WO2023031491A1 - Cimentación prefabricada híbrida para torres y método de instalación de cimentación prefabricada híbrida para torres - Google Patents

Cimentación prefabricada híbrida para torres y método de instalación de cimentación prefabricada híbrida para torres Download PDF

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WO2023031491A1
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sectors
sector
pieces
tower
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Massimiliano PIRLETTI
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Acciona Generación Renovable, S.A.
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    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D27/00—Foundations as substructures
    • E02D27/32—Foundations for special purposes
    • E02D27/42—Foundations for poles, masts or chimneys
    • E02D27/425—Foundations for poles, masts or chimneys specially adapted for wind motors masts
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/728—Onshore wind turbines

Definitions

  • the present invention belongs to the construction sector, specifically to the construction of towers, masts and posts, and more specifically to the installation of wind turbine towers, and specifically to the foundations of said towers.
  • the present invention refers to a hybrid prefabricated foundation for towers, that is to say, it has prefabricated parts such as the pedestal and the ribs, and additionally the bottom slab that is concreted in situ.
  • the present invention further relates to a method of installing said foundation for hybrid precast towers.
  • the present invention solves the existing problems in the state of the art by means of a precast hybrid foundation for towers, which is made up of a circular slab made in-situ, with a set made up of a cylindrical pedestal and a plurality of ribs being arranged on it. joined by a union end to said pedestal, and arranged radially on the slab.
  • the fixing of a tower will be carried out on the pedestal by means of the tower bolt cage, which has a plurality of anchor bolts, a lower flange and an upper flange.
  • the foundation is considered hybrid prefabricated because it has elements prefabricated in the workshop (ribs and pedestal) and others made on site (bottom slab).
  • the bolt cage that includes the anchor bolts, the lower flange and the upper flange is not part of the foundation object of the invention, but is an integral part of the tower.
  • the foundation object of the invention will be adapted to the bolt cage of the tower that it is going to support, and not vice versa.
  • the pedestal and rib assembly is made up of a plurality of prefabricated upper parts and a plurality of prefabricated lower parts.
  • the upper pieces in turn have a rib, and attached to the upper part of its joining end an upper pedestal sector in such a way that a portion of the upper pedestal sector remains on each side of the rib, while the lower pieces have a rib, in turn, and joined to the lower part of its union end a lower pedestal sector in such a way that a portion of the lower pedestal sector remains on each side of the rib.
  • the upper pieces and the lower pieces are placed radially alternated with each other and are vertically overlapped attached to each other in an alternating manner, ie, an upper piece, a lower piece, an upper piece, etc.
  • each portion of the upper sector of the pedestal of each upper part is arranged on a portion of the lower sector of the pedestal of each of the lower parts adjacent to each upper part.
  • one of the portions of the upper sector of the pedestal on one side of the rib is arranged on a portion of the lower sector of the pedestal of the lower piece contiguous to one side of the upper piece, while the other portion of the upper sector of the pedestal on the other side of the rib is arranged on a portion of the lower sector of the pedestal of the lower part contiguous to the other side of the upper part.
  • the upper sectors of the pedestal of the upper pieces they are arranged on the lower pedestal sectors of the adjoining lower pieces, the upper pedestal sectors and the lower pedestal sectors forming the complete pedestal, the upper pieces fitting onto the lower pieces as in a puzzle, achieving the complete pedestal.
  • This pedestal has a plurality of anchoring holes parallel to the axis of the pedestal and through the entire height of said pedestal, to house anchor bolts for the tower, for anchoring said tower to the pedestal.
  • these through anchoring holes along the pedestal are obtained by a set of through holes arranged in the upper sectors of the pedestal and a set of through holes arranged in the lower sectors of the pedestal, the holes in the upper sectors of the pedestal being aligned. pedestal with the holes of the lower sectors of the pedestal, to form the through anchoring holes of the complete pedestal.
  • the foundation has a plurality of post-tensioning bolts that are housed in a plurality of through-holes arranged in the pedestal, parallel to the axis of said pedestal.
  • these through housings along the pedestal are obtained by means of a set of through housings arranged in the upper sectors of the pedestal and a set of through housings arranged in the lower sectors of the pedestal, being Aligning the housings of the upper sectors of the pedestal with the housings of the lower sectors of the pedestal, to form the through housings of the complete pedestal.
  • the lower base of the upper pedestal sectors has crenellations while the upper base of the lower pedestal sectors have crenellations complementary to the crenellations of the upper pedestal sectors, in such a way that that said crenellations of both sectors of the pedestal fit together, ensuring and improving the union between the upper and lower parts.
  • This option complicates the manufacture of the molds for the upper and lower parts, so it will only be applied in the event that the anchor bolts, and the post-tensioning bolts, where appropriate, are insufficient for fixing the upper sectors of pedestal on the lower pedestal sectors.
  • the main difference between the foundations that are the object of the present invention and the existing hybrid prefabricated ones in the state of the art consists in the way of joining the prefabricated pieces together to form the pedestal.
  • the different sectors are joined laterally, that is, the lateral faces of the pedestal sectors are joined to the lateral faces of the adjacent pedestal sectors and post-tensioning and jointing are performed. circumferential.
  • the different sectors or portions overlap vertically, that is, the upper pedestal sectors are joined on the lower pedestal sectors.
  • the upper pieces and the lower pieces are joined by overlapping vertically, one on top of the other, in the area of the pedestal.
  • the tightening between these parts is done by using the bolt cage (including the anchor bolts and upper and lower flanges), the anchor bolts going through the upper and lower parts, and preferably through the use of post-tensioned bolts that go through likewise the upper and lower pieces.
  • the friction between the lower face of the upper sector of the pedestal and the upper face of the lower sector of the pedestal prevents lateral displacements, providing greater security to the joint.
