ES2374127A1 - Procedimiento de adecuación del proceso de fabricación de las mallas de alambre de acero para su empleo como membranas flexibles en sistemas de estabilización de taludes. - Google Patents
Procedimiento de adecuación del proceso de fabricación de las mallas de alambre de acero para su empleo como membranas flexibles en sistemas de estabilización de taludes. Download PDFInfo
- Publication number
- ES2374127A1 ES2374127A1 ES201000087A ES201000087A ES2374127A1 ES 2374127 A1 ES2374127 A1 ES 2374127A1 ES 201000087 A ES201000087 A ES 201000087A ES 201000087 A ES201000087 A ES 201000087A ES 2374127 A1 ES2374127 A1 ES 2374127A1
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- mesh
- flexible
- deformation
- steel wire
- steel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D17/00—Excavations; Bordering of excavations; Making embankments
- E02D17/20—Securing of slopes or inclines
- E02D17/202—Securing of slopes or inclines with flexible securing means
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Paleontology (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Pit Excavations, Shoring, Fill Or Stabilisation Of Slopes (AREA)
Abstract
Procedimiento de adecuación del proceso de fabricación de las mallas de alambre de acero para su empleo como membranas flexibles en sistemas de estabilización de taludes que modifica sus propiedades mecánicas de comportamiento carga-deformación al eliminar la mayor parte de la deformación estructural permanente, al someter un sector de malla de ancho variable, longitud y luz interior inicial a un proceso de precarga o predeformación, que provoque un aumento de la longitud final y la reducción de la luz interior de las espiras de la malla, lo que permite su aplicación como membrana flexible de un sistema de estabilización y protección de taludes así como en otras aplicaciones en las que sean empleadas en calidad de elementos con carácter estructural.
Description
Procedimiento de adecuación del proceso de
fabricación de las mallas de alambre de acero para su empleo como
membranas flexibles en sistemas de estabilización de taludes.
De manera genérica la invención se encuentra
dentro de los campos de aplicación en el que se utilizan mallas de
alambre de acero como elementos con carácter y función
estructural.
En particular, dentro del campo de la Geotecnia,
se encuentra enmarcada dentro de las soluciones de aplicación de los
sistemas para la estabilización y protección de taludes en desmontes
o laderas naturales en los que se emplean membranas flexibles para
su combinación con un sistema de anclajes al terreno, tanto de tipo
activo como pasivo, así como su empleo en sistemas de protección
frente a desprendimientos y caídas de rocas.
\vskip1.000000\baselineskip
Son conocidos y de uso ampliamente extendidos en
gran número de aplicaciones, antecedentes relativos a diferentes
tipos de mallas de alambre de acero, principalmente en cerramientos
y en usos industriales.
De manera general, se hace referencia a aquellas
aplicaciones en las que las mallas de alambre de acero son
utilizadas como elementos con función estructural, y de manera
particular a aquellas aplicaciones en las que son empleadas como
elementos para el soporte o reparto de esfuerzos generados por
movimientos del terreno, bien de manera individual o combinados con
otros elementos o materiales.
En el campo de tratamiento de taludes y laderas
está ampliamente extendido el empleo de mallas de alambre de acero
simplemente colgadas de la parte superior del talud o ladera. En
este caso, se trata de medidas preventivas que sirven de guiado de
los pequeños desprendimientos hacia las cunetas o áreas de captación
en los laterales de la vía o zona a proteger.
De manera particular, relativo al campo referido
en el que se enmarca el objeto de la presente invención, también son
conocidas aplicaciones en las que se emplean las referidas mallas de
alambre de acero como elementos constituyentes de sistemas flexibles
de estabilización y protección de taludes que emplean membranas
flexibles, combinadas en todo caso con un sistema de anclajes tanto
activos como pasivos anclados en la zona estable del terreno.
Generalmente, dicha membrana flexible está
constituida por una malla de alambre de acero la cual, sometida a
esfuerzos de tracción y vinculada con elementos de arriostre, sirve
de cobertura de la superficie de la zona a estabilizar trabajando
como elemento de soporte o reparto de la presión estabilizadora al
ser sometidas a esfuerzos de tracción.
Estos sistemas flexibles de estabilización
tienen por función evitar los desprendimientos y los movimientos de
las masas de suelo y rocas inestables del talud fijando dichas masas
o elementos inestables en su posición original evitando su
movilización y desprendimiento.
Dentro de los sistemas de estabilización que
emplean membranas flexibles, se pueden diferenciar fundamentalmente
dos tipos según su combinación con anclajes pasivos o activos,
variando la forma de trabajo y comportamiento de los componentes del
sistema.
El comportamiento de un sistema flexible de
estabilización combinado con anclajes pasivos consiste en que el
empuje ejercido por el terreno (1) es trasmitido a la membrana
flexible (2). Si la membrana transmite los esfuerzos de tracción (3)
a los cables de refuerzo y arriostre (4) y de ellos a los anclajes
(5) que disipan los esfuerzos en la zona estable del terreno, se
puede dar tanto el modelo físico dé comportamiento unidireccional
(Figura 1) como el modelo físico de comportamiento bidireccional
(Figura 2). Si la membrana transmite los esfuerzos directamente a
los anclajes, sin la disposición de cables o elementos adicionales,
se obtiene el modelo físico de comportamiento puntual (Figura 3). En
todos los casos, en la cabeza de los anclajes se disponen placas
especiales de fijación (6) con tuerca (7) para la transmisión de los
esfuerzos.
En un sistema flexible de estabilización
combinado con anclajes activos, los cuales son inicialmente
pretensados y por tanto puestos en carga, se ejerce una presión
distribuida sobre toda la superficie del terreno a través de la
membrana flexible mediante su tensión y curvatura, por lo cual la
membrana debe estar adosada convenientemente a la superficie de
manera que sea capaz de transmitir al terreno la carga que recibe de
los anclajes a través de los cables de refuerzo, disponiendo en todo
caso en la cabeza de los anclajes placas especiales de fijación y
reparto de carga.
