ENCOFRADO AL TERRENO DESCRIPCIÓN Objeto de la invención

La presente invención se refiere a un sistema de calce para la base de un encofrado. El sistema de calce se encarga de transmitir a la base de una sección hormigonada las cargas que se generan durante el hormigonado de un revestimiento en túneles realizados en mina o galerías.

En general la invención es aplicable para los encofrados de túneles realizados en mina en el ámbito de la obra civil, especialmente en el ámbito de la ejecución de túneles o galerías.

Problema técnico a resolver

Durante la construcción de un túnel se ejecutan diferentes fases bien diferenciadas y que se ejecutan según un orden, de manera que unas fases se van ejecutando después de otras, apoyándose las fases posteriores en los trabajos realizados previamente. El orden de ejecución de las diferentes fases se sigue de forma precisa y estricta durante la ejecución del túnel para que la construcción se realice con segundad y en plazo.

La primera fase de la construcción es la excavación en destroza de la sección del túnel, con la ejecución de la parte inferior de la sección (la contrabóveda) en primer lugar, y a continuación en la segunda fase realizar los laterales (hastiales) y la parte superior (bóveda) de la sección, que se ejecutan de manera conjunta.

Para la realización de la bóveda y los hastiales se emplea un encofrado que se encarga de mantener la forma que tiene la sección del túnel, y que durante el hormigonado de esa sección tiene que soportar las cargas generadas por el peso del hormigón líquido y transmitirlas a una parte de la primera fase que tenga capacidad para soportar dichas cargas.

En la actualidad existen multitud de elementos que forman parte de los encofrados que se emplean para la ejecución de túneles, que son los encargados de la transmisión de los esfuerzos generados por el hormigón cuando es vertido. Estos elementos que transmiten esfuerzos lo hacen apoyándose en elementos longitudinales, con complejos sistemas que no se pueden adaptar a irregularidades del terreno o de la zapata.

El objeto de la invención es proponer un elemento sencillo, de fácil manejo y colocación, que realiza apoyos puntuales para la transmisión de esfuerzos, por lo que se puede adaptar en dicha transmisión a irregularidades del terreno o zapata donde los esfuerzos son transmitidos.

Descripción de la invención

Para evitar los inconvenientes indicados y lograr los objetivos anteriormente mencionados, la invención consiste en un sistema de calce para la transmisión de cargas de un encofrado al terreno, que realiza el apoyo en sitios puntuales y se puede adaptar a irregularidades del terreno sobre el que se apoya y poder variar la altura de coronación de encofrado.

El elemento del sistema de calce para transmisión de cargas de un encofrado al terreno comprende, en la transmisión de cargas verticales, un soporte, una barra de transmisión de carga vertical roscada, una tuerca y un pie.

El pie a su vez comprende una pletina en la parte superior que tiene una perforación, y un cambio de sección en la zona inferior.

En la transmisión de esfuerzos verticales a la zapata de la sección de hormigón, la barra de transmisión de carga vertical es solidaria al soporte, estando el soporte fijado a un hastial del encofrado. Se impide el movimiento relativo entre el pie y el soporte introduciendo por la perforación de la pletina que tiene el pie la barra de transmisión de carga vertical y roscando la tuerca por el extremo superior de la barra de transmisión de carga vertical, consiguiendo de esta manera la transmisión de los esfuerzos generados en el encofrado al suelo.

La zona inferior del pie cambia de sección, teniendo dos secciones diferentes según dos realizaciones del objeto de la invención.

En la transmisión de esfuerzos horizontales a la zapata de la sección de hormigón, según una primera realización en la que la zona inferior del pie tiene sección circular, el sistema de calce comprende dos barras de transmisión de carga horizontal, paralelas entre sí, la propia zona inferior del pie de sección circular, dos abrazaderas, una barra perforada, y al menos dos tuercas por cada barra de transmisión de carga horizontal.

Se deja embebida la barra perforada en la zapata de la sección de hormigón y se coloca una abrazadera sobre la zona inferior del pie abrazándola por el exterior, la otra abrazadera se emplaza sobre la barra perforada uniendo las dos abrazaderas mediante las barras de transmisión de carga horizontal y las tuercas introducidas por los extremos de cada barra de transmisión de carga horizontal.

