PT1609911E

PT1609911E - Estrutura construída com um órgão de tracção protegido contra a corrosão, em particular uma ponte estaiada com cabo de sustentação

Info

Publication number: PT1609911E
Application number: PT05010923T
Authority: PT
Original assignee: Dywidag Systems Int Gmbh
Priority date: 2004-06-01
Filing date: 2005-05-20
Publication date: 2011-01-03
Also published as: DE202004008621U1; US7200886B2; PL1609911T3; EP1609911A1; JP4431084B2; JP2005344503A; US20050262649A1; ES2354298T3; EP1609911B1; ATE484629T1; DE502005010375D1

Description

DESCRIÇÃO "ESTRUTURA CONSTRUÍDA COM UM ÓRGÃO DE TRACÇÃO PROTEGIDO CONTRA A CORROSÃO, EM PARTICULAR UMA PONTE ESTAIADA COM CABO DE SUSTENTAÇÃO" A presente invenção refere-se a uma estrutura construída com um órgão de tracção protegido contra a corrosão, em particular uma ponte estaiada com cabo de sustentação.

No caso de pontes estaiadas é conhecida a ligação ao pilone, dos cabos de sustentação que se prolongam em ângulo uns em relação aos outros, com os quais o tabuleiro se encontra fixado em relação a um pilone e que são constituídos, na maioria das vezes, por um feixe de elementos individuais, como por exemplo cordões de fios de aço, de forma a transmitir forças.

Isto pode ser realizado, por um lado, por os cabos de sustentação que chegam de diferentes direcções terminarem no pilone e aí se encontrarem ancorados - eventualmente cruzados uns sobre os outros; devido a este facto é necessária uma multiplicidade de dispositivos de ancoragem. Uma outra possibilidade consiste em desviar em forma de sela os cabos de sustentação no pilone, sendo que as forças de intradorso que se desenvolvem rectangularmente em relação ao eixo do cabo de sustentação são transmitidas para o pilone através da sela.

No caso de danos de um tal cabo de sustentação, por exemplo através de fenómenos de corrosão nos elementos de tracção constituídos por aço, deve existir a possibilidade de se poder 1 substituir um tal cabo de sustentação. Para este efeito, no caso de uma solução conhecida, um canal curvado em forma de sela, no qual pode ser introduzido respectivamente um cabo de sustentação, é formado no pilone (documento DE 8810423 U) . O canal é constituído, na sua zona inferior, por um semi-tubo formando uma calha de apoio, com um apoio em sela no vértice, onde um tubo de sela que envolve o feixe de elementos de tracção individuais nesta zona pode ser bloqueado, evitando deslocações longitudinais. Isto é realizado através de um meio casquilho disposto no vértice do desvio no trajecto da calha de apoio, e no qual cabe um anel de apoio que se encontra fixado ao tubo de sela.

Para a estabilização e para a obtenção de uma união entre os elementos de tracção individuais do feixe e o tubo de sela, os restantes espaços ocos são preenchidos por pressão com um material que endurece, como por exemplo argamassa de cimento. Para melhorar a união com o material que endurece, os elementos de tracção, portanto por exemplo os cordões de fios de aço, podem ficar rugosos, pelo menos na zona do vértice, de um modo preferido por jacto de areia.

No caso da solução conhecida, no exterior do pilone, o tubo de sela está directamente ligado ao invólucro tubular do feixe, na zona livre do cabo de sustentação, por meio de anéis de flange. Isto tem como consequência que o canal formado no pilone que, para possibilitar uma substituição do feixe com o tubo de sela, deve apresentar uma secção transversal relativamente grande, apresentando pelo menos uma altura superior ao diâmetro do feixe, está aberto nos pontos de entrada e de saída do cabo de sustentação nos lados frontais. Esta abertura é desvantajosa, uma vez que a partir da mesma podem actuar influências 2 ambientais, podendo também entrar animais, em particular aves, o que pode provocar sujidades e fenómenos de corrosão.

Outras soluções para a ligação do invólucro tubular do órgão de tracção à estrutura construída são conhecidas a partir dos documentos FR 2642449 A e JP 08170306 A.