En cualquiera de los casos, para garantizar el
correcto funcionamiento del sistema de estabilización con membrana
flexible, tanto con anclajes de tipo activo como pasivo, se requiere
el cumplimiento estricto de un procedimiento de instalación
detallado respetando la secuencia de las operaciones a realizar, de
manera que se cumplan las hipótesis de diseño y de cálculo del
mismo, y por tanto poder asegurar posteriormente su correcto
funcionamiento.
Para la aplicación descrita con anterioridad, la
utilización de membranas dentro de sistemas flexibles de
estabilización de taludes, se han venido empleando soluciones
basadas en paneles de redes de cable de acero sobre mallas de
alambre de acero que conforman conjuntamente la membrana, así como
diferentes tipos mallas de alambre de acero conformando la membrana
por si misma, en todos los casos con su combinación con anclajes al
terreno.
Las soluciones que emplean paneles de redes de
cable de acero resultan eficientes dada su elevada capacidad de
soporte de empujes del terreno así como por la baja deformabilidad
de la membrana que conforma. Estas soluciones, las cuales la
práctica y la experiencia han sancionado como positivas durante los
últimos años, presentan el inconveniente de su alto coste, el
elevado número de componentes así como la complejidad de la
instalación y el bajo rendimiento de la misma. De manera general, su
aplicación requiere del empleo de mallas de alambre de acero como
elemento de cierre de la cuadrícula interior de la red de cables y
como elemento secundario que permite el montaje sobre el talud de
dichos paneles de red de cable de acero, si bien no tienen función
estructural alguna dentro del sistema.
En cuanto a los diferentes tipos de mallas de
alambre de acero empleadas por sí solas como membranas flexibles en
sistemas de estabilización, difieren entre sí generalmente por sus
diferentes entramados o configuraciones, por su procedimiento de
fabricación, por el tamaño del reticulado interior, por el empleo de
diferentes diámetros y resistencias de los alambres, por el uso de
diferentes tipos de protección anticorrosiva o por la disposición de
varios alambres de acero.
En general, en todos los casos se ha partido de
una tipología de malla de alambre de acero existente previamente y
desarrollada originalmente para aplicaciones de uso general y nunca
de manera específica como elemento de compromiso estructural como
membrana flexible dentro de un sistema de estabilización, sin una
adecuación previa de las características de la malla en función de
la aplicación particular en la que se iban a emplear, y en
particular al comportamiento carga-deformación de la
misma.
Dentro de las diferentes mallas de alambre de
acero, son usuales los que disponen de retícula interior hexagonal,
también conocidos como mallas de doble o triple torsión (Figura 4),
los cuales se consiguen por un proceso de fabricación por trenzado
en el que las mallas individuales surgen por la torsión reiterada
entre sí de dos alambres en sentido alterno, con lo que estos puntos
torcidos discurren en la dirección longitudinal del trenzado y los
alambres individuales transcurren diagonalmente a un lado y al
otro.
Su procedimiento de fabricación requiere que el
tipo de alambre, en particular sus características mecánicas y
diámetro, sean tales que permita la fabricación del trenzado por
doblado y torcido de los alambres constituyentes de la misma. Dicho
proceso de fabricación que permite conseguir el entramado referido,
se limita al empleo de alambre de acero dúctil y de resistencia a
tracción usualmente comprendido entre 420 MPa y 550 MPa.
Con el procedimiento de fabricación y tipo de
alambre descritos, se obtienen mallas trenzadas de baja resistencia
a tracción debida a su configuración geométrica y con deformaciones
muy elevadas, por lo que estas no son aptas para su empleo por sí
solas como membranas flexibles dentro de un sistema de
estabilización.
Se puede remarcar el carácter bidimensional de
esta tipología de malla, dado el tipo de entramado y procedimiento
de fabricación, así como que el trenzado final permite su enrollado
para su almacenamiento y transporte, y el empleo común de diferentes
grados de protección frente a la corrosión.
Por la sencillez de fabricación e instalación de
la misma, así como por su bajo coste ha influido en que su empleo
como mallas de guiado frente a los desprendimientos se halla
extendido notablemente así como componente secundario dentro de un
sistema flexible de estabilización, principalmente en los basados en
el empleo de paneles de redes de cable de acero ya mencionados
anteriormente.
Dentro de las diferentes mallas de alambre de
acero, son también usuales las conocidas como mallas de simple
torsión (Figura 5), las cuales se consiguen por un proceso de
fabricación en el que se conforman por un proceso de plegado o
doblado, formando espiras planas de alambre individuales (Figura 6),
las cuales al ser entrelazadas entre sí (Figura 7), permiten la
configuración final de la malla (Figura 5).
Su procedimiento de fabricación tradicional
requiere el doblado del alambre a lo largo de un útil plano que gira
conformando la espira, caracterizada por un ángulo de avance
"\beta", una altura de espira "D/2", una longitud de
paso "d" y una luz interior de la espira "e".
El tipo de alambre, en particular sus
características mecánicas y diámetro, serán tales que permitan la
fabricación de la malla por doblado de los alambres constituyentes
de la misma. Dicho proceso de fabricación, en el que los alambres no
son torcidos sobre otros para conformar torsiones sino que
simplemente son doblados para formar las espiras individuales,
permite el empleo de alambres de diámetro y resistencia a tracción
variable.
Las espiras individuales (Figura 6) están
entrelazadas entre sí de manera que se puede formar un lienzo de
malla (Figura 5), de ancho determinado y longitud variable, el cual
de manera genérica tiene los extremos cerrados por diferentes
procedimientos: de doblado, torcidos entre sí o torcidos sobre sí
mismos.
\newpage
Se puede remarcar el carácter tridimensional de
las mallas de simple torsión, dado el tipo de entramado y
fabricación que están caracterizados por la luz interior de la
espira "e", así como que la malla obtenida finalmente permite
su enrollado para su almacenamiento y transporte.
