ES2233648T3 - Placa para puente bascula. - Google Patents

Abstract

Placa (1) para un puente báscula del tipo usado en instalaciones para pesar camiones y vehículos similares grandes, en la cual todas las superficies exteriores se hacen de un material compuesto compacto, caracterizada porque la placa es construida a partir de un material (5) compuesto basado en cemento, opcionalmente reforzado con fibra, que conjuntamente con una armadura secundaria encapsula una armadura principal que comprende redondos (3) normales de refuerzo y perfiles huecos (2).

Description

Placa para puente báscula.

Descripción de la invención

La presente invención se refiere a una placa para su uso en un puente báscula usado para el pesado de grandes vehículos. La placa es la parte del puente báscula sobre la cual circulan los vehículos y se estacionan durante el pesado. Con independencia de la placa, el puente báscula comprenderá también una cimentación, células de pesado y otro equipo electrónico que es necesario para el moderno pesado de vehículos, pero que todos ellos son conocidos en la técnica.

Hasta ahora, las placas para los puentes báscula se han hecho como una construcción de acero usando grandes perfiles de acero y en algunos casos con una cubrición parcialmente completa o completa de una construcción de hormigón armado con acero de gran tamaño.

A partir del documento DE 3611095 se conoce una construcción de puente báscula, en la cual se usa un encofrado perdido de hormigón de polímero. Después de que se coloca el encofrado, se llena de hormigón tradicional.

Las construcciones de hormigón armado con acero tradicionales son características en cuanto a que debido a su tamaño pesarán 70-80 toneladas, lo cual necesitará moldeado in situ. El tamaño y especialmente el peso de las placas de pesado de hormigón armado tradicional se elevan debido al hecho de que el hormigón tradicional tiene una resistencia a la compresión del orden de 35-45 MPa. A fin de que la placa alcance características de resistencia que corresponden a la carga que los vehículos impondrán sobre la placa, es necesario que la placa tenga determinadas dimensiones. Además, el tamaño de la placa a fin de acomodar los vehículos, habitualmente camiones que tienen remolques y análogos, necesita un tamaño que da lugar a elementos bastantes voluminosos. Además, a fin de proporcionar a las placas de hormigón armado resistencia suficiente contra exposiciones agresivas del medio ambiente tales como sal, aceite, fertilizantes, gasolina, etc., es necesario cubrir la armadura tradicional con un mínimo de 35-50 mm de capa de hormigón. La capa de hormigón es necesaria a fin de proteger el entorno pasivo alrededor de la armadura de acero, y de este modo evitar la corrosión de la armadura. Todos estos factores se añaden hasta una placa de pesado típica que pesa aproximadamente 70-80 toneladas.

Además, moldear la placa in situ trae consigo algunas desventajas, entre otras el riesgo de desigualdades debidas al uso de los moldes que son necesarios para moldear una placa, etc., así como a las condiciones locales físicas que difieren de un lugar a otro en los que se tiene que moldear la placa.

Es por tanto deseable tener la capacidad de prefabricar las placas en condiciones controladas, por ejemplo en condiciones de fábrica, y después del moldeado de las placas, transportar las placas uniformes y controladas al lugar en el que el puente báscula se va a instalar.

Las placas para puentes báscula de este tipo se expondrán a condiciones meteorológicas severas así como al roce y desgaste de vehículos, lo cual significa que la construcción de acero tendrá que ser separada para mantenimiento con bastante frecuencia. La exposición a la intemperie y al roce y desgaste de los vehículos da lugar a menudo al deterioro del revestimiento superficial de la construcción de acero, de forma que tienen lugar la oxidación y otras acciones, dañinas y destructivas para la construcción de acero. A fin de contrarrestar esto, se ha probado a encapsular la construcción de acero en una capa de hormigón o a producir conjuntamente la placa como una construcción de hormigón armado. Al hacer esto, se han resulto parte de los problemas de deterioro y mantenimiento, pero no completamente, puesto que se dejan todavía algunas de las vigas de acero sin cubierta de hormigón a fin de crear zonas de contacto y topes para cualesquiera otras instalaciones del puente báscula, tales como las células de pesado, etc. Por tanto, es todavía frecuente y en la mayoría de los casos necesario en base anual, separar el puente báscula a fin de limpiar y mantener las placas de pesado así como las células de pesado, lo cual es desventajoso desde un punto de vista de costo.

