PT875662E - "artigo de construcao prefabricado para tuneis feito de concreto reforcado" - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO "ARTIGO DE CONSTRUÇÃO PREFABRICADO PARA TÚNEIS FEITO DE CONCRETO REFORÇADO" A presente invenção refere-se a um artigo de construção préfabricado, feito de concreto reforçado e destinado à construção de túneis, particularmente para condutas e cabos subterrâneos.

Sabe-se que a construção de túneis e passagens subterrâneas feitos de concreto reforçado, destinados a albergar cabos e condutas para instalações de diferentes tipos, que geralmente também necessitam de ser inspeccionados, envolve pesadas despesas e tempos de execução que são, por vezes, muito longos, principalmente num ambiente urbano.

Conhece-se também do documento US-A-4693634 um artigo préfabricado feito de concreto reforçado destinado à construção de túneis, que compreende pelo menos dois painéis adjacentes, cada um deles constituído por um corpo de concreto e meios de reforço em ferro. Os elementos de reforço compreendem meios de ligação entre os painéis, possuindo cada um deles porções de ancoragem opostas, instaladas em dois painéis adjacentes e uma porção exterior de ligação parcialmente dobrável. O artigo apresenta igualmente meios de articulação definidos pelos próprios elementos de reforço, adaptados para permitir a rotação dos painéis entre uma posição alinhada e uma posição de funcionamento activo disposta em ângulo.

Durante a instalação, os painéis contíguos rodam progressivamente até as suas arestas faciais longitudinais entrarem em contacto uma com a outra e consequentemente os elementos de ligação serem submetidos a tensão e as porções externas dobradas.

Nesta situação, a tarefa técnica subjacente à presente invenção, é conceber um aftigo de construção préfabricado, feito de concreto reforçado, que não só permita que sejam reduzidos os custos de construção para esses túneis, como, acima de tudo, se apresente como particularmente útil na redução, na maior medida possível, do tempo necessário para executar os referidos túneis, tendo em atenção o facto de que, durante esse tempo, tem de ser mantida aberta uma escavação. A tarefa técnica mencionada é substancialmente executada por meio de um artigo de construção préfabricado, feito de concreto reforçado, para construção de túneis, particularmente destinados a condutas ou cabos subterrâneos, que compreende pelo menos dois painéis adjacentes, cada um deles constituído por um corpo de concreto e elementos de reforço em ferro, compreendendo os referidos elementos de reforço, elementos de ligação entre os painéis, tendo cada um dos referidos elementos de ligação, pelo menos duas porções de ancoragem opostas, respectivamente instaladas em dois painéis adjacentes e pelo menos uma porção de ligação exterior parcialmente dobrável, e meios de articulação interpostos entre os referidos painéis e adaptados para a rotação dos painéis em volta de um eixo de articulação definido por um pino de pivô, entre uma posição substancialmente alinhada e uma posição de funcionamento activo estabelecida com um ângulo, sendo a referida porção de ligação parcialmente dobrada durante a referida rotação, compreendendo a referida porção exterior do referido elemento de ligação uma porção central curva em forma de arco, a qual tem um centro colocado do lado que envolve o referido eixo de articulação e duas porções laterais substancialmente curvas na referida posição alinhada, que apresentam os respectivos centros no lado oposto em relação ao referido eixo de articulação. A descrição de uma forma de realização preferida mas não exclusiva de um artigo de construção préfabricado, feito de concreto reforçado, destinado à construção de túneis, de acordo com a invenção, é agora descrita, a partir daqui, a título de exemplo não limitativo, com referência aos desenhos juntos, em que: A Fig. 1 é uma vista frontal fragmentária de um artigo de construção de acordo com a invenção disposto numa posição de funcionamento;

I I A Fig. 2 é uma vista lateral de porções terminais de dois artigos de construção dispostos em sucessão para formar um túnel; A Fig. 3 é um corte obtido ao longo da linha III-III na Fig. 2; A Fig. 4 é uma vista lateral fragmentária do artigo de construção representado na

Fig. 1, tendo um par de painéis disposto em alinhamento mútuo; A Fig. 5 é uma vista lateral de um primeiro elemento em forma de placa de um conjunto de articulação do artigo de construção representado na Fig. 1; A Fig. 6 é uma vista lateral diagramática de um segundo elemento tipo placa de um conjunto de articulação do artigo de construção representado na Fig. 1; A Fig. 7 é uma vista de topo de elementos tipo placa vistos nas Figs. 6 e 7, num estado de montados para formar o referido conjunto de articulação; A Fig. 8 mostra um passo da montagem do artigo de construção; e A Fig. 9 revela alguns artigos de construção numa posição alinhada para transporte sobre caminhões.