  • the present invention refers to a method of installing the hybrid precast foundation for towers described above, which has the following stages:
  • a cleaning concrete pour is carried out in the area where the that the foundation is going to be made, then the positioning on said cleaning concrete of the anchor bolts and the lower flange of the tower that is going to be installed on the foundation, and then the positioning of the lower parts (which include the ribs and the lower pedestal sectors, leaving a portion of the lower pedestal sector on each side of the rib) on the cleaning concrete, introducing the anchor bolts through the anchor holes of the lower pedestal sectors.
  • the lower pieces are leveled to fix them in their exact position.
  • the positioning of the upper pieces (which include the ribs and the upper sectors of the pedestal, leaving a portion of the upper sector of the pedestal on each side of the rib) is carried out on the lower pieces, so that the upper pieces and the bottom pieces are placed radially alternated with each other and vertically overlapped attached to each other in an alternating manner, ie, a top piece, a bottom piece, a top piece, etc.
  • This alternating vertical overlapping is carried out in such a way that each portion of the upper sector of the pedestal of each upper part is arranged on a portion of the lower sector of the pedestal of each of the lower parts adjacent to each upper part.
  • one of the portions of the upper sector of the pedestal on one side of the rib is arranged on a portion of the lower sector of the pedestal of the lower piece contiguous to one side of the upper piece, while the other portion of the upper sector of the pedestal on the other side of the rib is arranged on a portion of the lower sector of the pedestal of the lower part contiguous to the other side of the upper part.
  • the upper pedestal sectors of the upper pieces are arranged on the lower pedestal sectors of the adjoining lower pieces, the upper pedestal sectors and the lower pedestal sectors forming the complete pedestal, the upper pieces fitting onto the lower pieces like in a puzzle, getting the complete pedestal.
  • the anchor bolts are introduced through the anchor holes of the upper sectors of the pedestal.
  • the upper pieces are leveled, in order to guarantee full contact between the faces of the upper and lower pieces, and the post-tensioning bolts are installed in the pedestal housings and the post-tensioning bolts are tightened.
  • the concreting of the slab is carried out and the positioning of the upper flange of the tower's bolt cage is carried out on top of the anchor bolts that protrude from the pedestal.
  • a post-tensioning of the pedestal is carried out, inserting post-tensioning bolts into the pedestal housings, and finally, after the assembly of the tower and the post-tensioning of the anchor bolts, a new tensioning or additional re-tensioning of these post-tensioning bolts is carried out.
  • Figure 1 shows an initial stage of a state-of-the-art foundation in which all the pieces made up of a rib and a pedestal sector joined laterally are observed, forming the complete pedestal.
  • Figure 2 shows a final stage of the foundation of the state of the art of figure 1 in which the bottom slab has been concreted.
  • Figure 3 shows a horizontal sectional view of the foundation of the state of the art of Figures 1 and 2, showing post-tensioned cables circumferentially tying all the pedestal sectors that form the complete pedestal.
  • Figure 4 is a perspective of an embodiment of the foundation object of the present invention showing its main components, with the tower attached to said foundation.
  • Figure 5 is a precast upper part of the foundation of Figure 4, showing a pedestal upper sector portion on each side of the rib.
  • Figure 6 is a precast lower part of the foundation of Figure 4, showing a pedestal lower sector portion on each side of the rib.
  • Figure 7 is a perspective detail view of an embodiment of the foundation in which the tower is not arranged in order to show the anchor bolts of said tower, and in which one of the upper parts and a post-tensioning bolt they are not fully installed to show assembly detail.
  • Figure 8 shows the pedestal between two ribs in detail, showing an upper pedestal sector arranged on a lower pedestal sector.
  • Figure 9 shows in detail a particular embodiment of a lower part which includes crenellations on its upper surface.
  • Figures 10a-10e show in sequence the different stages of a hybrid precast foundation installation method for towers object of the present invention.
  • the object of the present invention is a precast hybrid foundation for towers (12).
  • the foundation is made up of a circular slab (3) made in-situ, a set formed by a cylindrical pedestal (4) and a plurality of ribs being arranged on said slab (3). (8) joined by a union end (11) to said pedestal (4), leaving said ribs (8) arranged radially on the slab (3).
  • a tower (12) On the pedestal (4), concentric with the slab (3), a tower (12) will be fixed using the tower's bolt cage, which has a plurality of anchor bolts (14), a lower flange (15 ) and an upper flange (13).
  • Each of the ribs (8) has in its lower part at least one support leg (9) for fixing the floor ribs (specifically to the cleaning concrete (16)).
  • the ribs (8) also present a reinforcing frame (7) in their lower part for fixing the ribs in the concreting of the slab (3).
  • the set of pedestal (4) and ribs (8) is made up of a plurality of prefabricated upper parts (1) and a plurality of lower parts. prefabs (2).
  • the upper parts (1) in turn have a rib (8), and attached to the upper part of its joining end (11) an upper sector of pedestal (4') in such a way that a portion of the upper sector of pedestal (4') on each side of the rib (8), while
  • the lower parts (2) in turn have a rib (8), and attached to the lower part of its union end (11) a lower sector of the pedestal (4") in such a way that a portion of the lower sector remains pedestal (4”) on each side of the rib (8).
  • Figures 5 and 6 show an upper part (1) and a lower part (2) respectively.
  • the upper pieces (1) and the lower pieces (2) are placed radially alternated with each other and are joined together vertically overlapping alternately, that is, an upper piece (1), a lower piece (2) , an upper piece (1), etc.
  • This alternating vertical overlap is carried out in such a way that each portion of the upper sector of the pedestal (4') of each upper part (1) is arranged on a portion of the lower sector of the pedestal (4") of each of the pieces. lower (2) contiguous to each upper piece (1).
  • each of the upper parts (1) one of the portions of the upper sector of the pedestal (4') on one side of the rib (8) is arranged on a portion of the lower sector of the pedestal (4") of the lower part (2) adjacent to one side of the upper part (1), while the other portion of the upper sector of the pedestal (4') on the other side of the rib (8) is arranged on a portion of the lower sector of the pedestal ( 4”) from the bottom piece (2) adjacent to the other side of the top piece (1).
