PT1767705E - Processo para a ancoragem de uma fundação para uma instalação de energia eólica - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO

"PROCESSO PARA A ANCORAGEM DE UMA FUNDAÇÃO PARA UMA INSTALAÇÃO DE ENERGIA EÓLICA" A presente invenção refere-se a um processo para a ancoragem de uma fundação para uma instalação de energia eólica.

Para a ancoragem da torre tubular de uma instalação de energia eólica são possíveis, em princípio, duas variantes. No caso da primeira variante, uma secção de tubo com uma flange completamente circular é encastrada em betão numa fundação. 0 pedestal de torre da instalação de energia eólica é aparafusado em seguida à secção de tubo. No caso da segunda variante, é encastrada em betão na fundação não uma secção de tubo, mas antes uma armação de ancoragem, constituída por vários pernos de ancoragem. 0 pedestal de torre é então aparafusado com os pernos de ancoragem.

No caso da última variante referida, os pernos de ancoragem estão agrupados numa armação de ancoragem. A armação de ancoragem apresenta na sua base uma placa de ancoragem ou um anel de ancoragem, que é aparafusado com os pernos de ancoragem. A extremidade livre dos pernos de ancoragem está saliente da fundação, para ser aparafusada com a flange do pedestal de torre. A preparação da fundação verifica-se por parte do construtor, enquanto as extremidades livres dos pernos de ancoragem são fixadas com um gabarito para pernos de ancoragem, que pode ser utilizado novamente. 0 gabarito para pernos de 1 ancoragem é constituído, em regra, por dois semicírculos, que estão ligados um ao outro na periferia, através de grampos. Os semicírculos possuem, em posições pré-definidas, furos para a recepção dos pernos de ancoragem. Para a fixação do gabarito este é segurado em cada perno de ancoragem através de um par de porcas. Em seguida, o reforço para a fundação é assente através da armação de ancoragem, sendo que a fundação e o seu reforço são nitidamente maiores que a armação de ancoragem. Por exemplo, a fundação pode possuir dimensões de aproximadamente 15 x 15 m, enquanto a armação de ancoragem, consoante a dimensão da torre tubular, possui, por exemplo, um diâmetro de 3 a 5 m. Após a introdução do reforço e de uma correspondente cofragem da fundação, esta é enchida com betão. Após o enchimento, os pares de porcas são desapertados dos pernos de ancoragem e o gabarito para pernos de ancoragem removido. Em seguida, é colocada sobre os pernos de ancoragem uma chapa de distribuição de carga, com uma ou várias peças e alinhada na horizontal através de chapas de revestimento e parafusos de ajuste. A chapa de distribuição de carga alinhada é então coberta em seguida com uma argamassa expansiva de alta resistência. A chapa de distribuição de carga coberta forma a superfície de apoio para uma flange de pedestal de torre. Os pernos de ancoragem são esforçados através da fundação, aquando da fixação da flange de pedestal de torre. 0 documento US-A-5826387 divulga um tal processo.

Comprovou-se como desvantajoso, no modo de procedimento acima referido para o assentamento da fundação, que a montagem e desmontagem do gabarito para pernos de ancoragem seja uma operação de trabalho laboriosa. Acresce que através da reutilização de um gabarito para pernos de ancoragem surgem imprecisões nos seus furos, que se mantêm aquando da introdução 2 do reforço e da betonagem que se segue e, assim, conduzem a imprecisões do circulo para o perno de ancoragem.

Cabe à invenção o objectivo de colocar à disposição um processo para o assentamento de uma fundação e para a preparação da ligação da torre, que pode ser realizada com meios simples, por parte do construtor.

De acordo com a invenção, o objectivo é resolvido através de um processo com as caracteristicas da reivindicação 1. Algumas configurações vantajosas formam os objectos das reivindicações dependentes. 0 processo de acordo com a invenção para o assentamento de uma fundação para uma instalação de energia eólica parte de uma armação de ancoragem, que é constituída por uma placa de ancoragem e vários pernos de ancoragem, ligados à placa de ancoragem. A placa de ancoragem pode ser constituída, neste caso, por uma placa contínua ou por um anel. As extremidades livres dos pernos de ancoragem são guiadas através de uma chapa de distribuição de carga, com uma ou várias peças. A chapa de distribuição de carga assenta sobre pelo menos três porcas, aparafusadas nos pernos de ancoragem. Os pernos de ancoragem estão já suficientemente seguros para as operações de trabalho seguintes, através do assentamento da chapa de distribuição de carga.