Com referência aos desenhos, o artigo de construção de acordo com a invenção é geralmente identificado pelo número de referência 1.

Preferivelmente compreende três painéis préfabricados planos 2, cada um deles constituído por um corpo em concreto 3 e elementos de reforço em ferro, de forma adequada e dispostos dentro do referido corpo.

Os painéis 2, por sua vez, compreendem dois painéis laterais 4 e um painel central 5, adaptados para definir, numa posição de funcionamento activo, dois prumos e um elemento cruzado. Cada um dos prumos possui duas cavilhas de olhai ou dois anéis de fixação nos seus extradorsos, a serem utilizados nas operações de montagem e manuseamento, enquanto que o elemento cruzado possui quatro cavilhas de olhai.

Interpostos entre os prumos 4 e o elemento cruzado 5 encontram-se meios de articulação 6 adaptados para permitir a rotação dos primeiros em torno de um eixo de articulação 7 (ver Fig. 7), entre uma posição substancialmente alinhada, representada nas Figs. 4 e 9, correspondente ao estado de construção e transporte do artigo de construção, e uma posição de funcionamento activo, dobrada num determinado ângulo (verFig. 1).

Os elementos de reforço dos painéis 2 compreendem elementos de ligação 8 situados entre os próprios painéis, cada um dos quais possui porções de ancoragem 8a instaladas em corpos 3 e uma porção de ligação exterior 8b, entre cada um dos prumos 4 e o elemento cruzado 5, parcialmente dobrável durante a rotação do referido prumo 4.

Mais particularmente, a porção exterior de ligação 8b compreende uma porção central curva 8c, substancialmente com a forma de um arco de círculo com um valor de acordo com as exigências legais e que tem o seu centro no lado que envolve o eixo de articulação 7 e duas porções laterais substancialmente curvas 8d na referida posição alinhada (ver Fig. 4), que possuem os respectivos centros no lado que está virado no sentido contrário ao eixo de articulação 7.São também proporcionados meios de reforço 9 adaptados para manter a forma da porção central 8c essencialmente íntegra durante a referida rotação e meios 10 para controlar a deformação das porções laterais 8d e adaptados para determinar uma conformação rectilínea das referidas porções laterais na posição de funcionamento activo do artigo de construção.

Na prática, os meios de reforço 9 são definidos por um elemento de tirante fixado às extremidades da porção central 8c e cuja extensão segue a corda do arco de um círculo formado pela referida porção central. Os meios de controlo de deformação 10 são definidos por áreas de localização planas contra as quais se dá o encosto das porções laterais 8d, porções essas que têm a forma de reentrâncias dispostas em primeiras porções terminais 4a dos prumos 4 e em porções terminais 5a do elemento cruzado 5.

As primeiras porções terminais 4a dos prumos 4 têm ainda , cada uma delas, uma área de encosto 4b transversal à direcção de extensão vertical dos prumos 4, a qual está orientada horizontalmente na referida posição de funcionamento, adaptada para definir uma superfície de suporte para áreas terminais de apoio 5b do elemento cruzado 5. 5

Na prática, devido à rotação permitida pelos meios de articulação 6, as áreas de encosto 4b são trazidas a encostar-se contra as áreas de apoio 5b fazendo assim com que, na referida posição de funcionamento, haja uma disposição estável, substancialmente em ângulo recto, entre prumos 4 e o elemento cruzado 5.