Es la finalidad de la presente invención hacer disponible una placa para puentes báscula del tipo anteriormente mencionado en la cual se alivien los problemas anteriormente indicados. Aquí se proporciona una placa que se fabrica en una instalación fija, por ejemplo una fábrica, y que posteriormente, después de ser controlada y supervisado su endurecimiento, puede ser transportada a la instalación del puente báscula. Esto también facilita y reduce el mantenimiento de los puentes báscula y sus demandas de renovación.

Esto se logra por la presente invención con la placa de pesado del tipo mencionado anteriormente que se distingue porque todas las superficies exteriores se hacen de un material compuesto compacto.

Debido a las características de resistencia de los materiales compuestos, una placa de pesado según la invención se puede dimensionar de tal modo que la placa tendrá un peso típico entre 6 y 12 toneladas. Es posible por tanto transportar una placa de pesado entera en un camión normal con lo cual es posible fabricar las placas como elementos prefabricados. Además, se fabrica una placa para un puente báscula que no necesita trabajos frecuentes para renovar el puente de pesado puesto que todas las partes de acero están encapsuladas en el material compuesto. De esta manera, se logra una placa para un puente báscula que tiene una gran durabilidad, un mantenimiento mínimo y un bajo peso.

Ser capaz de prefabricar la placa para el puente báscula y de transportarla por medios normales de carretera significa que el puente báscula puede ser construido con dimensiones y características muy bien definidas que hasta aquí sólo se han conocido en los elementos fabricados industrialmente. Además, el tiempo total de construcción de un puente báscula que utiliza una placa según la presente invención se puede completar mucho más rápidamente que las placas de molde de la construcción tradicional donde la construcción de un molde, el moldeado y el fraguado de una placa de pesado hecha convencionalmente consumen mucho tiempo.

Al ser capaz de construir la placa para un puente báscula con una altura reducida en gran medida, surgen nuevas posibilidades para el diseño y construcción de puentes básculas respecto a las placas de construcción tradicional. Teniendo esta ventaja, se puede emprender un desarrollo adicional de los puentes báscula a fin de construir puentes báscula más rápidos, más pequeños y más baratos.

Se logran estas ventajas mediante la placa para un puente báscula según la invención, especialmente puesto que todos los miembros de la armadura de acero están encapsulados en el material compuesto, lo cual presenta en sí mismo una densidad, resistencia, compacidad y durabilidad extremadamente altas.

La alta compacidad del material compuesto asegura la resistencia del material compuesto frente a las influencias del entorno, especialmente de los productos químicos, fertilizantes y análogos, que en circunstancias normales atacarían el acero y/o el hormigón normal. El material compuesto muy compacto y denso es también muy resistente frente a las influencias climáticas, especialmente la carbonización del hormigón, que de otra forma podría destruir el entorno pasivo alrededor del acero en el hormigón normal. La misma densidad y compacidad asegura también al material compuesto de las influencias de los cloruros que están presentes en la sal, la cual es habitualmente utilizada con fines de deshielo en el invierno a fin de fundir la nieve o el hielo que de otra forma estarían presentes sobre el puente báscula o alrededor del mismo. También, debido a la compacidad del material compuesto, los ciclos de helado, descongelación, helado no tienen la misma influencia sobre el material y de esta forma se evita su deterioro debido a los ciclos de helado.

Al no tener superficies de acero exteriores y utilizar también la extremadamente buena durabilidad del material compuesto frente a las influencias del ambiente, todo esto reduce y en algunos casos alivia conjuntamente la necesidad de frecuentes tareas de mantenimiento a fin de renovar la placa del puente báscula.

Al escoger además un material compuesto que tiene una buena resistencia al desgaste, la durabilidad de la placa frente al desgaste por los vehículos es mejorada en gran medida, especialmente en la superficie superior de la placa.

Como la altura constructiva de la placa para el puente báscula es particularmente baja con la construcción según la presente invención, y la posibilidad de hacer entrantes para cargar células en la placa es una ventaja extra obtenida porque es posible hacer la sección de la cimentación del puente báscula muy somera y casi al mismo nivel que la superficie de la carretera, de forma que sólo es necesario disponer rampas de acceso relativamente bajas. Esto facilita una limpieza más fácil y por tanto más barata y el mantenimiento de la instalación puesto que no se trata de una excavación profunda sino de una construcción somera que hace más fácil el acceso. Además, existe una ventaja económica cuando se construye el puente báscula al no ser necesarias obras constructivas importantes.