De manera genérica, este tipo de mallas de
alambre de acero presentan usualmente un problema de deformación
excesiva bajo la aplicación de carga, la cual se debe a la suma de
dos componentes deformacionales: una permanente de carácter
estructural debida al propio entramado que conforma la malla, y otra
variable de carácter mecánico debida a la deformación elástica del
acero bajo tensiones originadas por las cargas aplicadas.
Las mallas de simple torsión producidas con
tecnología tradicional y alambre de acero dúctil y en general con
resistencia de rotura a tracción por debajo de 550 MPa, presentan
elevados niveles de deformación estructural al ser sometidas a
cargas. Por lo tanto, en su aplicación particular como membrana
flexible en un sistema de estabilización, la malla no es capaz de
generar el soporte necesario hasta vencer la deformación
estructural, lo que a su vez genera bolsas de deformación
inadmisibles para el fin último de estos sistemas que es estabilizar
y mantener en su posición la capa superficial de terreno que cubre
los taludes, por lo que hasta el presente no han sido empleadas de
manera extendida por sí solas como membranas flexible de un sistema
de estabilización de taludes.
Para su empleo en este campo, se requerirían
mallas formadas por alambres de gran diámetro y retícula muy cerrada
para compensar los elevados niveles de deformación, siendo sometidas
por tanto a tensiones muy bajas con respecto a su carga de rotura lo
que las convierte en una solución costosa e ineficiente.
De manera particular se señala la existencia de
mallas de simple torsión fabricadas con alambre de acero de elevada
resistencia de rotura a tracción, comprendida entre 1.000 MPa y
2.200 MPa.
La producción de estas mallas requiere de un
proceso de producción complejo y tecnología específica debido a la
dificultad de plegado y fabricación de espiras planas con alambre de
acero de alta resistencia a tracción.
Estas mallas han sido empleadas como membrana
flexible dentro de un sistema de estabilización de taludes, siendo
desarrolladas con el objetivo de obtener mallas de alambre de acero
de bajo peso y elevada resistencia a tracción con baja deformación
estructural.
Dentro del campo elástico, la deformación
unitaria del acero como componente de los alambres de acero de la
malla es la misma para aceros de cualquier resistencia a tracción ya
que el módulo de elasticidad es el mismo, por lo que la reducción de
la deformación unitaria de la estructura de la malla para las mallas
fabricadas con alambre de acero de alta resistencia a tracción se
deben al proceso de fabricación y la geometría de la malla obtenida
y no al empleo de alambres de mayor resistencia.
Relativo a la resistencia a tracción de las
mallas, la eficiencia obtenida por la introducción de alambres de
acero de alta resistencia a tracción en la fabricación de mallas de
simple torsión, con resistencia a tracción entre cuatro y cinco
veces mayor respecto al alambre de acero empleado usualmente, no es
tan elevada como pudiese parecer por la mencionada relación directa
entre las resistencias de los alambres de acero. Esto es debido a
que durante el plegado del alambre para la fabricación de las
espiras que conformarán la malla y el plegado adicional que se
produce al entrar en carga la malla al tirar un alambre sobre otro
en sentido contrario bajo una solicitación estructural, como sucede
por ejemplo en su empleo como membranas flexibles dentro de un
sistema de estabilización de taludes, se produce una significativa
reducción de las características mecánicas del alambre de acero en
la zona del doblez.
Es conocido que las características mecánicas de
los alambres de acero varían por el proceso de doblado, torcido o
conformado en relación al material que no es sometido a ningún
proceso debido a la generación de unas tensiones residuales en las
zonas próximas de los vértices de doblado, torcido o conformado,
siendo estas de tracción en las zonas convexas y de compresión en
las zonas cóncavas generándose microfisuras en las zonas convexas
sometidas a tracción.
Como resultado se producen unas pérdidas de
resistencia en los alambres de acero que son más acusadas cuanto
menor es el radio de curvatura de doblado y mayor es la resistencia
a tracción del acero debido a la menor ductilidad que presenta este
tipo de acero. Debido a la estructura de la malla y su forma de
trabajo, independientemente del resultado del plegado de la espira
en fábrica, al entrar en carga se producirá un plegado adicional en
los vértices de la malla con una relación entre el radio del alambre
y el radio de curvatura del pliegue de 1:1 aproximadamente.
La posibilidad de generación de las microfisuras
de mayor o menor entidad por doblado de un acero de alta resistencia
y baja ductilidad, reduce el área de la sección efectiva de acero en
esa zona a la vez que adicionalmente puede abrir vías de posible
oxidación, reduciendo las propiedades de la protección anticorrosiva
del alambre en estas zonas.
La pérdida de resistencia a tracción de las
mallas de simple torsión provocada por el doblado de los alambres de
acero en los vértices de las espiras, se puede aproximar a una
variación lineal que se incremente a medida que el acero gana en
resistencia a tracción, pudiendo llegar esta pérdida a valores
cercanos al 50% para las mallas fabricadas con alambres de acero de
alta resistencia a tracción cercanos a 2.200 MPa.
Bajo las consideraciones descritas anteriormente
referidas al estado actual de la técnica, el empleo de alambre de
acero de alta resistencia a tracción para la fabricación de mallas
de alambre de simple torsión no se constituye de forma evidente como
la solución más eficiente para la producción de mallas destinadas a
su empleo como membranas flexibles dentro de un sistema de
estabilización de taludes.
Por otro lado, el empleo de alambres de acero de
alta resistencia a tracción para la fabricación de mallas de simple
torsión da lugar a membranas con resistencia a tracción elevada para
los diámetros de alambre usuales, lo que infrautiliza estas mallas
para su empleo en sistemas flexibles de estabilización para valores
bajos de empuje del terreno, lo que conlleva a un alto coste para un
rango importante de valores de soporte.
El objetivo de la presente invención es
proporcionar una solución alternativa más eficiente a las mallas
fabricadas con alambre de acero de alta resistencia a tracción,
mediante el empleo como membrana flexible en un sistema de
estabilización de mallas fabricadas con alambres de acero de
resistencia a tracción menor a 1.000 MPa, más dúctiles y con mejor
comportamiento al doblado.