  • the upper sectors of the pedestal (4') of the upper pieces (1) are arranged on the lower sectors of the pedestal (4") of the contiguous lower pieces (2), forming all the upper sectors of the pedestal (4' ) and all the lower sectors of the pedestal (4”) the pedestal (4) complete.
  • Figure 4 shows the set of pedestal (4) and ribs (8) formed by the upper parts (1) and the lower parts (2).
  • foundations with ten ribs (8) are usually made, so said foundations will be made up of five upper pieces (1) and five lower pieces (2), although the number of ribs (8) can vary, logically always being the foundation formed by the same number of upper pieces (1) than lower pieces (2).
  • This pedestal (4) has a plurality of anchor holes (6) that are parallel to the axis of the pedestal (4) and pass through the entire height of the pedestal (4), to house anchor bolts (14) of the tower (12), intended for anchoring said tower (12) to the pedestal (4).
  • these through anchoring holes (6) along the pedestal (4) are obtained by a set of through holes arranged in the upper sectors of the pedestal (4') and a set of through holes arranged in the lower sectors of the pedestal (4"), the holes of the upper sectors of the pedestal (4') being aligned with the holes of the lower sectors of the pedestal (4"), to form the through anchoring holes (6) of the pedestal (4) complete.
  • the foundation has a plurality of post-tensioning bolts (10), which are housed in a plurality of through holes (5) arranged in the pedestal (4), parallel to the axis of said pedestal (4).
  • these through housings (5) along the entire height of the pedestal (4) are obtained by means of a set of through housings arranged in the upper sectors of the pedestal (4 ') and a set of through housings arranged in the lower sectors of the pedestal (4"), the housings of the upper sectors of the pedestal (4') being aligned with the housings of the lower sectors of the pedestal (4"), to form housings (5) through the pedestal (4) complete.
  • the lower base of the upper pedestal sectors (4') has crenellations (17), while the upper base of the lower pedestal sectors (4") has crenellations (17). ) complementary to the crenellations (17) of the upper sectors of the pedestal (4'), in such a way that said crenellations (17) of both pedestal sectors (4', 4”) fit together, ensuring and improving the union between the upper parts (1) and lower parts (2) of the foundation.
  • the present invention refers to a method of installing the hybrid precast foundation for towers (12) described above, which has the following stages:
  • Figure 10a shows a first stage in which cleaning concrete (16) is poured in the area where the foundation is to be made, then the bolts are positioned on said cleaning concrete (16).
  • Figure 10b shows a second stage in which the lower parts (2) are leveled to fix them in their exact position.
  • Figure 10c shows a third stage in which the positioning of the upper parts (1) (which include the ribs (8) and the upper sectors of the pedestal (4') is carried out, leaving a portion of the upper sector of the pedestal (4 ') on each side of the rib (8)) on the lower pieces (2), so that the upper pieces (1) and the lower pieces (2) are placed radially alternated with each other and are joined together vertically overlapping each other in a alternate, i.e. a top piece (1), a bottom piece (2), a top piece (1), etc.
  • This alternating vertical overlap is carried out in such a way that each portion of the upper sector of the pedestal (4') of each upper part (1) is arranged on a portion of the lower sector of the pedestal (4") of each of the pieces.
  • each of the upper parts (1) one of the portions of the upper sector of the pedestal (4') on one side of the rib (8) is arranged on a portion of the lower sector of the pedestal (4") of the lower part (2) adjacent to one side of the upper part (1), while the other portion of the upper sector of the pedestal (4') on the other side of the rib (8) is arranged on a portion of the lower sector of the pedestal ( 4”) from the bottom piece (2) adjacent to the other side of the top piece (1).
  • the upper sectors of the pedestal (4') of the upper pieces (1) are arranged on the lower sectors of the pedestal (4") of the contiguous lower pieces (2), forming the upper sectors of the pedestal (4').
  • FIG. 10d shows a fourth stage in which the concreting of the slab (3) is carried out and the upper flange (13) of the tower bolt cage (12) is positioned on top of the anchor bolts. (14) that protrude from the pedestal (4) formed by the upper pedestal sectors (4') arranged on the lower pedestal sectors (4”).
  • Figure 10e shows the last stage in which the assembly of the tower (12) and subsequent post-tensioning of the anchor bolts (14) is carried out to leave the pedestal (4) and the tower (12) completely made and fixed to it. .
  • a new tensioning or additional re-tensioning of these post-tensioning bolts (10) is carried out. ) to secure the grip.

Abstract

La invención se refiere a una cimentación híbrida prefabricada para torres, con una losa (3) realizada in-situ, y un pedestal (4) para la fijación de una torre (12) y unos nervios (8), constituidos por unas piezas superiores (1) prefabricadas con un nervio (8) y un sector superior (4'), y unas piezas inferiores (2) prefabricadas con un nervio (8) y un sector inferior (4") radialmente alternadas entre sí, solapadas entre sí verticalmente, quedando los sectores superiores (4') de las piezas superiores (1) dispuestos sobre los sectores inferiores (4") de las piezas inferiores (2) contiguas. Existen orificios de anclaje (6) pasantes a lo largo del pedestal (4) para pernos de anclaje (14) de la torre (12) al pedestal (4), y pernos de postensado (10) alojados en alojamientos (5) pasantes en el pedestal (4). La invención se refiere también a un método de instalación de la cimentación prefabricada híbrida para torres descrita.

Description

DESCRIPCIÓN
Título
Cimentación prefabricada híbrida para torres y método de instalación de cimentación prefabricada híbrida para torres
Campo de la invención
La presente invención pertenece al sector de la construcción, concretamente a la construcción de torres, mástiles y postes, y más concretamente la instalación de torres de aerogeneradores, y específicamente a la cimentación de dichas torres. La presente invención se refiere a una cimentación para torres prefabricada híbrida, es decir que presenta partes prefabricadas como el pedestal y los nervios, y adicionalmente la losa de fondo que está hormigonada in situ. La presente invención se refiere adicionalmente a un método de instalación de dicha cimentación para torres prefabricada híbrida.
