ES2232883T3

ES2232883T3 - Estructura de soporte de material compuesto.

Info

Publication number: ES2232883T3
Application number: ES97942438T
Authority: ES
Inventors: Chris Dumlao; Eric Abrahamson
Original assignee: Martin Marietta Materials Inc
Current assignee: Martin Marietta Materials Inc
Priority date: 1996-09-30
Filing date: 1997-09-29
Publication date: 2005-06-01
Anticipated expiration: 2017-09-29
Also published as: CA2267228C; AR010489A1; US6070378A; EP0929724A4; TW341612B; ATE285006T1; US5794402A; AU4413697A; US6108998A; DK0929724T3; CA2267228A1; DE69731962T2; US6044607A; DE69731962D1; EP0929724A1; EP0929724B1; WO1998014671A1; DE929724T1; US6092350A; PE104598A1

Abstract

ESTA INVENCION SE REFIERE A UN RODAMIENTO PORTADOR (20), INCLUIDO EN UNA SECCION ESTRUCTURAL MODULAR (30), QUE SE PUEDE USAR EN UNA ESTRUCTURA DE SOPORTE COMO POR EJEMPLO UN RODAMIENTO PORTADOR O UN PUENTE-CARRETERA DE TIPO AUTOPISTA. ESTA SECCION ESTRUCTURAL MODULAR (30), O POR LO MENOS UNA DE ELLAS, TIENE COMO MINIMO UNA VIGA PORTADORA (50) Y UN RODAMIENTO PORTADOR (20), A BASE PREFERENTEMENTE DE UN POLIMERO QUE TENGA ELEMENTOS ALARGADOS DE ALMA (46), DE FORMA POLIGONAL, TRAPEZOIDAL, PREFERENTEMENTE. SEGUN UNA VARIANTE, EL RODAMIENTO PORTADOR, QUE TIENE COMO MINIMO UN PANEL SANDWICH (30) SE PRESTA A UNAS APLICACIONES DE TIPO PLATAFORMAS DE EMBARCACION, PANELES DE CALA, Y OTRAS PAREDES DE PARTICION DE CARGAS. ESTA INVENCION SE REFIERE TAMBIEN A UNOS PROCEDIMIENTOS DE CONSTRUCCION DE ESTRUCTURA DE SOPORTE QUE USA DICHA SECCION ESTRUCTURAL MODULAR (30), INCLUYENDO EL PANEL-ALMA POLIGONAL, TRAPEZOIDAL, PREFERENTEMENTE, ASI COMO ELEMENTOS DE SOPORTE (22).

Description

Estructura de soporte de material compuesto.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a estructuras de soporte como puentes, embarcaderos, muelles, a aplicaciones de carga en cubierta, como por ejemplo, cascos y cubiertas de barcazas, y a muros de carga. Más particularmente, esta invención se refiere a una estructura modular de soporte de carga de material compuesto que incluye una sección estructural modular de material compuesto de matriz de polímero para usarla en la construcción de puentes y en otras estructuras y componentes de carga.

Antecedentes de la invención

Las estructuras que abarcan espacios como los puentes, los muelles, los embarcaderos, los muros de carga, los cascos y las cubiertas que tienen prevista una luz a través de las masas de agua o a través de las separaciones de tierra y agua y/o de los espacios abiertos y que desde hace tiempo se han fabricado con materiales como el hormigón, el acero o la madera. El hormigón se ha usado en la construcción de puentes y otras estructuras que incluyen las columnas, las cubiertas y las vigas que soportan estas estructuras.

Dichas estructuras se construyen típicamente con el hormigón vertido in situ además de usar algunos componentes preformados, premoldeados dentro de componentes estructurales como los soportes, y transportados hasta el emplazamiento de la construcción. La construcción in situ de dichas estructuras de hormigón requiere el transporte de los materiales de construcción y equipamiento pesado y el vertido y el moldeado de los componentes en el emplazamiento. Este proceso de construcción implica un tiempo de construcción prolongado y generalmente es costoso, consume tiempo, está sujeto a retrasos debido a las condiciones meteorológicas y medioambientales, y es perjudicial para los patrones de tráfico existentes cuando se construye un puente en una carretera existente.

Por otro lado, los componentes estructurales de hormigón premoldeado son extremadamente pesados y voluminosos. Por lo tanto, también éstos son típicamente costosos y difíciles de transportar hasta el emplazamiento de construcción debido en parte a su voluminosidad y gran peso. Aunque el tiempo de construcción se acorta comparado con el vertido in situ, todavía es un factor el tiempo prolongado, con los retrasos resultantes. La construcción de puentes con estas formas premoldeadas es particularmente difícil, si no imposible, en terrenos remotos o difíciles como las montañas o las zonas de la jungla en las que se construyen numerosos puentes.

Además de las dificultades de construcción y de transporte con las estructuras de hormigón del puente, la baja resistencia a la tracción del hormigón puede provocar fallos en las estructuras de hormigón del puente, en particular en la superficie de los componentes del puente. Con frecuencia se requiere el refuerzo de estas estructuras de hormigón cuando se someten a grandes cargas como las de los puentes de autopista. Para reforzar las estructuras de hormigón se ha usado el acero y otros materiales. Si no se instalan adecuadamente, dichos refuerzos provocan el agrietamiento y el fallo en el hormigón reforzado, debilitando por ello toda la estructura. Además, los espacios de las cavidades que existen en el hormigón son muy susceptibles a la degradación medioambiental. Con frecuencia, una mano de obra barata también contribuye al nivel de deterioro.

Además del hormigón, también se ha usado ampliamente el acero por sí mismo como material de construcción para componentes estructurales en estructuras como los puentes, las cubiertas de barcazas, los cascos de embarcaciones, y los muros de carga. Además de tener ciertas propiedades de resistencia deseables, el acero es bastante pesado y costoso de transportar y puede compartir las dificultades de construcción con el hormigón como se describe.

El acero y el hormigón también son susceptibles a los elementos corrosivos, como por ejemplo el agua, el agua salada y los agentes presentes en el medioambiente como por ejemplo la lluvia ácida, las sales de carretera, los agentes químicos, el oxígeno y similares. La exposición de las estructuras de hormigón al medio ambiente conduce al picado y desbaste en el hormigón y por ello provoca un agrietamiento severo y una disminución significativa en la resistencia en la estructura de hormigón. Del mismo modo, el acero es susceptible a la corrosión, como por ejemplo la oxidación, por ataque químico. La oxidación del acero lo debilita, transfiriendo la carga de tracción al hormigón, agrietando por ello la estructura. La oxidación del acero en aplicaciones independientes requiere un mantenimiento continuo, y después de un periodo de tiempo, la corrosión puede provocar el fallo de la estructura. Del mismo modo, la vida programada de las estructuras de acero se reduce por la oxidación.

La susceptibilidad del acero al ataque del medioambiente requiere un mantenimiento costoso y frecuente y unas medidas preventivas como el pintado y los tratamientos superficiales. En las estructuras completadas, dicho pintado y tratamiento superficial con frecuencia es peligroso y consume tiempo, porque los trabajadores están forzados a tratar los componentes de acero in situ mientras están expuestos a condiciones peligrosas como por ejemplo el tráfico rodado, el viento, la lluvia, los relámpagos, el sol y similares. La susceptibilidad del acero al ataque del medioambiente también requiere el uso de aleaciones costosas en ciertas aplicaciones.

La madera ha sido otro material de construcción de larga duración para puentes y otras estructuras. La madera, al igual que el hormigón y el acero, también es susceptible al ataque del medioambiente, especialmente a la putrefacción por la intemperie y las termitas. En dichos ambientes, la madera se encuentra con una reducción drástica en la resistencia que compromete la integridad de la estructura. Además, en las estructuras en los ambientes marinos, la madera está sometida a un deterioro acelerado.

Junto con el ataque del medio ambiente, el deterioro y el daño a los puentes y otras estructuras de tráfico y de carga sucede como resultado del uso intenso. Las estructuras de soporte del tráfico se encuentran con cargas pesadas repetidas de vehículos en movimiento, tensiones por viento, terremotos y similares que provocan el deterioro de los materiales y la estructura.

Por las razones descritas más arriba, el "Inventario de Puentes" del Departamento de Transporte de los Estados Unidos refleja que unos cientos de miles de estructuras, aproximadamente el cuarenta por ciento de los puentes de los Estados Unidos, construidos de hormigón, acero y madera, se mantienen pobremente y necesitan rehabilitación en esta nación. Para otras naciones se cree que sucede lo mismo.

Las reparaciones asociadas para dichas estructuras son extremadamente costosas y difíciles de llevar a cabo. Las estructuras de acero, hormigón y madera necesitan de soldaduras, refuerzos y recambios. Las cubiertas y los cascos de las estructuras en ambientes marinos se oxidan, requiriendo un mantenimiento y una vigilancia constantes. En numerosos ejemplos, dichas reparaciones no son factibles o justificables económicamente y no se pueden llevar a cabo, y por ello requieren la sustitución de la estructura. Además, en las zonas en desarrollo donde las infraestructuras necesitan de desarrollo y mejoras, la construcción de puentes y otras estructuras usando hormigón, acero y madera se enfrenta a dificultades únicas. La dificultad y el alto coste se han asociado al transporte de los materiales hasta localizaciones remotas para construir puentes con hormigón y acero. Este proceso es más costoso en ambientes marinos en los que las reparaciones requieren la costosa introducción en dique seco o el transporte de los materiales. Además, el grado de trabajo y habilidad es muy alto usando los materiales y los procedimientos de construcción tradicionales.

Además, los procedimientos de construcción tradicionales generalmente han llevado periodos de tiempo prolongados y han requerido un gran equipamiento y enormes costes de mano de obra. De este modo, el desarrollo y la reparación de las infraestructuras por el mundo se han visto dificultados o incluso descartados debido al coste y la dificultad de construcción. Además, en las zonas en las que las estructuras se han dañado debido al deterioro o se han destruido por desastres naturales como un terremoto, un huracán, o un tornado, la reparación puede ser perjudicial para el tráfico o incluso se puede retrasar o impedir el uso del puente o la estructura debido a los costes de construcción.

