule) como una función de la temperatura medida por el termopar 10d. Si existe una pluralidad de resistores, cada uno se suministra preferiblemente con energía y es controlado de manera autónoma. El control permite la reducción del tiempo de calentamiento bajo una limitación de temperatura máxima.

Claims (12)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1.- Un método de drenado de un sistema (1) para anclaje de un cable estructural (2a, 2b, 2c) a un elemento de construcción (7), el sistema de ancla comprende una primera cámara (3) delimitada por una envoltura (4, 5, 6), la primera cámara contiene una primera parte (2aa, 2bb, 2cc) del cable estructural y un primer material de relleno, el método comprende las etapas de: insertar por lo menos un elemento de calentamiento (10a, 10b) dentro del primer material de relleno vía una abertura (4a, 4b) en una envoltura de la primera cámara; calentar el primer material de relleno utilizando el elemento de calentamiento para fluidizar por lo menos parte del primer material de relleno; y extraer el primer material de relleno fluidizado vía una abertura (4a, 4b) en la envoltura de la primera cámara.

2. - El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el elemento de calentamiento (10a, 10b) comprende una parte sustancialmente cilindrica que tiene un extremo (10e) mediante el cual se provoca que penetre en el primer material de relleno durante la etapa de inserción.

3. - El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado además porque el elemento de calentamiento (10a, 10b) comprende un termopar (10d) para medir una temperatura en la vecindad del elemento de calentamiento.

4. - El método de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado además porque, durante la etapa de calentamiento, el elemento de calentamiento, (10a, 10b) suministra una energía térmica regulada como una función de la temperatura medida por el termopar (10d).

5. - El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado además porque el elemento de calentamiento (10a, 10b) comprende un resistor eléctrico (10c) el método comprende además una etapa de conexión del resistor eléctrico a una fuente de corriente (11 ).

6. - El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado además porque, durante la etapa de calentamiento, la abertura (4a, 4b) de la envoltura de la primera cámara a través de la cual se introduce el elemento de calentamiento (10a, 10b) se sella contra el flujo del primer material de relleno fluidizado.

7. - El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado además porque el primer material de relleno fluidizado es extraído, por lo menos en parte, por aspiración utilizando una cánula.

8.- El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado además porque el primer material de relleno fluidizado se extrae, por lo menos en parte, por flujo.

9 - El método de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado además porque el primer material de relleno fluidizado fluye a través de la abertura (4a, 4b) que se utiliza para introducir el elemento de calentamiento (10a, 10b) dentro del primer material de relleno.

10. - El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado además porque la envoltura (4, 5, 6) de la primera cámara (3) comprende un bloque de ancla (4) al cual se ancla el cable estructural (2a, 2b, 2c), un tubo (6) y un casquillo (5), la abertura (4a, 4b) a través de la cual se introduce el elemento de calentamiento (10a, 10b) dentro del primer material de relleno durante la etapa de inserción está situado en el bloque de ancla (4).

1 1. - El método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado además porque el sistema de ancla (1) comprende una segunda cámara (3a) situada en el otro lado del bloque de ancla (4) en relación a la primera cámara (3) y delimitada por una segunda envoltura que comprende el bloque de ancla (4) y una tapa (8), la segunda cámara contiene una segunda parte (2aaa, 2bbb, 2ccc) del cable estructural (2a, 2b, 2c) y un segundo material de relleno y en donde antes de la inserción del elemento de calentamiento dentro del primer material de relleno, se provoca que el elemento de calentamiento penetre dentro de la segunda cámara (3a) vía una abertura (9a, 9b) en la tapa (8) alineada con la abertura (4a, 4b) en la envoltura de la primera cámara a través de la cual se inserta el elemento de calentamiento para permitir la penetración sucesiva del elemento de calentamiento (10a, 10b) dentro de la segunda cámara (3a) y después la primera cámara (3) sin mover la tapa (9).

12.- El método de conformidad con la reivindicación 1 1 , caracterizado además porque comprende adicionalmente una etapa de calentamiento del segundo material de relleno por una banda de calentamiento (12) colocada sobre una superficie externa de la tapa (8).