ES2285311T3 - Procedimiento y dispositivo para fabricar un lecho para tuberias. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para la fabricación de un lecho para tuberías, comprendiendo los pasos siguientes: Excavación de una zanja (2), Producción de un lecho para tuberías (14) mediante el perfilado del fondo con un escudo perfilador (6), que tiene un contorno exterior que se corresponde esencialmente con el contorno exterior de un tubo (14), al menos en la zona en la que el tubo (16) está en contacto con el lecho para la tubería (14), caracterizado porque el escudo perfilador (6) presenta en su parte más baja, orientada hacia el lecho de la tubería (14), por lo menos un saliente (16) para formar una acanaladura (12) en el lecho para la tubería (14), en la dirección longitudinal del tubo (16) que se trata de tender.

Description

Procedimiento y dispositivo para fabricar un lecho para tuberías.

La presente invención se refiere a un procedimiento para la fabricación de un lecho para tuberías, así como a un dispositivo para producir un lecho para tuberías.

Por el estado de la técnica se conocen suficientemente procedimientos de fabricación de un lecho para tuberías. Así por ejemplo, la Patente DE 199 408 75 C1, describe un procedimiento para la fabricación de un lecho para tuberías en el que se excava una zanja, se prepara y compacta una parte del terreno excavado y/o presente en la solera de la zanja, y a continuación se produce el lecho para la tubería, perfilando el terreno preparado y compactado de acuerdo con el contorno exterior de la tubería que se pretende tender.

Ahora bien, en esta clase de procedimiento de fabricación resulta problemático que después de colocar la tubería en el lecho, y en particular durante el subsiguiente relleno de la zanja, aparecen en el punto más profundo de la sección de la tubería o del punto más bajo de la tubería unas tensiones superiores, de manera que se necesitan tubos con una pared muy fuerte o gruesa para poder garantizar suficiente estabilidad y seguridad de la tubería.

A la vista de lo anterior, es por lo tanto el objetivo de la presente invención prever un dispositivo para la fabricación de un lecho para tuberías así como un dispositivo para producir un lecho para tuberías que aseguren un proceso económico y un alto nivel de seguridad en el servicio.

Este objetivo se resuelve mediante un procedimiento para la fabricación de un lecho para tuberías según la reivindicación 1, y por un dispositivo para producir un lecho para tuberías, conforme a la reivindicación 7. Unas formas de realización preferidas se deducen de las reivindicaciones subordinadas dependientes.

De acuerdo con la invención se ha previsto un procedimiento para la fabricación de un lecho para tuberías, que comprende los pasos siguientes: excavación de una zanja, producción de un lecho para tuberías mediante el perfilado del suelo con un escudo perfilador, que presenta un contorno exterior que se corresponde en lo esencial con el contorno exterior de tubo, por lo menos en la zona en la que el tubo estará en contacto con el lecho para la tubería, presentando el escudo perfilador en su zona más baja, orientada hacia el lecho para la tubería, por lo menos un saliente para formar en el lecho para la tubería en la dirección longitudinal del tubo que se trata de tender, una acanaladura o rebaje o ranura. Después de excavar la zanja se forma en la solera de la zanja un lecho para la tubería de acuerdo con el contorno exterior del tubo que se trata de tender, mediante un escudo perfilador, presentando el escudo perfilador, especialmente en su parte inferior, un contorno exterior que se corresponde al menos en lo esencial con el contorno exterior del tubo, al menos en la zona del tubo que se apoyará sobre el lecho para el tubo. El escudo perfilador presenta por lo tanto en su parte inferior, es decir, en su lado próximo a la solera de la zanja, esencialmente el mismo contorno exterior que la parte inferior del tubo que se trata de tender. Para esto, y de acuerdo con una calidad correspondiente del terreno, se puede formar el lecho para la tubería directamente en el terreno o en la zanja excavada, sin tener que preparar previamente el terreno o colocar un material de terreno alternativo. En el caso de terrenos de baja calidad, se puede colocar también en la zanja otro material alternativo, en el que se puede formar a continuación el lecho para la tubería. En el caso de que al menos una parte del terreno excavado y/o presente en la solera de la zanja tuviera que prepararse, se reduce al mínimo la cantidad de material alternativo o de los materiales de relleno o adicionales necesarios, tales como grava, arena y hormigón, ya que el terreno presente se prepara de tal manera que se puede utilizar para formar el lecho para la tubería.