Numa operação seguinte é introduzido um reforço para a fundação e a armação de ancoragem com reforço é enchida com betão. Em seguida, os pernos de ancoragem são esforçados, aquando de uma fixação da flange de pedestal de torre. Uma vantagem especial do processo de acordo com a invenção consiste 3 em prescindir de um gabarito à parte para pernos de ancoragem. Deste modo são evitadas as imprecisões que resultam da utilização do gabarito para pernos de ancoragem, aquando do alinhamento dos pernos. Além disso, é suprimida a operação de trabalho para montar o gabarito à parte sobre os pernos de ancoragem e removê-lo novamente em seguida. A invenção baseia-se no reconhecimento de que a chapa de distribuição de carga uma vez assente sobre os pernos de ancoragem pode permanecer ali, quando está apoiada através de porcas para pernos, por baixo da chapa de distribuição de carga. Com uma força pré-determinada, as porcas para pernos falham, enquanto a rosca da porca é arrancada na rosca do perno de ancoragem. As porcas para pernos que assim podem ser arrancadas não dificultam o aperto do perno de ancoragem, aquando da fixação do pedestal de torre, de modo que perderam a sua função original.

Numa configuração preferida, a chapa de distribuição de carga é alinhada sobre os pernos de ancoragem, após a introdução da armação de ancoragem. Neste caso a chapa de distribuição de carga é levada para uma posição horizontal, como apoio para um pedestal de torre. A chapa de distribuição de carga alinhada, é em seguida betonada, de um modo preferido, com uma argamassa expansiva de alta resistência, pelo que a chapa de distribuição de carga é forrada. 0 alinhamento da chapa de distribuição de carga verifica-se através da porca para perno, sobre a qual assenta a chapa de distribuição de carga. De um modo conveniente, o alinhamento da chapa de distribuição de carga, em relação à fundação betonada em primeiro lugar, pode verificar-se também através de parafusos de ajuste e/ou chapas de revestimento.

Para assegurar, por um lado, um apoio suficiente da chapa de distribuição de carga, por exemplo, enquanto o reforço é 4 montado, é necessário que a porca para perno assente de modo suficientemente firme. Por outro lado, é necessário que, com um reduzido pré-esforço dos pernos de ancoragem, seja possível arrancar a rosca da porca para perno na rosca do perno de ancoragem. Aqui comprovou-se como especialmente vantajoso prover as porcas para pernos com uma rosca de material sintético, de um modo preferido podem mesmo ser utilizadas porcas para pernos fabricadas completamente de material sintético. 0 processo de acordo com a invenção é descrito seguidamente em pormenor:

Figura 1 uma armaçao de ancoragem montada, constituída por duas peças, numa vista em perspectiva, Figura 2 a ligação de um perno de ancoragem com a placa de ancoragem, Figura 3 a ligação da chapa de distribuição de carga com os pernos de ancoragem e Figura 4 um gabarito com quatro furos, para o alinhamento das peças da armação de ancoragem. A figura 1 mostra uma armação 10 de ancoragem, completamente montada, com uma placa 12 e 14 de ancoragem com duas peças. Cada uma das placas 12 e 14 de ancoragem forma um semicírculo, sendo que as placas, na condição de montadas, encostam uma à outra numa aresta 16 (a aresta 16 posterior está oculta na figura 1) . Nas placas 12 e 14 de ancoragem estão aparafusados pernos 18 de ancoragem. Os pernos de ancoragem 5 estão fixados à placa de ancoragem, respectivamente, através de um par de porcas 20.

Nas extremidades livres dos pernos de ancoragem é fixada uma chapa 24 de distribuição de carga. Como se pode reconhecer na figura 3, por baixo da chapa de distribuição de carga estão previstas porcas 26 de material sintético para parafusos, que suportam a chapa 24 de distribuição de carga. As porcas 26 de material sintético para parafusos servem para o assentamento temporário da chapa de distribuição de carga, durante a montagem. Também permitem um nivelamento horizontal final da chapa de distribuição de carga. As porcas 26 de material sintético para parafusos estão realizadas de tal maneira que falham já com um pré-esforço comparativamente baixo, através de um arrancamento da rosca, mas podem suportar com segurança o peso da chapa de distribuição de carga e uma solicitação adicional, por exemplo, em consequência de transporte e/ou de montagem. Como representado na figura 3, a chapa de distribuição de carga pode ser fixada sobre o perno de ancoragem através de contra-porcas 28.

As placas 12 e 14 de ancoragem são montadas previamente com os respectivos pernos 18 de ancoragem fixados. A chapa de distribuição de carga está realizada igualmente com duas peças, como a placa de ancoragem e corresponde na sua geometria, no essencial, à placa de ancoragem. As peças da chapa de distribuição de carga encostam uma à outra nas arestas 30.

