BRPI0615497A2 - elemento para a formação de mantos de diques em talude - Google Patents
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Abstract
ELEMENTO PARA A FORMAçãO DE MANTOS DE DIQUES EM TALUDE. Elemento para a formação de mantos de diques em talude, defesas longitudinais e espigões para a proteção de costas ou estruturas hidráulicas ou marítimas que conta com uma forma cúbica ou paralelipédica (2) e que apresenta uma ou várias protuberâncias (1) em suas faces para evitar o acoplamento entre os diferentes elementos e aumentar a travação com a capa inferior (3) do manto.
Description
ELEMENTO PARA A FORMAÇÃO DE MANTOS DE DIQUES EM TALUDEDESCRIÇÃO
OBJETO DA INVENÇÃO
A presente invenção refere-se a um elemento para aformação de mantos de diques em talude, defesas longitudinaise espigões para a proteção de costas ou estruturashidráulicas ou marítimas e em geral para desempenhar umafunção resistente contra a arrebentação de grandes ondas.
Concretamente, o objeto da invenção é um elementode forma básica cúbica ou paralelepipédica, o qual dispõe deuma ou várias protuberâncias em suas faces para evitar oacoplamento entre os elementos e aumentar o travamento com acapa inferior do dique.
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
A fabricação de dique artificial para as obras deabrigo e de proteção de costas, tal como a construção dediques em talude, é um problema amplamente conhecido ao qualaté agora se tentou dar uma solução de formas muito diversas,ou melhor dizendo, através do desenho de numerosos elementos,geralmente de concreto, para formar mantos de proteção contrao fluxo de ondas.
Convém assinalar ainda que os ditos elementos deconcreto para os mantos de proteção de diques não devem serconfundidos com aqueles utilizados para a construção derecifes artificiais, pois, enquanto os primeiros sãoprojetados para desempenhar uma função resistente contra aarrebentação de grandes ondas com umas características muitoconcretas de estabilidade, resistência, etc., os segundos sãoutilizados para melhorar ou proteger o habitat marinho, sendoapropriado quase qualquer elemento de qualquer material maisdenso do que a água.
Geralmente, os elementos de concreto para os mantosde diques em talude podem ser classificados de acordo comvários critérios, tais como o desenho, a forma de construçãoe o comportamento resistente contra o fluxo das ondas. Se foratendida a forma de colocação para formar esse manto, estapoderia ser (a) aleatória, (b) colocada em uma capa e (c)regular uniforme.
Os elementos com colocação aleatória (a) são ostradicionais de substituição do dique natural, que sãocolocados em mais de uma capa e resistem fundamentalmente pormeio da gravidade. Dentro deste grupo, podem ser encontradoselementos tanto simples como complexos.
Dentro dos simples, são encontrados os cúbicos ouparalelepipédicos, que são robustos, fáceis de construir, têmum comportamento flexível contra o fluxo das ondas, nãosofrem rupturas importantes nem perdem estabilidade e um errode desenho é traduzido em erosões maiores mas raramente naruptura total do dique. Entretanto, esses elementosapresentam sérios inconvenientes no que se refere aoacoplamento entre as faces, o que pode ocasionar mudançasimportantes de permeabilidade quando da compactação dos cubosnas zonas inferiores e a geração de perdas de elementos emzonas superiores (compactação heterogênea). 0 acoplamentoface a face também pode provocar perdas de atrito com a capainferior e outros problemas derivados de uma certa auto-organização dos blocos do manto que devem ser colocados emantidos em posição aleatória.
Dentro dos elementos complexos com colocaçãoaleatória são encontrados os denominados "Tetrápodos", osquais apresentam um maior coeficiente de estabilidade graçasà sua resistência por travamento, mas que têm o inconvenienteda ruptura de elementos se as peças forem grandes, ou seja,apresentam uma notável fragilidade e não resistem a grandesmovimentos, por isso um erro no cálculo do fluxo de ondas nodesenho pode significar a ruína total inesperada da estruturano primeiro temporal forte.