Antecedentes de la invención
En el sector eólico actualmente se emplean diferentes tipologías de cimentaciones para el soporte de las torres de aerogeneradores. En primer lugar se pueden realizar cimentaciones completas in situ, es decir, todo el hormigonado y fabricación de éstas se realiza en el lugar donde van a estar instaladas. Aunque esta modalidad presenta algunas ventajas como el ahorro en costes de transporte de las piezas y en almacenamiento de éstas, también presenta inconvenientes como el alargamiento de los plazos de realización y con ello de los costes totales de la obra, así como el encarecimiento en la construcción por la falta de fabricación en serie.
Alternativamente existe una solución de cimentación dirigida al soporte y cimentación de torres de acero, que pertenece al segmento de cimentaciones denominadas híbridas, ya que están formadas en parte por elementos de hormigón prefabricado y en parte por elementos de hormigón in situ. En esta tipología de cimentación, generalmente se prefabrican los nervios y el pedestal, mientras que la losa de fondo se ejecuta hormigonada in situ. Con relación a esta tipología, en la solución existente en la actualidad se prefabrican los nervios, cada uno de ellos con un sector de pedestal al que están unidos, y en obra se disponen radialmente todos los sectores de pedestal con los nervios incluidos, y se realiza una unión lateral, es decir, se unen las caras laterales de los sectores de pedestal con las caras laterales de los sectores de pedestal contiguos formando el pedestal completo. Posteriormente se hormigona la losa de fondo. Las figuras 1 y 2 muestran de forma esquemática este tipo de cimentación prefabricada híbrida.
El detalle de esta solución técnica empleada actualmente se muestra descrito en el documento ITM 120091559A1. Esta realización emplea cables postensados que atan circunferencialmente todos los sectores de pedestal que forman el pedestal completo, tal y como se muestra de forma esquemática en la figura 3. En tal caso, la unión entre todos los sectores de pedestal se logra por medio de la compresión de los cables, que se transmite gracias al contacto entre las caras laterales de los sectores de pedestal.
Este tipo de realización que se basa en el contacto entre las caras laterales de los sectores de pedestal presenta el problema de que exige una perfecta geometría de las piezas, y unión entre éstas sin margen de error. Si sólo una pieza de sector de pedestal presentara una mínima desviación geométrica de las caras laterales, entonces ya no se podría conseguir el correcto montaje de la cimentación.
Otro inconveniente relacionado con esta solución es la inserción en el interior de las piezas prefabricadas de los sectores de pedestal de las fundas para el paso de los cables de postensado circunferencial. Generalmente, en el interior de las piezas, la densidad de armadura es tan alta que la operación de realización de orificios e instalación de tales fundas resulta bastante complicada.
Es por tanto deseable una cimentación prefabricada híbrida para torres y un método de instalación de ésta que permita una instalación sencilla y eficiente evitando los inconvenientes existentes en los sistemas del estado de la técnica.
Descripción de la invención La presente invención resuelve los problemas existentes en el estado de la técnica mediante una cimentación híbrida prefabricada para torres, que está formada por una losa circular realizada in-situ, estando dispuesto en ésta un conjunto formado por un pedestal cilindrico y por una pluralidad de nervios unidos por un extremo de unión a dicho pedestal, y dispuestos radialmente sobre la losa. En el pedestal se realizará la fijación de una torre mediante la jaula de pernos de la torre, que presenta una pluralidad de pernos de anclaje, una brida inferior y una brida superior. La cimentación se considera híbrida prefabricada porque tiene elementos prefabricados en taller (nervios y pedestal) y otros realizados en la obra in-situ (losa de fondo).
Se debe resaltar que la jaula de pernos que incluye los pernos de anclaje, la brida inferior y la brida superior, no forma parte de la cimentación objeto de la invención, sino que es parte integrante de la torre. La cimentación objeto de la invención se adaptará a la jaula de pernos de la torre que vaya a soportar, y no viceversa.
En la presente invención el conjunto de pedestal y nervios está constituido por una pluralidad de piezas superiores prefabricadas y una pluralidad de piezas inferiores prefabricadas. Las piezas superiores presentan a su vez un nervio, y unido a la parte superior de su extremo de unión un sector superior de pedestal de tal forma que queda una porción de sector superior de pedestal a cada lado del nervio, mientras que las piezas inferiores presentan a su vez un nervio, y unido a la parte inferior de su extremo de unión un sector inferior de pedestal de tal forma que queda una porción de sector inferior de pedestal a cada lado del nervio. De esta forma, las piezas superiores y las piezas inferiores se colocan radialmente alternadas entre sí y se unen entre sí solapadas verticalmente de forma alterna, es decir, una pieza superior, una pieza inferior, una pieza superior, etc. Este solape vertical de forma alterna se realiza de forma tal que queda dispuesta cada porción de sector superior de pedestal de cada pieza superior sobre una porción de sector inferior de pedestal de cada una de las piezas inferiores contiguas a cada pieza superior. Así, en cada una de las piezas superiores, una de las porciones de sector superior de pedestal a un lado del nervio, queda dispuesta sobre una porción de sector inferior de pedestal de la pieza inferior contigua a un lado de la pieza superior, mientras que la otra porción de sector superior de pedestal al otro lado del nervio queda dispuesta sobre una porción de sector inferior de pedestal de la pieza inferior contigua al otro lado de la pieza superior. Mediante esta configuración los sectores superiores de pedestal de las piezas superiores quedan dispuestos sobre los sectores inferiores de pedestal de las piezas inferiores contiguas, formando los sectores superiores de pedestal y los sectores inferiores de pedestal el pedestal completo, encajando las piezas superiores sobre las piezas inferiores como en un puzle, consiguiendo el pedestal completo.
