PT2088259E - Processo e dispositivo para a colocação de elementos de reforço previamente postos sob tensão sobre construções - Google Patents

Description

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DESCRIÇÃO "PROCESSO E DISPOSITIVO PARA A COLOCAÇÃO DE ELEMENTOS DE REFORÇO PREVIAMENTE POSTOS SOB TENSÃO SOBRE CONSTRUÇÕES" 0 invento diz respeito a um dispositivo para a colocação sob tensão de laminados de fibras unidireccionais dotados de uma resistência à tracção e de um módulo de elasticidade elevados. Os laminados de fibras são colados enquanto sujeitos a tensão de tracção sobre o lado solicitado a encurvar de um componente em cimento ou cimento armado . São conhecidos dispositivos com esta finalidade a par do estado da técnica, os quais já foram utilizados para a colocação de laminados de fibras altamente resistentes previamente postos sob tensão, por exemplo na reparação ou no reforço de construções. As extremidades terminais dos laminados de fibras são colocadas sob aperto num patim, o qual tem em seguida de ser colocado sob tensão relativamente à construção de modo a estar voltado para a extremidade do laminado de fibras. Nos sistemas usados até à data, o dispositivo de colocação sob tensão que aplica a tensão de tracção ao laminado de fibras é deixado no objecto até a cola aplicada entre o elemento em fibra e o cimento constituinte do fundo de suporte ou cimento armado estar completamente endurecida. 2 ΡΕ2088259

Em DE 102 49 266 B3 foi dado a conhecer um dispositivo em que a colocação sob tensão é realizada com recurso a cilindros hidráulicos, procedendo-se nesse estado posterior sob tensão a um bloqueio. Em DE 198 49 605 AI é dado a conhecer um dispositivo em que a colocação sob tensão é igualmente realizada com recurso a cilindros hidráulicos, procedendo-se nesse estado posterior sob tensão a uma fixação das posições correspondentes com recurso a peças dis-tanciadoras. A tarefa subjacente ao presente invento consistia em indicar um dispositivo alternativo com recurso ao qual pudesse ser previamente produzida uma tensão que se mantivesse no decurso do endurecimento da cola, mas em que o componente do dispositivo responsável pela colocação sob tensão pudesse ser retirado uma vez produzida essa tensão, por forma a poder ser utilizado noutros dispositivos para efeito da colocação dos mesmos sob tensão ai requerida, ou seja, a poder ser sucessivamente utilizado de forma temporária numa multiplicidade de dispositivos. O trabalho no estaleiro decorre assim mais flexível e rapidamente.

Este objectivo é alcançado com um dispositivo para a colocação de laminados previamente postos sob tensão em construções, o qual é composto por um patim de aperto que coloca sob aperto a extremidade do laminado de reforço que se pretende colocar sob tensão e por um corpo metálico em forma de caixa superiormente aberta com uma placa de 3 ΡΕ2088259 fundo plana, o qual pode ser indirectamente unido sob trac-ção a uma construção e exibe dois parafusos de ajustamento numa das extremidades que podem ser projectados na perpendicular para fora dessa zona da parede do corpo metálico de modo a esbarrarem na parede terminal do patim de aperto fronteira ao laminado, bem como com uma unidade associada composta um cilindro e um êmbolo, a qual pode ser encaixada no corpo metálico em forma de caixa de modo a que a parede interna do corpo metálico em forma de caixa constitua um esbarro para um dos lados desta unidade e a que, no lado oposto, o cilindro seja fixado na parede da caixa recortada para o efeito, podendo o êmbolo ser projectado através desta parede no mesmo sentido em que o são os parafusos de ajustamento a fim de percutir a parede terminal do patim de aperto fronteira ao laminado.

