ES2358649B1 - Estructura modular de circulación y/o para salvar vanos. - Google Patents

Estructura modular de circulación y/o para salvar vanos. Download PDF

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Abstract

Estructura modular de circulación y/o para salvar vanos.#Estructura modular de circulación y/o para salvar vanos sometida a carga útil, que tiene: un módulo principal (1); un conector de unión recta (2) configurado para conectar módulos consecutivos; un conector de unión con ángulo positivo y negativo (3) configurado para conectar angularmente módulos consecutivos; un módulo de unión de tres estructuras (4) configurado para formar un cruce de estructuras en forma de “T”; un módulo de unión de cuatro estructuras (5) configurado para formar un cruce de estructuras en forma de “X”; un módulo de acceso en rampa (6) en un extremo de la estructura; estando el módulo principal (1), los conectores (2, 3) y los módulos (4, 5, 6) conectados de manera que se pueda hacer que la estructura modular pueda variar el ángulo de inclinación entre los módulos (1, 4, 5, 6) y los conectores (2, 3).

Description

Estructura modular de circulación y/o para salvar vanos.
Objeto de la invención
La presente invención se refiere a una estructura modular que fue especialmente concebida para configurar cualquier recorrido y salvar cualquier vano sometida a carga útil.
El objeto de la invención es el de conseguir una estructura modular de gran versatilidad, capaz de realizar curvas e inclusive circunferencias a partir de un radio mínimo, así como unirse a ramales y cruzarse con otras estructuras iguales. Estas estructuras son realizadas en polímeros reforzados o en otros materiales de características similares, es decir, alta resistencia, poco peso y con gran durabilidad, y con una estética claramente diferenciada de cualquier otra estructura realizada de este tipo.
La invención se encuadra dentro del ámbito de la ingeniería civil y más concretamente en las estructuras para puentes y pasarelas.
Antecedentes de la invención
Dentro del ámbito de la presente invención encontramos otras estructuras formadas por celosías transmisoras de esfuerzos con alta rigidez a la flexión como se describe en la patente US 2004/02311074 A1. La rigidez a la flexión obliga, como se puede observar en el estado del arte, a realizar recorridos lineales, a utilizar gran cantidad de material y un elevado número de piezas para crear conexiones rígidas que absorban las cargas útiles y los esfuerzos a flexión. Estas estructuras recurren a materiales que elevan el peso del conjunto como se describe en ES 2 027 418, WO 2005/012644 y US 6,857,156 B1 y exigen el uso de maquinaria pesada y de obras de instalación complejas.
De modo general, los materiales usados para este tipo de estructuras, el metal y el cemento, obligan a una manutención permanente de modo que no se deterioren con el paso del tiempo y con los factores climatológicos.
Por otro lado, hasta hoy, el uso de los plásticos reforzados para la fabricación de estructuras de paso y puentes peatonales es muy reducido, siendo utilizados medios tradicionales de construcción, producción y concepción, los cuales no se benefician de las características mecánicas y físicas de estos materiales y de las tecnologías que han surgido para manipularlos como se puede comprobar en ES 1 029 789 U.
Se pretende con la siguiente invención realizar una estructura de aplicación universal, es decir, que pueda ser adaptada a cualquier tipología de terreno y a todo tipo de recorrido, por eso es modular, pre-fabricada y maleable con uniones ajustables. Desde un punto de vista estructural tiene componentes que funcionan a compresión y otros a flexión, con la unión de todos estos requisitos se obtiene una estructura extremadamente leve, de fácil transporte y aplicación, así como de una prácticamente inexistente manutención.
Descripción de la invención
La invención consiste en una estructura creada a partir de la repetición de un módulo que unido a otros iguales por medio de elementos de unión permite la circulación en su interior e incluso salvar vanos de diferentes distancias y cotas, e incluso cambiar de sentido de circulación. Son estos elementos de unión los que posibilitan que el recorrido describa curvaturas en sentido horizontal a partir de un radio mínimo, y variar su ángulo de inclinación en relación a la vertical, conectarse y ramificarse en otras estructuras iguales con diferentes recorridos y accesos.