Al hacer frente a las limitaciones de las estructuras existentes de hormigón, madera y acero, se han explorado algunos materiales compuestos poliméricos reforzados de fibra para usarlos en la construcción de partes de puentes incluyendo los puentes para el tráfico de peatones, los embarcaderos, y las cubiertas y los cascos de algunas embarcaciones pequeñas. Los polímeros reforzados de fibra se han investigado para la incorporación en los puentes para peatones y algunos otros usos estructurales como las casas, las aceras y las torres rascacielos. Estos materiales compuestos se han usado en conjunción con el acero, la madera o el hormigón, y como una alternativa a éstos debido a su alta resistencia, su ligero peso y sus propiedades de alta resistencia a la corrosión. Sin embargo, se cree que la construcción de los puentes para el tráfico, los sistemas marinos de revestimiento de cubierta, y otras aplicaciones de carga construidas con materiales compuestos de matriz de polímero no se han implementado mucho debido a los costes extremadamente altos de los materiales y a un rendimiento incierto, incluyendo las dudas sobre la durabilidad y el mantenimiento a largo plazo.

Como el coste es significativo en la industria de la construcción de puentes, dichos materiales no se han considerado alternativas factibles para muchos diseños de puentes de carga de tráfico. Por ejemplo, los materiales compuestos de alto rendimiento con fibras de carbono relativamente caras frecuentemente se han eliminado por consideraciones de coste. Estas consideraciones de coste han inhibido el uso de los materiales compuestos en las aplicaciones del casco y del recubrimiento de cubierta.

Al investigar la obtención de componentes estructurales fabricados de material compuesto polimérico reforzado de fibra, se han investigado materiales como el acero, el hormigón y la madera. Las armaduras de cubierta y los soportes de acero han usado formas triangulares soldadas juntas. El prever los componentes estructurales triangulares con materiales compuestos ha presentado problemas de fallo en los nodos unidos de resina de la forma triangular. Por lo tanto, se necesita un componente modular estructural de material compuesto para soportes estructurales que supere este problema.

En vista de los problemas asociados a los puentes y otras estructuras formadas de acero, hormigón y madera descritas en la presente memoria descriptiva, en la que permanece la necesidad de un puente o estructura de soporte similar con las siguientes características: peso ligero; bajo coste, prefabricada; construida de componentes modulares estructurales; transportada, construida, y reparada fácilmente sin requerir maquinaria pesada extensa; y resistente a la corrosión y el ataque del medioambiente, incluso sin tratamiento superficial. También hay necesidad de una estructura de soporte que pueda prever la resistencia y la rigidez estructural para construir un puente de autopista o una estructura de soporte similar. Hay una necesidad adicional de un muelle de carga para usarlo en una estructura de soporte o una sección estructural modular como la descrita.

Del documento US 5.033.147 se conoce que prevé una estructura de soporte de carga para un puente o un sistema de revestimiento de cubierta que comprende al menos una sección estructural modular y un medio de soporte, estando soportada la sección modular estructural sobre el medio de soporte y conectada a éste, y comprendiendo la sección modular estructural una cubierta de carga.

Una estructura de soporte de carga según la presente invención, se caracteriza porque la cubierta de carga incluye al menos un panel en sándwich, comprendiendo el panel o paneles en sándwich una capa superior, una capa inferior y un núcleo que incluye, una pluralidad piezas del núcleo alargadas, sustancialmente huecas, de las que cada una de dichas piezas del núcleo alargadas incluye un par de paredes laterales estando dispuesta al menos una de las paredes laterales en un ángulo oblicuo con respecto a una de dichas capas superior e inferior de modo que un par de paredes laterales y dichas capas superior e inferior definen, cuando se observan en dirección transversal, una forma poligonal, y en la que al menos una porción de dicha sección estructural modular está formada de un material compuesto de matriz de polímero que comprende fibras de refuerzo y una resina de polímero.

Preferentemente, la sección modular incluye al menos una viga, estando posicionada encima la cubierta de carga y estando soportada por la viga.

La estructura de soporte de material compuesto de matriz de polímero de la presente invención puede prever una superficie de soporte suficiente para soportar el tráfico rodado y para ajustarse al diseño establecido y al criterio de funcionamiento. Alternativamente, esta superficie de soporte se puede usar en la construcción de otras estructuras de soporte incluyendo las estructuras de soporte que se extienden sobre espacios.

La estructura de soporte que incluye la sección estructural modular según la presente invención también reduce los costes de mecanizado y fabricación. La estructura de soporte es fácil de construir usando componentes prefabricados que individualmente son livianos, pero estructuralmente sólidos cuando se usan en conjunción. La modularidad de los componentes mejora la portabilidad, facilita el preensamblado y el posicionamiento final con un equipo de carga ligero, y reduce el coste del transporte y del manejo de los componentes estructurales. La estructura de soporte tiene en cuenta la construcción fácil de estructuras como puentes, las aplicaciones marítimas de revestimiento de cubierta y otras aplicaciones de construcción y transporte, entre otras.

En una forma de realización del puente descrito en la presente memoria descriptiva, para un puente de autopista con una luz de 9.144 m (30 pies), los componentes individuales que incluyen las vigas y los paneles en sándwich para la cubierta de la sección modular pesan menos de 1.633 Kg (3.600 libras) cada uno. El puente, que está construido de un número de secciones modulares que incluyen componentes fabricados de materiales compuestos de matriz de polímero en lugar de hormigón, acero y madera, prevé componentes modulares individuales que carecen de tolerancias de fabricación, porque la torsión y una pequeña deformación se pueden corregir en el montaje. Estas propiedades de los componentes del puente disminuyen el coste de fabricación y de montaje del puente. Estos componentes, incluyendo las secciones estructurales modulares livianas fabricadas bajo condiciones controladas, también tienen en cuenta el bajo coste del montaje de un número de aplicaciones, como las estructuras marítimas, incluyendo las diferentes aplicaciones descritas en la presente memoria descriptiva.

A continuación, se describirán las formas de realización de la presente invención, únicamente a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

La figura 1 es una vista en perspectiva de una estructura de soporte de carga en forma de un puente de autopista de tráfico de carga según la presente invención y un camión desplazándose sobre éste;

La figura 2 es una vista en perspectiva parcial detallada de una sección estructural modular del puente según la presente invención;

La figura 3 es una vista en perspectiva detallada de la cubierta de panel en sándwich de la figura 2 con piezas del núcleo trapezoidales;

La figura 4 es una vista en perspectiva detallada de una pluralidad de vigas posicionadas sobre las piezas de soporte del puente de la figura 2;

La figura 5 es una vista en perspectiva detallada de la cubierta del panel en sándwich estando posicionada sobre las vigas del puente de la figura 2.

La figura 6 es una vista del extremo de la sección modular del puente de la figura 2 mostrando un diagrama de soporte posicionado en el extremo de ésta.

La figura 7 es una vista en corte transversal ampliada de los paneles adyacentes de la cubierta en sándwich de la figura 2 estando unida con un cierre de llave.

Descripción detallada de las formas de realización preferidas

A continuación se describirá la presente invención de forma más completa en lo sucesivo con referencia a los dibujos adjuntos, en los que se muestran las formas de realización preferidas. Esta invención se puede realizar, sin embargo, de muchas formas diferentes y no se debe construir limitada a las formas de realización establecidas más adelante en la presente memoria descriptiva; desde luego, el Solicitante prevé estas formas de realización para que esta descripción sea minuciosa y completa, y para que transmita completamente el alcance de la invención a los expertos en la materia.

A continuación, con referencia a las figuras, se muestra (figuras 1-2) una estructura de soporte modular de material compuesto en forma de una estructura de puente 20 que incluye una sección estructural modular 30 según la presente invención. Esta forma de realización del puente 20 se diseña para superar las normas para la construcción de puentes como las normas oficiales de la Asociación Americana de Autopistas Estatales y Transporte (AASHTO). Las normas AASHTO incluyen el criterio de diseño y funcionamiento para las estructuras de puentes de autopista. Las normas ASSHTO están publicadas en las "Especificaciones Normalizadas para Puentes de Autopista" de las normas oficiales de la Asociación Americana de Autopistas Estatales y Transporte, S.A. (Edición 15, 1992). Las estructuras de soporte, incluidos los puentes, de la presente invención se pueden construir cumpliendo otros criterios de funcionamiento y de diseño estructural para otro tipo de puentes, de construcción y de transporte de estructuras de soporte, y otras aplicaciones que incluyen, entre otros, los sistemas de soporte del revestimiento de cubierta de carreteras y las aplicaciones marítimas.

La estructura de soporte se describe con referencia al puente 20 de autopista de soporte de tráfico representado en las figuras 1 y 2. El puente 20 es un puente de autopista simplemente apoyado capaz de soportar las cargas procedentes del tráfico de autopista como por ejemplo el camión T. El puente 20 tiene una luz S definida por la longitud del puente 20 en la dirección de desplazamiento del camión T. El puente 20 comprende una sección estructural modular 30 e incluye tres vigas 50, 50', 50'' y una cubierta 32 apoyada en las vigas 50, 50', 50'' y conectada con ellas (figura 2). La sección estructural modular 30 se apoya en piezas de soporte 22.

Además del puente simplemente apoyado, alternativamente, se puede prever el puente que incluye la sección estructural modular en otras tipos de puentes incluyendo los puentes de luz levadiza, los puentes de vigas en levadizo, los puentes colgantes de cables y los puentes sobre espacios abiertos en asentamientos industriales. Se puede prever una variedad de extensiones que incluyen, entre otras, puentes de luz pequeña, mediana y grande. La tecnología de los puentes también se puede aplicar a puentes distintos de los puentes de autopista como por ejemplo, los puentes para peatones y las extensiones de puente sobre espacios abiertos en asentamientos industriales.