Al prever un saliente en el escudo perfilador, que en el caso de un escudo perfilador que tenga esencialmente forma (semi) circular, sobresalga radialmente hacia abajo, o en el caso de un escudo perfilador de contorno exterior recto o poligonal, sobresalga de forma recta o poligonal hacia abajo (es decir, perpendicular a la solera de la zanja), se forma la correspondiente acanaladura al pasar el escudo perfilador en la dirección longitudinal del tubo que se trata de tender, cuya forma de sección se corresponde esencialmente con el saliente. De este modo se forma en el lecho para la tubería una zona que no se corresponde con el contorno exterior del tubo. Al colocar el tubo en el lecho para la tubería se cargan por lo tanto, primero los flancos o zonas laterales del tubo, mientras que la zona del tubo situada frente a la acanaladura permanece en un principio todavía sin carga. Después de rellenar la zanja y de que comience el asentamiento de la tubería, se llega a producir un contacto del tubo en la zona de la acanaladura, que ahora ya no está presente. Una vez terminado el asentamiento, se forman en la anterior zona de la acanaladura unas tensiones, cuyo orden de magnitud se corresponde esencialmente con las tensiones de la tubería en las zonas colindantes. Lo ideal es que se formasen en la parte inferior de la sección de la tubería unas tensiones de igual magnitud. Como consecuencia se evitan de este modo las puntas de tensión o máximos de tensión en la parte inferior de la tubería, que hasta ahora se producían por el procedimiento convencional.

El resalte del escudo perfilador presenta preferentemente en dirección transversal a la dirección longitudinal del tubo, una altura que esté en una gama entre 0,001 a 0,5 veces el radio del tubo. Para esto se entiende como altura del saliente la distancia que resulta esencialmente perpendicular desde la superficie de asentamiento del tubo al lecho del tubo. Dicho de otra manera, el saliente sobresale esencialmente vertical hacia abajo, es decir, perpendicular a la solera de la zanja. La altura del saliente, y por lo tanto la profundidad de la acanaladura, se deberá dimensionar de tal manera que al colocar el tubo en el lecho para la tubería, el tubo primeramente no haga contacto con el lecho de la tubería en la zona de la acanaladura. Debido al subsiguiente hundimiento o asentamiento del tubo o del lecho del tubo, se produce en la zona de la acanaladura un contacto del terreno con el tubo. Ahora bien, en la zona de la (anterior) acanaladura, el lecho del tubo ejerce sobre el tubo un componente de fuerza menor que si no hubiera estado previamente la acanaladura. La altura del saliente o la profundidad de la acanaladura está determinada esencialmente por el peso del tubo, por sus dimensiones y por el material del lecho de la tubería. Sin embargo, el objetivo siempre es que después de colocar el tubo, éste contacte con el lecho para el tubo en toda la zona de asiento, es decir, también en la zona en la que está formada la acanaladura, con el fin de conseguir una variación de tensiones uniforme en la sección inferior de la
tubería.

En otra forma de realización preferida, el saliente del escudo perfilador presenta en dirección transversal a la dirección longitudinal del tubo que se trata de tender, una altura que es esencialmente la mitad de la dimensión de asentamiento del material del lecho de la tubería. La dimensión del asentamiento del material del lecho de la tubería se calculará por lo general dependiendo del material del lecho para la tubería o se toma de las tablas correspondientes.