Dependiendo del tamaño de la escala de la estructura, diversifica el uso efectivo de esta, que puede ser de circulación peatonal o de vehículos o de otros.
Al ser peatonal esta tiene un elemento de apoyo, pasamanos, que esta fijado a los módulos principales recorriendo ambos lados desde el inicio hasta el fin, este es compuesto por segmentos de perfil tubular en polímero reforzado o de material metálico unidos por un elemento en elastómero o constituido por uno o varios elementos de tensado. Estos se fijan al módulo principal de la estructura.
La tecnología para manipular materiales, como los polímeros reforzados u otros de características semejantes que existen en la actualidad, permite realizar piezas de grandes dimensiones, con formas orgánicas, que pueden optimizar los esfuerzos y disminuir considerablemente la cantidad de material a emplear. Esto permite obtener una pieza, y con su repetición un conjunto muy esbelto que utiliza poco material y que ofrece una altísima resistencia y capacidad de carga, por lo que difiere radicalmente del concepto tradicional de puente que une dos puntos en línea recta, situados a la misma altura y para el cual se utiliza una elevada cantidad de material.
En consecuencia, la elevada resistencia a los agentes meteorológicos de este tipo de materiales reduce casi en la totalidad la necesidad de manutención de la estructura.
El reducido peso de los módulos facilita el montaje y su manipulación con camiones u otro tipo de vehículos con grúa de poca tara y por otro lado un sistema simple de unión entre elementos agiliza la instalación del puente o pasadizo.
Descripción de los dibujos
Para ayudar a entender la descripción de la presente invención se presentan una serie de dibujos de las diferentes piezas, de la configuración del módulo principal como los respectivos módulos de unión.
Figura 1-Presenta una vista en perspectiva del módulo principal (1), con el aró con perforación y hendidura exterior para sistema de elementos de tensado, hendidura interior para el sistema de iluminación y otros servicios y plataformas de circulación y cobertura con perforación para el sistema de unión.
Figura 2-Presenta una vista en perspectiva de los pasamanos (9) con conexión maleable (10) y elemento de fijación del conjunto con el módulo principal.
Figura 3-Presenta una vista en perspectiva del lado exterior del conectar de unión recta (2), de la plataforma de circulación o cobertura, el elemento de unión con el elemento que alberga los componentes del sistema de servicios y tapa (13) de este último, con perforación para sistema de fijación y su tapa.
Figura 4-Presenta una vista en perspectiva del elemento de cierre (11) del módulo principal (1).
Figura 5-Presenta una vista en perspectiva del lado interior del conector de unión con ángulo positivo o negativo (3), la plataforma de circulación o cobertura, el elemento de unión con el elemento que alberga los componentes del sistema de servicios y tapa (13) de este último, con perforación para sistema de fijación y su tapa.
Figura 6-Presenta una vista en perspectiva del elemento de cierre (12) del conector de unión recta (2) o del conector
de unión con ángulo positivo y negativo (3).
Figura 7-Presenta las vistas en perspectiva explosionada del montaje de los siguientes elementos:
-
Módulo principal (1), con el aro con perforación y hendidura exterior para sistema de elementos de tensado, hendidura interior para el sistema de iluminación y otros servicios y plataformas de circulación y cobertura con perforación para el sistema de unión;
-
Conector de unión recta (2), de la plataforma de circulación o cobertura, el elemento de unión con el elemento que alberga los componentes del sistema de servicios y tapa (13) de este último, con perforación para sistema de fijación y su tapa;
-
Pasamanos (9) con conexión maleable (10) y elemento de fijación del conjunto con el módulo principal;
-
Elemento de cierre (11) del módulo principal (1);
-
Elemento de cierre (12) del conector de unión recta (2) o del conector de unión con ángulo positivo y negativo
(3). Figura 8-Presenta las vistas en perspectiva explosionada del montaje de los elementos descritos anteriormente y
del conector de unión con ángulo positivo y negativo (3):
-
Módulo de acceso en rampa (6), con perforación para el sistema de unión y cimentación al terreno;
-
Conectares de unión con ángulo positivo y negativo (3), plataforma de circulación y cobertura y su elemento de
unión con el elemento que alberga los componentes del sistema de los servicios y la tapa de este último, perforación con sistema de fijación y su tapa (13);
-
Pasamanos (9) con conexión maleable (10) y elemento de fijación del conjunto con el módulo principal;
-
Elemento de cierre (11) del módulo principal (1);
-
Elemento de cierre (12) del conector de unión recta (2) o del conector de unión con ángulo positivo y negativo (3).