El material compuesto comprende una parte aglomerante y una parte agregada así como suficiente líquido a fin de hacer moldeable el material compuesto. La parte compuesta de la placa de pesado puede comprender además refuerzos. El refuerzo puede tener la forma de una red y/o la forma de fibras. Cuando se usan fibras, se prefieren especialmente las fibras de acero, puesto que las fibras de acero darán un material muy tenaz y dúctil. Se puede usar también otros tipos de fibras, por ejemplo, fibras de polipropileno, otras fibras plásticas, fibras de carbono, madera, cerámica o vidrio. Se debería escoger la parte agregada del material compuesto entre materiales muy duraderos y duros, por ejemplo, granito pulverizado o bauxita pulverizada u otros materiales similares. La parte líquida es principalmente agua, pero se pueden escoger aditivos adicionales a fin de lograr un material compuesto más o menos fluido según las circunstancias.

Al escoger un agregado que tenga una buena durabilidad y resistencia frente a la abrasión así como al prefabricar los elementos bajo condiciones controladas, se puede hacer la superficie de la placa de pesado con un acabado resistente al deslizamiento.

Cuando se fabrica una placa según la presente invención, se hace un molde que representa las dimensiones del producto terminado. La parte interior del molde es conformada de modo que permita que la placa terminada pueda ser extraída del molde con facilidad. A continuación se coloca en el molde una estructura de acero que representa la parte portadora de carga de la plataforma de pesado. Disponiendo mantenedores de distancia, hechos por ejemplo de material compuesto, en posiciones estratégicas, se asegura que la capa de cubrición sea o pueda ser continua y del mismo espesor a todo lo largo de la placa. Después de disponer los miembros de acero y los mantenedores de distancia en el molde, se disponen también en el molde miembros que representan entrantes en la placa terminada. A continuación, se vierte el material compuesto en el molde. El material compuesto se hace de manera que fluya con facilidad bajo los miembros de acero y alrededor de los mismos, asegurando así una cubrición uniforme y continua. El molde que contiene los miembros de acero así como el material compuesto puede ser opcionalmente sometido a vibración a fin de facilitar el flujo del material compuesto alrededor de los miembros de acero ya colocados en el molde.

Mediante las etapas de producción descritas anteriormente, se logra que todas las condiciones relativas a la producción de una placa para un puente báscula sean controladas. Si el molde se coloca dentro de un edificio, se puede mantener la temperatura a un nivel constante, al igual que la humedad. Usando equipo de fábrica, el moldeado del material compuesto así como la soldadura de la parte de acero de la placa se puede controlar fácilmente y mantener dentro de las tolerancias aceptadas para la prefabricación de miembros de este tipo. Además, después de retirar el miembro del molde, el almacenamiento, que es muy importante para miembros que comprenden materiales compuestos de este tipo, es también controlado fácilmente. Todos estos factores juntos logran una calidad mejor y más constante de las placas para puentes báscula de la que hasta ahora se ha logrado por moldeado in situ.

Está claro que el tamaño de la placa se decide por el tamaño del molde. Si se necesitan placas mayores, se debe fabricar un molde mayor, con una estructura de acero más fuerte y voluminosa. Sin embargo, el tamaño de los puentes báscula está más o menos normalizado según el tamaño de los camiones que van a ser autorizados a circular por las carreteras del país en cuestión. Por tanto, será posible producir más o menos un puente báscula normalizado que tenga una placa de pesado de tamaño normalizado. Al tener una placa de pesado normalizada, será posible prefabricar y almacenar un número de placas de forma que si se necesite un sustituto para un puente báscula o cuando así sea, se encuentre disponible una placa inmediatamente y sin demora alguna desde el fabricante. En algunas realizaciones de la invención, se pueden hacer ventajosamente las placas en módulos, constituyendo cierto número de módulos juntos la placa de pesado. Al producir placas modulares, se consigue cierto número de ventajas adicionales, es decir, es más fácil transportar y montar placas de menor tamaño, cuando se tiene que sustituir la placa de pesado quizá sólo se tenga que sustituir un módulo, se pueden montar más módulos para construir estaciones de pesado de diferentes tamaños, etc.

Descripción del dibujo

A continuación se explicará una realización detallada de la invención haciendo referencia al dibujo anexo, en el cual

la fig. 1 muestra una vista en perspectiva de la placa según la invención,

la fig. 2 muestra un corte longitudinal de la placa,

la fig. 3 muestra un corte transversal a través de la placa.