Nos desenhos é mostrado um exemplo de execução deste dispositivo de colocação sob tensão em diferentes fases da sua utilização. 0 dispositivo será descrito em pormenor e o processo de colocação sob tensão com recurso a este dispositivo será elucidado com recurso a estes desenhos . São mostrados:

Figura 1 uma vista superior obliqua do dispositivo de colocação sob tensão quando na posição de utilização no caso de um laminado de reforço colocado não num tecto, mas num chão; 4 ΡΕ2088259

Figura 2 uma vista lateral esquemática do dispositivo de colocação sob tensão quando na posição de utilização ;

Figura 3 uma ponte em que foram montadas cavilhas roscadas a titulo preparatório da aplicação de um laminado de reforço previamente colocado sob tensão;

Figura 4 a ponte na qual foram montadas cavilhas roscadas, aplicada cola e, sobre esta, o laminado de reforço;

Figura 5 a ponte em que foi colado o laminado de reforço, tendo este sido colocado sob aperto com recurso a placas de ancoragem terminal;

Figura 6 a ponte em que foram colado e colocado sob aperto o laminado de reforço e, tendo em vista a colocação prévia sob tensão a ser levada a cabo, montados dispositivos de colocação sob tensão.

Tal como pode ser visto na Figura 1, o dispositivo para a colocação de laminados previamente postos sob tensão em construções é composto por um patim de aperto 1 que coloca sob aperto a extremidade do componente do dispositivo que se pretende colocar sob tensão e por um corpo metálico 3 em forma de caixa superiormente aberta com uma 5 PE2088259 placa de fundo plana. 0 corpo metálico 3 apoia-se sobre uma placa de ancoragem terminal que pode ser unida sob tracção a uma construção 5 por intermédio de cavilhas roscadas 4 que se projectam para fora do seu lado inferior. 0 corpo metálico 3 encontra-se solidamente unido a esta placa de ancoragem terminal por intermédio de outros parafusos 14. Exibe numa das suas extremidades dois parafusos de ajustamento 6 que podem ser projectados na perpendicular para fora dessa zona da face externa 7 do corpo metálico de modo a esbarrarem na parede terminal 8 do patim de aperto 1 fronteira ao laminado. 0 dispositivo inclui ainda uma unidade 9 associada, composta por um cilindro e por um êmbolo, a qual pode ser encaixada no corpo metálico 3 em forma de caixa. Neste processo, a parede interna 10 do corpo metálico 3 em forma de caixa vai constituir um esbarro para um dos lados desta unidade e, no lado oposto, o cilindro vai ser fixado na parede 12 da caixa recortada para o efeito. 0 êmbolo 13 é projectado através desta parede 12 no mesmo sentido em que o são os parafusos de ajustamento 6 a fim de percutir a parede terminal 8 do patim de aperto 1 fronteira ao laminado. O corpo metálico em forma de caixa consiste de preferência num bloco de alumínio fresado na massa enquanto peça unitária, exibindo um comprimento de cerca de 30 cm. Não visível na figura, mas adjacente ao seu lado inferior, encontra-se uma placa de ancoragem terminal separada que irá ser dispensada quando da utilização. As paredes laterais 12 do corpo metálico 3 em forma de caixa foram superiormente recortadas de modo a que se formem recortes trapezoidais. Obtém-se assim reforços que fortalecem mutua- 6 PE2088259 mente as paredes terminais por via de tracçoes mais elevadas .

Tal como pode ser visto na Figura 2, o patim de aperto 1 é composto por dois componentes 15 e 16 articulados entre si. Estes componentes exibem superfícies de aperto com curvaturas complementares, de modo a conformarem-se rigorosamente à extremidade 20 do laminado de reforço, e podem ser pressionadas uma de encontro à outra por via de uniões 21 por intermédio de parafusos. A parede terminal 8 fronteira ao laminado de reforço que se pretende colocar sob aperto encontra-se disposta perpendicularmente ao fundo quando o laminado de reforço se encontra sob aperto e foi provida, a titulo de órgão de acoplamento, de um mancai de centragem 22 côncavo no qual encaixa uma ponta convexa 23 do êmbolo. Tal como também pode ser visto na Figura 2, a aresta de apoio do patim de aperto 1 correspondente foi provida de um perfil em plástico 17. As paredes laterais 12 do corpo metálico 3 em forma de caixa foram recortadas e as paredes terminais do mesmo configuradas de modo a que as respectivas alturas sejam iguais às da unidade 9 composta pelo cilindro e pelo êmbolo nela encaixada quandoesta se encontra no que é então a sua posição deitada.