Figura 9-Presenta una vista en perspectiva del interior del módulo de unión de tres estructuras (4).
Figura 10-Presenta una vista en perspectiva del elemento de cierre (14) del módulo de unión de tres estructuras (4).
Figura 11-Presenta las vistas en perspectiva explosionada del montaje de los elementos anteriormente descritos:
-
Módulo principal (1), con el aro con perforación y hendidura exterior para sistema de elementos de tensado, hendidura interior para el sistema de iluminación y otros servicios y plataformas de circulación y cobertura con perforación para el sistema de unión;
-
Pasamanos (9) con conexión maleable (10) y elemento de fijación del conjunto con el módulo principal;
-
Conector de unión recta (2), de la plataforma de circulación o cobertura, el elemento de unión con el elemento que alberga los componentes del sistema de servicios y tapa (13) de este último, con perforación para sistema de fijación
y su tapa;
-
Elemento de cierre (11) del módulo principal (1);
-
Módulos de unión de tres estructuras (4);
-
Elemento de cierre (14) del módulo de unión de tres estructuras (4).
Figura 12-Presenta una vista en perspectiva del interior de los módulos de unión de cuatro estructuras (5).
Figura 13-Presenta una vista en perspectiva del elemento de cierre (15) del módulo de unión de cuatro estructuras
(5).
Figura 14-Presenta las vistas en perspectiva explosionada del montaje de los elementos anteriormente descritos:
-
Módulo principal (1), con el aro con perforación y hendidura exterior para sistema de elementos de tensado,
hendidura interior para el sistema de iluminación y otros servicios y plataformas de circulación y cobertura con perforación para el sistema de unión;
-
Pasamanos (9) con conexión maleable (10) y elemento de fijación del conjunto con el módulo principal (1);
-
Conector de unión recta (2), de la plataforma de circulación o cobertura, el elemento de unión con el elemento que alberga los componentes del sistema de servicios y tapa (13) de este último, con perforación para sistema de fijación y su tapa;
-
Elemento de cierre (11) del módulo principal (1);
-
Módulos de unión de cuatro estructuras (5);
-
Elemento de cierre (15) del módulo de unión de cuatro estructuras (5).
Figura 15-Presenta la vista en perspectiva de una fracción de estructura montada con los siguientes elementos:
-
Módulo principal (1), con el aro con perforación y hendidura exterior para sistema de elementos de tensado, hendidura interior para el sistema de iluminación y otros servicios y plataformas de circulación y cobertura con perforación para el sistema de unión;
-
Conector de unión recta (2), de la plataforma de circulación o cobertura, el elemento de unión con el elemento que alberga los componentes del sistema de servicios y tapa (13) de este último, con perforación para sistema de fijación y su tapa;
-
Elemento de tensado (7) de soporte de la estructura.
Figura 16-Presenta una vista en perspectiva de una fracción del módulo pilar o pieza de apoyo, con el elemento de apoyo (8) la cápsula protectora (16) de remate del extremo superior.
Figura 17-Presenta una vista en perspectiva explosionada del elemento de apoyo (8) y de la cápsula protectora
(16) de remate del extremo superior, así como del elemento de fijación (17) al suelo y de fijación y regulación de los elementos tensores.
Figura 18-Presenta una vista raí perspectiva de un conjunto montado en línea recta, autoportante y con piezas de entrada/salida situadas a la misma cota.
Forma de realización preferida de la invención
El módulo principal (1) está compuesto por:
-
Un aro, con sección en forma de “8” el cual tiene una hendidura en su perímetro exterior y orificios en todo el perímetro de la zona de menor sección para permitir el paso de cables y otra hendidura en el perímetro interior con la función de albergar el sistema de iluminación, de soporte de la extracción de aire así como la fijación de los pasamanos.