Perante este pano de fundo, a invenção tem como objectivo subjacente o de indicar uma possibilidade simples e económica, mas tendo em consideração sobretudo também as exigências estáticas, de modo a fechar, no caso de uma tal ponte estaiada, as aberturas do canal de guia para o cabo de sustentação, sem perder a condição de capacidade de substituição do cabo de sustentação.

De acordo com a invenção, este objectivo é solucionado através das características indicadas na reivindicação 1.

Os aperfeiçoamentos vantajosos resultam a partir das reivindicações dependentes. A ideia base da invenção consiste no essencial no facto de no caso de um órgão de tracção do tipo referido no início, em particular no caso de um cabo de sustentação de uma ponte estaiada, a transição a partir do invólucro tubular na zona livre do órgão de tracção para a sua ligação à estrutura construída, no caso de uma ponte estaiada, ao pilone, ser realizada através de um tubo de ligação que, por um lado, pode ser ligado de forma estanque à estrutura construída, por exemplo através de uma placa de flange, e que, por outro lado, pode ser de tal modo ligado ao invólucro tubular na zona livre que uma substituição posterior do cabo de sustentação não é impedida. 3

Através de uma camada intermédia elástica na zona desta ligação pode ser possibilitada uma compensação de tolerância e podem ser absorvidos movimentos angulares em consequência de cargas móveis, solicitações do vento ou semelhantes, bem como, numa determinada escala, movimentos provocados pela temperatura, sem que momentos de flexão sejam introduzidos na construção. Por este meio resulta uma solução simples e a custos favoráveis para a ligação do invólucro tubular de um cabo de sustentação a uma estrutura construída, com vantagens aquando da construção e montagem e no caso de uma substituição eventualmente necessária do cabo de sustentação. A aplicação da invenção é independente do facto de o órgão de tracção, em particular o cabo de sustentação, ser conduzido em linha recta para o interior do pilone e ancorado no mesmo ou ser desviado em forma de sela no mesmo.

No que se segue, a invenção é explicada mais ao pormenor com base num exemplo de realização representado no desenho.

Mostra

Figura 1 um corte vertical através de um ponto de ligação configurado de acordo com a invenção, do invólucro tubular de um órgão de tracção, com base no exemplo de um cabo de sustentação desviado em forma de sela num pilone, na zona da sua entrada na estrutura construída,

Figura 2 um corte através do invólucro tubular ao longo da linha II-II na figura 1, 4

Figura 3 um corte através do invólucro tubular ao longo da linha III-III na figura 1,

Figura 4 o detalhe IV da figura 1, em escala aumentada,

Figura 5 o detalhe V da figura 4, em escala aumentada e as

Figuras 6 e 7 outras formas de realização da ligação de acordo com a figura 5. A invenção encontra-se representada em corte vertical na figura 1, com base num exemplo de um cabo 1 de sustentação desviado num pilone 2 em betão armado. 0 cabo 1 de sustentação é constituído por um feixe 3 de elementos de tracção individuais como fios, barras ou cordões de aço, que na sua zona livre se encontram dispostos no interior de um invólucro 4 tubular, por exemplo um tubo de cobertura em PE.

Um canal 6 curvado em forma de sela com o raio R, aberto nos lados frontais, e no qual pode ser introduzido pelo exterior o cabo 1 de sustentação, é formado no pilone 2 por um tubo 5 para passagem com uma secção transversal oval. 0 próprio feixe 3, na zona da sua passagem através do pilone 2, encontra-se conduzido num tubo 7 de sela em aço, igualmente curvado em forma de arco, no interior do qual os elementos de tracção individuais do feixe 3 são colocados em união com o tubo 7 de sela através de argamassa 8 de injecção.