Este pedestal presenta una pluralidad de orificios de anclaje paralelos al eje del pedestal y pasantes a lo largo de toda la altura de dicho pedestal, para albergar pernos de anclaje de la torre, para el anclaje de dicha torre al pedestal. Lógicamente, estos orificios de anclaje pasantes a lo largo del pedestal se obtienen mediante un conjunto de orificios pasantes dispuestos en los sectores superiores de pedestal y un conjunto de orificios pasantes dispuestos en los sectores inferiores de pedestal, estando alineados los orificios de los sectores superiores de pedestal con los orificios de los sectores inferiores de pedestal, para formar los orificios de anclaje pasantes del pedestal completo.
Adicionalmente, la cimentación tiene una pluralidad de pernos de postensado que se alojan en una pluralidad de alojamientos pasantes dispuestos en el pedestal, paralelos al eje de dicho pedestal. Al igual que en el caso de los orificios de anclaje, estos alojamientos pasantes a lo largo del pedestal se obtienen mediante un conjunto de alojamientos pasantes dispuestos en los sectores superiores de pedestal y un conjunto de alojamientos pasantes dispuestos en los sectores inferiores de pedestal, estando alineados los alojamientos de los sectores superiores de pedestal con los alojamientos de los sectores inferiores de pedestal, para formar los alojamientos pasantes del pedestal completo.
De acuerdo con una realización particular de la invención, la base inferior de los sectores superiores de pedestal presenta unos almenados mientras que la base superior de los sectores inferiores de pedestal presenta unos almenados complementarios a los almenados de los sectores superiores de pedestal, de forma tal que dichos almenados de ambos sectores de pedestal encajan entre sí asegurando y mejorando la unión entre las piezas superiores y las piezas inferiores. Esta opción complica la fabricación de los moldes de las piezas superiores y piezas inferiores, por lo que se aplicará únicamente en el caso de que los pernos de anclaje, y los pernos de postensado en su caso sean insuficientes para la fijación de los sectores superiores de pedestal sobre los sectores inferiores de pedestal. La diferencia principal entre la cimentación objeto de la presente invención y las prefabricadas híbridas existentes en el estado de la técnica consiste en la forma de unirse entre sí las piezas prefabricadas para formar el pedestal. En el caso de las cimentaciones del estado de la técnica, los diferentes sectores se unen lateralmente, es decir, las caras laterales de los sectores de pedestal se unen a las caras laterales de los sectores de pedestal contiguo y se realiza un postensado y una unión circunferencial. Sin embargo, en el caso de la cimentación de la presente invención, para formar el pedestal completo, los diferentes sectores o porciones se solapan vertical mente, es decir, se unen los sectores superiores de pedestal sobre los sectores inferiores de pedestal.
Las piezas superiores y las piezas inferiores se unen solapándose verticalmente, la unas sobre las otras, en la zona del pedestal. El apriete entre estas piezas se realiza mediante la utilización de la jaula de pernos (incluyendo los pernos de anclaje y bridas superior e inferior), atravesando los pernos de anclaje las piezas superiores e inferiores, y preferentemente por medio del uso de pernos postensados que atraviesan igualmente las piezas superiores e inferiores.
Además el rozamiento entre la cara inferior del sector superior de pedestal y la cara superior del sector inferior de pedestal impide los desplazamientos laterales aportando mayor seguridad a la unión.
Con este tipo de unión, ya no es necesario tener el contacto entre caras laterales de los sectores de pedestal, pudiendo así dejar una tolerancia entre piezas y obviar el inconveniente que presenta la cimentación del estado de la técnica. Además, al no ser necesario el uso de cables de postensado circunferencial, no hace falta instalarlos por el interior de los sectores de pedestal, ni la realización de fundas para su paso por el interior de dichos sectores.
Adicionalmente, la presente invención se refiere a un método de instalación de la cimentación prefabricada híbrida para torres descrita anteriormente, la cual presenta las siguientes etapas:
En primer lugar se realiza un vertido de hormigón de limpieza en la zona en la que se va a realizar la cimentación, después el posicionamiento sobre dicho hormigón de limpieza de los pernos de anclaje y la brida inferior de la torre que se va a instalar sobre la cimentación, y a continuación el posicionamiento de las piezas inferiores (que incluyen los nervios y los sectores inferiores de pedestal, quedando una porción de sector inferior de pedestal a cada lado del nervio) sobre el hormigón de limpieza, introduciendo los pernos de anclaje a través de los orificios de anclaje de los sectores inferiores de pedestal.
Posteriormente se realiza una nivelación de las piezas inferiores, para fijarlas en su posición exacta.
A continuación, se realiza el posicionamiento de las piezas superiores (que incluyen los nervios y los sectores superiores de pedestal, quedando una porción de sector superior de pedestal a cada lado del nervio) sobre las piezas inferiores, de forma que las piezas superiores y las piezas inferiores se colocan radialmente alternadas entre sí y se unen entre sí solapadas verticalmente de forma alterna, es decir, una pieza superior, una pieza inferior, una pieza superior, etc. Este solape vertical de forma alterna se realiza de forma tal que queda dispuesta cada porción de sector superior de pedestal de cada pieza superior sobre una porción de sector inferior de pedestal de cada una de las piezas inferiores contiguas a cada pieza superior. Así, en cada una de las piezas superiores, una de las porciones de sector superior de pedestal a un lado del nervio, queda dispuesta sobre una porción de sector inferior de pedestal de la pieza inferior contigua a un lado de la pieza superior, mientras que la otra porción de sector superior de pedestal al otro lado del nervio queda dispuesta sobre una porción de sector inferior de pedestal de la pieza inferior contigua al otro lado de la pieza superior. Mediante esta configuración los sectores superiores de pedestal de las piezas superiores quedan dispuestos sobre los sectores inferiores de pedestal de las piezas inferiores contiguas, formando los sectores superiores de pedestal y los sectores inferiores de pedestal el pedestal completo, encajando las piezas superiores sobre las piezas inferiores como en un puzle, consiguiendo el pedestal completo. En esta etapa se introducen los pernos de anclaje a través de los orificios de anclaje de los sectores superiores de pedestal.