Así por ejemplo, si en un material tal como arena la dimensión de asentamiento fuese a ser de 24 mm, entonces se utiliza un escudo perfilador cuyo saliente presente una altura de 12 mm, para formar en el lecho para la tubería una acanaladura de 12 mm de profundidad. Al colocar el tubo en el lecho para la tubería, el material por lo tanto se asienta de forma continua en 24 mm, de manera que después de una carrera de asentamiento de 12 mm, el lecho de la tubería también llega a ponerse en contacto con el tubo en la zona de la acanaladura. En consecuencia, después del final del proceso de asentamiento, la zona de la (anterior) acanaladura ejerce sobre el tubo una fuerza menor que las zonas del lecho para la tubería que rodean la acanaladura. De este modo se obtiene una variación de tensiones uniforme en la tubería, y ya no hay puntas de tensión en la parte inferior. De este modo se pueden reducir costes, ya que se puede reducir el espesor de pared de la tubería.

Igualmente se prefiere que el saliente tenga forma esencialmente semicircular, o que presente una configuración curvada. Por lo tanto se obtiene para la acanaladura que se vaya a formar en el lecho para la tubería una configuración (semi) circular, es decir, que en su sección vista respecto a la dirección longitudinal del tubo que se trata de tender, es una forma esencialmente (semi) circular. Pero también cabría imaginar realizar el saliente con forma triangular, trapezoidal o con cualquier otra forma poligonal o elíptica. Esto depende esencialmente del material que se vaya a utilizar para el lecho para la tubería, y de la magnitud de asentamiento resultante. El saliente es preferentemente de forma semicircular con un radio de 10 a 15 mm para tubos con un diámetro de aprox. 2,5 m, es decir, que en esta zona el diámetro del escudo perfilador aumenta en 10 a 15 mm.

En una forma de realización especialmente preferida está previsto un procedimiento en el que el escudo perfilador presenta por lo menos otro par de salientes, dispuestos especialmente simétricos con respecto al primer saliente. Dicho de otra manera, en el otro par de salientes está previsto respectivamente un saliente a la izquierda y otro saliente a la derecha del primer saliente, de manera que se pueda influir ventajosamente en la distribución de fuerzas sobre la superficie del tubo. Así se puede fabricar ventajosamente el correspondiente lecho para la tubería en función del tipo de tubo utilizado.

Igualmente está previsto preferentemente un procedimiento en el que el perfil del lecho para la tubería forma un ángulo de asentamiento para el tubo que se trata de tender, de por lo menos 90º. El ángulo de asentamiento define en un tubo redondo el sector de arco de la sección del tubo que descansa sobre el lecho para la tubería o del asiento para el tubo. Con un ángulo de asentamiento de 90º se puede formar un lecho seguro que permite una transmisión de fuerzas en una gran superficie desde el tubo al lecho. De este modo se reducen al mínimo o se evitan las tensiones que se produzcan. Según el tamaño del tubo que se vaya a colocar y de las condiciones del entorno puede utilizarse también un ángulo de asentamiento mayor de hasta 180º, es decir, que el lecho para la tubería transcurre hasta la imposta del tubo.

De acuerdo con la invención, está previsto además un dispositivo para producir un lecho para una tubería que comprende un dispositivo de avance que está unido o que se puede unir con un escudo perfilador, donde el escudo perfilador presenta un contorno exterior que se corresponde en lo esencial con el contorno exterior de un tubo, al menos en la zona en la que el tubo estará en contacto con el lecho para la tubería, y donde el escudo perfilador presenta en su zona más baja, orientada hacia el lecho para la tubería, por lo menos un saliente con el fin de formar una acanaladura en el lecho para la tubería, en la dirección longitudinal del tubo que se va a tender. De este modo se evitan ventajosamente puntas de tensión o de fuerza o de compresión que actúen sobre el tubo en su zona más baja, después de colocarlo y de rellenar la zanja, ya que el lecho para la tubería ejerce una fuerza menor sobre el tubo en la zona de la acanaladura. Después de colocar el tubo en el lecho para la tubería y efectuar el relleno, el lecho para la tubería asienta un cierto grado, y concretamente tanto hasta que el lecho para la tubería asiente también contra el tubo en la zona de la acanaladura, pero ejerza sobre aquél una fuerza considerablemente menor, ya que esta zona del lecho para la tubería se comprime menos.