Os elementos com colocação não-aleatória (b) em umacapa, dentro dos quais podem ser encontrados os chamados"Acropode" e "CoreLoc", apresentam um bom travamento entre aspeças, mas têm um comportamento relativo muito frágil àruptura, uma vez que ao saltar algumas peças é produzida umadestruição progressiva em cadeia. Esses elementos necessitamde menos concreto mas requerem uma colocação muito cuidadosae um erro na construção ou no cálculo do desenho podesignificar a ruína total da estrutura.
Por último, os elementos com colocação regularuniforme (c) podem ter formas simples tais como os chamados"Seabee" ou "Hollow", ou complexas tais como "Cob" ou "Shed"e podem ser colocados em uma só capa uniforme que resistefundamentalmente por meio da gravidade, atrito e travamentoentre as peças formando um conjunto. Tal como no casoanterior, esses elementos também apresentam uma granderesistência ao surgimento de avarias devido ao fortetravamento entre as peças, mas eles têm um comportamentomuito frágil à ruptura, uma vez que ao saltar algumas peças éproduzida uma destruição progressiva em cadeia.
Concentrando nos elementos com colocação aleatória,e mais concretamente nos chamados cúbicos ouparalelepipédicos, que, tal como já foi dito, são robustos efáceis de construir e são utilizados em numerosas costas,tais como as espanholas, estes apresentam sériosinconvenientes devido ao acoplamento face a face oupavimentação, uma vez que pelo seu desenho tendem, com ospequenos movimentos, a ficar compactados nas zonas inferioresformando mantos com muitas faces planas acopladas nas zonascríticas ao nível do mar, diminuindo o atrito da água notalude e permitindo dessa forma o remonte e o transbordamentoda água e inclusive o transbordamento do dique se a onda formuito grande.
DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO
O elemento que é descrito na presente invenção,sendo do tipo dos cúbicos ou paralepipédicos destinadosgeralmente à colocação aleatória, soluciona de maneira eficazos inconvenientes anteriormente assinalados, constituindo umamagnífica solução aos problemas de pavimentação e falta deatrito,
Concretamente, isto é obtido mediante elementoscúbicos ou paralepipédicos os quais apresentam umasprotuberâncias que evitam o acoplamento entre as suas facesou pavimentação, uma vez que aumentam o atrito com a capainferior, o que se traduz em uma redução do remonte e dotransbordamento da estrutura.
As ditas protuberâncias, que podem ficar situadasem qualquer lugar da superfície externa de elemento e quepodem, além de serem de diferentes formas tais como, porexemplo, de cone truncado ou de pirâmide, conferir aoelemento um maior atrito com a capa inferior, de diquenatural ou artificial, uma vez que as ditas protuberânciastendem a penetrar na capa inferior gerando uma impulsãopassiva que melhora de maneira ostensiva a tendência dosblocos cúbicos ou paralelepipédicos de situar as facesparalelas à capa inferior com um baixo nível de travamentoentre as capas.
Além desse maior travamento com a capa inferior, asprotuberâncias do elemento impedem que os movimentos doselementos do manto durante a vida útil coloquem os elementoscara a cara, pavimentando os mesmos e reduzindo a porosidadenas zonas inferiores do manto. Ao impedir o acoplamento naszonas inferiores do manto e a redução conseguinte daporosidade, é impedido o deslocamento de elementos para baixoe a perda de elementos na zona superior, junto ao nível daágua, que tem um efeito similar à erosão pela extração depeças do manto. Ao impedir ou reduzir a compactaçãoheterogênea do manto principal, é mantida a capacidaderesistente do manto principal contra a extração de peçasprovocada pelo fluxo de ondas.
Por último, outra vantagem do elemento da invençãoreside no fato de que a possível ruptura ou erosão dasprotuberâncias irá derivar em elementos cúbicos ouparalepipédicos convencionais, e por isso terão menostendência às características de estabilidade e robustez dosmesmos.
DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
Para complementar a descrição que está sendo feitae com o objetivo de ajudar a uma melhor compreensão dascaracterísticas da invenção, de acordo com um exemplopreferencial de realização prática do mesmo, como parteintegrante da dita descrição, é anexado um jogo de desenhosnos quais, com caráter ilustrativo e não limitador, érepresentado o seguinte:
a figura 1 mostra uma vista em perspectiva e umaseção do elemento da invenção em uma realização cúbica cujasprotuberâncias são formadas por troncos de pirâmide de seçãoquadrada;
a figura 2 mostra uma vista em perspectiva e duasseções do elemento da invenção, uma longitudinal e outratransversal, em uma realização paralelepipédica cujasprotuberâncias são formadas por troncos de pirâmide de seçãoquadrada;
a figura 3 mostra uma vista em perspectiva doelemento da invenção em uma realização cúbica comprotuberâncias prismáticas quadradas,
a figura 4 mostra uma vista em perspectiva doelemento da invenção em uma realização paralepipédica commais de uma protuberância em alguma das faces;
a figura 5 mostra uma vista em perspectiva doelemento da Figura 1 com protuberâncias esféricas;
a figura 6 mostra uma vista em perspectiva doelemento da Figura 1 com protuberâncias piramidais de seçãoquadrada;
a figura 7 mostra uma vista em perspectiva doelemento da Figura 1 com protuberâncias piramidais de seçãotriangúlar;
a figura 8 mostra uma vista em perspectiva doelemento da Figura 1 com protuberâncias cônicas;
a figura 9 mostra uma vista em perspectiva doelemento da Figura 1 com protuberâncias cilíndricas;
a figura 10 mostra uma vista em perspectiva doelemento da Figura 1 com protuberâncias em forma de conetruncado;
a figura 11 mostra uma vista em perspectiva doelemento da Figura 1 com protuberâncias de diferentes tipos;
a figura 12 mostra uma vista em perspectiva doelemento da Figura 1 com protuberâncias esféricas situadas emseus vértices;
a figura 13 mostra uma vista em perspectiva do
elemento da Figura 1 com protuberâncias cúbicas situadas nosvértices;
a figura 14 mostra uma vista em perspectiva doelemento da Figura 1 com protuberâncias cúbicas em algunsvértices e faces;
a figura 15 mostra uma vista em perspectiva doelemento da Figura 1 com protuberâncias de barras esbeltas;
as figuras 16 a 19 mostram vistas diferentes doefeito separador que as protuberâncias produzem entreelementos cúbicos tais como aqueles da Figura 1;
a figura 20 mostra uma vista em perspectiva de umazona de manto principal constituído por elementos cúbicostais como aqueles da Figura 1 sobre a capa inferior do dique;
a figura 21 mostra um detalhe da figura anterioronde se observa a penetração do elemento da Figura 1 na capainferior.
REALIZAÇÃO PREFERENCIAL DA INVENÇÃO
Em vista das figuras resenhadas, pode ser observadocomo o elemento para a formação de mantos de diques em taludeda presente invenção, baseado em uma estrutura simples cúbicaou paralepipédica (2), apresenta uma série de protuberâncias(1) , as quais podem ficar situadas tanto em suas faceslaterais quanto em seus vértices, ou inclusive em ambos oslocais de uma vez.
Igualmente, as ditas protuberâncias (1) podemapresentar diferentes configurações, as quais podem serpiramidal, cônica, prismática, cilíndrica, esférica, etc., eem ger;al qualquer uma que desempenhe a função de evitar oacoplamento entre as faces ou pavimentação tal como pode serobservado nas figuras 16 a 19 e aumentar o atrito com a capainferior (3) do manto, tal e como pode ser apreciado nafigura 21.
Além disso, a fim de conseguir diferentes graus deseparação entre os elementos, as ditas protuberâncias (1) sãotambém suscetíveis à adoção de diferentes tamanhos edisposições relativas, tal e como se deduz da observação dasfiguras, onde pode ser apreciado, a título de realizaçõesalternativas, elementos com mais de uma protuberância (1) porface ou combinações de diferentes protuberâncias (1) dentrodo mesmo elemento ou inclusive posicionamento das mesmastanto nos vértices como nas faces simultaneamente.
Em uma realização preferencial, as dimensões dasprotuberâncias (1) são pequenas em comparação com aquelas docubo ou paralelepípedo básico (2), uma vez que a sua funçãoprincipal é de impedir o seu acoplamento mantendo a robustezdo elemento básico tradicional.
Em uma possível realização, as ditas protuberâncias(1) são, por exemplo, de um volume tal que a soma dos volumesde todas elas é de uma ordem de magnitude inferior ao volumedo elemento básico, menor do que 15%.