También se pueden construir otras estructuras de soporte que abarcan espacios de manera similar a la indicada incluyendo, entre otras, el mantenimiento de los componentes del puente (la sustitución del revestimiento de cubierta, de los soportes de columna/viga, los topes, las formas de tope y las envueltas), las estructuras marítimas (las pasarelas, los recubrimientos de cubierta (de pequeña/gran escala)), los sistemas de recubrimiento de cubierta de carga, las plataformas de perforación, las tapas de escotilla, los embarcaderos y los sistemas de protección, las dársenas, las aceras, las superestructuras de procesamiento y las fábricas con entornos corrosivos y similares que preven una superficie de soporte elevada sobre una extensión, las traviesas de cruce de raíles, las estructuras de armazón espacial (los transportadores y los soportes estructurales) y los revestimientos de las chimeneas de emisión. Otras estructuras como, por ejemplo, los vagones ferroviarios, los contenedores de transporte, los remolques articulados de largo recorrido, los vagones, las barcazas y los cascos de las embarcaciones también se pueden construir de manera similar a la indicada.

Los componentes del puente 20, incluyendo la sección estructural modular 30 y la cubierta constituyente 32 y la viga 50, también se pueden prever, como se describe en la presente memoria descriptiva, individualmente o en conjunción, en otras estructuras de soporte como las descritas.

Las piezas de soporte 22 se muestran como cimientos de hormigón premoldeado con columnas verticales 31. Como se representa en la figura 4, las columnas 31 tienen, preferentemente, una almohadilla de apoyo 24 conectada sobre un extremo superior. Las columnas 31 están dispuestas y separadas a una distancia predeterminada para facilitar el soporte de las vigas 50, 50', 50''. Cada una de las vigas 50 tiene unas aletas 51, 52 que se posicionan sobre las almohadillas de carga 24 de las piezas de soporte 22. En el puente 20 de la figura 1, las piezas de soporte se posicionan en los extremos opuestos 55, 56 de las vigas 50.

Las piezas de soporte u otros medios de soporte se pueden prever de varias formas, configuraciones y materiales incluyendo las piezas de soporte formadas de materiales compuestos, acero, madera u otros materiales. Además, como alternativa, los soportes 22 se pueden prever en varias formas y configuraciones que incluyen, entre otras, un tope plano, un tope de tipo saliente, u otros soportes. Como alternativa, las vigas 50 se pueden soportar por medio de piezas de soporte 22 en varias posiciones inmediatas a lo largo de la longitud de las vigas 50. En otras formas de realización alternativas, las piezas de soporte u otro medio de soporte pueden incluir los soportes de un puente existente reemplazado por el puente 20 de la presente invención. Los medios de soporte adicional dependen del tipo de estructura de soporte construida.

Las piezas de soporte 22 se forman de cimientos premoldeados de hormigón (figuras 1 y 2). Como alternativa, las piezas de soporte 22 se pueden formar de materiales compuestos de matriz de polímero, como se describe en la presente memoria descriptiva, u otros materiales como por ejemplo el hormigón vertido in situ, el acero, la madera u otros materiales de construcción.

En la forma de realización de las figuras 1-7, la sección estructural modular 30, incluyendo la cubierta 32 y preferentemente las vigas 50, 50', 50'' está formada de un material compuesto de matriz de polímero que comprende fibras de refuerzo y una resina de polímero. Las fibras de refuerzo adecuadas incluyen las fibras de vidrio, que incluyen entre otras, las fibras de vidrio-E y vidrio-S, así como las fibras de carbono, las fibras de metal, las fibras orgánicas de alto módulo (por ejemplo, las fibras de poliamidas aromáticas, las de polibenzimidazoles, y las de poliimidas aromáticas), y otras fibras orgánicas (por ejemplo, las fibras de polietileno y las de nilón). Se pueden usar combinaciones e híbridos de las diversas fibras. Se podrían usar otros materiales compuestos adecuados incluyendo las fibras cerámicas refractarias formadas por monocristales y las fibras de boro, de silicato de aluminio y de basalto.

El material de resina en la sección estructural modular 30, incluyendo la cubierta 32 es preferentemente una resina termoendurecible, y más preferentemente una resina de éster de vinilo. El término "termoendurecible" usado en la presente memoria descriptiva se refiere a las resinas que se solidifican irreversiblemente o "se endurecen" cuando se curan completamente. Las resinas termoendurecibles útiles en la presente invención se pueden usar independientes o mezcladas con otras resinas termoendurecibles o termoplásticos. Otras resinas termoendurecibles ejemplares incluyen las epoxis. Las resinas termoplásticos ejemplares incluyen el acetato de polivinilo, los copolímeros estireno-butadieno, el polimetilmetacrilato, el poliestireno, el acetato butirato de celulosa, los poliésteres saturados, los poliésteres saturados de uretano expandido, los copolímeros de metacrilato y similares.

Los materiales compuestos de matriz de polímero se pueden confeccionar, por medio de un mezclado selectivo y una orientación de las fibras, de las resinas y de las formas de material, para prever las propiedades mecánicas necesitadas. Estos materiales compuestos de matriz polimérica poseen una resistencia específica alta, una rigidez específica alta y una resistencia a la corrosión excelente. En la forma de realización mostrada en las figuras 1-7, en la cubierta 32 y preferentemente en las vigas 50, 50', 50'' se usa un material compuesto de matriz de polímero del tipo denominado comúnmente como polímero reforzado de vitrofibra (FRP) o, a veces, como polímero reforzado de fibra de vidrio (GFRP). Las fibras de refuerzo de la sección estructural modular 30, que incluye la cubierta 32 y las vigas 50, 50', 50'', son fibras de vidrio, particularmente fibras de vidrio-E, y la resina es una resina de éster vinílico. Las fibras de vidrio se pueden conseguir fácilmente y a un bajo coste. Las fibras de vidrio-E tienen una resistencia a la tracción (práctica) de aproximadamente 3450 MPa. De forma alternativa, se pueden conseguir resistencias a tracción mayores con fibras de vidrio-S que tienen una resistencia a la tracción (práctica) de aproximadamente 4600 MPa. Los materiales compuestos de matriz de polímero, como los polímeros reforzados de fibra formados de fibra de vidrio-E y de resina de éster vinílico tienen una resistencia excepcionalmente alta, una buena resistividad eléctrica, resistencia a la corrosión y a la intemperie, baja conductividad térmica, y baja inflamabilidad.

La cubierta

En el puente 20 mostrado en las figuras 1-2 que incluye la sección modular 30, la cubierta 32 incluye tres paneles en sándwich, 34, 34', 34''. Como alternativa, se puede usar un número indefinido de paneles en una cubierta dependiendo de la longitud de la luz deseada. Como se muestra en la figura 3, cada panel en sándwich, 34 comprende una superficie superior mostrada como una plancha al aire 35, una superficie inferior mostrada como una plancha al aire 40 y un núcleo 45 que incluye una pluralidad de piezas del núcleo alargadas 46.

Las piezas del núcleo 46 se muestran como tubos huecos de sección transversal trapezoidal (figuras 2-3 y 5-7). Cada uno de los tubos trapezoidales 46 incluye un par de paredes laterales 48, 49. Una de las paredes laterales 48 se dispone en ángulo oblicuo \alpha con respecto a una de las planchas al aire 35, 40 de modo que las paredes laterales 48, 49 y las paredes superior 64 e inferior 65 definen, cuando se observan en dirección transversal, una forma poligonal como por ejemplo una sección transversal trapezoidal (figura 3). El ángulo oblicuo \alpha de la pared lateral 48 con respecto a la pared superior 64 preferentemente es de aproximadamente 45º, aunque en las formas de realización alternativas se pueden prever ángulos comprendidos entre 30º y 45º. Cada tubo 46 tiene una pared lateral 48 posicionada generalmente adyacente a la pared lateral 48' de un tubo adyacente 46' (figura 3). Como alternativa, los tubos 46 se podrían alinear en otras configuraciones como las que tiene un espacio entre las paredes laterales adyacentes.

Las paredes laterales 48, 48', dispuestas en un ángulo oblicuo \alpha, proporcionan resistencia a cortadura transversal al núcleo 45 de la cubierta. Esto incrementa la resistencia a la flexión de toda la cubierta 32. La pared lateral 48 mostrada con el ángulo preferido de 45º prevé la mayor resistencia a flexión. Los tubos trapezoidales 46 también tienen preferentemente una pared lateral vertical 49 posicionada entre las paredes laterales diagonales adyacentes 48, 48'. La pared lateral vertical 49 prevé un soporte estructural para cargas localizadas sujeto sobre la cubierta 32 para evitar la deflexión excesiva de la plancha al aire superior 35 a lo largo de la luz entre la intersección de las paredes diagonales 48, 48' y la plancha al aire 35.

De este modo, la forma que incluye la pared lateral inclinada 48 del tubo trapezoidal 46 prevé rigidez a través de la sección transversal del tubo 46. Un tubo adyacente 46' incluye una pared lateral inclinada 48' en una orientación opuesta entre las superficies superior e inferior de la pared lateral inclinada adyacente 48. Previendo las paredes laterales 48, 49 en orientaciones variables se preserva la simetría matemática de la sección transversal de los tubos 46. Cuando el tubo trapezoidal está normalizado por peso, con al menos un ángulo de 45º entre la pared lateral 48 y una de las paredes superior 64 e inferior 65, tiene una resistencia a cortadura transversal de 2,6 veces la de un tubo con una sección transversal cuadrada. Alternativamente, para un tubo con un ángulo oblicuo de aproximadamente 30º, la resistencia a cortadura transversal es de 2,2 veces la de un tubo con una sección transversal de forma cuadrada.

La luz entre las paredes laterales diagonales 48, 48' y la pared vertical 49 se puede prever en una variedad de distancias predeterminadas. Se puede prever una variedad de tamaños, de formas y de configuraciones de las piezas alargadas del núcleo. También se pueden emplear otras formas de sección transversal poligonal diferentes, como por ejemplo cuadriláteros, paralelogramos, otros formas trapezoidales, pentágonos, y similares.