Na zona 9 de vértice do desvio encontra-se um apoio 10 em sela côncavo com uma reentrância 11, na qual engata um ressalto 12 ligado de forma fixa ao tubo 7 de sela, por exemplo através de soldadura. Este tipo de ancoragem assegura de forma fiável, com total capacidade de substituição do cabo 1 de sustentação, o 5 impedimento de movimentos longitudinais já durante a montagem do cabo de sustentação e possibilita simultaneamente a absorção de forças diferenciais que se originam na direcção longitudinal do cabo 1 de sustentação. Através desta construção é assegurado que para a substituição, todo o cabo 1 de sustentação possa ser levantado com o tubo 7 de sela, até que o ressalto 12 seja removido da reentrância 11; a forma oval do tubo 5 para passagem (figura 3) deixa para este efeito espaço suficiente para cima. 0 cabo 1 de sustentação, com o tubo 7 de sela, pode depois ser extraído do canal 6, ao longo da curvatura em forma de arco da zona de desvio de acordo com o raio R. Um novo cabo de sustentação pode ser introduzido de modo inverso. A configuração de acordo com a invenção, da ligação do invólucro 4 tubular do cabo 1 de sustentação à estrutura construída, nomeadamente ao pilone 2, de modo que o canal 6 formado pelo tubo 5 para passagem pode ser fechado no lado frontal, pode ser explicada com base nas figuras 2 a 5.

Como mostra em primeiro lugar ainda a figura 1, um assim chamado tubo 14 de ligação em aço que se encontra ligado de forma amovível, por um lado, ao invólucro 4 tubular e, por outro lado, ao pilone 2 encontra-se entre o invólucro 4 tubular do cabo 1 de sustentação na zona livre e a parede 13 exterior do pilone 2. Um tubo 15 de transição que é constituído, na maioria das vezes, tal como o invólucro 4 tubular, por um material sintético, em particular PE, pode encontrar-se disposto entre o invólucro 4 tubular na zona normal e o tubo 14 de ligação, de modo a poder superar melhor eventuais diferenças de diâmetros. A figura 2 mostra um corte ao longo da linha II-II através do tubo 15 de transição. A diferença de diâmetros entre o invólucro 4 tubular na zona livre do cabo 1 de sustentação e o tubo 15 de 6 transição pode ser compensada através de uma peça 15a de transição.

Como se pode reconhecer em particular a partir da figura 4, como representação aumentada do detalhe IV da figura 1, o tubo 14 de ligação suporta uma placa 16 de flange na extremidade do lado da estrutura construída.

Esta placa 16 de flange pode ter o contorno configurado de forma rectangular, uma vez que a abertura oval do tubo 5 para passagem tem que ser coberta (figura 3) . A placa 16 de flange pode ser ligada de forma amovível à estrutura 2 construída por meio de um aparafusamento 17, por exemplo em relação a uma placa 18 de ancoragem embutida no betão. A placa 18 de ancoragem corresponde à placa 16 de flange, pelo menos na sua forma exterior. A placa 16 de flange tem também em consideração a transição a partir da secção transversal oval do tubo 5 para passagem para a secção transversal circular do cabo 1 de sustentação, encontrando-se aqui representada através da secção transversal do tubo 14 de ligação e da do tubo 7 de sela. Nas figuras 2 e 3, por motivos de melhor compreensão, prescindiu-se da representação do feixe 3 de elementos de tracção individuais. A figura 4 mostra também a configuração do cabo 1 de sustentação na zona da sua saída para fora do pilone 2. Pode reconhecer-se como os elementos individuais do feixe 3, que na zona do tubo 7 de sela estão nus, isto é, não estão envolvidos, mas que na zona livre do cabo 1 de sustentação estão envolvidos individualmente para a protecção anticorrosiva, por exemplo os cordões 19 com revestimentos 20 de PE, transitam tangencialmente a partir da condução circular no interior do tubo 7 de sela para a condução em linha recta na zona livre do cabo 1 de 7 sustentação. Esta transição pode ser localizada aproximadamente na saída do cabo 1 de sustentação para fora do pilone 2 na zona da linha de corte III-III na figura 1. De um modo conveniente, o tubo 7 de sela continua a ser conduzido com a sua curvatura circular ao longo do raio R, ainda por uma determinada distância para além desse ponto, de modo a assegurar assim que a extremidade 21 do tubo 7 de sela se encontre, na direcção radial, suficientemente afastado do feixe 3, em particular na sua zona inferior.