Os meios de articulação 6 compreendem dois conjuntos de articulação 11 (Fig. 7) interpostos entre cada prumo 4 e o elemento cruzado 5. Por sua vez, cada um dos conjuntos de articulação 11 compreende um primeiro elemento tipo placa 12, intemamente fixado ao elemento cruzado 5 também por meio de uma expansão horizontal 12a e uma expansão vertical 12b e um segundo elemento tipo placa 13 internamente fixado ao prumo correspondente 4, também por meio de uma aba 13a verticalmente alinhada na referida posição de funcionamento. O primeiro elemento tipo placa 12 está munido, na sua extremidade, de uma primeira sede perfurada 14 adaptada para alojar um pino de pivô 15 que define o eixo de articulação 7. O pino de pivô 15 está também alojado numa segunda sede perfurada 16 formada na extremidade do segundo elemento tipo placa 13 e tem a forma de um furo alongado, adaptado para definir uma folga, verticalmente orientada, para o próprio pino de pivô 15, quando o prumo 4 se encontra disposto em ângulo recto relativamente ao elemento cruzado 5. Desta maneira a carga do elemento cruzado assenta exclusivamente nas áreas de encosto 4b dos prumos 4 e não no pino de pivô 15 e elementos tipo placa 12 e 13 com ele relacionados.

Tanto os prumos laterais 4 como o elemento cruzado 5 compreendem faces terminais respectivas 4c e 5c para emparelhar com correspondentes faces terminais de outros artigos de construção munidos de espaços vazios 4d e 5d que, em conjunto, formam áreas vazias adaptadas para albergar moldes de concreto que definem juntas de ligação ♦ entre artigos de construção adjacentes.

Preferivelmente, as junções verticais entre prumos imediatamente adjacentes são também obtidas fazendo-se uso de folhas de ligação flexíveis 17, a ser introduzidas em espaços vazios 4d e que definem invólucros de retenção parcial para os^moldes de concreto destinados a formar as referidas juntas.

Estes elementos de ligação 17 evitam qualquer fuga de concreto para o interior dos espaços ocos 18 situados entre painéis adjacentes (ver Fig. 3) e por isso permitem que os referidos painéis sejam mantidos com a superfície limpa, de modo que possam ser, opcionalmente, submetidos a uma outra operação de selagem do tipo tradicional por meio de um material cimentador.

Além disso, as faces terminais 4c e 5c dos prumos 4 e do elemento cruzado 5 têm, respectivamente, áreas denteadas 4e e 5e, de uma extensão transversal à direcção da maior extensão das referidas faces. Essas áreas denteadas, em que moldes de juntas de ligação se prendem, permitem a transmissão de acções de cisalhamento entre subsequentes artigos de construção e por isso dão origem a um comportamento semelhante ao de um tubo do conjunto estrutural constituído pelos artigos de construção ligados em sequência.

Finalmente, cada um dos prumos 4 compreende uma segunda porção terminal 4f destinada a definir um pé ou base de suporte, na qual os elementos de reforço estão munidos de elementos de colocação 19 que possuem porções que se projectam para o exterior, adaptadas para constituir localizadores unidireccionais externos à secção formada pelo artigo de construção numa posição de funcionamento activo (ver Fig. 2) A montagem de um artigo de construção préfabricado feito de concreto reforçado, acima descrito principalmente no que se refere à estrutura, é como segue.

Para o manuseamento de cada artigo de construção é utilizada uma placa rígida ou um dispositivo equalizador, que estão munidos, na sua parte inferior, de quatro ganchos destinados a prenderem-se nas respectivas cavilhas de olhai ou aros de retenção dispostos no extradorso do painel. Isso permite que os painéis sejam mantidos numa posição alinhada (ver Fig. 9).

Na montagem, o dispositivo equalizador engancha o artigo de construção por meio dos quatro ganchos do elemento cruzado, de modo a permitir a rotação dos dois painéis laterais sobre o seu próprio peso durante a própria operação de levantamento (ver Fig. 8). A disposição estável dos prumos num ângulo recto perfeito, é completada próximo dos meios de transporte por meio da utilização de um dispositivo de desempenar ferro ou molde, que possui uma função de ajustamento de segurança. A posição particular dos conjuntos de articulação 11 provoca o encosto automático das áreas de descanso 5b do elemento cruzado 5 contra as áreas de encosto 4b dos prumos 4 logo que estes últimos tomem uma posição vertical.

Os elementos de ligação 8, durante a rotação dos prumos 4, são dobradas e mantêm o arco da porção central 8c substancialmente indeformado em virtude dos meios de reforço 9, trazendo as porções laterais 8d contra as áreas de localização planas 10, de modo que elas tomem uma conformação rectilínea.

Quando o passo de ajustamento tiver sido completado, passo esse que pode ter uma duração de cerca de dez minutos, o artigo de construção já não necessita de qualquer suporte e uma vez que o artigo de construção tenha sido instalado, os prumos são para ser postos perpendicularmente, por meio de uma acção exercida sobre as escoras do molde temporário.