Como se explica, los tubos adyacentes 46 del núcleo 45 tienen paredes laterales adyacentes 48, 48' alineadas una con otras (figura 3). Los tubos alargados 46 se extienden, dependiendo de los parámetros de carga de diseño, en su dirección longitudinal preferentemente en la dirección de la luz del puente (figura 1). Alternativamente, el tubo 46 se puede posicionar para extenderlo transversal a la dirección de desplazamiento. Además, alternativamente, se pueden prever los tubos y otras piezas poligonales del núcleo de una variedad de longitudes y alturas transversales y dimensiones de espesor en forma de una cubierta de la sección estructural modular según la presente invención.

Preferentemente los tubos 46 también se forman de un material compuesto de matriz de polímero que comprende fibras de refuerzo y una resina de polímero. Los materiales adecuados son los mismos materiales compuestos de matriz de polímero que los descritos previamente en la presente memoria descriptiva, por lo que se incorpora la descripción por referencia. Los tubos 46, son preferentemente fibras de vidrio-E en una resina de éster vinílico (figura 3).

Los tubos 46 se pueden fabricar por extrusión por estirado, por conformado a mano u otros procedimientos adecuados incluyendo el moldeo de transferencia de resina (RTM), el curado en vacío y el bobinado de filamentos, y los procedimientos de conformado automatizados y otros procedimientos conocidos por los expertos en la técnica de la fabricación de materiales compuestos y que por ello no se describen en detalle en la presente memoria descriptiva. Los detalles de estos procedimientos se describen en el Manual de Materiales Tecnológicos, Materiales Compuestos, Volumen 1, ASM Internacional (1993).

Cuando los tubos 46 se fabrican por conformado a mano, se pueden fabricar uniendo un par de componentes (no mostrados). Un componente incluye la pared lateral vertical 49 y una parte de las paredes superior 64 e inferior 65. El otro componente incluye la pared lateral inclinada 48 y las partes restantes respectivas de las paredes superior 64 e inferior 65. Las paredes superior 64 e inferior 65 se unen con un adhesivo a lo largo de las zonas de la pared superior 64 y de la pared inferior 65 en las que las tensiones se reducen.

Se cree que dicha formación supera el problema del fallo de nodo experimentado en la formación de formas triangulares con materiales compuestos. En una sección triangular, las piezas se comportan como un refuerzo de pernos. Dicho sistema de refuerzo transfiere la carga directamente a través del vértice. Para realizar esto el refuerzo se encuentra con esfuerzos de cortadura y a tracción interlaminares de gran intensidad. El tubo trapezoidal 46 no experimenta fuerzas en el vértice como las de la sección triangular. La sección trapezoidal del tubo 46 requiere que la carga se distribuya parcialmente plegando la sección transversal. Dicho plegado alivia los esfuerzos interlaminares resultando en una mayor capacidad de carga.

Como se describe más arriba, también cada uno de los paneles en sándwich 34 tiene una superficie superior mostrada como una plancha al aire superior 35 y una superficie inferior mostrada como una plancha al aire inferior 40 (figura 3). Los tubos 46 se meten entre una superficie inferior 36 de la plancha al aire superior 35 y la superficie superior 41 de la plancha al aire inferior 40. Como se aprecia en la figura 3, la plancha al aire inferior 40 y la plancha al aire superior 35 son planchas formadas preferentemente de materiales compuestos de matriz de polímero y más preferentemente de vitrofibra y un polímero o resina de éster vinílico como se describe en la presente memoria descriptiva.

Una vez fabricadas las planchas al aire superior 35 e inferior 40 como se describe en la presente memoria descriptiva, la superficie inferior 36 de la plancha al aire superior 35 preferentemente se lamina o se adhiere a la superficie superior 47 de los tubos 46 por medio de una resina 26 y/u otro medio de adhesión y se junta con los tubos 46 por medio de un medio mecánico o de sujeción que incluye, entre otros, remaches o tornillos. De modo similar, la superficie superior 41 de la plancha al aire inferior 40 preferentemente se lamina o se adhiere a la superficie inferior 27 de los tubos 46 por medio de una resina 26 u otro medio de adhesión y se junta con los tubos 46 por medio de un medio mecánico de sujeción que incluye, entre otros, remaches o tornillos.

El núcleo 45, incluyendo los tubos 46, y las planchas al aire superior 35 e inferior 40 se pueden unir alternativamente exclusivamente con sistemas de fijación que incluyen remaches y tornillos, o exclusivamente por medio de adhesivos o u otro medio de adhesión. Los adhesivos adecuados incluyen las siliconas y los epoxis de curado a temperatura ambiente y adhesivos similares. Además, alternativamente, los tubos se podrían prever integralmente formados como un componente estructural unitario con unas superficies superior e inferior como una superficie al aire formada por extrusión por estirado o por otros procedimientos de formación adecuados.

Como se describe, los paneles en sándwich 34, 34', 34'' de la cubierta 32, que se forman de material compuesto de matriz de polímero, también prevén un gran espesor y una dureza y resistencia grandes para resistir las cargas localizadas de las ruedas de los vehículos que se desplazan sobre el puente según las normas como las promulgadas por AASHTO.

En la cubierta mostrada en las figuras 1-7, las planchas al aire superior 35 e inferior 40 son de material compuesto de matriz de polímero conformado a mano. En la cubierta 32 mostrada en las figuras 1-7, las planchas al aire superior 35 e inferior 40 son de tela de fibra de vitrofibra, de peso elevado, conformada a mano.

Las planchas al aire superior 35 e inferior 40 se fabrican cada una en esta forma de realización con múltiples capas de tela cuasi-isótropas. La cuasi-isotropía como se usa en la presente memoria descriptiva indica una orientación de las fibras próxima a la isotropía por medio de la orientación de las fibras en dos o más direcciones. Dicho de otro modo, la cuasi-isotropía se refiere a que las fibras se orientan de tal modo que el material resultante tiene propiedades uniformes en casi todas las direcciones, pero al menos en dos de ellas. La disposición de las telas en las planchas al aire superior 35 e inferior 40 es cuasi-isótropa con las fibras con una orientación de 0º/90º/45º/-45º. Las fibras se distribuyen en aproximadamente en orientaciones a partes iguales teniendo, aproximadamente el 25 por ciento con una orientación de 0º, aproximadamente el 25 por ciento con una orientación de 90º, aproximadamente el 25 por ciento con una orientación de 45º, aproximadamente el 25 por ciento con una orientación de -45º.

La disposición cuasi-isótropa de las planchas al aire superior 35 e inferior 40 evita la deformación procedente de la contracción no uniforme durante la fabricación. La orientación de las planchas al aire también prevé una rigidez casi uniforme en todas las direcciones de las planchas al aire 35, 40. Alternativamente, se pueden usar otros tipos de materiales compuestos, con orientaciones variadas, para fabricar las planchas al aire superior 35 e inferior 40. Por ejemplo, alternativamente, las planchas al aire se pueden formar con orientaciones distintas a la de la disposición cuasi-isótropa.

Las planchas al aire superior 35 e inferior 40 se fabrican en la presente forma de realización siguiendo los siguientes pasos. Primero, se fabrican las planchas al aire superior 35 e inferior 40 por conformado manual usando rollos de tela tejida cuasi-isótropa. Alternativamente, las planchas al aire 35 y 40 se pueden fabricar preferentemente por procedimientos de conformado automatizados. A las fibras de las planchas al aire superior e inferior 35, 40 se les da una orientación predeterminada como la descrita dependiendo de las propiedades deseadas.

Aunque las planchas al aire superior 35 e inferior 40 se fabrican usando un proceso de conformado manual, el núcleo 45, incluyendo las planchas al aire 35, 40 se puede fabricar alternativamente por otros procedimientos como la extrusión por estirado, el moldeo por transferencia de resina (RTM), el curado en vacío y el bobinado de filamentos y otros procedimientos conocidos por los expertos en la técnica de fabricación de materiales compuestos, que, por lo tanto, no se describen en detalle en la presente memoria descriptiva. Los detalles de estos procedimientos se describen en el Manual de Materiales Tecnológicos, Materiales Compuestos, Volumen 1, AJM Internacional (1993). Además, las planchas al aire y las piezas del núcleo se pueden fabricar alternativamente como un único componente por ejemplo por extrusión por estirado de un panel en sándwich único con unas planchas al aire superior e inferior y un núcleo de tubos.

Como se muestra en la figura 3, cada una de las planchas al aire únicas superior 35 e inferior 40 se pueden adherir a una pluralidad de tubos. Alternativamente, un número indefinido de planchas al aire y un número indefinido de tubos se pueden conectar para formar el panel en sándwich de la cubierta para una sección modular. También, alternativamente, se pueden prever varios tamaños y configuraciones de las planchas al aire y de los núcleos para adaptarlos a diversas aplicaciones. La cubierta resultante 32 se prevé como un componente estructural unitario que se puede usar por sí mismo o como un componente de una sección modular 30 para así construir con él una estructura de soporte incluyendo un puente u otra estructura. La cubierta 32 se puede usar en otras aplicaciones estructurales como las descritas en la presente memoria descriptiva.

Como se muestra en las figuras 1 y 7, los tres paneles en sándwich 34, 34', 34'' se juntan en los bordes laterales adyacentes 33, 33', 33'' para formar una superficie plana 29 de la cubierta. Generalmente la cubierta 32 se posiciona sobre toda la extensión de las superficies superiores 57, 58 de las aletas 51, 52 de las vigas 50 (figuras 1 y 5).

Cada panel en sándwich 34 contiene un canal en C 39 en cada extremo 44 para unir los paneles en sándwich 34', 34'' formando la cubierta 32. Como se muestra en la figura 7, se inserta un cierre de llave deslizante interna 67 dentro de los canales en C adyacentes 39, 39' para unir los paneles en sándwich adyacentes 34, 34'. El cierre de llave deslizante 67 está formada preferentemente de un material compuesto de polímero en bruto incluyendo, pero no limitado a éste, una mezcla concreta de material compuesto de polímero. Se prefiere un cierre de llave deslizante 67 formado de un polímero debido a sus propiedades de resistencia química y a la corrosión. Alternativamente, el cierre de llave deslizante 67 se puede formar de otros materiales diferentes como la madera, el hormigón o el metal.