El escudo perfilador puede presentar preferentemente cualquier forma, tamaño o configuración relacionado con el procedimiento para la preparación de un lecho para la tubería.

Otros objetivos, características y ventajas de la presente invención se deducen de la siguiente descripción, hecha a título de ejemplo, de unas formas de realización preferidas de la presente invención, y haciendo referencia a los dibujos adjuntos.

La Figura 1 muestra esquemáticamente un lecho para tubería, en estado sin preparar.

La Figura 2 muestra esquemáticamente la sección del conformado del lecho para la tubería.

La Figura 3 muestra esquemáticamente el lecho para la tubería conformado.

La Figura 4 muestra esquemáticamente el lecho para la tubería, estando colocado el tubo.

Las Figuras 5a y 5b muestran la distribución de cargas o tensiones que actúan sobre un tubo, en un lecho para tuberías convencional y en el lecho para tuberías conforme a la presente invención.

Tal como se muestra esquemáticamente en la Figura 1, en el procedimiento objeto de la invención se excava primeramente una zanja 2, de forma convencional. A continuación se prepara una parte del terreno excavado o también una parte del terreno que se encuentra todavía en la zanja, de acuerdo con la calidad requerida para el lecho para la tubería. Sin embargo también se puede verter en la zanja 2 otro material de terreno alternativo 4, como por ejemplo arena o similar. En el caso de terrenos especialmente adecuados cabe también la posibilidad de formar el lecho para la tubería directamente, sin excavar previamente el terreno, o introducir en la zanja otro material de terreno alternativo.

Tal como está representado esquemáticamente en la Figura 2, se introduce en la zanja 2 un escudo perfilador 6 para formar el lecho para tuberías 14 deseado, de acuerdo con el contorno exterior de un tubo 16 que se trata de tender (véase la Figura 4). El escudo perfilador 6 forma para esto una plantilla que se va pasando en la dirección longitudinal de la zanja, es decir, en la dirección longitudinal del tubo 16 que se trata de tender, sobre el material del terreno 4 preparado y compactado. De este modo, un tramo del escudo perfilador 6, que se corresponde esencialmente con el contorno exterior del tubo 16, por lo menos en la zona en la que el tubo 16 estará en contacto con el lecho para la tubería 14, forma en el material del terreno 4 un lecho para tuberías 14 en forma de una depresión o rebaje que se corresponde con el contorno exterior del tubo 16 que se trata de tender. Para esto se desplaza el escudo perfilador en dirección perpendicular a la del dibujo, con respecto a la Figura 2. En su lado orientado hacia la solera de la zanja 8, el escudo perfilador 6 lleva un saliente 10, que al formar la depresión deja una acanaladura 16 en el lecho para la tubería 14 que ahora se ha formado (véase la Figura 3).

Para esto, el saliente 10 presenta una altura situada en una gama entre 0,00 a 0,05 veces el radio del tubo, o que esencialmente presenta la mitad del valor de la medida de asentamiento del material del lecho para la tubería 14. Si el material del lecho para la tubería presenta, por ejemplo, una dimensión de asentamiento de 24 mm, entonces se obtiene para el saliente 10 una altura h de 12 mm. Esto da lugar a que, al colocar el tubo 16 y durante el subsiguiente relleno de la zanja 2, el lecho para la tubería 14 o el tubo 16 se hunden o asientan. Dado que la dimensión de asentamiento es mayor que la altura h del saliente 10, una vez terminado el proceso de asentamiento del tubo 16, la acanaladura 12 desaparece, tal como se puede ver por la Figura 4.