En la transmisión de esfuerzos horizontales a la zapata de la sección de hormigón, según una segunda realización en la que la zona inferior del pie tiene sección cuadrada hueca, el sistema de calce comprende una barra de transmisión de carga horizontal, una zona inferior del pie de sección cuadrada hueca en su interior con una escotadura para el paso de la barra, una placa de asiento, una tuerca calota, una barra perforada, con un hueco pasante, y una tuerca.

La zona inferior del pie, en esta segunda realización, como ya se ha mencionado, tiene una sección cuadrada hueca y en dos paredes de dicha sección se encuentra una escotadura, a través de la cual pasa la barra de transmisión de carga horizontal.

Se introduce la barra de transmisión de carga horizontal a través del hueco pasante de la barra perforada y en la escotadura de la zona inferior del pie. Se coloca la placa de asiento sobre la zona inferior del pie y la tuerca calota sobre la placa de asiento, de manera que se fija la posición relativa de la zona inferior del pie respecto a la barra perforada mediante la introducción de una tuerca en el extremo de la barra de transmisión de carga horizontal que se corresponde con la barra perforada e introduciendo la tuerca calota sobre la placa de asiento en el otro extremo de la barra de transmisión de carga horizontal.

El sistema de calce para transmisión de cargas de un encofrado al terreno, según una tercera realización, comprende una cuña en la que se apoya la zona inferior del pie, estando dicha cuña sujeta a la zapata de la sección de hormigón, de modo que transmite los esfuerzos horizontales a la zapata.

La cuña del sistema de calce para transmisión de cargas de un encofrado al terreno comprende dos piezas simétricas enfrentadas con una cara común, con dicha cara común presentando una zona de apoyo de la zona inferior del pie, y una barra roscada, con una tuerca roscada en cada extremo. En esta tercera realización mediante el roscado de las tuercas se adapta la geometría de la cuña hasta entrar en contacto con la zona inferior del pie.

Tanto en la primera realización como en la segunda realización, cuando el sistema se emplea para el trazado de túneles en curva, en la transmisión de carga horizontal, en la parte exterior de la curva, se emplea una pieza especial, que constituye una tercera realización de la invención, que está compuesta por dos barras perforadas, dos perfiles metálicos enfrentados solidarios entre sí que configuran una viga, dos abrazaderas, dos barras de transmisión de carga horizontal y dos tuercas; las dos barras perforadas, que se han dejado embebidas en la zapata de la sección de hormigón, están fijadas a la viga formada por los dos perfiles metálicos; la viga incorpora en un extremo dos abrazaderas. Una de las abrazaderas es deslizante sobre un tramo de la viga y la otra se une a la primera a través de las barras de transmisión de carga horizontal limitando el movimiento relativo entre ambas abrazaderas mediante tuercas colocadas en las barras de transmisión de carga horizontal; entre dichas abrazaderas se introduce la zona inferior del pie, que en esta realización tiene sección circular. Descripción de las figuras

Para completar la descripción y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del dispositivo, se acompaña a esta memoria descriptiva un conjunto de figuras en donde, con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

La figura 1 es una vista en perspectiva de una sección de hormigón de un túnel con una primera realización del sistema de calce objeto de la invención emplazado en su lugar de empleo.

La figura 2 es una vista en perspectiva del sistema de calce de la figura

1 .

La figura 3 es una vista frontal del sistema de calce según una primera realización.

La figura 4 es una vista en perspectiva explosionada del sistema de calce de la figura 1 .

La figura 5 es una vista en perspectiva de una segunda realización del sistema de calce objeto de la invención.

La figura 6 es una vista en perspectiva explosionada del sistema de calce de la figura 5.

La figura 7 es una vista en perspectiva del sistema de calce en la realización que se emplea para la transmisión de esfuerzos horizontales en la parte exterior del túnel en tramos en curva.

La figura 8 muestra una vista en explosión de la tercera realización del sistema de calce objeto de la invención.

La figura 9 muestra una vista lateral de la realización de la figura 8.