Después se realiza una nivelación de las piezas superiores, con el fin de garantizar el pleno contacto entre las caras de las piezas superiores e inferiores, y se instalan los pernos de postensado en alojamientos del pedestal y se realiza el apriete de estos pernos de postensado.
Después se realiza el hormigonado de la losa y el posicionamiento de la brida superior de la jaula de pernos de la torre en la parte superior de los pernos de anclaje que sobresalen del pedestal.
Por último se realiza el montaje de la torre y posterior postensado de los pernos de anclaje para dejar completamente realizado y fijado el pedestal.
De acuerdo con una realización preferente del método de instalación de la cimentación, tras el posicionamiento de las piezas superiores sobre las piezas inferiores se lleva a cabo un postensado del pedestal introduciéndose pernos de postensado en alojamientos del pedestal, y finalmente, tras el montaje de la torre y el postensado de los pernos de anclaje se realiza un nuevo tensado, o retensado adicional de estos pernos de postensado.
Breve descripción de los dibujos
A continuación, para facilitar la comprensión de la invención, a modo ilustrativo, pero no limitativo se describirá una realización de la invención que hace referencia a una serie de figuras.
La figura 1 muestra una etapa inicial de una cimentación del estado de la técnica en la que se observan todas las piezas formadas por un nervio y un sector de pedestal unidos lateralmente formando el pedestal completo.
La figura 2 muestra una etapa final de la cimentación del estado de la técnica de la figura 1 en la que se ha hormigonado la losa de fondo.
La figura 3 muestra una vista en sección horizontal de la cimentación del estado de la técnica de las figuras 1 y 2, que muestra cables postensados que atan circunferencialmente todos los sectores de pedestal que forman el pedestal completo. La figura 4 es una perspectiva de una realización de la cimentación objeto de la presente invención mostrando sus componentes principales, con la torre unida a dicha cimentación
La figura 5 es una pieza superior prefabricada de la cimentación de la figura 4, que muestra una porción de sector superior de pedestal a cada lado del nervio.
La figura 6 es una pieza inferior prefabricada de la cimentación de la figura 4, que muestra una porción de sector inferior de pedestal a cada lado del nervio.
La figura 7 es una vista en detalle de una perspectiva de una realización de la cimentación en la que no está dispuesta la torre para poder mostrar los pernos de anclaje de dicha torre, y en la que una de las piezas superiores y un perno de postensado no están completamente instalados para mostrar con detalle el montaje.
La figura 8 muestra en detalle el pedestal entre dos nervios, apreciándose un sector superior de pedestal dispuesto sobre un sector inferior de pedestal.
La figura 9 muestra en detalle una realización particular de una pieza inferior la cual comprende en su superficie superior almenados.
Las figuras 10a-10e muestran en secuencia las diferentes etapas de un método de instalación de la cimentación prefabricada híbrida para torres objeto de la presente invención.
En estas figuras se hace referencia a un conjunto de elementos que son:
1. piezas superiores
2. piezas inferiores
3 losa
4. pedestal
4’. sectores superiores de pedestal
4”. sectores inferiores de pedestal
5. alojamientos para pernos de postensado
6. orificios de anclaje
7. armadura en la parte inferior de los nervios 8. nervios
9. patas de apoyo en la parte inferior de los nervios
10. pernos de postensado
11. extremo de unión de los nervios al pedestal
12. torre
13. brida superior de los pernos de anclaje de la torre
14. pernos de anclaje de la torre
15. brida inferior de los pernos de anclaje de la torre
16. hormigón de limpieza
17. almenados
Descripción detallada de la invención
El objeto de la presente invención es una cimentación híbrida prefabricada para torres (12).
Tal y como se puede observar en las figuras, la cimentación está formado por una losa (3) circular realizada in-situ, estando dispuesto en dicha losa (3) un conjunto formado por un pedestal (4) cilindrico y por una pluralidad de nervios (8) unidos por un extremo de unión (11) a dicho pedestal (4), quedando dichos nervios (8) dispuestos radialmente sobre la losa (3). En el pedestal (4), concéntrico con la losa (3) se realizará la fijación de una torre (12) mediante la jaula de pernos de la torre, que presenta una pluralidad de pernos de anclaje (14), una brida inferior (15) y una brida superior (13). Cada uno de los nervios (8) tiene en su parte inferior al menos una pata de apoyo (9) para la fijación de los nervios suelo (concretamente al hormigón de limpieza (16)). Además los nervios (8) también presentan en su parte inferior una armadura (7) de refuerzo para la fijación de los nervios en el hormigonado de la losa (3).