-
Cuatro plataformas de sección de un segmento circular cerrado y planta rectangular dispuestas en pares y en paralelo en la base y techo del aro y unidas a este, las cuales poseen una perforación para conectar los conectores de unión (2, 3) y sirven de suelo en la zona de tránsito o de cobertura.
El módulo principal (1) tiene también una hendidura donde se fijan vidrios o elementos en polímero del sistema de cierre lateral de la estructura, los cuales después de insertados en este módulo generan una geometría cilíndrica a lo largo de todo el conjunto. Este elemento del sistema de cierre lateral de la estructura funciona normalmente a compresión y es este el que forma el túnel por el cual se produce la circulación.
Existen 5 tipologías de piezas de unión entre este módulo principal (1), las cuales tienen como función servir de enlace entre elementos y ayudar en la absorción de cargas útiles.
La pieza más simple es el conector de unión recta (2), que efectúa la unión entre módulos principales (1) en línea recta, y está compuesto por una plataforma plana circular, que es el techo o el área de circulación y que alberga los extremos de menor dimensión de uno de los elementos de cierre, unida por un elemento con sección en forma de “H” a otro elemento con una geometría de sección de segmento circular cerrado y planta rectangular con dos de los lados curvos y que en el centro tiene una cavidad que puede alojar un sistema de producción de energía renovable, solar
o eólica, así como un sistema de almacenamiento de esta energía, un sistema eléctrico u otro sistema de servicios como el de extracción de aire, y esta está cerrada por otro elemento con función de tapa o en otros casos por un panel fotovoltaico, permitiendo que la estructura sea autosuficiente en estos servicios.
En dos de los extremos contiguos este conector de unión recta (2) contiene orificios pasantes del sistema de fijación entre el conector de unión recta (2) y el módulo principal (1). Este sistema de fijación puede estar compuesto por elementos roscados o por otro tipo de fijación. Los dos conectares de unión con ángulo positivo y negativo (3) que permiten realizar uniones con ángulo presentan las mismas características, con la diferencia de que en su vista lateral, a partir del centro hasta una de sus extremidades, uno describe un ángulo negativo mientras que el otro describe un ángulo positivo.
Otro tipo de módulo es el módulo de unión de tres estructuras (4) que permite efectuar uniones entre 3 módulos principales (1), pudiéndose de este de modo realizar intersecciones entre 3 pasarelas o puentes. El módulo de unión de tres estructuras (4) es de planta cuadrada y surge de la intersección de 3 volúmenes de secciones de segmento circular cerrado; en tres de sus lados contiene orificios pasantes del sistema de fijación idénticos a los del módulo principal
(1) y en el otro lado cuenta con la fijación del elemento de cierre de la estructura. Con las mismas características del módulo de unión de tres estructuras (4), existe otro módulo, el módulo de unión de cuatro estructuras (5) que permite la unión entre cuatro módulos principales (1); se trata de una geometría de planta cuadrada resultante de la intersección de cuatro secciones de segmento circular cerrado, en sus cuatro lados contiene orificios pasantes para recibir el sistema de fijación.
También hay otro módulo de unión que permite unir dos módulos principales en paralelo lado a lado, es decir el inicio o fin de dos estructuras completas, y está formado por dos semi-módulos seccionados en sus dos ejes verticales y unidos por una plataforma.
Los espacios vacíos de la geometría tubular que componen el conjunto de módulos, están protegidos por elementos en vidrio, polímero reforzado o policarbonato que protege de la intemperie y de las inclemencias del tiempo, aseguran la circulación sin peligro de accidente y permiten que la estructura sea más aerodinámica reduciendo los posibles problemas de turbulencias causados por vientos.
Para absorber el resto de las cargas útiles, de uso u otras eventuales, presenta una doble espiral invertida de cables que conforma elemento de tensado (7). Si es necesario, se pueden utilizar otros elementos de tensado que recorran la estructura entre extremidades y que disipen las fuerzas y cargas para las piezas de entrada y salida que están fijas al suelo y que tienen incorporadas el sistema de fijación y tensionado del cableado. La geometría del elemento de entrada y salida resulta de la fusión del módulo principal con una rampa de acceso para constituir un módulo de acceso en rampa (6).
