ES2964817B2 - Union de amarre para acoplamiento entre modulos estructurales de gruas torre - Google Patents

Description

DESCRIPCIÓN

UNIÓN DE AMARRE PARA ACOPLAMIENTO ENTRE MÓDULOS ESTRUCTURALES DE

GRÚAS TORRE

Sector de la técnica

La presente invención está relacionada con las grúas torre de gran altura que se emplean normalmente en la construcción de edificaciones, refiriéndose concretamente a un sistema de unión para el amarre de los acoplamientos entre tramos estructurales con los que se compone la torre de dichas grúas torre, consiguiéndose unas uniones que mejoran la distribución de las tensiones que se generan en los acoplamientos de montaje de la estructura de la grúa.

Estado de la técnica

A grandes rasgos son conocidas la estructura y funcionalidad de una grúa industrial, no obstante, dependiendo de la aplicación a la que se destine, el tipo de grúa cambia por completo, clasificándose en dos grandes grupos, que son las grúas fijas y las grúas móviles.

El primer grupo, es decir, las grúas fijas, se instalan dentro de naves industriales, para transportar cargas de un lado a otro de dichas naves, mientras que el segundo grupo, es decir, las grúas móviles, se utilizan en exteriores.

Dentro del grupo de las grúas móviles es conocido un tipo de grúas que se utiliza fundamentalmente para la construcción de edificaciones. Estas grúas son denominadas como grúas torre y pueden alcanzar unas dimensiones de altura que exigen un montaje por fases y tramos. Una parte componente de dichas grúas torre es la torre o mástil, que es una estructura vertical de celosía formada por unas columnas, generalmente de sección en "H” y unos travesaños, generalmente de sección en "U”, montándose dicha estructura sobre una base de anclaje, en una composición mediante unión de tramos estructurales sucesivos, hasta alcanzar la altura deseada.

Las técnicas de acoplamiento conocidas hasta ahora para unir los tramos estructurales componentes de la torre de las grúas torre, se basan generalmente en sistemas de unión mediante bulones, aunque también existen sistemas basados en uniones mediante tornillería.

Por ejemplo, el documento CN 204980942 divulga un sistem a de unión m ediante tornillos pasantes y tuercas, en el cual se sueldan unas piezas de unión en las zonas laterales de los extrem os de las colum nas de los tram os estructurales de com posición de la torre de grúa a form ar. Dichas piezas de unión son de la form a de unos casquillos con orificios axiales pasantes, de tal m anera que el am arre entre los tram os estructurales a unir se realiza m ediante la inserción de tornillos de am arre a través de los m encionados casquillos, para lo cual los casquillos de atornillado de los tram os estructurales que se unen deben alinearse con precisión para poder insertar los tornillos de am arre.

El problem a que subyace en esta solución es que la posición de los casquillos de atornillado es crítica, ya que si no se sueldan en la posición exacta no es posible introducir los tornillos de am arre al a linear los tramos de grúa. A dem ás, el que los casquillos de atornillado se fijen por soldadura puede suponer un riesgo de rotura en el caso de una m ala soldadura, lo que implica posibles retrasos en el montaje y costes adicionales en la construcción de las grúas torre de aplicación. Estas soldaduras representan un grado de fiabilidad bajo, con lo que, si una soldadura es defectuosa, se corre el riesgo de que colapse toda la estructura de la grúa torre una vez m ontada, con el consiguiente peligro para los operarios y objetos del entorno de la instalación de la grúa.

En el caso de uniones entre tramos con bulones concurren problem as similares, ya que los bulones se tienen que insertar a través de chapas perforadas, siendo necesaria una gran precisión en las perforaciones y la colocación de las chapas para insertar los bulones. Tam bién se surgen problemas de fiabilidad en la sujeción de las chapas, las cuales se fijan por soldadura, de modo que cualquier defecto o imprecisión puede provocar tensiones indeseadas con la consiguiente fractura de la zona de los am arres y el peligro de derrum be de la estructura de las grúas torre de aplicación.