En el dibujo se ilustra una realización de una placa para un puente báscula con una armadura principal portadora de carga encapsulada en un material compuesto. La armadura principal consiste en grandes perfiles cuadrados de acero así como redondos normales de acero. Se dispone una armadura secundaria como un mallazo de acero. El material compuesto es un aglomerante Weartec reforzado con fibra de acero con agregado que presenta una resistencia a la abrasión extremadamente buena.

La Figura 1 muestra una placa (1) en vista en perspectiva sin acabado alguno de extremo, topes o entrantes para células de pesado u otras instalaciones. Estos entrantes se pueden colocar arbitrariamente en la placa y se decidirán cuando se diseña la placa y se dispondrán en la misma durante el fraguado en el molde en el curso de la prefabricación del miembro de placa. La longitud de la placa será típicamente de 6-10 metros, preferiblemente de 8-10 metros. La anchura de la placa será típicamente de unos 3 metros, pero será variable y puede ser decidida en función de la anchura de los vehículos.

En las Figs. 2 y 3 se ilustra la construcción de la placa. Internamente, se usan en la placa miembros de acero huecos, con sección 2 transversal rectangular o cuadrada, preferiblemente de acero. Estos miembros de acero constituyen la armadura principal junto con otra armadura principal, que tiene forma de redondos 3 de refuerzo de tipo de acero tensado o de levas.

Una armadura secundaria tiene la forma de un mallazo de acero y un material 5 compuesto denso que se formula para obtener una buena resistencia a la abrasión usando un agregado resistente a la abrasión así como diseñado para lograr una alta resistencia a la deformación por el uso de fibras de acero. De esta manera, se alcanza un contacto íntimo entre los grandes miembros 2 de acero y los otros refuerzos principales y el material compuesto que se utilizan conjuntamente de un modo constructivo óptimo.

En una realización específica de la invención, el material compuesto puede estar formado por 1/3 en peso de bauxita molida o pulverizada con un tamaño de grano en el intervalo de 1-3 mm, 1/3 en peso de bauxita molida o pulverizada con un tamaño de grano en el intervalo de 0-1 mm y 1/3 en peso de aglomerante Cemsystems Weartec Binder 6310.

A fin de lograr una masa de moldeo que fluya con facilidad cuando se somete a vibración, el contenido de agua de la masa compuesta moldeable es de aproximadamente el 20% en peso de la cantidad de aglomerante. Se han añadido fibras de acero en una cuantía de aproximadamente un 3% en peso de la cantidad de aglomerante y la fibra de acero escogida se caracteriza por una alta resistencia a la tracción. Preferiblemente, las fibras están hechas de acero inoxidable.

El moldeo de la masa compuesta se realiza moldeando el material en un molde de acero en el que la armadura, como se mencionó anteriormente, ha sido ya dispuesta, el cual se somete a vibración continuamente durante el moldeo del material. Después de colocar el material compuesto en el molde y después de que el material ha perdido algo de su fluencia, las superficies libres han sido tratadas con un producto de acabado de superficies de hormigón, o tratadas de otra manera a fin de lograr la estructura de acabado superficial adecuada de la placa.

Después de que se hayan tratado las superficies acabadas, se ha aplicado un producto de curado a las superficies libres en las que después, por ejemplo el acero de refuerzo encapsulado en el material compuesto acabado con un compuesto de curado todavía en el molde, ha sido dejado para su curado. Dependiendo de la temperatura a la cual tiene lugar la producción de las placas, se toma el elemento de placa del molde cuando la placa ha alcanzado suficiente resistencia a fin de que no resulte deformada o dañada debido a la manipulación de la placa. A continuación, la placa se deja para su curado hasta que obtenga una madurez equivalente a 28 días a 20ºC antes de que sea montada en el puente báscula.

En la realización anteriormente mencionada se han usado perfiles de acero huecos de sección cuadrada o rectangular. Está dentro del objeto de la invención usar perfiles que tengan otras secciones, por ejemplo perfiles en T, triangulares o usar de cualquier otra manera perfiles que resulten adecuados para esta finalidad. En la realización anteriormente indicada, el mallazo usado como armadura secundaria era una malla de acero, pero está también dentro de la invención usar malla de materiales diferentes, por ejemplo, de alambres de acero, alambres de acero inoxidable, fibras de carbono, fibras de vidrio o cualquier otra malla adecuada que sea suficientemente fuerte para contribuir a la continuidad de la masa compuesta. Análogamente, la realización describe el uso de fibras de acero, pero se pueden usar también fibras de otros materiales tales como cerámica, acero, madera, vidrio, carbono, plásticos u otro material adecuado.