Esta malla, según la descripción anterior y
fabricada por los procedimientos tradicionales con la introducción
de algunas modificaciones al proceso de doblado y conformación de la
espira y sometida a un proceso de precarga adicional para eliminar
la mayor parte de la deformación estructural, permite obtener mallas
de baja deformación estructural con un comportamiento
carga-deformación mejorado, con suficiente
resistencia a tracción controlada por la sección de acero para su
empleo preferente como membrana de soporte y reparto en los sistemas
flexibles de estabilización de taludes.
\vskip1.000000\baselineskip
La presente invención se refiere a un sistema de
estabilización y protección de taludes que se basa en el empleo de
una membrana flexible de soporte o reparto de carga dentro del
sistema, obtenida por un procedimiento de adecuación y mejora de las
mallas de alambre de acero con resistencia a tracción menor a 1.000
MPa. Se refiere también la invención a los accesorios necesarios de
la misma para su empleo preferente como partes integrantes de un
sistema flexible de estabilización de taludes así como el
procedimiento de instalación para su adecuado funcionamiento.
El principal objeto de la invención es la
adecuación del proceso de fabricación y la introducción de un
proceso de mejora de las mallas de alambre de acero, que consiste en
someterlos a una precarga o predeformación controlada para eliminar
la componente de deformación estructural permanente de la malla de
alambre de acero.
En su conjunto, la adecuación del proceso de
fabricación y el proceso de precarga o predeformación controlada
permite la modificación de las propiedades
carga-deformación, obteniéndose mallas de alambre de
acero de baja deformación bajo las cargas de trabajo durante su
aplicación en una función estructural, preferentemente como
membranas flexibles dentro de sistemas de estabilización de
taludes.
El proceso de precarga o predeformación
controlada (Figura 8) consiste en que una vez producidas las espiras
y conformada la malla de la forma tradicional (8), ésta será
sometida a un proceso de deformación bajo carga controlada,
preferentemente en la dirección longitudinal de la malla, para
eliminar la mayor parte de la componente de deformación estructural
plástica permanente.
El proceso de precarga o predeformación
controlada se realizará preferentemente por tracción en la dirección
principal de trabajo de la malla, por compresión en la dirección
perpendicular al plano de la malla o combinación de ambas, ya sea
bajo carga o deformación controlada, manteniendo inalterable el
ancho de los rombos por limitación del movimiento en el sentido
transversal.
De manera preferente, el sector de malla, de
ancho predeterminado, longitud inicial "L_{o}" y luz interior
"e_{o}", que va ha ser sometido al proceso de precarga o
predeformación controlada, es fijado en cada uno de los vértices del
mismo a una estructura de soporte (9) tal que, en el extremo
anterior (10) y delantero (11) del sector de malla de alambre a
tratar, la posición de los vértices respecto a la estructura de
soporte se mantiene fija y en los bordes laterales, la distancia
entre los soportes se mantiene fija, pero los puntos de
arriostramiento de los bordes laterales de la malla de alambre (12)
se pueden trasladar en la dirección de la aplicación de la carga
durante el proceso de predeformación.
La estructura de la instalación de precarga o
predeformación permitirá el desplazamiento del soporte delantero
respecto a los laterales por medio de elementos de guiado mediante
la aplicación de una fuerza controlada "F" por medios
mecánicos. El tratamiento consistirá en desplazar el borde delantero
de la malla (11) mediante el desplazamiento del soporte delantero de
la estructura de soporte una magnitud "\DeltaL" tal que
provoque la pretensión del sector de malla (8), la reducción de luz
interior de las espiras "e_{f}" (Figura 9) y por tanto de la
mayor parte de la deformación estructural, la cual se producirá
fundamentalmente en la unión de los vértices de las espiras, con una
longitud final del sector de malla "L_{f}".
Posteriormente se descarga el sector de malla
predeformado, y se procede a aplicar el mismo proceso al sector
siguiente y así sucesivamente a toda la longitud de la malla
producida, obteniéndose de esta forma una nueva malla que al ser
sometida a tracción durante su aplicación presenta una baja
deformación unitaria debido a que la mayor parte de la deformación
plástica y permanente de la componente estructural de la malla ha
sido eliminada durante el proceso de fabricación gracias al
procedimiento según la descripción anterior.
Para el uso en una aplicación estructural de las
mallas fabricadas según la descripción anterior, preferentemente en
un sistema de estabilización de taludes como membrana flexible de
soporte y reparto conjuntamente con el procedimiento de adecuación y
mejora anteriormente descrito, se lleva a cabo el ajuste previo del
diámetro y de la resistencia a tracción del alambre de acero
empleado en la fabricación, lo que en su conjunto permite obtener
membranas flexibles eficientes con un amplio rango de resistencia a
tracción que le permiten ajustarse a los requerimientos de soporte
del terreno.
El empleo de alambre de acero con resistencia a
tracción inferior a 1.000 MPa, consigue reducir las pérdidas de
resistencia a tracción de las mallas por plegado del alambre durante
el proceso de fabricación y uso de las mismas bajo requerimientos
estructurales, siendo estos valores del orden del 30% o menores para
mallas de simple torsión fabricadas con los alambres descritos.
En el caso de las mallas de simple torsión, para
optimizar su comportamiento como membrana flexible dentro de un
sistema de estabilización, preferentemente para su instalación bajo
el modelo físico de comportamiento unidireccional (Figura 1), la
producción de las espiras se realizará con un ángulo de avance
"\beta" (Figura 5), comprendido preferentemente entre 60º y
70º para obtener rombos alargados con la diagonal mayor en el
sentido de avance de la malla y por tanto una mayor resistencia a
tracción en esta dirección.
Las membranas flexibles de baja deformación
estructural fabricadas de acuerdo a la descripción anterior, al ser
sometida a carga solo podrán funcionar eficientemente como membranas
continuas de soporte o reparto dentro de un sistema de
estabilización si se encuentra unidas entre sí y a todos los puntos
de arriostre de forma eficiente, sólida y continua, debiendo estar
además perfectamente arriostradas en todo el perímetro de la zona a
estabilizar.