Na figura 4 está representado que as peças da chapa de distribuição de carga estão alinhadas uma com a outra, através de um gabarito 32. O gabarito 32 de quatro furos possui uma 6 tolerância reduzida, de modo que as peças podem ser alinhadas uma com a outra com precisão. 0 processo para a preparação de uma fundação decorre da seguinte maneira. Em primeiro lugar, a armação de ancoragem, com os pernos de ancoragem e a placa de ancoragem, é colocada em posição. A armação de ancoragem possui aproximadamente 80 pares de pernos de ancoragem, que estão dispostos em fila dupla. Os pernos de ancoragem estão rodeados por tubos de revestimento de material sintético, para produzir um pré-esforço sem ligação na fundação. Os tubos de revestimento de material sintético em torno dos pernos estão providos de um tubo flexível retráctil, como terminação, para impedir a entrada de massa de enchimento no interior do tubo.

Sobre a armação de ancoragem colocada em posição, que é alinhada na sua posição horizontalmente, é colocada uma chapa de distribuição de carga com duas peças. A chapa de distribuição de carga suporta a carga da torre e introduz esta na fundação. Para poder assentar a chapa 24, 25 de distribuição de carga mais facilmente sobre os pernos de ancoragem, estes estreitam-se em forma cónica 34 na sua extremidade. Aproximadamente 24 pernos de ancoragem estão providos de porcas 26 de material sintético. As porcas 26 de material sintético são constituídas completamente por material sintético e possuem uma altura de aproximadamente 20 mm. Sobre as porcas 26 de material sintético são colocadas as chapas 24 e 25 de distribuição de carga. Para impedir um desprendimento de uma chapa de distribuição de carga, por exemplo, aquando da introdução do reforço, a chapa de distribuição de carga é segurada adicionalmente aos pernos de ancoragem, a partir de cima, através de algumas porcas 28. As porcas 28 devem, neste caso, ser apertadas apenas com um binário 7 reduzido, para impedir um arrancamento prematuro das porcas 26 de material sintético. Através das chapas 24 e 25 de distribuição de carga, os pernos de ancoragem são fixados na sua posição e, no caso da introdução seguinte do reforço e do enchimento da fundação, não podem alterar a sua posição. Após o enchimento e o endurecimento do betão para a fundação, a chapa de distribuição de carga é alinhada na horizontal. Neste caso é mantida habitualmente uma distância de aproximadamente 5 cm em relação à aresta superior da fundação. 0 alinhamento da chapa de distribuição de carga verifica-se através das porcas 26 de material sintético, bem como, eventualmente, de parafusos de ajuste e chapas de revestimento. 0 espaço oco assim formado entre a chapa de distribuição de carga e o limite superior da fundação é enchido em seguida com uma argamassa expansiva de alta resistência. Neste caso as porcas 26 de material sintético permanecem nos pernos de ancoragem. 0 pedestal de torre colocado possui uma flange, com furos, que correspondem às posições dos pernos de ancoragem. 0 pedestal de torre colocado é fixado com a armação de ancoragem, através de porcas. Neste caso é introduzido nos pernos de ancoragem um pré-esforço definido. Através do pré-esforço transmitido às porcas através da chapa de distribuição de carga, estas são deslocadas através da rosca no perno de ancoragem e perdem assim a sua capacidade de carga.

Lisboa, 27 de Fevereiro de 2009

Claims (2)

1. REIVINDICAÇÕES 1. Processo para a ancoragem de uma fundação para uma instalação de energia eólica, que apresenta as operações seguintes: - É preparada uma armação (10) de ancoragem, constituída por uma placa (12, 14) de ancoragem e vários pernos (18) de ancoragem, ligados à placa de ancoragem, - As extremidades livres dos pernos de ancoragem são guiadas através de furos, em pelo menos uma chapa (24, 25) de distribuição de carga, - A chapa (24, 25) de distribuição de carga assenta sobre pelo menos três porcas (26) para pernos, que estão aparafusadas nos pernos (18) de ancoragem, - É montado um reforço para a fundação e a armação (10) de ancoragem é introduzida no molde com o reforço, sendo que os pernos (18) de ancoragem com as porcas (26) para pernos ficam salientes, - Com um aperto em seguida dos pernos (18) de ancoragem entre a placa (12, 14) de ancoragem e a chapa (24, 25) de distribuição de carga, as porcas (26) para pernos situadas por baixo da chapa (24, 25) de distribuição de carga roçam na rosca do perno (18) de ancoragem e perdem a sua capacidade de carga.
2. 2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por, após a introdução da armação (10) de ancoragem no molde, a chapa (24, 25) de distribuição de carga ser alinhada sobre os pernos (18) de ancoragem, através das porcas (26) para pernos e betonada. 1