De modo a se obter em qualquer caso um desvio suave do feixe 3 nesta zona, em particular no caso de desvios angulares laterais que podem ser facilmente verificados no estaleiro, um elemento 22 de almofada constituído por um material elástica e/ou plasticamente deformável pode estar disposto na extremidade 21 do tubo 7 de sela, na sua parede interior. No caso mais simples, este elemento 22 de almofada pode ser constituído por uma peça tubular; no entanto, tal como se encontra representada na figura 4, pode também ser uma peça moldada, cujo contorno interior com arestas arredondadas está ajustado ao trajecto do feixe 3. De um modo conveniente, este elemento 22 de almofada sobressai para além da extremidade 21 do tubo 7 de sela, de modo a aí assegurar, em qualquer caso, um apoio suave do feixe 3.

De modo a poder também preencher completamente esta zona do tubo 7 de sela com argamassa 8 de injecção, colocou-se temporariamente um tubo de cofragem - não representado - sobre a extremidade 21 do tubo 7 de sela, que foi vedado em relação ao tubo 7 de sela através de um vedante. Após o fecho da abertura dianteira deste tubo de cofragem, todo o espaço oco foi preenchido por pressão com argamassa 8 de injecção, tal como se encontra representado na figura 4. 0 tubo de cofragem com a 8 tampa que fecha a abertura dianteira pôde ser novamente removido após o endurecimento da argamassa 8 de injecção. A ligação amovível entre o tubo 14 de ligação e o invólucro 4 tubular, aqui na forma do tubo 15 de transição, encontra-se representada na figura 5 como detalhe v da figura 4, em escala aumentada. 0 tubo 14 de ligação possui, na sua extremidade do lado do invólucro tubular, um flange 23 interior contra o qual se encosta pelo exterior um flange 24 exterior do tubo 15 de transição. 0 flange 24 exterior pode estar soldado à extremidade do tubo 15 de transição constituído por PE. A ligação por aderência entre o tubo 15 de transição e o tubo 14 de ligação é assegurada através de um aparafusamento 25 paralelo ao eixo, que actua contra um anel 26 de flange solto. Através do anel 26 de flange que pode ser aplicado pelo exterior, a montagem do invólucro tubular é consideravelmente facilitada. A força de aparafusamento actua sobre o flange 24 de PE - soldado - através de um anel 27 em material elástico, como por exemplo borracha ou material sintético; por este meio evitam-se tensões forçadas provenientes de erros ou movimentos angulares que eventualmente se originam e minimiza-se a introdução de momentos de flexão. Por este meio consegue-se para além disso uma transmissão mais suave de cargas que se originam a partir de vibrações dos tubos, para o aparafusamento 25.

Enquanto que no caso da forma de realização representada na figura 5, o aparafusamento 25 axial é realizado através de furos 25a axiais na parede exterior, mais espessa neste local, do tubo 14 de ligação, uma outra forma de realização encontra-se representada na figura 6. Aqui, o tubo 14 de ligação possui na extremidade, para além do flange 23 interior, um flange 28 exterior que é provido de furos para a passagem dos parafusos 9 para o aparafusamento 25. Um anel 27 em material elástico para a compensação de eventuais erros e movimentos angulares encontra-se também aqui disposto entre o anel 29 de flange solto encostado pelo exterior e o flange 24 de extremidade do tubo 15 de transição. 0 flange 23 interior, representado nas figuras 5 e 6 numa só peça com o tubo 14 de ligação em aço, pode também ser configurado de forma separada do mesmo, por exemplo através de um anel 30 de aço com cavilha 31 amovível pelo exterior, como contra-apoio. Este anel 30 de aço pode eventualmente também ser suprimido por completo, uma vez que o tubo 15 de transição ligado ao invólucro 4 tubular já é puxado contra o aparafusamento 25 através do seu próprio peso. Por este meio, o tubo 14 de ligação pode ser facilmente aberto por zonas, pelo exterior, para inspecção. É evidente que a configuração acima descrita da ligação do invólucro tubular de um cabo de sustentação a uma estrutura construída não é apenas aplicável quando o cabo de sustentação é desviado, tal como se encontra representado, na estrutura construída, portanto no pilone, mas antes evidentemente também quando o cabo de sustentação é conduzido em linha recta para o interior da estrutura construída e aí ancorado de um modo em princípio conhecido. Quando o cabo de sustentação é conduzido em linha recta para o interior da estrutura construída, portanto quando se situa concentricamente no tubo para passagem, a placa 16 de flange que se encosta à estrutura construída pode também ser configurada como anel de flange.