Em seguida descreve-se com recurso às Figuras 3 a 6 a utilização do dispositivo de colocação sob tensão ou o procedimento de prévia colocação sob tensão levado a cabo por intermédio do mesmo. Na Figura 3 encontra-se representada uma construção 5 que consiste numa ponte apoiada de 7 ΡΕ2088259 forma fixa à esquerda e sobre um apoio de dilatação 24 à direita. No lado inferior de uma ponte são tipicamente colados laminados de reforço a fim de aumentar a tracção da construção 5. Começa por se colocar cavilhas roscadas na construção, tal como se mostra na Figura 3. As cavilhas são colocadas no fundo de suporte em cimento ou cimento armado. Pode utilizar-se cavilhas coláveis ou cavilhas de expansão. São colocadas, por exemplo, quatro destas cavilhas ou parafusos 4 em cada lado. Na figura apenas são mostrados os quatro parafusos 4 anteriores, os quais ocultam os quatro posteriores.

Em seguida o fundo de suporte é tornado rugoso, sendo a cola 25 aplicada sobre a zona do mesmo sobre a qual irá ser colocado o laminado de fibras 2, tal como é mostrado na Figura 4. 0 passo seguinte consiste no posicionamento provisório do laminado de fibras 2 sobre a cola. 0 laminado de reforço 2 em forma de tira estende-se entre as duas filas de parafusos. Por conseguinte, na figura apenas são visíveis os parafusos 4 anteriores, não sendo visíveis os que se situam por detrás do laminado de reforço 2. Em seguida, por intermédio de uma nova camada de cola 25, aplica-se placas de ancoragem terminal 19 sobre o laminado de reforço 2 e, com recurso aos parafusos 4, coloca-se este sob tensão de modo a que as placas de encoragem terminal 19 o mantenham sob aperto nesses locais, segurando-o provisoriamente, tal como mostrado na Figura 5. Neste momento, a cola 25 ainda não endureceu, pelo que o laminado de reforço 2 ainda se deixa distender sob tracção sobre a camada de cola. 8 ΡΕ2088259

Na etapa seguinte, representada na Figura 6, são aplicados os dispositivos de colocação sob tensão. Para tal, os corpos metálicos 3 são aparafusados sobre as placas de ancoragem terminais 19 por meio de parafusos de fixação 14 separados e assim colocados sob forte tensão. Os patins de aperto 1 são montados nas extremidades terminais 20 do laminado 2 e este é colocado sob aperto entre os componentes 15 e 16 articulados entre si daqueles. Os patins de aperto 1 apoiam-se então de encontro à construção. Em seguida, para colocar previamente sob tensão o laminado de reforço 2, é encaixada em apenas um dos lados do corpo metálico 3 uma unidade 9 composta por um cilindro e por um êmbolo e, com recurso a uma bomba manual, para dentro da qual se bombeia um líquido através da conduta hidráulica 26, de modo a que o êmbolo 13 seja projectado para fora da unidade e percuta o patim de aperto 1. A pressão assim exercida é da ordem de 120 kN, podendo o trajecto resultante da tensão prévia atingir cerca de 15 mm, consoante o comprimento do laminado de reforço 2. O órgão de acoplamento configurado como mancai de centragem 22 assegura que as forças são exercidas centralmente sobre o laminado de fibras. Pelo facto de ser configurado como mancai de centragem 22, o órgão de acoplamento compensa excentricidades geradas no decurso da colocação sob tensão, uma vez que o laminado de fibras unidireccional não está apto a suportar tensões excêntricas. Em conformidade, o órgão de acoplamento, ou seja, o mancai de centragem 22 é extraordinariamente importante no que respeita ao procedimento de colocação sob tensão. 9 ΡΕ2088259

Uma vez realizada por via hidráulica esta colocação sob tensão, os parafusos de ajustamento 3 montados no corpo metálico 3 são apertados de modo a esbarrarem de encontro ao patim de aperto 1 e desse modo manterem a tensão. A unidade 9 composta pelo cilindro e pelo êmbolo pode então ser aliviada da pressão hidráulica e em seguida desmontada. Por conseguinte, a sua utilização é também temporária. 0 trabalho no estaleiro decorre assim mais flexível e rapidamente. Assim que o endurecimento é completo, após cerca de 24 horas, pode remover-se o corpo metálico 3 e os patins de aperto 1. 0 início da presa da cola 25 foi regulado de modo ocorrer uma vez terminado o procedimento de prévia colocação sob tensão do laminado de fibras.