En determinadas circunstancias la estructura es autoportante, por ejemplo cuando atraviesa un vano cuyos extremos están a la misma cota. Adicionalmente, si fuese necesario, está unida a pilares por medio de tirantes o directamente apoyada sobre ellos por medio de un módulo pilar o pieza de apoyo.
Este módulo pilar o pieza de apoyo está constituido por un elemento en polímero reforzado o en material metálico con forma cilíndrica y que en su extremo superior tiene un saliente y en su extremo inferior una entrada que permite la sobre posición de n elementos y que al introducir, en la perforación que presenta en su perímetro, cables u otros elementos de tensado comprimen el conjunto y lo fijan a una base en el suelo previamente preparada. Con este sistema en unión con las características de los materiales se obtiene un conjunto leve pero muy resistente, pues tenemos los elementos cilíndricos que trabajan a compresión y los cables que lo hacen a tracción. Se obtiene también un sistema de fácil montaje y transporte así como modular en altura, que se adapta a la(s) estructura(s) y a la tipología del terreno, y de la cual salen los tirantes que soportan la estructura.
Las características de las piezas de unión entre módulos principales (1) permiten variar el ángulo de inclinación así como realizar curvas o conectar con otros ramales, así convierten la estructura en un sistema muy versátil, pudiendo ser configurado cualquier recorrido, desde uno recto único, a uno lineal y curvo que describe una S, a un recorrido que resulte de la intersección de tres o cuatro estructuras, a un recorrido con varios cambios de sentido, hasta la unión de todas las estructuras que sean necesarias estableciendo de esta forma una red de comunicación aérea modular y adaptable a cualquier terreno o recorrido que se quiera realizar.
La estructura, en estos casos, es soportada por tirantes fijos a pilares/elementos de apoyo (8), colocados al centro y en los laterales del puente peatonal. Para absorber el resto de cargas útiles, de uso u otras eventuales, se provee de un sistema de una doble espiral de cables de acero o de polímero introducidos en todos los módulos principales (1) por la perforación existente, y que recorren la estructura entre los extremos disipando así las fuerzas y cargas para los módulos de acceso en rampa o piezas de entrada y salida (6) las cuales están fijas al suelo y que tienen incorporado un sistema de fijación y tensionado del cableado.
En toda la estructura se puede introducir elementos de cierre en poli carbonato termo conformado.
De extremo a extremo, a 70 y 90 cm. de altura a partir de la cota de la zona de tránsito, se contempla también la inserción de pasamanos (9) en perfil poltruido de sección circular con conexión maleable (10) en las extremidades en elastómero y por tanto flexibles, lo que va a permitir que el conjunto acompañe la curvatura o el cambio de plano/rampa y viceversa, existentes en la estructura.
Todos los módulos principales, en la zona del aro, tienen introducido el sistema de iluminación, formado por una barra de “leds” los cuales son alimentados por baterías de acumulación de energía generada en los paneles fotovoltaicos/tapa (13) que están presentes en todos los módulos de unión.
Se prevé también la inclusión de un sistema de extracción de aire, realizado por extractores de aire albergados en el módulo principal (1) y donde la energía es abastecida por lo mismos paneles foto-voltaicos/tapa (13) que alimentan la iluminación.

Claims (7)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Estructura modular de circulación y/o para salvar vanos sometida a carga útil, caracterizada porque comprende:
    1a) un módulo principal (1);
    1b) un conector de unión recta (2) configurado para conectar módulos consecutivos;
    1c) un conector de unión con ángulo positivo y negativo (3) configurado para conectar angularmente módulos consecutivos;
    estando el módulo principal (1) repetido y los conectores (2, 3) conectando módulos principales (1) de manera que está permitida una variación del ángulo de inclinación y giro entre módulos principales (1).
  2. 2. Estructura modular de circulación y/o para salvar vanos sometida a carga útil, de acuerdo con reivindicaciones anteriores, caracterizada porque además comprende:
    2a) un módulo de unión de tres estructuras (4) configurado para conectar linealmente dos módulos consecutivos (1, 4), y lateralmente un módulo (1, 4), configurado para formar un cruce de estructuras en forma de “T”;
    2b) estando el módulo principal (1), el módulo de unión de tres estructuras (4) y los conectores (2, 3) conectados de manera que está permitida una variación del ángulo de inclinación y giro entre los módulos (1,4).