Es por todo lo anteriorm ente descrito que se hace necesario el desarrollo de una solución que elim ine los riesgos e inconvenientes existentes en la actualidad y m ejore los tiem pos y garantías de m ontaje en la construcción de las grandes estructuras de las grúas torre.

Objeto de la invención

Para poder alcanzar los objetivos de mejora de los tiem pos de m ontaje y de fiabilidad, elim inando los riesgos de imprecisión y peligros de rotura de las zonas de acoplam iento entre las partes estructurales com ponentes de las grúas torre y, en particular, entre los tram os estructurales de composición de la torre de dichas grúas, la presente invención propone un tramo estructural de grúa torre formado por celosías con vigas unión de amarre que distribuye los esfuerzos y las tensiones de manera eficaz en los puntos críticos de las uniones entre los tramos estructurales que se acoplan.

Para ello, el tramo estructural de grúa objeto de la invención comprende una unión de amarre que se dispone en el acoplamiento de los extremos de las vigas verticales de los tramos estructurales a unir. Dicho acoplamiento comprendiendo una base plana fijada a un bloque de unión cubriendo la base plana perimetralmente la proyección de dicho bloque de unión, siendo el bloque fijable por soldadura sobre el extremo de cada viga vertical del tramo estructural a amarrar, sobresaliendo al menos dos extremos del bloque de unión respecto de la proyección de la columna, comprendiendo dichos extremos un orificio pasante para la introducción de un tornillo para amarre con un bloque de unión de un tramo estructural contiguo, quedando en la posición de montaje la superficie plana de la base plana de un tramo estructural en contacto directo con la base plana del tramo estructural contiguo.

Con este conjunto de elementos se pretende evitar la concentración de tensión en el perfil principal y que haya transición de la tensión en la rigidez del apoyo evitando las roturas que podrían generarse fruto de la mencionada tensión.

El bloque de unión proporciona mayor material para el reparto y resistencia de esfuerzos a través del atornillado.

Por su parte la placa base, preferentemente poligonal, proporciona una superficie de contacto entre acoplamientos mayor que el bloque de unión, mejorando el reparto de esfuerzos al haber mayor superficie de contacto entre placas base de tramos de grúa en su acoplamiento. Se mejora el cono de presión de la unión atornillada y su correspondiente coeficiente de reparto. Y por otro lado permite un mayor control de las tolerancias de montaje entre tramos, puesto que es más sencillo mecanizar esta superficie de contacto entre tramos para asegurar tolerancias de montaje y su planitud de unión.

En esa disposición, según una realización los extremos sobresalientes del bloque de unión, entendiéndose por sobresalientes el hecho de que en sección transversal de la viga vertical sobresalen perpendicularmente de la proyección de dicha viga vertical, siendo preferentemente dichos extremos sobresalientes de forma rectangular. Siendo dichos extremos los que comprenden orificios para la fijación con tornillos de amarre.

Según una realización alternativa cuando por características inherentes al diseño de la grúa los esfuerzos en el acoplamiento son mayores, dicho bloque comprende cuatro extremos sobresalientes conformando una configuración en forma de cruz, igualmente con orificios en dichos extremos para la inclusión de los tornillos de amarre.

Por otro lado, la unión de amarre se complementa con unos refuerzos, comprendiendo fijada a cada lado del alma de la viga vertical una pletina transversal en "U” fijada lateralmente en las alas y en su fondo al alma de la viga vertical, quedando en posición transversal a la viga.

Este refuerzo permite que la transición de esfuerzos en los refuerzos interiores sea homogénea.

Preferentemente, la unión de amarre comprende un refuerzo adicional de la forma de una placa vertical que se fija a la viga vertical entre el bloque de unión y la pletina transversal en "U” fijándose con sus laterales en la superficie interior de las alas de la viga vertical de forma paralela a su alma. Esta pletina vertical aporta rigidez al perfil de la viga que preferentemente será un perfil HEB, aportando rigidez en la dirección que menos rigidez dispone por los diferentes espesores propios del perfil HEB. El refuerzo transversal, en este caso, evita que se generen picos de tensión en la terminación superior de la pletina vertical.