Lisboa, 27 de Dezembro de 2010 10

Claims

REIVINDICAÇÕES 1. Estrutura construída com um órgão (1) de tracção protegido contra a corrosão, em particular uma ponte estaiada com cabo de sustentação, sendo que o órgão (1) de tracção é constituído por um feixe (3) de elementos individuais, como por exemplo cordões (19) de fios de aço, que está envolvido por um invólucro (4) tubular na zona livre do órgão (1) de tracção e se encontra disposto num canal (6) de guia formado por um tubo (5) para passagem, no interior da estrutura (2) construída, sendo que o invólucro (4) tubular se encontra ligado à estrutura (2) construída por meio de um tubo (14) de ligação, fechando a abertura do canal (6) de guia no lado frontal, caracterizada por o tubo (14) de ligação se encontrar ligado de forma elástica ao invólucro (4) tubular com intercalação de uma camada (27) intermédia elástica.
2. Estrutura construída de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por a camada intermédia elástica ser constituída por um anel (27) que se encontra apertado entre o invólucro (4) tubular e o tubo (14) de ligação.
3. Estrutura construída de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada por o tubo (14) de ligação apresentar, na sua extremidade virada para o invólucro tubular, um primeiro anel (26, 29) de flange com saliência interior, e por o invólucro (4) tubular apresentar, na sua extremidade virada para o tubo (14) de ligação, um primeiro flange (24) exterior que se situa no interior do tubo (14) de ligação e se sobrepõe ao primeiro anel (26, 29) de flange na direcção 1 radial, sendo que a camada (27) intermédia elástica se encontra disposta entre o primeiro anel (26, 29) de flange e o primeiro flange (24) exterior.
4. Estrutura construída de acordo com a reivindicação 3, caracterizada por o primeiro anel (26, 29) de flange se encontrar fixado de forma amovivel ao tubo (14) de ligação.
5. Estrutura construída de acordo com a reivindicação 3 ou 4, caracterizada por, para a fixação do primeiro anel (26, 29) de flange, se encontrar disposto um segundo flange (28) exterior no tubo (14) de ligação, sobre o qual assenta o primeiro anel (26, 29) de flange, sendo que um aparafusamento (25) axial fixa entre si o primeiro anel (26, 29) de flange e o segundo flange (28) exterior.
6. Estrutura construída de acordo com a reivindicação 3 ou 4, caracterizada por, para a fixação do primeiro anel (26, 29) de flange, a extremidade do tubo (14) de ligação ser configurada com uma parede espessa na zona do aparafusamento (25) e o primeiro anel (26, 29) de flange assentar sobre o lado frontal da zona mais espessa, sendo que um aparafusamento (25) axial fixa entre si o primeiro anel (26, 29) de flange e o tubo (14) de ligação.
7. Estrutura construída de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada por na extremidade do tubo (14 ) de ligação no lado do invólucro tubular se encontrar disposto um segundo flange (23) interior, em relação ao qual o primeiro flange (24) exterior na extremidade do invólucro (4, 15) tubular pode ser fixado por aderência por meio do primeiro anel (26, 29) de flange. 2
8. Estrutura construída de acordo com a reivindicação 7, caracterizada por o segundo flange (23) interior na extremidade do tubo (14) de ligação no lado do invólucro tubular ser configurado como anel (30) de flange solto que pode ser fixado em relação ao tubo (14) de ligação, evitando alterações da posição.
9. Estrutura construída de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizada por a camada (27) intermédia ser constituída por um material elasticamente deformável, como por exemplo borracha, material sintético ou semelhantes.
10. Estrutura construída de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizada por a ligação do tubo (14) de ligação ao invólucro (4) tubular e/ou à estrutura (2) construída ser amovível.
11. Estrutura construída de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizada por o tubo (14) de ligação, na sua extremidade do lado da estrutura construída, se encontrar ligado a uma placa (16) de flange que cobre a abertura do canal (6) de guia, que pode ser fixada à estrutura (2) construída e que apresenta uma abertura, pelo menos para a passagem do feixe (3). Lisboa, 27 de Dezembro de 2010 3 1/4 Fig. 1

1 2/4 Fig.2 25