  3. 3. Estructura modular de circulación y/o para salvar vanos sometida a carga útil, de acuerdo con reivindicaciones anteriores, caracterizada porque además comprende:
    3a) un módulo de unión de cuatro estructuras (5) configurado para conectar linealmente dos módulos consecutivos (1, 5) y lateralmente dos módulos consecutivos (1, 5), configurado para formar un cruce de estructuras en forma de “X”;
    3b) estando el módulo principal (1), el módulo de unión de cuatro estructuras (5) y los conectores (2, 3) conectados de manera que está permitida una variación del ángulo de inclinación y giro entre los módulos (1, 5).
  4. 4. Estructura modular de circulación y/o para salvar vanos sometida a carga útil, de acuerdo con reivindicaciones anteriores, caracterizada porque además comprende:
    4a) un módulo de acceso en rampa (6) en un extremo de la estructura;
    4b) estando el módulo principal (1), el módulo de acceso en rampa (6) y los conectores (2, 3) conectados de manera que está permitida una variación del ángulo de inclinación y giro entre los módulos (1, 6).
  5. 5. Estructura modular de circulación y/o para salvar vanos sometida a carga útil, de acuerdo con reivindicación 4, caracterizada porque además comprende elementos de tensado (7), comprendiendo los módulos de acceso en rampa
    (6) puntos extremos de anclaje de la estructura modular y puntos de anclaje de los elementos de tensado (7).
  6. 6.
    Estructura modular de circulación y/o para salvar vanos sometida a carga útil, de acuerdo con reivindicación 5, caracterizada porque los módulos de acceso en rampa (6) están situados a la misma altura.
  7. 7.
    Estructura modular de circulación y/o para salvar vanos sometida a carga útil, de acuerdo con reivindicaciones anteriores, caracterizada porque además comprende fijaciones a elementos de apoyo (8) en ubicaciones adicionales a los puntos extremos de anclaje configuradas para absorber reacciones de cargas de utilización de la estructura.
    OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS
    N.º solicitud: 200702622
    ESPAÑA
    Fecha de presentación de la solicitud: 05.10.2007
    Fecha de prioridad:
    INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA
    51 Int. Cl. : E01D15/133 (01.01.2006) E01C1/00 (01.01.2006)
    DOCUMENTOS RELEVANTES
    Categoría
    Documentos citados Reivindicaciones afectadas
    X
    GB 2397841 A (SCYWAYS LTD) 04.08.2004, página 10, párrafo 7 – página 13, párrafo 1; 1-2
    figuras 1a-4b.
    Y
    3-4
    A
    6-7
    Y
    US 5921701 (CLAYTON ROBERT F) 13.07.1999, columna 3, línea 43 – columna 4, línea 5; 3-4
    figura 1.
    X
    GB 915483 A (ERIC REGINALD CHARLES ALEXANDE) 16.01.1963, página 1, 1
    línea 69 – página 2, línea 90; figuras 1-11.
    X
    US 3411167 A (SEDLACEK HUGO) 19.11.1968, columna 3, línea 55 – columna 4, línea 4; 1
    columna 4, línea 73 – columna 6, línea 56; figuras.
    A
    DE 68043 C (GEORGE ANDERSON STEPHENSON) 21.09.1892, todo el documento. 5
    A
    CH 601569 A5 (PRODOLLIET JEAN PIERRE) 14.07.1978, todo el documento. 1
    Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud
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    Fecha de realización del informe 11.02.2011
    Examinador J. Angoloti Benavides Página 1/2
    INFORME DEL ESTADO DE LA TÉCNICA
    Nº de solicitud: 200702622
    Documentación mínima buscada (sistema de clasificación seguido de los símbolos de clasificación) E01D, E01C, Bases de datos electrónicas consultadas durante la búsqueda (nombre de la base de datos y, si es posible, términos de
    búsqueda utilizados) INVENES, EPODOC
    Informe del Estado de la Técnica Página 2/2
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