Como la zona de la acanaladura 12 del lecho para la tubería 14 en un principio no se comprime hasta que el tubo 16 haya hecho también contacto con el lecho para la tubería 14 en la zona de la acanaladura 12, una vez que haya terminado el proceso de asentamiento del material del terreno 4 en la zona de la acanaladura 12, el lecho para la tubería 14 ejerce sobre el tubo 16 una fuerza menor que en un lecho para tubería convencional sin la acanaladura 12. De este modo se obtiene para el lecho para la tubería 14, conforme a la invención, una distribución de fuerzas o tensiones notablemente más uniforme y reducida que actúa sobre el tubo 16 (véase la Figura 5b), que en un lecho para tuberías convencional, que en el punto más bajo del tubo 16 ejerce una fuerza o tensión muy elevada en forma de un máximo local, que en última instancia tiene como consecuencia una punta de tensiones en el tubo, tal como está representado en la
Figura 5a.

Lista de referencias

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2

\tabul

Zanja

4

\tabul

Material del terreno

6

\tabul

Escudo perfilador

8

\tabul

Solera de la zanja

10

\tabul

Saliente

12

\tabul

Acanaladura

14

\tabul

Lecho para la tubería

16

\tabul

Tubo

h

\tabul

Altura

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Claims (7)

1. Procedimiento para la fabricación de un lecho para tuberías, comprendiendo los pasos siguientes:

Excavación de una zanja (2),

Producción de un lecho para tuberías (14) mediante el perfilado del fondo con un escudo perfilador (6), que tiene un contorno exterior que se corresponde esencialmente con el contorno exterior de un tubo (14), al menos en la zona en la que el tubo (16) está en contacto con el lecho para la tubería (14),

caracterizado porque el escudo perfilador (6) presenta en su parte más baja, orientada hacia el lecho de la tubería (14), por lo menos un saliente (16) para formar una acanaladura (12) en el lecho para la tubería (14), en la dirección longitudinal del tubo (16) que se trata de tender.

2. Procedimiento para la fabricación de un lecho para tuberías según la reivindicación 1, en el que el saliente (10) presenta una altura h, que transcurre transversalmente respecto a la dirección longitudinal del tubo (16), y que está situado en una gama entre 0,001 a 0,05 veces el radio del tubo (16).

3. Procedimiento para la fabricación de un lecho para tuberías según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el saliente (10) presenta una altura h que transcurre transversalmente respecto a la dirección longitudinal del tubo (16), que esencialmente tiene la mitad de la medida del asentamiento del material del lecho para la tubería (14).

4. Procedimiento para la fabricación de un lecho para tuberías según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el saliente (10) tiene forma esencialmente semicircular o presenta una configuración curvada.

5. Procedimiento para la fabricación de un lecho para tuberías según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el escudo perfilador (6) presenta por lo menos un par adicional de salientes, que están dispuestos, en particular, simétricos respecto al primer saliente (10).

6. Procedimiento para la fabricación de un lecho para tuberías según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el perfil del lecho para tuberías (14) forma por lo menos un ángulo de asentamiento de 90º para el tubo que se trata de tender
(16).

7. Dispositivo para producir un lecho para tuberías, comprendiendo

un escudo perfilador (6),

un sistema de avance que está unido o que puede unirse con el escudo perfilador (6),

donde el escudo perfilador (6) presenta un contorno exterior que se corresponde esencialmente con el contorno exterior de un tubo (16), por lo menos en la zona en la que el tubo (16) está en contacto con el lecho para tuberías (14),

caracterizado porque el escudo perfilador (6) presenta en su zona más baja, orientada hacia el lecho para tuberías (14), por lo menos un saliente (10), para formar en el lecho para tuberías (14) una acanaladura (12) en la dirección longitudinal del tubo (16) que se trata de tender.