Los modelos geotécnicos de comportamiento de la
membrana flexible dentro de un sistema de estabilización de taludes
condicionan el tipo y disposición de los arriostres a los que se
fija la membrana para garantizar la transmisión eficiente de los
esfuerzos desde la misma a los anclajes que la conectan a la zona
estable del terreno.
Para un sistema flexible de estabilización con
modelo físico de comportamiento puntual (Figura 3), la membrana
constituida preferentemente por una malla de alambre de simple
torsión sometida al proceso de fabricación y mejora descritos
anteriormente y por tanto de baja deformación estructural, es
arriostrada perimetralmente de manera continua y arriostrada
puntualmente de manera directa a la cabeza de los anclajes en la
zona interior de la misma, con una densidad y disposición
preferentemente al tresbolillo determinada por los cálculos
geotécnicos de empuje del
terreno.
terreno.
Bajo el modelo de comportamiento anteriormente
descrito, las cargas que la membrana puede transmitir a los anclajes
son bajas y por tanto se trata de un sistema ligero solo aplicable a
niveles relativamente bajos de empuje del terreno.
Con el fin de aumentar la capacidad de soporte o
reparto de carga del sistema flexible de estabilización según la
presente invención, se adopta preferentemente el modelo físico de
comportamiento unidireccional (Figura 1), el cual se obtiene
arriostrando la malla a elementos de mayor rigidez, preferentemente
cables de acero, colocados longitudinalmente a lo largo del talud y
espaciados uniformemente a lo alto del mismo, una vez colocada la
malla con su sentido longitudinal correspondiente a la diagonal
mayor del rombo en el sentido vertical.
De este modo se conecta la membrana de forma
ordenada y continua a un conjunto de cables de acero para que a
través de los mismos se puedan transmitir los esfuerzos de tracción
generados en la malla a la cabeza de los anclajes, permitiéndose de
este modo transferir a los anclajes niveles muy superiores de carga
en comparación al modelo físico de comportamiento puntual descrito
anteriormente.
El soporte de estabilización dado por el
sistema, independientemente del conjunto de anclajes, viene
determinado por las características de resistencia a tracción de la
membrana empleada, la disposición y espaciamiento en el talud de las
líneas de arriostre y la magnitud del desplazamiento permitido a la
membrana entre dos líneas de arriostre consecutivas. El
espaciamiento vertical entre las líneas de arriostre dependerá de la
magnitud de los empujes del terreno, el cual depende a su vez del
volumen susceptible de movilización, las características de la
superficie de yacimiento, la pendiente del talud y del tipo de
suelo.
De modo preferente, la solución de arriostre de
la membrana para la consecución del sistema flexible de
estabilización de taludes (Figura 10) según descripción anterior
bajo el modelo físico de comportamiento unidireccional, se soluciona
con el empleo de los elementos y componentes que se describen a
continuación constituyendo por la eficiencia de este modelo de
funcionamiento, un modo preferente de instalación de la presente
invención.
De manera adicional, se incluyen el modo de
instalación de la membrana bajo las condiciones del modelo físico
puntual.
\newpage
En todo caso, todos los elementos constituyentes
del sistema flexible de estabilización de taludes objeto de la
presente invención, deberán estar constituidos por elementos con un
nivel elevado de protección frente a la corrosión como exigencia de
durabilidad de los materiales empleados.
\vskip1.000000\baselineskip
Como membrana flexible del sistema de
estabilización de taludes se emplearán preferentemente mallas de
alambre de acero de simple torsión (13), de características
adecuadas a los requerimientos de soporte de estabilización del
sistema y sometida al proceso de fabricación y mejora descritos
anteriormente y por tanto de baja deformación estructural según lo
descrito en la presente invención, cuya función es la contención del
terreno.
Los diferentes lienzos de malla colocados según
el desarrollo vertical del talud deben ser conectados de forma
sólida y continua entre ellos para la consecución conjunta sobre
toda la superficie de una membrana de soporte flexible y
continua.
La conexión de los diferentes lienzos de malla
adyacentes entre sí para conformar la membrana de soporte continua,
se realizará con elementos de conexión que garanticen la transmisión
de esfuerzos entre un lienzo y el adyacente manteniendo solidarios
uno con el otro, empleando de forma preferente una espiral de
alambre de acero de diámetro adecuado y del mismo tipo de alambre
empleado para la fabricación de la malla con un paso igual al doble
de la altura de la espira de la malla empleada como membrana.
Opcionalmente, se podrán conectar los lienzos entre sí mediante el
empleo de un cable de acero u otro elemento que garantice la solidez
e indeformabilidad de la conexión.
Los diferentes sectores de cosido se
independizarán unos de otros mediante el empleo de uniones sólidas
que impidan, en el caso de rotura de alguna conexión, la transmisión
del fallo al resto de sectores.
\vskip1.000000\baselineskip
Como elementos de arriostre horizontales y
verticales, en todo caso se emplearán cables de acero de alma
metálica por su menor deformación unitaria en relación a la membrana
a arriostrar, de características resistentes y diámetro acordes a
los esfuerzos a soportar y sometidas a esfuerzo de trabajo con el
factor de seguridad adecuado.
Para los arriostres horizontales (4) y para
valores elevados de carga a transmitir, se dispondrán preferente dos
cables paralelos por cada línea de refuerzo con el objetivo de
garantizar la estabilidad de la conexión de los cables a la cabeza
del anclaje, empleándose un cable único para sistemas diseñados para
bajos niveles de soporte y por tanto con valores bajos de carga a
transmitir. En el perímetro del sistema, la membrana se arriostrará
a un único cable (14).
La conexión de los cables de arriostre
horizontales a la membrana del sistema, se realizará con elementos
de conexión que garanticen la unión continua de todos los vértices
de la malla al cable de arriostre. Se empleará de forma preferente,
una espiral de alambre de acero de diámetro adecuado y del mismo
tipo de alambre empleado para la fabricación de la malla con un paso
igual al paso de espira de la malla empleada como membrana.