A continuación se proporciona una lista de los distintos elementos representados en las figuras que integran la invención:

1 .- pie,

zona inferior del pie,

2. barra de transmisión de carga vertical,

3. soporte,

4. abrazadera,

5. barra de transmisión de carga horizontal,

6. barra perforada, 7.- hastial,

8.- zapata,

9.- pletina,

10. - perforación,

1 1 . - tuerca,

13. - placa de asiento,

14. - tuerca calota,

15. - escotadura,

16. - hueco pasante,

17. - tornillo,

18. - perfil metálico,

19. - viga,

20. - pared interior,

21 . - cuña,

22. - piezas simétricas,

23. - zona de apoyo,

24. - barra roscada.

Descripción detallada de la invención

Como se puede observar en la figura 1 , la invención divulga un sistema que se coloca en la base del encofrado del revestimiento de un túnel que se está ejecutando bajo el procedimiento de túnel en mina, y que transmite las cargas que se generan durante el hormigonado de la segunda fase de la sección del túnel a la primera fase, que en el procedimiento de construcción en mina se encuentra ya ejecutada.

El objeto de la invención comprende un pie (1 ) telescópico, que se encarga de la transmisión de esfuerzos verticales a la zapata (8) y, junto con al menos una barra de transmisión de carga horizontal (5) y una barra perforada

(6) , de la transmisión de esfuerzos horizontales a la misma zapata (8).

El encofrado de la segunda fase del túnel, la que constituye los hastiales

(7) está formado por una serie de costillas, que se unen por el interior, y por el exterior por una superficie lisa sobre la que se realiza el hormigonado.

El objeto de la invención tiene tres realizaciones alternativas que se emplean para la construcción de tramos rectos de túneles, y una cuarta realización adicional, compatible con las dos primeras, que se emplea para la ejecución de tramos curvos de túneles.

En los tramos rectos la transmisión de esfuerzos se realiza mediante apoyos puntuales, en piezas individuales, y en la realización que se emplea para la ejecución de tramos curvos el apoyo para la transmisión de esfuerzos se realiza en dos puntos.

Para la transmisión de esfuerzos verticales, cada pieza individual cuenta con un soporte (3), por cuyo interior se desplaza un pie (1 ) de sección cuadrada, y cuya sección varía en la zona inferior (1 ') del pie (1 ). La zona inferior (1 ') del pie (1 ), es la zona del pie (1 ) sobre la que se produce el apoyo en el suelo o en la zapata (8) de la sección de hormigón y, consecuentemente, la que transmite los esfuerzos verticales a ese suelo o zapata (8). El soporte (3) incorpora una barra de transmisión de carga vertical (2) fijada al soporte (3). La barra de transmisión de carga vertical (2) está roscada al menos en su parte superior. Asimismo el pie (1 ) cuenta con una pletina (9) con una perforación (10) en su parte superior. Por la perforación (10) de la pletina (9) se introduce la barra de transmisión de carga vertical (2) fijada al soporte (3), y sobre la zona roscada de la mencionada barra de transmisión de carga vertical (2) se introduce una tuerca (1 1 ) que impide el movimiento del pie (1 ) respecto al soporte (3).

La invención se fija a las costillas del encofrado del hastial (7) bien mediante unos tornillos (17) que van incorporados en el soporte (3), bien por medio de una unión soldada. Con dicha unión se limita el movimiento del pie (1 ) respecto al soporte (3), los esfuerzos verticales que el soporte (3) recibe los transmite al pie (1 ) a través de la barra de transmisión de carga vertical (2) y el pie (1 ) los transmite a la zapata (8) de hormigón de la sección del túnel.

Para la transmisión de esfuerzos horizontales la invención cuenta con tres realizaciones diferentes, si bien el funcionamiento es muy similar en las tres realizaciones. En la zona inferior del pie (V), se coloca un elemento que transmita el esfuerzo horizontal que se genera en el encofrado del hastial (7) del túnel (dos variaciones del elemento que transmite el esfuerzo horizontal generan dos realizaciones de la invención, que a continuación de exponen). Dicho esfuerzo se transmite a una barra perforada (6) que, previamente se ha dejado embebida en la zapata (8) de hormigón de la sección del túnel.