Em qualquer caso, e de forma geral, o elemento paramantos de diques da presente invenção tem uma base estruturalfundamental (1) cúbica ou paralelepipédica, com a maior partedo volume de um material pesado tal como, por exemplo,concreto, concreto armado ou protendido, etc., e umasprotuberâncias (2) que contêm só uma parte pequena do volumedo elemento e obtidas em um material resistente tal como, porexemplo, concreto, aço, etc.
Claims (18)
1. ELEMENTO PARA A FORMAÇÃO DE MANTOS DE DIQUESEM TALUDE, defesas longitudinais e espigões para a proteçãode costas ou estruturas hidráulicas ou marítimas do tipodaqueles que apresentam uma forma simples cúbica ouparalelipédica (2), caracterizado pelo fato de apresentar empelo menos uma de suas faces e/ou vértices uma protuberância(1) para evitar o seu acoplamento com o restante doselementos durante a fase de construção e durante a fase deserviço da estrutura.
2. ELEMENTO PARA A FORMAÇÃO DE MANTOS DE DIQUES,de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato deque o volume conjunto das protuberâncias (1) é menor do que ovolume total do elemento sem as ditas protuberâncias (1).
3. ELEMENTO PARA A FORMAÇÃO DE MANTOS DE DIQUES,de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato deque o volume conjunto das protuberâncias (1) é uma ordem demagnitude inferior ao volume do elemento sem as ditasprotuberâncias (1).
4. ELEMENTO PARA A FORMAÇÃO DE MANTOS DE DIQUES,de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato deque o volume conjunto das protuberâncias (1) é menor de 15%do volume total do elemento sem as ditas protuberâncias (1).
5. ELEMENTO PARA A FORMAÇÃO DE MANTOS DE DIQUES,de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato deque as protuberâncias (1) têm forma piramidal outroncopiramidal.
6. ELEMENTO PARA A FORMAÇÃO DE MANTOS DE DIQUES,de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato deque as protuberâncias (1) têm forma cônica ou troncocônica.
7. ELEMENTO PARA A FORMAÇÃO DE MANTOS DE DIQUES,de acordo com a reivindicação 11 caracterizado pelo fato deque as protuberâncias (1) têm forma prismática.
8. ELEMENTO PARA A FORMAÇÃO DE MANTOS DE DIQUES,de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato deque as protuberâncias (1) têm forma cilíndrica.
9. ELEMENTO PARA A FORMAÇÃO DE MANTOS DE DIQUES,de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato deque as protuberâncias (1) têm forma esférica.
10. ELEMENTO PARA A FORMAÇÃO DE MANTOS DE DIQUES,de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato deque dispõe de um número variável de protuberâncias (1) emcada face.
11. ELEMENTO PARA A FORMAÇÃO DE MANTOS DE DIQUES,de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato deque dispõe de protuberâncias (1) de diferentes formas.
12. ELEMENTO PARA A FORMAÇÃO DE MANTOS DE DIQUES,de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato deque as protuberâncias (1) situadas nas faces se encontramcentradas em relação às mesmas.
13. ELEMENTO PARA A FORMAÇÃO DE MANTOS DE DIQUES,de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato deque as protuberâncias (1) situadas nas faces se encontramdecentralizadas em relação às mesmas.
14. ELEMENTO PARA A FORMAÇÃO DE MANTOS DE DIQUES,de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato deque as protuberâncias (1) situadas nas faces não se encontramsituadas na mesma posição nas ditas faces.
15. ELEMENTO PARA A FORMAÇÃO DE MANTOS DE DIQUES,de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato deser formado de concreto em massa.
16. ELEMENTO PARA A FORMAÇÃO DE MANTOS DE DIQUES,de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato deser formado de concreto armado ou protendido.
17. ELEMENTO PARA A FORMAÇÃO DE MANTOS DE DIQUES,de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato deser formado por concreto, e as protuberâncias (1) são de aço.
18. ELEMENTO PARA A FORMAÇÃO DE MANTOS DE DIQUES,de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato deser formado por concreto armado ou protendido, e asprotuberâncias (1) são de aço.
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