Uma faixa de fundação obtida por moldagem de estratos especiais prende o elemento de encaixe 19 à base do prumo.

Por meio de materiais de concreto com um pequeno tamanho de partícula são executadas as selagens nos cantos superiores, entre os prumos e o elemento cruzado. Antes de se levarem a efeito operações de junção entre as faces terminais 4c de prumos 4 adjacentes pertencentes a dois artigos de construção adjacentes próximos, as folhas flexíveis 17 são introduzidas nos espaços ocos 4d de modo a evitar-se que escape qualquer material para os espaços vazios 18. Posteriormente, pode ser efectuada uma outra selagem facultativa dos referidos espaços cimentação. ocos por meio de um material de A titulo de exemplo, o atingir-se uma montagem completa, a partir da fundação, de doze artigos de construção correspondentes a um total de 30 metros de túnel , pode ser concebida apenas durante dois dias de trabalho. A invenção consegue vantagens importantes.

Primeiro que tudo, o artigo de construção de acordo com a invenção possui as características essenciais de resistência à deformação e ausência de rachaduras, mesmo sob cargas verticais muito elevadas, possivelmente também do tipo assimétrico, como podem verificar-se no caso de a colocação subterrânea ter lugar apenas de um lado.

Além disso, o artigo de construção pode ser produzido em estado plano, com os tamanhos apropriados para a construção de túneis rectangulares com qualquer secção, sendo a única restrição a de a largura de painel não poder exceder 2,5 metros devido às exigências do transporte, e poder ser facilmente transferido para o local de utilização, juntamente com outras unidades mantidas numa posição alinhada e dispostas numa relação empilhada sobre a plataforma de carga de um veículo motorizado (Fig. 9).

Deve salientar-se que um papel importante é desempenhado na invenção pela estrutura e disposição dos elementos 8 e porções terminais 4a e 5a que asseguram um comportamento tipo articulação dos meios 6, quando os painéis passam de uma configuração coplanar para uma configuração de funcionamento activo e provocando ao mesmo tempo o trancamento por meios de encaixe dos meios 6, quando é atingida a desejada configuração do túnel. Além disso, o elemento 8, devido à sua própria configuração em forma de arco e à sua disposição em relação ao centro de curvatura quando o artigo de construção atinge a configuração de túnel, já é vantajosamente capaz de suportar por si mesmo cargas horizontais, mesmo que sejam assimétricas. 9

Deve notar-se que os meios 9 e as superfícies 10 contribuem de uma forrça essencial para a segurança de uma deformação apropriada do elemento 8. Este último, além disso, uma vez que os prumos estejam numa posição vertical, está já na posição correcta para definir um reforço apropriado para a massa de molde a ser vertida na área de articulação entre a travessa e os prumos.

Reconhecer-se-á, finalmente, que o artigo de construção está particularmente adaptado para fazer condutas técnicas subterrâneas sob a rede viária urbana, permitindo assim uma importante redução dos tempos de construção e dos custos em trabalhos de urbanização para equipamentos aí colocados.

Lisboa, 2 9 AGO. 2000

Dra. Maria Silvina Ferreira

Agente Oíis:: :¾ Frcprlacícdr Industrial R. Castilho, 201-$.= í - :C7.>u5t LISBOA Telefs. 213 851 339 - 213 854 6i3

Claims (6)