En una primera realización, (observable en las figura 3 y 4) el esfuerzo horizontal se transmite a través de dos barras de transmisión de carga horizontal (5), que se colocan, en paralelo una a otra, a los dos lados de la zona inferior del pie (V), que en esta realización tiene sección circular. En un extremo de las barras de transmisión de carga horizontal (5) se coloca una abrazadera (4), que une las dos barras de transmisión de carga horizontal (5) y se apoya en la parte del pie (1 ) que tiene sección circular (1 '), y, en el otro extremo de las barras de transmisión de carga horizontal (5), se coloca otra abrazadera (4) que se apoya en la barra perforada (6) que se ha dejado embebida en la zapata (8) de hormigón.

En cada barra de transmisión de carga horizontal (5), por el exterior de las abrazaderas (4), se introducen dos tuercas (12), una por extremo, de manera que las abrazaderas (4) fijan el pie (1 ) y la barra perforada (6) y, a través de las barras de transmisión de carga horizontal (5) se transmite el esfuerzo horizontal generado en el hastial (7) del túnel hasta la barra perforada (6), que se encuentra en la zapata (8) de hormigón de la sección del túnel.

En una segunda realización, (observable en las figura 5 y 6) el esfuerzo horizontal se transmite a través de una única barra de transmisión de carga horizontal (5), que pasa por el centro de la zona inferior (1 ') del pie (1 ), a través de una escotadura (15) y por la barra perforada (6), habiendo realizado un hueco pasante (16) en la citada barra perforada (6). La zona inferior del pie (1 '), en esta realización tiene una sección hueca de forma cuadrada.

Por un extremo de la barra de transmisión de carga horizontal (5), en concreto por el extremo que se corresponde con la barra perforada (6) se introduce una tuerca (1 1 ) que apoya sobre la barra perforada (6), y por el extremo que se corresponde con el pie (1 ), se introduce una placa de asiento (13) y una tuerca calota (14), de manera que la placa de asiento apoya en el mencionado pie (1 ).

La forma curva de la tuerca calota (14) y de su asiento en la cavidad de la placa (13) permite pequeñas desalineaciones entre la barra de transmisión de carga horizontal (5) y la perpendicular de la placa de asiento (13). La realización primera también permite desalineaciones, debido a la sección redonda de la zona inferior del pie (1 '), la barra perforada (6) y las abrazaderas (4).

En la ejecución de túneles con una sección que presenta un escalón o pared interior (20) y otra pared exterior que forma parte de la zapata (8), se ha desarrollado una tercera realización de la invención (observable en las figuras 8 y 9). En la tercera realización el esfuerzo horizontal se transmite mediante el apoyo de la zona inferior del pie (1 ') en una cuña (21 ), estando dicha cuña apoyada en la pared interior (20) de la sección del túnel.

La cuña (21 ) está formada por dos piezas simétricas (22) enfrentadas con una cara común, que a su vez presenta una zona de apoyo (23) de la zona inferior del pie (1 '). Por el interior de las dos piezas simétricas (22) discurre una barra roscada (24), en cada extremo se rosca una tuerca (25), adaptando la geometría de la cuña (21 ) hasta entrar en contacto con la zona inferior del pie (1 ').

Estos elementos antes descritos en las tres realizaciones diferentes expuestas, se colocan alineados para la ejecución de tramos rectos de túnel.

Para la ejecución de tramos curvos, existe una cuarta realización (observable en la figura 7), que se coloca en el lado exterior de la curva a ejecutar. La invención está formada por dos barras perforadas (6), unidas entre sí a través de dos perfiles metálicos (18). Los dos perfiles metálicos (18) están enfrentados y fijados entre sí formando una viga (19) hueca. En un extremo de la viga (19) formada por los perfiles metálicos (18) se encuentra una primera abrazadera (4) deslizante en un tramo entre los perfiles metálicos (18). Enfrentada a la primera abrazadera (4) se encuentra una segunda abrazadera (4) que se une a la primera a través de dos barras de transmisión de carga horizontal (5), estando limitado el movimiento relativo entre las abrazaderas (4) mediante dos tuercas (12) que se colocan en el extremo de las barras de transmisión de carga horizontal (5). Entre las dos abrazaderas (4) se introduce la zona inferior (1 ') del pie (1 ), que en esta realización tiene sección circular.

La invención no debe verse limitada a la realización particular descrita en este documento. Expertos en la materia pueden desarrollar otras realizaciones a la vista de la descripción aquí realizada. En consecuencia, el alcance de la invención se define por las siguientes reivindicaciones.