El cierre de llave deslizante 67 se une con los paneles en sándwich 34, 34' por medio de un adhesivo como por ejemplo un adhesivo epoxi de curado a temperatura ambiente u otro medio de unión. Alternativamente, el cierre de llave deslizante 67 se puede fijar con fijaciones que incluyen los remaches y los tornillos, y similares.

Se podrían utilizar para formar una cubierta otros procedimientos de unión de los paneles en sándwich adyacentes incluyendo juntas planas con placas de refuerzo externas sobre las superficies superior e inferior de los paneles en sándwich, juntas de láminas empotradas con las placas de refuerzo, juntas retenidas externamente con paneles en sándwich unidos en una conexión doble, juntas de ajuste coincidentes, y juntas de solape de láminas. Estas juntas y procedimientos de unión son conocidos por los expertos en la materia y, por lo tanto, no se describen en detalle en la presente memoria descriptiva.

La viga

Volviendo a las figuras 1 y 2, la sección modular 30 también incluye tres vigas 50, 50', 50''. Alternativamente se puede usar un número indefinido de vigas para construir una sección modular 30 del puente 20, dependiendo de los requerimientos de anchura, luz y carga deseados. Generalmente cada uno de las vigas 50, 50', 50'' en el puente 20 es idéntico en longitud, anchura y profundidad. Sin embargo, en la sección modular 30 del puente de la presente invención se pueden usar vigas de diferentes longitudes y/o anchuras.

Como se muestra en la figura 5, cada una de las vigas 50 comprende aletas laterales 51, 52 que se posicionan y se soportan sobre una de las dos piezas de soporte 22. Cada una de las vigas 50 tiene un alma intermedia 53 que se extiende entre las aletas 51, 52 y por debajo de éstas. El alma intermedia 53 incluye una pared lateral inclinada 54, inclinada generalmente en diagonal con relación a la plancha al aire inferior 40. Las aletas 51, 52 y el alma intermedia 53 se extienden longitudinalmente por toda la longitud de las vigas 50. La configuración de las aletas y del alma intermedia puede tomar una variedad de configuraciones en las formas de realización alternativas.

Las aletas 51, 52 de las vigas 50 están separadas, y cada una tiene una superficie superior generalmente plana 57, 58. Las superficies superiores 57, 58 están en contacto con las planchas al aire inferiores 40 para prever soporte a éstas. Las superficies superiores 57, 58 de cada aleta 51, 52 también prevén una superficie para unir o remachar la viga 50 al panel en sándwich 34. Las aletas 51, 52 generalmente se posicionan paralelos a la superficie inferior 42 de las planchas al aire inferiores 40.

Las paredes laterales inclinadas 54 de las vigas 50 se extienden en ángulo desde las aletas 51, 52. Preferentemente, este ángulo está comprendido entre aproximadamente 20º y 35º (preferentemente 28º aproximadamente) desde la perpendicular vertical de las superficies superiores planas 57, 58 de una aleta adyacente respectiva 51, 52. Las vigas 50 se diseñan para una fabricación y un manejo simples.

El alma intermedia 53 también tiene piso curvado 68 entre las paredes inclinadas laterales 54. El piso 68 se extiende a lo largo de toda la longitud de la viga 50. El piso 68 define un fondo a través de la viga de forma de U 50.

Preferentemente, en el piso 68 las fibras se orientan de forma unidireccional sustancialmente en la dirección longitudinal de la viga 50. Dicha orientación unidireccional de la fibra prevé a esta viga 50 con la rigidez a flexión suficiente para cumplir los requerimientos de diseño, particularmente a lo largo de su extensión longitudinal.

En las paredes laterales inclinadas 54 del alma 53, las fibras se orientan de forma óptima para cumplir los criterios de diseño, preferentemente en una orientación sustancialmente cuasi-isótropa. Se necesita un número importante de capas orientadas a \pm45º para soportar las cargas de cortadura transversales.

Las paredes laterales inclinadas 54 y el piso curvado 68 prevén estabilidad dimensional a la forma de la viga 50 durante el conformado. Las aletas 51, 52 y el alma intermedia 53 de la viga 50 forman una sección transversal abierta en forma de U. La viga 50 se diseña para soportar cargas en múltiples direcciones. Las paredes laterales inclinadas 54 transfieren la carga entre la cubierta (carga de compresión) y el piso (carga de tracción), y distribuyen la carga de reacción a las piezas de soporte. Como la viga 50 constituye una pieza abierta, la viga resultante 50 prevé flexibilidad de torsión durante el transporte y el ensamblaje. Sin embargo, cuando se conecta la viga 50 con la cubierta 32, la combinación de éstos forma una sección cerrada que es extremadamente rígida y resistente. Se pueden prever formas y configuraciones de la viga 50 alternativas.

Como se observa en las figuras 4 y 5, cada una de las aletas 51, 52 de las vigas 50 también tiene superficies inferiores respectivas 71, 72. Cada una de las superficies inferiores 71, 72 prevé una superficie para posicionar la viga 50 sobre las columnas 23 de las piezas de soporte 22 (figura 5). En la construcción del puente 20, las vigas 50 se posicionan sobre la almohadilla de carga 24 de las columnas 23 de las piezas de soporte 22 para prever un puente simplemente apoyado (figuras 4 y 5).

En el puente 20, los soportes de forma de U 50 se soportan en extremos opuestos 55, 56 por medio de las piezas de soporte 22. Las vigas de forma de U 50 tienen la resistencia, rigidez y dureza suficientes para la luces pequeñas que se prevén sin apoyo en la parte central 69 entre los extremos 55, 55 apoyados por las piezas de soporte 22. Alternativamente, si se desea o dependiendo de los requerimientos de la longitud de luz, las vigas se pueden apoyar en una variedad de localizaciones interiores entre los extremos.

Las vigas 50, 50', 50'' también se posicionan horizontalmente adyacentes una con otra sobre las piezas de soporte 22. Cada una de las aletas 51, 52 de cada viga 50 tiene un borde exterior (figura 5). Como se representa en la figura 5, los bordes exteriores adyacentes 74, 74' de las vigas adyacentes 50, 50' preferentemente forman una junta de contacto 76. Como se muestra en la figura 5, las aletas 51', 52 de las vigas adyacentes 50, 50' se unen preferentemente de modo que las aletas no se extiendan una por encima de otra ni se solapan con el alma media 53 de las almas de soporte 53, 53'. Alternativamente, se pueden prever otras juntas incluyendo las juntas en las que las aletas solapan a las aletas adyacentes sin solapar la porción media de la viga.

La figura 6 representa un montante transversal interno 84 insertado dentro de la abertura a través de los extremos 55, 56 de la viga 50. El montante 84 incrementa la estabilidad a torsión de la viga 50 para el manejo y mantiene la estabilidad de la pared durante la instalación. Por lo tanto, las vigas 50 del puente 20 prevén una mejora con respecto a las vigas de hormigón y acero anteriores que son extremadamente rígidas y se pueden deformar permanentemente o agrietar si se someten a esfuerzos o cargas de torsión durante el transporte. Alternativamente, se pueden insertar varias configuraciones y formas dentro o sobre el lado visto de la cubierta y/o las vigas de la sección estructural modular para prever de estabilidad al sistema estructural modular 30.

Cada viga 50 en el puente 20 se coloca a mano usando telas de fibra de vidrio tejidas de peso elevado. La viga 50 se puede formar en un molde que tiene la forma correspondiente a la del contorno de la viga 50. Los procedimientos de conformado manual son bien conocidos por los expertos en la materia y no es necesario describir los detalles de éstos en la presente memoria descriptiva. Alternativamente, cada viga 50 se puede fabricar por procedimientos de conformado automatizados.

La tela usada en las paredes laterales inclinadas 54, 58 es una tela de 4 capas cuasi-isótropa y una matriz de resina de poliéster. La viga 50 se puede fabricar hasta un determinado espesor, usando el conformado a mano u otro procedimiento. Preferentemente se añade al piso de las vigas 50 una capa adicional de vitrofibra de refuerzo unidireccional de un espesor determinado intercalada entre las telas cuasi-isótropas para aumentar más su resistencia a la flexión. El espesor total de las vigas 50 puede variar en un rango de espesores. Preferentemente el espesor de las vigas está comprendido entre 1,27 cm y 7,62 cm (0,5 y 3 pulgadas) aproximadamente. Las paredes laterales inclinadas 54 y el piso 68 prevén estabilidad dimensional a la forma de la viga 50 durante el conformado.

Como se explicó con respecto al núcleo 45 y a las planchas al aire superior e inferior 35, 40, las vigas 50 se pueden fabricar alternativamente por medio de otros procedimientos como la extrusión por estirado, el moldeo por transferencia de resina (RTM), el curado en vacío y el bobinado de filamentos y otros procedimientos conocidos por los expertos en la técnica de la fabricación de materiales compuestos, por lo que no se describen los detalles de éstos en la presente memoria descriptiva.

Cada uno de las vigas 50 mostradas en las figuras 1-7, que están formadas de materiales compuestos de matriz de polímero, pesa menos de 1.632 Kg (3600 libras) para un diseño de 914 cm (30 pies) de luz. Alternativamente, las vigas 50 se pueden prever con pesos apropiados correspondientes a la luz, la anchura y el espacio aplicables.

En la construcción del puente 20, las aletas laterales 51, 52 de las vigas 50 se posicionan en las columnas adyacentes 31 de las piezas de soporte 22. El alma intermedia 53, incluyendo las paredes laterales inclinadas 54 y el piso curvado 68, se posiciona en el seno 38 de las vigas 50. Las piezas de soporte 22 prevén estabilidad a los componentes bajo carga, evitan el desplazamiento lateral y facilitan la transferencia de carga desde la cubierta a través de las vigas y las piezas de soporte.