1. REIVINDICAÇÕES Um artigo de construção préfabricado feito de concreto reforçado, para a construção de túneis, em particular para condutas subterrâneas e cabos, que compreende: pelo menos dois painéis adjacentes (2), cada um deles constituído por um corpo de concreto (3) e elementos de reforço em ferro, compreendendo os referidos elementos de reforço elementos de ligação ( 8) entre os referidos painéis (2), tendo cada um dos referidos elementos de ligação (8) pelo menos duas porções de fixação (8a), respectivamente encaixadas em dois painéis adjacentes e pelo menos uma porção exterior de ligação parcialmente dobrável (8b), e meios de articulação (6) interpostos entre os referidos painéis e adaptados para permitir a rotação dos painéis à volta de um eixo de articulação (7) definido por um pino de pivô (15) entre uma posição substancialmente alinhada e uma posição de funcionamento activo disposta em ângulo, sendo a referida porção de ligação parcialmente dobrada durante a referida rotação, compreendendo a referida porção exterior (8b) do referido elemento de ligação (8) uma porção central curva em forma de arco (8c) que possui um centro disposto no lado que envolve o referido eixo de articulação (7) e duas porções laterais substancialmente curvas (8d) na referida posição alinhada que apresenta os respectivos centros no lado oposto em relação ao referido eixo de articulação(7). Artigo de construção de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender meios de reforço (9) adaptados para manter substancialmente indeformada a forma da referida porção central (8c) durante a referida rotação e meios (10) para controlar a deformação das referidas porções e adaptados para determinar uma conformação rectilínea desta última na referida posição de funcionamento activo. Artigo de construção de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por os referidos elementos de reforço (9) serem definidos por um elemento de tirante fixado à extremidade da referida porção central (8). Artigo de construção de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por os referidos meios para controlar a deformação das referidas porções laterais (8d) compreenderem áreas de localização planas (10) formadas nas referidas porções terminais (4a, 5a) dos referidos painéis (4, 5), encostando as referidas porções laterais (8d) contra as referidas áreas de localização (10) na referida posição de funcionamento activo. Artigo de construção de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por cada um dos referidos painéis (2) ter uma conformação substancialmente plana. Artigo de construção de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por se proporcionarem três painéis (2) que compreendem dois painéis laterais (4) e um painel central (5) adaptados para definir dois prumos e um elemento cruzado na referida posição de funcionamento activo. Artigo de construção de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por cada um dos referidos prumos (4) compreender uma primeira porção terminal (4a) próxima do referido elemento cruzado (5) e que possui uma área de encosto (4b) para uma área terminal de descanso (5b) correspondente do elemento cruzado (5), estando as referidas área de encosto (4b) e área de descanso (5b) adaptadas para determinar, na referida posição de funcionamento activo, uma disposição estável com um ângulo substancialmente recto entre prumo (4) e elemento cruzado (5). Artigo de construção de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por os referidos meios de articulação (6) compreenderem pelo menos dois conjuntos de articulação (11) interpostos entre cada prumo (4) e o referido elemento cruzado (5) e por o referido conjunto de articulação (11) compreender um primeiro I elemento tipo placa (12) ancorado ao referido elemento cruzado (5), um segundo elemento tipo placa (13) ancorado a um referido prumo (4) e um pino de pivô (15) que define o referido eixo de articulação (7) e instalado em sedes perfuradas (14, 16) formadas nos referidos elementos tipo placa (12, 13).
2. 9. Artigo de construção de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por as sedes perfuradas (16) do referido segundo elemento tipo placa (13) terem a forma de um furo alongado adaptado para definir uma folga verticalmente orientada para o referido pino de pivô (15) na referida disposição estável, substancialmente em ângulo recto.
3. 10. Artigo de construção de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os referidos painéis (2) compreenderem faces terminais (4c, 5 c) que emparelham com faces terminais correspondentes (4c, 5c) que possuem espaços vazios (4d, 5d) adaptados para albergar moldes de concreto que definem juntas de ligação entre artigos de construção adjacentes.
4. 11. Artigo de construção de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por as referidas faces terminais (4c, 5c) possuírem áreas denteadas (4e, 5e) que têm uma extensão transversal à direcção da maior extensão das próprias faces terminais.
5. 12. Artigo de construção de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por compreender folhas flexíveis (17) a serem introduzidas nos referidos espaços vazios (4d) e que definem invólucros para a retenção parcial de moldes de concreto destinados a formar as referidas juntas de ligação.
6. 13. Artigo de construção de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por cada um dos referidos prumos (4) compreender uma segunda porção terminal (4f) destinada a definir uma base de suporte, e por os referidos elementos de reforço compreenderem elementos de encaixe (19) que possuem porções que se projectam para o exterior na referida base de suporte e adaptados para definir 1/ 4 encaixes unidireccionais, externos à secção

   formada pelo artigo de construção na referida posição de funcionamento activo. Lisboa, 2 s AGÔ. 2000

   Dra. Maria Silvina Fbrreira Agente Oíisal d; Propriedade Industrial R, Castilho, 201-3.° £ - 1070-051 LISBOA leisfs. 213 S51 5j3 - 213 354 S13