Num mesmo dia podem ser previamente colocados sob tensão com recurso a um mesmo dispositico de colocação sob tensão diversos laminados de fibras ou de reforço. 0 dispositivo para a colocação prévia sob tensão foi concebido de modo a poder ser aplicado a ambas as extremidades do laminado. Assim, caso à construção sejam inerentes problemas de espaço, dispõe-se sempre da possibilidade de proceder à colocação sob tensão numa das extremidades esquerda ou direita do laminado.

Lisboa, 29 de Dezembro de 2011

Claims (6)

1. PE2088259 1 REIVINDICAÇÕES 1. Dispositivo para a colocação de laminados previamente postos sob tensão sobre construções, o qual é composto por um patim de aperto (1) que coloca sob aperto a extremidade (20) do laminado de reforço que se pretende pôr sob tensão e por um corpo metálico (3) em forma de caixa superiormente aberta com uma placa de fundo plana, dispositivo esse que pode ser indirectamente unido sob tracção a uma construção por meio de parafusos (14) que sobressaem do seu lado inferior e exibe numa das extremidades dois parafusos de ajustamento (6) que podem ser projectados na perpendicular para fora dessa zona da parede (18) do corpo metálico (3) de modo a esbarrarem na parede terminal (8) do patim de aperto (1) que é fronteira ao laminado, bem como uma unidade (9) associada composta um cilindro e um êmbolo, a qual pode ser encaixada no corpo metálico (3) em forma de caixa de modo a que a parede interna do corpo metálico (3) em forma de caixa constitua um esbarro para um dos lados desta unidade e a que, no lado oposto, o cilindro (11) seja fixado na parede (12) da caixa recortada para o efeito, podendo o êmbolo (13) ser projectado através desta parede no mesmo sentido em que o são os parafusos de ajustamento (6) a fim de percutir a parede terminal (8) do patim de aperto (1) que é fronteira ao laminado.
2. 2. Dispositivo para a colocação de laminados previamente postos sob tensão em construções de acordo com 2 ΡΕ2088259 a reivindicação 1, caracterizado por o corpo metálico (3) em forma de caixa consistir num bloco de alumínio fresado da massa enquanto peça unitária e exibir no seu lado inferior uma placa de ancoragem terminal (19) separada que é dispensada quando da sua utilização.
3. 3. Dispositivo para a colocação de laminados previamente postos sob tensão em construções de acordo com uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado por as paredes laterais (12) do corpo metálico (3) em forma de caixa serem recortadas.
4. 4. Dispositivo para a colocação de laminados previamente postos sob tensão em construções de acordo com uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por o patim de aperto (1) associado ser composto por dois componentes articulados entre si (15, 16), nomeadamente por um componente inferior (15) que exibe uma superfície de aperto voltada para cima e dotada de uma curvatura crescente e por um componente superior (16) dotado de uma superfície de aperto que exibe uma curvatura complementar, podendo estas duas superfícies de aperto ser pressionadas uma de encontro à outra de modo a conformarem-se completamente a uma extremidade (20) de um laminado de reforço e estendendo-se a parede terminal, fronteira ao laminado de reforço (2) que se pretende colocar sob aperto, segundo a perpendicular ao fundo quando o laminado de reforço se encontra sob aperto, sendo essa parede terminal dotada de um mancai de centragem (22) destinado a acolher a ponta (23) do êmbolo (13) con- 3 PE2088259 vexo da unidade (9) quando este se projecta para fora da mesma.
5. 5. Dispositivo para a colocação de laminados previamente postos sob tensão em construções de acordo com uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado por a aresta inferior frontal do patim de aperto (1) associado ter sido provida de um perfil de plástico (17) em ângulo a titulo de peça deslizante.
6. 6. Dispositivo para a colocação de laminados previamente postos sob tensão em construções de acordo com uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado por as paredes laterais (12) do corpo metálico (3) em forma de caixa serem recortadas e por as paredes terminais possuírem uma altura idêntica à da unidade (9) composta pelo cilindro e pelo êmbolo, quando a mesma se encontra na sua posição deitada. Lisboa, 29 de Dezembro de 2011