Opcionalmente, se podrán conectar los cables de arriostre horizontal
a la membrana mediante el empleo de un cable de acero.
Los diferentes sectores de cosido se
independizarán unos de otros mediante el empleo de uniones sólidas
que impidan, en el caso de rotura de alguna conexión, la transmisión
del fallo al resto de sectores.
Los cables de arriostre horizontales deberán ser
fijados en sus extremos a anclajes al terreno de manera que se
garantice en forma segura y estable la transmisión de los esfuerzos
en la dirección de tiro del cable (15).
Los cables de arriostre de los extremos
laterales verticales del sistema se conectarán a los anclajes
extremos de los cables de arriostre horizontales, tirando del borde
de la malla a través de un cable de diámetro menor colocado por el
interior de una columna de rombos de la malla cerca del borde
extremo.
De manera análoga, para el caso de empleo de un
modelo físico de comportamiento puntual, el arriostre perimetral de
la membrana se soluciona según lo descrito anteriormente.
\vskip1.000000\baselineskip
Los anclajes interiores, de coronación y pie del
sistema (5) serán preferentemente de barras de acero autorroscables
de calidad, diámetro, longitud y dispuestos a un espaciamiento
determinados por los condicionantes geotécnicos del terreno, siendo
este espaciamiento horizontal "S_{x}" y el espaciamiento
vertical "S_{y}". La disposición de los mismos se realizará
preferentemente al tresbolillo entre líneas consecutivas para
reducir el ancho de las zonas verticales de posible fallo del
terreno entre anclajes.
\vskip1.000000\baselineskip
Las placas de fijación a los anclajes (6)
fijarán de forma segura y eficiente los cables de arriostre (4) de
la membrana a la cabeza de los anclajes y permitirán la transmisión
de los esfuerzos de los anclajes a la membrana o viceversa, según
sea la dirección de los esfuerzos.
De manera preferente, serán de planta poligonal
y sección determinada para acomodar la barra de anclaje y los cables
de arriostre conformadas en acero de características especiales para
soportar los esfuerzos que le trasmiten los cables de arriostre y
las cabezas de los anclajes, manteniendo los cables de forma segura
vinculados al extremo del anclaje. Se les realizarán cortes,
pliegues y nervaduras para el incremento de la resistencia a flexión
y la reducción del peso del elemento y facilitar su proceso de
fabricación (Figuras 11, 12 y 13). Se emplearán preferentemente las
placas de sección rectangular (Figura 11) y/o (Figura 12) para los
anclajes interiores en sistemas de doble cable de arriostre
horizontal. Las placas de tipo hexagonal (Figura 13) se emplearán
preferentemente para los anclajes del borde superior e inferior así
como para los anclajes interiores cuando el arriostre se realice con
un único cable horizontal.
Según la descripción anterior, las placas de
fijación a los anclajes estarán concebidas para diferentes diámetros
de cables de arriostre y barras de anclaje y su fijación a la cabeza
de los anclajes se realizará por medio de una tuerca de
características establecidas por el tipo de anclaje empleado.
Para el caso de instalación del sistema según el
modelo físico de comportamiento puntual, las placas de fijación de
la membrana a la cabeza de los anclajes se soluciona preferentemente
con el empleo de las mismas placas según la descripción anterior con
la inclusión de barras de acero (16) de calidad y dimensiones
adecuadas, convenientemente y solidariamente unidas a la placa, para
aumentar la longitud de conexión de la membrana y el anclaje
evitando así su punzonamiento, asegurando en este caso la
transmisión directa de esfuerzos entre los anclajes y la membrana
(Figura 14).
\vskip1.000000\baselineskip
En general, la tecnología de las mallas de
alambre existentes en la actualidad fabricados con diferentes
diámetros y calidades de acero, particularmente los de resistencia a
tracción en general menor a 1.000 MPa, derivan de otros campos de
aplicación y usos generales sin haber sido diseñadas o adaptadas de
manera específica a la función a cumplir como membrana flexible con
función estructural de soporte y reparto de esfuerzos dentro de un
sistema de estabilización de taludes.
Las mallas de alambre de acero de resistencia a
tracción menor a 1.000 MPa, obtenidos por la adecuación de su
proceso de fabricación y la introducción de un proceso de mejora
consistente en someterlos a un proceso de predeformación controlada
para limitar la deformación estructural permanente en condiciones de
explotación, según descripción anterior y objeto de la presente
invención, dentro de su empleo preferente como membrana flexible de
soporte y reparto como parte de un sistema de estabilización de
taludes y en general para cualquier aplicación de carácter
estructural en el que sea preceptivo bajos niveles de deformación,
han sido diseñados específicamente a la función estructural que van
a cumplir como membranas flexibles dentro de dicho sistema de
estabilización de taludes, aplicación para la cual y entre otros
requisitos, es fundamental presentar bajos niveles de deformación
bajo carga aplicada.
Estas mallas objeto de la presente patente, una
vez instaladas, puestas en carga y adosadas correctamente al terreno
como membrana flexible de un sistema de estabilización, debido a los
bajos niveles de deformación que presentan al entrar en carga por la
acción del empuje del terreno, exigencia imprescindible en este tipo
de sistemas, permiten obtener en conjunto un sistema más eficiente y
de menor coste, permitiendo su mejor adecuación a los niveles medios
y bajos de requerimientos de soporte del terreno debido a la
libertad en la disposición de diferentes diámetros y resistencia del
alambre de acero así como la adecuación de la geometría de la malla
en función de los requerimientos de soporte del terreno.
En el caso particular de mallas de simple
torsión para su uso como membrana en un sistema flexible de
estabilización, resulta más eficiente para su fabricación en
comparación con las mallas que emplean alambre de acero de alta
resistencia (entre 1.000 MPa y 2.200 MPa) el empleo de alambre de
acero de menor resistencia a tracción ya que presentará una menor
pérdida de resistencia por plegado, incrementando la resistencia a
tracción de la malla resultante con el incremento del área de la
sección de acero. El plegado de alambre de resistencia
media-alta, preferentemente menor a 1.000 MPa y de
ductilidad adecuada, provoca una pérdida de resistencia a tracción
de la malla menor que la que se produce cuando se pliegan alambres
de alta resistencia a tracción, mayores a 1.000 MPa.