En el ejemplo el aglomerante utilizado era Weartec Binder 6310 suministrado por Cemsystems, pero se puede usar cualquier aglomerante adecuado para lograr una matriz compuesta que tenga una densidad en su área superficial que proteja el refuerzo. Por ejemplo, se pueden usar también materiales compuestos que consisten en partículas de agregados resistentes a la abrasión adecuadamente clasificadas en la forma indicada en la descripción, y que comprenden un aglomerante formado por cemento, partículas ultrafinas tales como microsílice, cenizas volátiles y/o partículas similares mezcladas con agua con aditivos adecuados para crear el material compuesto.

Durante la fabricación de la placa de pesado en un molde, la superficie superior o la superficie inferior de la placa será una superficie libre debido a las técnicas de moldeo. Está dentro del objeto de esta invención tener la superficie superior o la superficie inferior como la superficie libre, en función de la forma del molde. Teniendo la superficie superior como la superficie libre, se puede aplicar un modelo artificial de resistencia al deslizamiento a la superficie que será la superficie sobre la cual circularán los vehículos cuando la placa esté en uso. Sin embargo, si se desea una estructura más regular y uniforme, es ventajoso que la superficie superior de la placa acabada sea la superficie del molde, con lo cual la superficie inferior de la placa acabada se convierte en la superficie superior, que será acabada manualmente con un producto de acabado de hormigón.

Un material compuesto como el anteriormente descrito alcanzará una resistencia a la compresión que será típicamente superior a más de 80 MPa, preferiblemente más de 100 MPa, pero más preferiblemente superior a 120 MPa. Cuando se construye un elemento de placa según la invención, que comprende el material compuesto reforzado con fibra de acero que cubre todas las superficies de una armadura principal de acero, consistente en miembros de acero rectangulares huecos, tal como se ha descrito, sólo es necesario crear puntos de soporte que típicamente serán en forma de células de pesado con una relación entre ellos respecto al espesor de la placa de 0,06 ó más, preferiblemente 0,05 y más preferiblemente 0,04. En un ejemplo, esto significa que si la placa tiene un espesor de 0,2 metros, la distancia entre dos soportes, por ejemplo en forma de células de pesado, será aproximadamente de cinco metros en la realización más preferida de la invención.

Claims (8)

1. Placa (1) para un puente báscula del tipo usado en instalaciones para pesar camiones y vehículos similares grandes, en la cual todas las superficies exteriores se hacen de un material compuesto compacto, caracterizada porque la placa es construida a partir de un material (5) compuesto basado en cemento, opcionalmente reforzado con fibra, que conjuntamente con una armadura secundaria encapsula una armadura principal que comprende redondos (3) normales de refuerzo y perfiles huecos (2).

2. Placa según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el material (5) compuesto comprende un material de cemento reforzado con fibra con una resistencia a la compresión típicamente superior a 80 MPa, preferiblemente más de 100 MPa, y más preferiblemente por encima de 120 MPa.

3. Placa según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la altura de la placa (1) en relación a la distancia entre dos soportes, por ejemplo en forma de células de pesado, es como máximo 0,06, preferiblemente como máximo 0,05 y más preferiblemente 0,04.

4. Placa según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el material (5) compuesto reforzado con fibra encapsula completamente una armadura secundaria simple así como una armadura principal en forma de redondos (3) de refuerzo y posiblemente en forma de perfiles huecos (2), por ejemplo perfiles de sección cuadrada.

5. Placa según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el material (5) compuesto reforzado con fibra comprende partículas de agregados resistentes a la abrasión y un aglomerante que consiste en cemento, partículas ultrafinas, por ejemplo, microsílice, cenizas volantes y agua así como aditivos adecuados.

6. Placa según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la placa (1) se fabrica en un molde y porque el lado de la placa que no está frente a una superficie de moldeo es acabado usando un producto de acabado de superficie de hormigón.

7. Placa según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el material (5) compuesto comprende cemento, material pulverizado ultrafino, aditivos y agua.

8. Placa según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el material (5) compuesto contiene fibras hechas de acero cerámica, madera, vidrio, plásticos o cualquier otra fibra adecuada.