Las vigas 50 también se prevén preferentemente con extremos longitudinales 55, 56 configurados para unir solapadamente las vigas adyacentes 50, 50' y asegurarlas así longitudinalmente. Por lo tanto, se pueden construir puentes y estructuras de soporte de varias luces, incluyendo luces más largas que las vigas 50, uniendo vigas de extremo a extremo en esta forma. Si se usasen juntas con solape, las capas superpuestas se fijarían con un adhesivo o por un medio mecánico. Las juntas también se podrían formar con un bloqueo inherente en las juntas de solape.

Como se muestra en las figuras 1, 2, y 5, la cubierta 32 se posiciona por encima de modo que ésta generalmente se superpone en toda su extensión a las superficies 58, 57' de las aletas adyacentes 51, 51'. La cubierta 32 también se posiciona generalmente paralela con las superficies superiores 57, 57', 58, 58' de las aletas 51, 51', 52, 52' proporcionando de ese modo una superficie para adherir o remachar las vigas a la cubierta.

La cubierta 32 se conecta con las vigas 50 insertando remaches 80 por agujeros 66 a través de la plancha al aire inferior 40 y por agujeros 78 a través de las aletas 51, 52 (figuras 5-7). A continuación, los remaches 80 se fijan con tuercas 81 u otro medio de fijación. Preferentemente, los remaches 80 se insertan en agujeros 78 que se extienden a lo largo de la luz de las aletas 51, 52 a intervalos de aproximadamente dos pies. En los extremos 55, 56 de las vigas 50 la separación de los remaches 80 se reduce preferentemente a aproximadamente un pie. Preferentemente se inserta una fila de remaches 80 a través de cada una de las aletas 51, 51', 52, 52' de las vigas adyacentes 50, 50'.

Para posicionar los remaches y acceder a ellos para fijarlos, se forman agujeros 79 a través de la plancha al aire superior 35 y la superficie superior 47 de los tubos 46. Estos agujeros 79 tienen un diámetro predeterminado suficiente para permitir la inserción de los remaches dentro del centro hueco de los tubos 46. Estos agujeros 79 también se alinean con los agujeros 66, 78 en las planchas al aire inferiores 40 y en las aletas 51, 52.

Además del remachado, las aletas 51, 52 y la cubierta 32 también se unen juntas usando preferentemente un adhesivo como la pasta de juntas o adhesivos similares. De este modo, se forma preferentemente una combinación de unión adhesiva y mecánica entre las vigas 50, 50', 50'' y la cubierta 32.

Alternativamente, se puede prever otro medio de conexión para conectar la cubierta a las vigas incluyendo otros elementos de fijación mecánica como los remaches estructurales de alta resistencia y similares. La cubierta y las vigas se pueden conectar alternativamente con remaches o adhesivos únicamente o por medio de otra fijación.

También, como se representa en la figura 1, el puente 20 se prevé preferentemente con una superficie de desgaste 21 añadida a la superficie superior 75 de la cubierta 32. La superficie de desgaste 21 está formada de un hormigón de polímero o un asfalto de baja temperatura. Alternativamente, esta superficie de desgaste se puede formar de una variedad de materiales incluyendo el hormigón los polímeros, los polímeros reforzados de fibra, la madera, el acero o una combinación de éstos, dependiendo de las aplicaciones.

Construcción de una estructura de soporte en forma de puente de tráfico

Para construir el puente 20 descrito en la figura 1, cada una de las piezas de soporte 22 incluyendo las columnas de hormigón verticales 31 se prevé con almohadillas de carga 24 y se posiciona en una posición y distancia predeterminada dependiendo de la luz. Las columnas verticales adyacentes 31 se separan lateralmente a una distancia predeterminada correspondiente a la distancia de separación entre las aletas 51, 52 de las vigas 50, 50', 50''. Las piezas de soporte 22 también se separan longitudinalmente una distancia predeterminada aproximadamente igual a la longitud de separación de los extremos 55, 56 de las vigas 50, 50', 50'' que se van a soportar.

Como se muestra en las figuras 4 y 5, a continuación las vigas se posicionan sobre las piezas de soporte 22. Las aletas laterales 51, 52 de cada viga 50 se posicionan sobre las columnas verticales adyacentes 31 de las piezas de soporte 22 y se soportan por medio de dichas columnas como se describe. Además, cada uno de los extremos longitudinales 55, 56 de las vigas 50, 50', 50'' se posiciona sobre una pieza de soporte 22 y se soporta por medio de ésta. Las aletas adyacentes 52 y 51' de las vigas adyacentes 50 y 50' se posicionan adyacentes una con otra en una columna única 31.

A continuación, los paneles en sándwich adyacentes 34, 34' se posicionan y se bajan sobre las vigas 50, 50', 50''. Los paneles en sándwich 34 también se alinean próximos a los paneles en sándwich adyacentes 34' y se conectan con el cierre de llave deslizante 67 o con otro medio de conexión como se describe más arriba. La cubierta 32 se alinea preferentemente con las vigas 50, 50', 50'' de modo que los extremos longitudinales de la cubierta 32 se alineen en posición con los extremos que definen la longitud de las vigas 50. Del mismo modo, los extremos 86, 87 que definen la anchura de la cubierta 32 se alinean preferentemente por encima de los bordes exteriores 88, 89 de las vigas 50 que definen la anchura de los tres vigas 50, 50', 50''.

A continuación se fija la cubierta 32 a las vigas 50, como se describe más arriba, usando adhesivos, elementos de fijación que incluyen, entre otros, remaches, tornillos o elementos similares, otro medio de conexión o alguna combinación de éstos. Como se muestra en la figura 1, la cubierta se completa después de alinear y conectar cada uno de los paneles en sándwich 34, 34', 34''. El puente 20 incluye quitamiedos a lo largo de cada lado de la luz del puente 20.

Alternativamente, se pueden añadir quitamiedos, aceras y otros componentes accesorios al puente. Dichos componentes accesorios se pueden formar de materiales compuestos de matriz de polímero como los descritos en la presente memoria descriptiva u otros materiales incluyendo el acero, la madera, el hormigón u otros materiales compuestos.

Alternativamente, se puede construir el puente usando otros procedimientos de soporte y de construcción conocidos por los expertos en la materia. Según la presente invención, se puede prever un puente 20 como un kit que comprende al menos una sección estructural modular 30 con una cubierta 32 que incluye al menos un panel en sándwich 34 y al menos una viga 50 y, preferentemente, un medio de conexión para conectar la cubierta 32 y las vigas 50. Dicho kit se puede transportar hasta el emplazamiento de construcción. Alternativamente, se puede prever un kit para construir una estructura de soporte que comprenda al menos una sección estructural modular con al menos un panel en sándwich configurado y formado de un material adecuado para construir una estructura de soporte sin requerir una viga.

El uso del puente 20 en terrenos remotos (por ejemplo, en usos de entibado, de minería, de aparcamiento o en usos militares) se facilita por medio de dichos kits que pueden tener componentes que incluyen las secciones modulares 30 con una cubierta 32 incluyendo paneles en sándwich 34 y al menos una de las vigas 50, cada uno de los cuales se puede dimensionar para tener dimensiones menores que una variedad de limitaciones dimensionales de varias formas de transporte incluyendo los camiones, el transporte por vía férrea, los buques y los aviones. Por ejemplo, la viga 50 y el panel en sándwich se pueden dimensionar con dimensiones para caber dentro de un contenedor de transporte normalizado con dimensiones de 8 pies por 8 pies por 20 pies. Además, los componentes se pueden dimensionar alternativamente para caber dentro de los remolques articulados de camiones de autopista que tienen una dimensión normalizada de hasta 3,66 m (12 pies) de ancho. Además, dicho kit se puede prever con dimensiones que cabrían dentro de los aviones de carga o dentro de los cascos de los barcos u otro medio de transporte. Además, los componentes, incluyendo, entre otros, la viga en forma de U 50 y el panel en sándwich 34 se pueden prever como se describe para que sean apilables uno dentro de otro o uno sobre otro para usar y maximizar el espacio de transporte y almacenamiento. El bajo peso de los componentes de la sección modular 30 también mejora la facilidad de transporte y el coste de dicho transporte.

Los componentes modulares livianos de la sección estructural modular 30 también facilitan el preensamblado y el posicionamiento final con equipo de carga ligero al construir el puente. Como se describe, el puente 20 de la presente invención se puede construir fácilmente. Por ejemplo, para un puente 20 de una luz de 9,144 m (30 pies), un equipo de tres hombres usando una cargadora de ataque frontal o una carretilla elevadora u una pequeña grúa pueden construir el puente en un tiempo de aproximadamente cinco a diez días de trabajo. Comparado con los puentes construidos por medio de materiales convencionales de acero y hormigón, el puente de autopista 20 tiene aproximadamente el veinte por ciento del peso de un puente de dimensiones similares construido de materiales convencionales. Estructuralmente, el puente 20 también prevé un puente de soporte de tráfico de autopista diseñado para reducir el riesgo de fallo previendo recorridos de carga redundantes entre la cubierta y los soportes. Además, la rigidez y resistencia específicas superan por mucho la de los puentes construidos de materiales convencionales, siendo en la forma de realización mostrada en las figuras 1-7 de aproximadamente al menos un 60 por ciento mayores que en los puentes convencionales.

El puente 20 de la presente invención también se puede construir para reemplazar un puente existente, y por ello, utilizar las piezas de soporte existentes del puente existente. Antes de llevar a cabo los pasos de construcción del puente descrito más arriba, se debe retirar la luz existente de un puente existente, manteniendo mientras tanto las partes de soporte existentes. A continuación se puede colocar al menos uno de las vigas 50 sobre las piezas de soporte existentes y el puente 20 construido como se describe. Alternativamente, las piezas de soporte adicionales se pueden posicionar o moldear sobre los soportes existentes y a continuación se puede construir el puente según el procedimiento descrito en la presente memoria descriptiva.

Además, la sección estructural modular 30 o sus componentes incluyendo la viga 50 o la cubierta 32 también se pueden usar para reparar un puente. Como se describe, se puede retirar una sección de un puente existente y se puede reemplazar por una sección estructural modular 30 o por un componente de la viga 50 o por la cubierta 32. Además, un puente 20, una vez construido, se puede reparar fácilmente retirando y reemplazando una sección estructural modular 30, un panel en sándwich 34 o una viga 50. Dicha reparación se puede hacer rápidamente sin maquinaria pesada o mano de obra importante.