En resumen, la utilización como membrana
flexible dentro de un sistema de estabilización de las mallas de
alambre de acero obtenidos por la adecuación del proceso de
fabricación y la introducción de un proceso de mejora de las mallas
de alambre de acero según descripción anterior recogida en la
presente patente, permite la obtención de un sistema más económico y
eficiente.
No se cree necesario hacer más extensa esta
memoria para que un experto comprenda las ventajas de la invención y
pueda llevarla a la práctica.
Debe entenderse que la invención ha sido
descrita según la realización preferida de la misma, por lo que
puede ser susceptible de modificaciones de forma, tamaño y
materiales, siempre y cuando dichas alteraciones no varíen la
esencia de las características del invento que se reivindican a
continuación.
\vskip1.000000\baselineskip
Con el objetivo de comprender no sólo la
constitución sino el uso y concepto de la presente invención, a
continuación se refiere un ejemplo práctico de realización, siendo
dicha ejecución meramente enunciativa, no limitativa de la misma,
todo ello tal como se muestra en los dibujos adjuntos en los que se
ha representado lo siguiente:
Figura 1. Esquema de funcionamiento bajo modelo
físico de comportamiento unidireccional.
Figura 2. Esquema de funcionamiento bajo modelo
físico de comportamiento bidireccional.
Figura 3. Esquema de funcionamiento bajo modelo
físico de comportamiento puntual.
Figura 4. Malla trenzada con retícula interior
hexagonal, también conocidos como malla de doble o triple
torsión.
Figura 5. Mallas de simple torsión formadas por
espiras individuales.
Figura 6. Espira de alambre de acero
individual.
Figura 7. Detalle de dos espiras de alambre de
acero entrelazadas.
Figura 8. Proceso de precarga o predeformación
controlada.
Figura 9. Geometría inicial y final de las
espiras entrelazadas que forman las mallas de alambre de acero,
sometidas al proceso de precarga o predeformación controlada.
Figura 10. Detalle del sistema de estabilización
y protección de taludes que emplea la membrana flexible obtenida por
un procedimiento de adecuación y mejora de las mallas de alambre de
acero, bajo el modelo físico de comportamiento unidireccional.
Figura 11. Placas de fijación a los anclajes
para sistema flexible de estabilización bajo el modelo físico de
comportamiento unidireccional de tipo rectangular, con pliegues y
nervaduras en dos direcciones
Figura 12. Placas de fijación a los anclajes
para sistema flexible de estabilización bajo el modelo físico de
comportamiento unidireccional de tipo rectangular, con pliegues y
nervaduras en una sola dirección.
Figura 13. Placas de fijación a los anclajes
para sistema flexible de estabilización bajo el modelo físico de
comportamiento unidireccional de tipo hexagonal.
Figura 14. Placas de fijación a los anclajes
para sistema flexible de estabilización bajo el modelo físico de
comportamiento puntual de tipo rectangular.
Claims (6)
1. Procedimiento de adecuación del proceso de
fabricación de las mallas de alambre de acero producidas con la
tecnología tradicional, que modifica las propiedades mecánicas de
comportamiento carga-deformación y permite su empleo
en sistemas de estabilización de taludes como membranas flexibles y
en cualquier aplicación en la que sean empleadas en calidad de
elementos con carácter estructural, caracterizado por someter
a la malla de alambre de acero durante la fabricación a un proceso
de precarga o predeformación, preferentemente por tracción en la
dirección principal de trabajo de la malla, por compresión en la
dirección perpendicular al plano de la malla o combinación de ambas,
ya sea bajo carga o deformación controlada.
2. Procedimiento de adecuación del proceso de
fabricación de las mallas de alambre de acero producidas con la
tecnología tradicional, según reivindicación Nº 1,
caracterizado por la eliminación de la mayor parte de la
componente de deformación estructural de carácter permanente de la
malla permitiendo de esta forma la obtención de una malla con
valores bajos de deformación al ser sometidas a carga una vez
instaladas en un sistema flexible de estabilización de taludes y en
cualquier aplicación en la que sea empleada en calidad de elemento
con carácter estructural.
3. Procedimiento de adecuación del proceso de
fabricación de las mallas de alambre de acero producidas con la
tecnología tradicional, de acuerdo con las reivindicaciones Nº 1 y
Nº 2, caracterizado por que el proceso de precarga y
predeformación se realiza sometiendo un sector de malla de ancho
variable, longitud "L_{o}" y luz interior "e_{o}" a
una fuerza controlada "F" en una estructura de soporte (Figura
8) que permite el desplazamiento del extremo delantero de la malla
una magnitud "\DeltaL" tal que provoque la pretensión de la
malla (8), la reducción de la luz interior de las espiras a un valor
"e_{f}" y con una longitud final del sector de la malla
"L_{f}" y reduciendo la deformación estructural de la malla
ante esfuerzos de tracción.
4. Membrana flexible continua de soporte y
reparto de esfuerzos para su empleo preferente como elemento
constituyente de un sistema de estabilización de taludes y
protección contra desprendimientos que presenta una baja deformación
bajo la aplicación de carga caracterizada por ser obtenida a
partir de una malla de alambre producida con la tecnología
tradicional y sometida al procedimiento de adecuación descrito en
las reivindicaciones Nº 1, Nº 2 y Nº 3 y que emplea para su
fabricación alambres de acero de resistencia a tracción
media-alta (menor de 1.000 MPa), con sección de
acero variable y geometría de la malla caracterizada por estar
formada por espiras individuales de acero con un ángulo de avance
"\beta" y altura de espira "D/2" (Figura 6).