Tal y como se puede observar en las figuras, especialmente en las figuras 4, 5 y 6, el conjunto de pedestal (4) y nervios (8) está constituido por una pluralidad de piezas superiores (1) prefabricadas y una pluralidad de piezas inferiores prefabricadas (2). Las piezas superiores (1) presentan a su vez un nervio (8), y unido a la parte superior de su extremo de unión (11) un sector superior de pedestal (4’) de tal forma que queda una porción de sector superior de pedestal (4’) a cada lado del nervio (8), mientras que las piezas inferiores (2) presentan a su vez un nervio (8), y unido a la parte inferior de su extremo de unión (11) un sector inferior de pedestal (4”) de tal forma que queda una porción de sector inferior de pedestal (4”) a cada lado del nervio (8). Las figuras 5 y 6 muestran una pieza superior (1) y una pieza inferior (2) respectivamente. De esta forma, las piezas superiores (1) y las piezas inferiores (2) se colocan radialmente alternadas entre sí y se unen entre sí solapadas verticalmente de forma alterna, es decir, una pieza superior (1), una pieza inferior (2), una pieza superior (1), etc. Este solape vertical de forma alterna se realiza de forma tal que queda dispuesta cada porción de sector superior de pedestal (4’) de cada pieza superior (1) sobre una porción de sector inferior de pedestal (4”) de cada una de las piezas inferiores (2) contiguas a cada pieza superior (1). Así, en cada una de las piezas superiores (1), una de las porciones de sector superior de pedestal (4’) a un lado del nervio (8) queda dispuesta sobre una porción de sector inferior de pedestal (4”) de la pieza inferior (2) contigua a un lado de la pieza superior (1), mientras que la otra porción de sector superior de pedestal (4’) al otro lado del nervio (8) queda dispuesta sobre una porción de sector inferior de pedestal (4”) de la pieza inferior (2) contigua al otro lado de la pieza superior (1). Mediante esta configuración los sectores superiores de pedestal (4’) de las piezas superiores (1) quedan dispuestos sobre los sectores inferiores de pedestal (4”) de las piezas inferiores (2) contiguas, formando todos los sectores superiores de pedestal (4’) y todos los sectores inferiores de pedestal (4”) el pedestal (4) completo. La figura 4 muestra el conjunto de pedestal (4) y nervios (8) formado por las piezas superiores (1) y las piezas inferiores (2).
De forma preferente se suelen realizar cimentaciones de diez nervios (8), por lo que dichas cimentaciones estarán formadas por cinco piezas superiores (1) y cinco piezas inferiores (2), aunque el número de nervios (8) puede variar, estando lógicamente siempre la cimentación formada por el mismo número de piezas superiores (1) que de piezas inferiores (2).
Este pedestal (4) presenta una pluralidad de orificios de anclaje (6) que son paralelos al eje del pedestal (4) y pasantes a lo largo de toda la altura del pedestal (4), para albergar pernos de anclaje (14) de la torre (12), destinados al anclaje de dicha torre (12) al pedestal (4). Lógicamente, estos orificios de anclaje (6) pasantes a lo largo del pedestal (4) se obtienen mediante un conjunto de orificios pasantes dispuestos en los sectores superiores de pedestal (4’) y un conjunto de orificios pasantes dispuestos en los sectores inferiores de pedestal (4”), estando alineados los orificios de los sectores superiores de pedestal (4’) con los orificios de los sectores inferiores de pedestal (4”), para formar los orificios de anclaje (6) pasantes del pedestal (4) completo.
Adicionalmente, tal y como se puede observar en las figuras 4 y 7, la cimentación tiene una pluralidad de pernos de postensado (10), los cuales que se alojan en una pluralidad de alojamientos (5) pasantes dispuestos en el pedestal (4), paralelos al eje de dicho pedestal (4). Al igual que en el caso de los orificios de anclaje (6), estos alojamientos (5) pasantes a lo largo de toda la altura del pedestal (4) se obtienen mediante un conjunto de alojamientos pasantes dispuestos en los sectores superiores de pedestal (4’) y un conjunto de alojamientos pasantes dispuestos en los sectores inferiores de pedestal (4”), estando alineados los alojamientos de los sectores superiores de pedestal (4’) con los alojamientos de los sectores inferiores de pedestal (4”), para formar los alojamientos (5) pasantes del pedestal (4) completo.
El acceso a los pernos de postensado (10) queda garantizado por ambos extremos, gracias a una distancia libre existente entre la pieza inferior (2) y el hormigón de limpieza (16), tal y como se puede observar en la figura 8.
De acuerdo con una realización particular de la invención, la base inferior de los sectores superiores de pedestal (4’) presenta unos almenados (17), mientras que la base superior de los sectores inferiores de pedestal (4”) presenta unos almenados (17) complementarios a los almenados (17) de los sectores superiores de pedestal (4’), de forma tal que dichos almenados (17) de ambos sectores de pedestal (4’, 4”) encajan entre sí asegurando y mejorando la unión entre las piezas superiores (1) y las piezas inferiores (2) de la cimentación.
Adicionalmente, la presente invención se refiere a un método de instalación de la cimentación prefabricada híbrida para torres (12) descrita anteriormente, la cual presenta las siguientes etapas:
La figura 10a muestra una primera etapa en la cual se realiza un vertido de hormigón de limpieza (16) en la zona en la que se va a realizar la cimentación, después se realiza el posicionamiento sobre dicho hormigón de limpieza (16) de los pernos de anclaje (14) y la brida inferior (15) de la torre (12) que se va a instalar sobre la cimentación, y a continuación se realiza el posicionamiento de las piezas inferiores (2) (que incluyen los nervios (8) y los sectores inferiores de pedestal (4”), quedando una porción de sector inferior de pedestal (4”) a cada lado del nervio (8)) sobre el hormigón de limpieza (16), introduciendo los pernos de anclaje (14) a través de los orificios de los sectores inferiores de pedestal (4”).
La figura 10b muestra una segunda etapa en la cual se realiza una nivelación de las piezas inferiores (2), para fijarlas en su posición exacta.