El puente 20 de la presente invención también se puede prever con una variedad de anchuras y luces, dependiendo del número, la anchura y la longitud de las secciones estructurales modulares 30. La luz del puente se define por la longitud del puente extendida por la abertura o separación sobre la que se coloca el puente. De este modo, la configuración de la sección estructural modular 30, con su panel en sándwich 34 y su viga 50, prevé flexibilidad en el diseño y la construcción de puentes y otras estructuras de soporte. Por ejemplo, en formas de realización alternativas, se podría soportar un único panel de sándwich por medio de uno o más vigas en ambas direcciones de luz y de anchura. Igualmente, un única viga puede soportar una porción o la totalidad de uno o más paneles en sándwich. La longitud y la anchura de los paneles en sándwich separados 34 tampoco necesita corresponderse con la longitud y la anchura de las vigas 50 en una sección modular 30 del puente 20 construido de éstos. Alternativamente, se puede usar un número variado de paneles en sándwich para prever la luz y la anchura deseadas del puente.

Los paneles en sándwich adyacentes 34, 34' se pueden unir longitudinalmente en la dirección de la luz 21 del puente 20, como se muestra en la figura 1, y/o lateralmente en la dirección de la anchura del puente. Así, también se puede prever un puente con una variedad de carriles de desplazamiento.

Como las vigas 50 también se pueden soportar en una variedad de posiciones a lo largo de su longitud, la luz del puente está limitada por la longitud de las vigas. La luz del puente 20 mostrado en la figura 2 coincide con la longitud de las vigas 50. Sin embargo, en otras formas de realización, las vigas se prevén para que se puedan unir longitudinalmente con las vigas adyacentes para formar un puente con una luz que comprenda la suma de las longitudes de las vigas.

El puente 20 de la presente invención es un puente simplemente apoyado que se diseña para cumplir las especificaciones AASHTO como se incorpora previamente por referencia en la presente memoria descriptiva. Así, el puente cumple al menos las normas específicas AASHTO y otras normas incluyendo el criterio siguiente. El puente soporta una carga de un camión AASHTO HS20-44 de 32.660 kg (72.000 lb) de peso en el centro de cada uno de los cuatro carriles. El puente también se diseña de modo que la deflexión máxima (en pulgadas) bajo una carga variable sea menor que la luz dividida por 800. La deflexión permisible para una luz de 18,288 metros (60 pies) sería menor de 2,29 cm (0,9 pulgadas). Además, el puente cumple las normas de California por las que para luces simples menores de 44,2 metros (145 pies) la carga HS como se define por las normas AASHTO produce un momento y una deflexión mayores que las cargas del carril o cargas variables.

El puente 20 también se diseña para cumplir ciertos criterios de resistencia. El puente 20 tiene un margen de seguridad positivo que usa una "primera-capa" como el criterio de fallo y un factor de seguridad de cuatro (4.0); que se usa comúnmente en la construcción de puentes para tener en cuenta la carga negligente, los multiplicadores de carga, y los factores de reducción de resistencia del material. Un margen de seguridad se entiende por los expertos en la materia, y por ello, no se describen los detalles en la presente memoria descriptiva.

Además, el puente se diseña y se configura de modo que su valor propio de pandeo E.V (Eigen Value) sea \alpha/FS>l, en el que (E.V) es el valor propio de pandeo, \alpha es el factor de reducción de dicha sección estructural modular, y FS es el factor de seguridad. Dichas consideraciones de pandeo también son conocidas por los expertos en la materia y por ello no se describen en detalle en la presente memoria descriptiva.

En el puente mostrado en las figuras 1-7, las cargas de cortadura se deben transmitir entre el alma 53 y las aletas 51, 52 de las vigas 50, 50', 50'' y los paneles en sándwich 34, 34' de la cubierta 32. Esta transferencia de carga se consigue en esta forma de realización del puente 20 por medio de remaches. La máxima carga de cortadura esperada es de aproximadamente 1.818 kg (4.000 libras), mientras que la capacidad de carga excede los 7.727 kg (17.000 libras). El comportamiento a deformación y a fractura aparece dúctil, en vez del fallo catastrófico, llevando a la redistribución de carga a los remaches circundantes. Los paneles en sándwich 34, al igual que las vigas 50, que están construidas de un material compuesto de matriz de polímero que es resistente, en lo que concierne al medio ambiente, a la corrosión y al ataque químico, también se pueden almacenar a la intemperie, incluyendo el emplazamiento de construcción del puente 20, sin deterioro ni daños al medio ambiente. Los paneles en sándwich 34 y las vigas 50 preferentemente se recubren con una solución coloidal o se pintan con una capa externa que contiene un inhibidor UV. Además, los paneles en sándwich 34 y las vigas 50 se pueden usar en aplicaciones en ambientes corrosivos o químicamente destructivos como los de las aplicaciones marítimas, las plantas químicas o las zonas con concentraciones de agentes químicos.

A continuación se describirá con más detalle la invención en el siguiente ejemplo no restrictivo.

Ejemplo

Se construyó una cubierta de tubos trapezoidales para el puente de 9,144 m (30 pies) descrito. Los paneles en sándwich se construyeron comprendiendo una profundidad de 16,51 cm (6,5 pulgadas) con tubos trapezoidales de vidrio-E/viniléster y planchas al aire de fibras de vidrio-E. Los tubos trapezoidales se fabricaron por conformado manual. Los tubos tenían una sección trapezoidal de 0,635 cm (0,25 pulgadas) de espesor con un 80 por ciento de telas a \pm45º con un 20 por ciento de fibras de tracción a 0º. Además, se aplicó a las superficies superior e inferior un piso de 0,635 cm (0,25 pulgadas) de espesor con el 100 por cien de las fibras a 0º. Los tubos conformados manualmente tenían un volumen de fibra de aproximadamente el 40 por ciento.

La cubierta incluía los paneles en sándwich que tienen una longitud de 2,29 m (7,5 pies) en la dirección de la luz y una anchura de 4,57 m (15 pies) en la dirección transversal a la luz. El puente estaba simplemente apoyado en los extremos de la luz de 9,144 m (30 pies). La cubierta se diseñó para tener una profundidad límite de 22,86 cm (9 pulgadas) con una superficie de desgaste de 1,905 cm (0,75 pulgadas) de hormigón de polímero unido a la zona superior de la cubierta, dejando 20,96 cm (8,25 pulgadas) para el panel en sándwich. Las planchas al aire tenían 2,16 cm (0,85 pulgadas) de espesor con una disposición de 0º/45º/90º/-45º.

Cada una de las planchas al aire superior e inferior se fabricó con capas alternas de telas cuasi-isótropas y unidireccionales. Las capas exteriores cuasi-isótropas prevén durabilidad mientras que las capas unidireccionales añaden rigidez y resistencia. La plancha al aire superior incluía una construcción de múltiples capas. La plancha al aire superior incluía una capa inferior de tela cuasi-isótropa de 1.474 g (52 onzas), una capa intermedia de 3 capas de tela unidireccional de 1.360 g (48 onzas) y una capa superior de 12 capas de tela cuasi-isótropa de 1474 g (52 onzas).

Del mismo modo, la plancha al aire inferior incluía una construcción de múltiples capas. La plancha al aire inferior incluía una capa superior de tela cuasi-isótropa de 1474 g (52 onzas), una capa intermedia de 3 capas de tela unidireccional de 1.360 g (48 onzas) y una capa superior de 12 capas de tela cuasi-isótropa de 1474 g (52 onzas).

Se aplicó una carga por rueda en una sección de la cubierta según las normas AASHTO 22-44 usando un banco hidráulico de carga. Una carga axial total de 32 kilolibras se debe soportar por un panel lateral de 7,5 de largo sin ninguna contribución del panel adyacente. Cada carga por rueda es de 16 kilolibras. La carga por rueda se despliega sobre un área de aproximadamente 40,64 cm (16 pulgadas) por 50,8 cm (20 pulgadas) que es el tamaño de una huella doble de neumático de camión.

Se usó un modelo en ÁBACO para generar las líneas de esfuerzos en todas las direcciones de la región crítica.

El puente cumple el margen de seguridad definido como

\text{MS} = \frac{\text{tensión permisible}}{\text{tensión aplicada}}-1

con un margen de seguridad positivo que indica que no hay fallo en la carga de diseño.

Bajo estas condiciones de carga, la condición crítica para la cubierta de vidrio-E es la de esfuerzo cortante interlaminar. En esta cubierta, el fallo se produce primero en la sección superior de extrusión por estirado de la capa externa entre la zona superior de extrusión por estirado y la pieza diagonal. El fallo se producirá a una carga de 2,51 veces 32 kilolibras o a 80 kilolibras aproximadamente.

La cubierta también se diseñó para mantener una rigidez de flexión no inferior a 80 kilolibras/pulgada que es la rigidez de una losa de hormigón equivalente. La cubierta se diseñó además para soportar una última carga de diseño de 90 kilolibras que es aproximadamente dos (2) veces la de carga de tráfico por rueda de las especificaciones AASHTO.

La cubierta mostró una rigidez consistente de 85 kilolibras/pulgada bajo un ciclo de carga de hasta 180 kilolibras. La cubierta también soportó 218 kilolibras que es el límite máximo del dispositivo de carga antes de mostrar una caída en la rigidez hasta 79 kilolibras/pulgada.

En los dibujos y en la memoria descriptiva, se ha establecido a continuación una forma de realización de la invención y, aunque se emplean términos específicos, los términos se usan únicamente en sentido genérico y descriptivo y no con el propósito de limitar, el alcance de la invención que se establece a continuación en las siguientes reivindicaciones.