5. Sistema flexible de estabilización y
protección de taludes, caracterizado por utilizar una
membrana flexible según reivindicación Nº 4, la cual sólidamente
arriostrada en forma continua perimetralmente (14) a elementos
ubicados preferentemente en la dirección horizontal (4) y
convenientemente separados en la dirección vertical del talud o
ladera (S_{y}), permiten transferir conjuntamente los esfuerzos de
tracción generados en la membrana a la cabeza de los anclajes (5) y
de éstos a la zona estable del terreno (Figura 10), ejerciendo o
soportando presión en toda la superficie de talud con bajos niveles
de deformación.
6. Elemento de captación o interposición en
sistemas de protección contra desprendimientos de rocas, contención
y cierre de barrancos, cerramientos de elevadas prestaciones y
medidas de seguridad, convenientemente fijada a una estructura de
soporte, caracterizado por emplear la membrana flexible según
reivindicación Nº 4.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES201000087A ES2374127B2 (es) | 2010-01-21 | 2010-01-21 | Procedimiento de adecuación del proceso de fabricación de las mallas de alambre de acero para su empleo como membranas flexibles en sistemas de estabilización de taludes. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES201000087A ES2374127B2 (es) | 2010-01-21 | 2010-01-21 | Procedimiento de adecuación del proceso de fabricación de las mallas de alambre de acero para su empleo como membranas flexibles en sistemas de estabilización de taludes. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2374127A1 true ES2374127A1 (es) | 2012-02-14 |
| ES2374127B2 ES2374127B2 (es) | 2012-10-16 |
Family
ID=45530824
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES201000087A Expired - Fee Related ES2374127B2 (es) | 2010-01-21 | 2010-01-21 | Procedimiento de adecuación del proceso de fabricación de las mallas de alambre de acero para su empleo como membranas flexibles en sistemas de estabilización de taludes. |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| ES (1) | ES2374127B2 (es) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015114177A1 (es) | 2014-02-03 | 2015-08-06 | 3S Geotecnia Y Tecnologia S.L. | Procedimiento y máquina para la fabricación de lienzos de mallas |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1193120A (ja) * | 1997-09-24 | 1999-04-06 | Kensetsu Kiso Eng Co Ltd | 斜面崩落防止工法 |
| JPH11107288A (ja) * | 1997-10-02 | 1999-04-20 | Kurosawa Construction Co Ltd | 法 枠 |
| CN201016169Y (zh) * | 2007-02-13 | 2008-02-06 | 陕西黄延高速公路有限责任公司 | 偏心预应力锚索抗滑桩 |
-
2010
- 2010-01-21 ES ES201000087A patent/ES2374127B2/es not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1193120A (ja) * | 1997-09-24 | 1999-04-06 | Kensetsu Kiso Eng Co Ltd | 斜面崩落防止工法 |
| JPH11107288A (ja) * | 1997-10-02 | 1999-04-20 | Kurosawa Construction Co Ltd | 法 枠 |
| CN201016169Y (zh) * | 2007-02-13 | 2008-02-06 | 陕西黄延高速公路有限责任公司 | 偏心预应力锚索抗滑桩 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015114177A1 (es) | 2014-02-03 | 2015-08-06 | 3S Geotecnia Y Tecnologia S.L. | Procedimiento y máquina para la fabricación de lienzos de mallas |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES2374127B2 (es) | 2012-10-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2271939T3 (es) | Red de proteccion, especialmente para proteccion frente a la caida de piedras o para aseguramiento de taludes. | |
| ES2197601T5 (es) | Trenzado de alambre para una proteccion contra el desprendimiento de piedras o para asegurar una capa de superficie de terreno, asi como un procedimiento y un dispositivo para su fabricacion. | |
| CN1978790B (zh) | 用于岩崩保护或者稳定土壤层的保护网及利用该网制成的斜坡稳定装置 | |
| ES2657595T3 (es) | Red, en particular para fines de protección, seguridad, criadero acuático o arquitectura así como un dispositivo para la fabricación de la red | |
| BR112017027300B1 (pt) | Estrutura de grade e processo para a produção de uma estrutura de grade | |
| CN206667270U (zh) | 斜坡防护网安装结构 | |
| CN102787678A (zh) | 带耗能水平缝剪力墙结构 | |
| BR112012008349B1 (pt) | rede protetora de metal, máquina para fabricação de redes metálicas e método para fabricação de rede metálica | |
| ES2708379T3 (es) | Refuerzo para hormigón reforzado | |
| ES2682201T3 (es) | Sistema y método para soportar bolardos | |
| KR101174619B1 (ko) | 충격에너지의 분배 및 흡수가 가능한 낙석방지 울타리 | |
| KR101207714B1 (ko) | 충격에너지의 분배 및 흡수가 가능한 낙석방지 울타리 | |
| CN102444113A (zh) | 优选用于加固堤防的安全网 | |
| ES2374127B2 (es) | Procedimiento de adecuación del proceso de fabricación de las mallas de alambre de acero para su empleo como membranas flexibles en sistemas de estabilización de taludes. | |
| WO2015114177A1 (es) | Procedimiento y máquina para la fabricación de lienzos de mallas | |
| JP5542405B2 (ja) | 落石防護工におけるワイヤロープの張力保持装置 | |
| RU2007129733A (ru) | Отбойник | |
| JP7211585B2 (ja) | 斜面安定化構造及び斜面安定化工法 | |
| JP7104396B2 (ja) | 堰堤のロープ保護部材及び堰堤 | |
| KR101033229B1 (ko) | 터널지지용 철근 격자지보 | |
| JP2005213747A (ja) | 雪崩・落石防護柵 | |
| ES2393115B2 (es) | Sistema y procedimiento de estabilizacion de taludes mediante red de cables de acero con grapas estructurales. | |
| KR101372442B1 (ko) | 비닐하우스용 골조 시스템 | |
| CN202055254U (zh) | 钢丝绳网及包含钢丝绳网的主动防护网和落石防护栅栏 | |
| JP5801123B2 (ja) | 落石防護装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG2A | Definitive protection |
Ref document number: 2374127 Country of ref document: ES Kind code of ref document: B2 Effective date: 20121016 |
|
| FD2A | Announcement of lapse in spain |
Effective date: 20210928 |