La figura 10c muestra una tercera etapa en la que se realiza el posicionamiento de las piezas superiores (1) (que incluyen los nervios (8) y los sectores superiores de pedestal (4’), quedando una porción de sector superior de pedestal (4’) a cada lado del nervio (8)) sobre las piezas inferiores (2), de forma que las piezas superiores (1) y las piezas inferiores (2) se colocan radialmente alternadas entre sí y se unen entre sí solapadas verticalmente de forma alterna, es decir, una pieza superior (1), una pieza inferior (2), una pieza superior (1), etc. Este solape vertical de forma alterna se realiza de forma tal que queda dispuesta cada porción de sector superior de pedestal (4’) de cada pieza superior (1) sobre una porción de sector inferior de pedestal (4”) de cada una de las piezas inferiores (2) contiguas a cada pieza superior (1). Así, en cada una de las piezas superiores (1), una de las porciones de sector superior de pedestal (4’) a un lado del nervio (8) queda dispuesta sobre una porción de sector inferior de pedestal (4”) de la pieza inferior (2) contigua a un lado de la pieza superior (1), mientras que la otra porción de sector superior de pedestal (4’) al otro lado del nervio (8) queda dispuesta sobre una porción de sector inferior de pedestal (4”) de la pieza inferior (2) contigua al otro lado de la pieza superior (1). Mediante esta configuración los sectores superiores de pedestal (4’) de las piezas superiores (1) quedan dispuestos sobre los sectores inferiores de pedestal (4”) de las piezas inferiores (2) contiguas, formando los sectores superiores de pedestal (4’) y los sectores inferiores de pedestal (4”) el pedestal (4) completo, encajando las piezas superiores (1) sobre las piezas inferiores (2) como en un puzle, consiguiendo el pedestal (4) completo. En esta etapa se introducen los pernos de anclaje (14) a través de los orificios de los sectores superiores de pedestal (4’). También se realiza una nivelación de las piezas superiores (1) e introducción y apriete de pernos de postensado (10) en alojamientos (5) del pedestal (4). La figura 10d muestra una cuarta etapa en la que se realiza el hormigonado de la losa (3) y el posicionamiento de la brida superior (13) de la jaula de pernos de la torre (12) en la parte superior de los pernos de anclaje (14) que sobresalen del pedestal (4) formado por los sectores superiores de pedestal (4’) dispuestos sobre los sectores inferiores de pedestal (4”).
La figura 10e muestra la última etapa en la cual se realiza el montaje de la torre (12) y posterior postensado de los pernos de anclaje (14) para dejar completamente realizado y fijado el pedestal (4) y la torre (12) a éste.
De acuerdo con una realización preferente del método de instalación de la cimentación, tras el montaje de la torre (12) y el postensado de los pernos de anclaje (14) se realiza un nuevo tensado, o retensado adicional de estos pernos de postensado (10) para afirmar la sujeción.

Claims

REIVINDICACIONES
1. Cimentación híbrida prefabricada para torres, que comprende una losa (3) circular realizada in-situ, y dispuesto en ésta un conjunto formado por un pedestal (4) cilindrico y por una pluralidad de nervios (8) unidos por un extremo de unión (11) a dicho pedestal (4), y dispuestos radialmente sobre la losa (3), estando el pedestal (4) configurado para la fijación de una torre (12), caracterizado por que el conjunto de pedestal (4) y nervios (8) está constituido por una pluralidad de piezas superiores (1) prefabricadas, que comprenden a su vez un nervio (8), y unido a la parte superior de su extremo de conexión (11) un sector superior de pedestal (4’) de tal forma que queda una porción de sector superior de pedestal (4’) a cada lado del nervio (8), y una pluralidad de piezas inferiores (2) prefabricadas, que comprenden a su vez un nervio (8), y unido a la parte inferior de su extremo de conexión (11) un sector inferior de pedestal (4”) de tal forma que queda una porción de sector inferior de pedestal (4”) a cada lado del nervio (8), estando dispuestas las piezas superiores (1) y las piezas inferiores (2) radialmente alternadas entre sí, solapadas entre sí verticalmente de forma alterna, quedando dispuesta cada porción de sector superior de pedestal (4’) de cada pieza superior (1) sobre una porción de sector inferior de pedestal (4”) de cada una de las piezas inferiores (2) contiguas a cada pieza superior (1), de tal forma que los sectores superiores de pedestal (4’) de las piezas superiores (1) quedan dispuestos sobre los sectores inferiores de pedestal (4”) de las piezas inferiores (2) contiguas, formando los sectores superiores de pedestal (4’) y los sectores inferiores de pedestal (4”) el pedestal (4), comprendiendo dicho pedestal (4) una pluralidad de orificios de anclaje (6) paralelos al eje del pedestal (4) y pasantes a lo largo de toda la altura de dicho pedestal (4), configurados para albergar pernos de anclaje (14) de la torre (12), para el anclaje de dicha torre (12) al pedestal (4), y una pluralidad de pernos de postensado (10) alojados en una pluralidad de alojamientos (5) dispuestos en el pedestal (4), paralelos al eje de dicho pedestal (4) y pasantes.
2. Cimentación híbrida prefabricada para torres, según la reivindicación 1 , en la que la base inferior de los sectores superiores de pedestal (4’) comprende unos almenados (17) y la base superior de los sectores inferiores de pedestal (4”) comprende unos almenados (17) complementarios a los almenados (17) de los sectores superiores de pedestal (4’), encajando dichos almenados (17) de ambos sectores de pedestal (4’, 4”).
3. Método de instalación de la cimentación prefabricada híbrida para torres de las reivindicaciones 1 a 2, caracterizado por que comprende las siguientes etapas: vertido de hormigón de limpieza (16), posicionamiento sobre dicho hormigón de limpieza (16) de pernos de anclaje (14) y brida inferior (15) de la torre (12), y posicionamiento de las piezas inferiores (2) sobre el hormigón de limpieza (16) introduciendo los pernos de anclaje (14) a través de los orificios de anclaje (6) de los sectores inferiores de pedestal (4”), nivelación de las piezas inferiores (2), posicionamiento de las piezas superiores (1) sobre las piezas inferiores (2) introduciendo los pernos de anclaje (14) a través de los orificios de anclaje (6) de los sectores superiores de pedestal (4’), nivelación de las piezas superiores (1) e introducción y apriete de pernos de postensado (10) en alojamientos (5) del pedestal (4), hormigonado de la losa (3) y posicionamiento de brida superior (13) en la parte superior de los pernos de anclaje (14) que sobresalen del pedestal (4), montaje de la torre (12) y postensado de los pernos de anclaje (14).
4. Método de instalación de la cimentación prefabricada híbrida para torres, según la reivindicación 3, en la que tras el montaje de la torre (12) y el postensado de los pernos de anclaje (14) se realiza un retensado adicional de los pernos de postensado (10).
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