Claims

1. Una estructura de soporte de carga para un puente o sistema de carga en cubierta que comprende al menos una sección estructural modular (30) y un medio de soporte (22), estando soportada la sección estructural modular sobre el medio de soporte y conectada a éste, comprendiendo dicha sección estructural modular (30) una cubierta de carga (32), caracterizada porque la cubierta de carga (32) incluye al menos un panel en sándwich (34) con una capa superior (35), una capa inferior (40) y un núcleo (45) que incluye una pluralidad de piezas (46) del núcleo sustancialmente alargadas, huecas, incluyendo cada una de dichas piezas alargadas del núcleo un par de paredes laterales (48, 49) que se disponen en un ángulo oblicuo hasta una de dichas capas superior e inferior (35, 40) de modo que cuando un par de paredes laterales y dichas capas superior e inferior (35, 40) se observan en sección transversal, definen una forma poligonal, y en la que al menos una porción de dicha sección estructural modular (30) está formada de un material compuesto de matriz de polímero que comprende fibras de refuerzo y una resina de polímero.

2. Una estructura de soporte de carga según la reivindicación 1, en la que el material compuesto de matriz de polímero está formada por extrusión por estirado.

3. Una estructura de soporte de carga según la reivindicación 1 o la reivindicación 2 caracterizada porque al menos una de dichas secciones estructurales modulares además comprende al menos una viga (50) que tiene un par de aletas laterales (51, 52) posicionadas en uno de dichos medios de soporte o soportadas por uno de ellos, que además comprende un alma intermedia (53) situada entre dicho par de aletas laterales y extendiéndose por debajo de ellas, y al menos uno de dichos paneles en sándwich (34) soportado por medio de al menos una de dichos vigas.

4. Una estructura de soporte de carga según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque dichas piezas alargadas del núcleo (46) se alinean longitudinalmente en la dirección de la luz de dicha estructura de soporte.

5. Una estructura de soporte de carga según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque dichas piezas alargadas del núcleo (46) se alinean transversalmente en la dirección de desplazamiento de la luz de dicha estructura de soporte.

6. Una estructura de soporte de carga según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque dichas piezas alargadas del núcleo (46) tienen una sección transversal que define un trapezoide.

7. Una estructura de soporte de carga según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque dichas piezas alargadas del núcleo (46) se forman de un material compuesto de matriz de polímero que comprende fibras de refuerzo y una resina de polímero.

8. Una estructura de soporte de carga según la reivindicación 7, caracterizada porque dichas piezas alargadas del núcleo (46) se forman por extrusión por estirado de un material compuesto de matriz de polímero que comprende fibras de refuerzo y una resina de polímero.

9. Una estructura de soporte de carga según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque dicha capa superior comprende una plancha al aire superior (35), y dicha capa inferior comprende una plancha al aire inferior (40), estando formadas dichas capas superior e inferior de un material compuesto de matriz de polímero que comprende fibras de refuerzo y una resina de polímero.

10. Una estructura de soporte de carga según la reivindicación 9, caracterizada porque el material compuesto de matriz de polímero está formada por extrusión por estirado y porque las planchas al aire superior (35) e inferior (40) y la superficie superior del núcleo (45) y la superficie inferior del núcleo (45) se forman con las piezas (46) del núcleo en una sola pieza por extrusión por estirado.

11. Una estructura de soporte de carga según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque al menos uno de dichos paneles en sándwich (34) comprende una pluralidad de paneles en sándwich interconectados.

12. Una estructura de soporte de carga según la reivindicación 11, caracterizada porque dichos paneles en sándwich interconectados (34) forman el soporte para la cubierta (32) que soporta una superficie de desgaste que solapa una superficie superior de la cubierta.

13. Una estructura de soporte de carga según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque cada una de dichas piezas del núcleo alargadas (46) tiene una de dichas paredes laterales posicionada generalmente adyacente a una de las paredes laterales de una pieza del núcleo alargada adyacente (46) y otra de dichas paredes laterales posicionada adyacente a otra de dichas paredes laterales de una pieza del núcleo alargada adyacente (46).

14. Una estructura de soporte de carga según la reivindicación 3, caracterizada porque dicho medio de soporte (22) comprende al menos una pieza de soporte (31), en la que al menos una de dichas vigas (50) y al menos una de dichas piezas de soporte (31) se forman de un material compuesto de matriz de polímero que comprende fibras de refuerzo y una resina de polímero.

15. Una estructura de soporte de carga según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por una superficie de desgaste que solapa una superficie superior de dicha cubierta para soportar el tráfico peatonal y de vehículos.

16. Una estructura de soporte de carga según la reivindicación 1, caracterizada por un medio de soporte modular (50) que soporta dicha cubierta (32), estando conectada dicha cubierta (32) con dicho medio y estando soportada en dicho medio de soporte modular (50).

17. Una estructura de soporte de carga según la reivindicación 16, caracterizada porque dicho medio de soporte modular (50), de al menos una de dichas secciones modulares (30), comprende al menos una viga (50), que tiene un par de aletas laterales (51, 52) adaptadas cada una de dicho par de aletas laterales (51, 52) para ser posicionadas sobre una pieza de soporte (31) y ser soportadas por ésta, comprendiendo además dicha al menos una viga (50) un alma intermedia (68) que se extiende entre dichas aletas (51, 52) y por debajo de ellas, y al menos uno de dichos paneles en sándwich (34) soportado por medio de al menos una de dichas vigas (50).

18. Una estructura de soporte de carga según las reivindicaciones 7 u 8, caracterizada porque al menos una porción de dichas fibras de refuerzo de al menos una de dichas piezas del núcleo alargadas (46) se orientan de forma unidireccional entre las porciones de extremos opuestos longitudinales de dichas piezas del núcleo alargadas (46).

19. Una estructura de soporte de carga según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque dichas capas superior e inferior (35, 40) generalmente son paralelas y cada una de dichas partes alargadas (46) además comprende al menos una pared lateral vertical dispuesta generalmente perpendicular a dichas superficies superior e inferior (35, 40), proporcionando dicha pared lateral vertical el soporte estructural para dichas superficies superior e inferior (35, 40).

20. Una estructura de soporte de carga según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque al menos una de dichas capas superior e inferior (35, 40) está formada de una pluralidad de capas de sustrato, en las que las capas alternas se forman de telas de refuerzo y de una resina de polímero diferentes.

21. Una estructura de soporte de carga según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque dicha forma poligonal se selecciona del grupo consistente en formas trapezoidales, formas cuadriláteras, formas de paralelogramo, y formas pentagonales.

22. Una estructura de soporte de carga según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque al menos dos piezas de dicha pluralidad de piezas del núcleo (46) están posicionadas para empotrarse una con otra y se configuran en al menos dos formas poligonales alternas.

23. Una estructura de soporte de carga según la reivindicación 22, caracterizada porque al menos una de las piezas de dicha pluralidad de piezas del núcleo (46) define un tubo trapezoidal en sección transversal.

24. Una estructura de soporte de carga según la reivindicación 23, caracterizada porque dicha pluralidad de piezas del núcleo (46) cuando se ven en sección transversal están configurados de modo que cada pared lateral inclinada de una pieza del núcleo se posiciona adyacente a una pared lateral de una pieza del núcleo adyacente en una orientación opuesta.

25. Una estructura de soporte de carga según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el núcleo incluye un canal en forma de C (39) en cada extremo (44).

26. Una estructura de soporte de carga según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque las paredes laterales de una pieza del núcleo que están en ángulo oblicuo, están cada una en una relación de contacto con la correspondiente pared lateral de la pieza del núcleo adyacente.

27. Una estructura de soporte de carga según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque al menos uno de dichos paneles en sándwich (34) es un panel en sándwich formado, de una pieza, por extrusión por estirado (34) que comprende planchas al aire (35, 40) extrusionadas por estirado y al menos una pieza del núcleo (46) extrusionadas por estirado.

28. Una estructura de soporte de carga según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque dicho panel en sándwich (34) está formada de un material compuesto de matriz de polímero que comprende fibras de refuerzo y una resina de polímero y las capas superior e inferior (35, 40) están formadas integralmente de una pieza con el núcleo (45) por extrusión por estirado.

29. Una estructura de soporte de carga según la reivindicación 1, que comprende, además, una viga (50) para soportar una sección estructural modular mencionada (30), comprendiendo dicha viga (50) un par de aletas laterales (51, 52), adaptada cada aleta (51, 52) de dicho par de aletas laterales (51, 52) para ser soportada por un sistema de soporte, una sección media (68) que tiene un par de paredes laterales separadas generalmente inclinadas y un piso conectado entremedias, formando dichas paredes laterales y dicho piso una forma general en U, formada dicha viga (50) de un material compuesto de matriz de polímero que comprende fibras de refuerzo y una resina de polímero, estando orientada una primera porción de dichas fibras en dicho piso y dicho alma intermedio (68) de forma unidireccional entre las porciones de los extremos opuestos longitudinales de dicha viga, y estando una segunda porción de dichas fibras en una orientación cuasi-isótropa en al menos una de dichas paredes inclinadas.

30. Una estructura de soporte de carga según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque dichas fibras de refuerzo en dicho material compuesto de matriz de polímero son fibras de vidrio.

31. Una estructura de soporte de carga según cualquiera de las reivindicaciones precedentes en la que dicha resina de polímero es una resina termoendurecible.

32. Una estructura de soporte de carga según la reivindicación 31 en la que la resina termoendurecible es una resina de poliéster insaturado, una resina fenólica, una resina de viniléster, un poliuretano, o mezclas y combinaciones de éstas.

33. Un puente que comprende una estructura de soporte de carga según cualquiera de las reivindicaciones precedentes.

34. Un puente según la reivindicación 33 en forma de un kit.

35. Una sección de puente que comprende una estructura de soporte de carga según cualquiera de las reivindicaciones precedentes.

36. Una estructura marítima que comprende una estructura de soporte de carga según cualquiera de las reivindicaciones precedentes 1-32.

37. Un sistema de revestimiento de carga en cubierta que comprende una estructura de soporte de carga según las reivindicaciones 1-32.

38. Una cubierta de aparcamiento que comprende una estructura de soporte de carga según cualquiera de las reivindicaciones precedentes 1-32.