Adicionalmente, está previsto que la unión de amarre del tramo estructural comprenda una pluralidad de placas laterales que se fijan en los laterales de los extremos sobresalientes del bloque de unión y a la viga vertical.

Dichos refuerzos laterales preferentemente tendrán una transición curva desde el plano vertical al horizontal que permite la transferencia de esfuerzos, tensionándose los refuerzos en vez de cargar las soldaduras que son siempre las partes más débiles de cualquier estructura.

De acuerdo con otro aspecto de la invención, la unión de amarre del tramo de grúa comprende un orificio central de alineación en el conjunto formado por la base plana y el bloque de unión que mediante la introducción de una pieza de alineación permite en el montaje al alineación mediante inserción de dicha pieza en cada orificio central de alineación correspondiente a cada tramo de grúa a unir.

Todo ese conjunto de elementos que forman las uniones de amarre según la invención permite un comportamiento de las uniones con mayor nivel de fiabilidad y seguridad, ya que cada elemento ayuda a disipar y distribuir mejor las tensiones y esfuerzos mecánicos que se producen en los acoplamientos de unión entre los tramos estructurales de las grúas torre de aplicación, tanto durante el estado de trabajo como en el estado de reposo.

Además, la placa base de las uniones facilita el correcto montaje de los acoplamientos de unión entre los tramos estructurales que se unen, permitiendo disminuir los tiempos de montaje y, consecuentemente, un ahorro de costes.

En conclusión, con la unión de amarre objeto de la presente invención se consiguen unas importantes ventajas sobre las técnicas convencionales de unión de los tramos estructurales componentes en las grúas torre, haciendo más funcional y seguro el montaje de dichas grúas.

Descripción de las figuras

La descripción se acompaña con unos dibujos, que no son limitativos, para ayudar a la comprensión de la funcionalidad de la invención.

La figura 1 muestra esquemáticamente un ejemplo de grúa torre en vista frontal.

La figura 2 muestra en perspectiva un tramo estructural de composición de la torre de la grúa de la figura anterior.

La figura 3 es una vista isométrica en detalle del acoplamiento entre dos tramos de la torre de grúa de un primer ejemplo de realización.

La figura 4 es una vista superior de una sección transversal del acoplamiento entre dos tramos de la torre de grúa según el ejemplo de la figura 3.

La figura 5 es una vista ampliada del acoplamiento de la figura 4.

La figura 6 es una vista isométrica en detalle del acoplamiento entre dos tramos de la torre de grúa de otro ejemplo de realización.

La figura 7 es una vista superior de una sección transversal del acoplamiento entre dos tramos de la torre de grúa según el ejemplo de la figura 6.

La figura 8 es una vista de corte del amarre de la unión del acoplamiento entre dos tramos estructurales de una torre de grúa según la invención.

Descripción detallada de la invención

El objeto de la invención se refiere a un acoplamiento (1) para unir tramos estructurales (2) con los que se compone una torre (14) en grúas torre que se emplean generalmente en construcción de edificaciones, las cuales, según muestra la figura 1, comprenden una torre (14) de gran altura, la cual se dispone sobre una base (13) de anclaje, incorporándose en la parte superior de la torre (14 ) una corona de giro (15), sobre la cual se incorpora una pluma (16 ) en la que va dispuesto un órgano de aprehensión (19) para colgar las cargas que se tienen que m over con la grúa, y en la parte contraria una contraplum a (17) provista con contrapesos (18) para nivelar la estructura de la grúa en la posición vertical de m ontaje y en la función de trabajo. La torre (14 ) form ada por una estructura de celosía com puesta por unas colum nas, norm alm ente form adas por perfiles de sección en "H”, las cuales se unen entre sí m ediante travesaños form ados por perfiles que generalm ente son de sección en "U”.

D ada la altura de trabajo de dichas grúas torre, necesitan una torre (14 ) de gran longitud para sustentar el conjunto funcional a la altura de izado de las cargas a mover, por lo que la form ación de dicha torre (14 ) se realiza m ediante la unión de sucesivos tram os estructurales (2) (figura 2), hasta la longitud necesaria, uniéndose convencionalm ente los tramos estructurales (2) com ponentes m ediante acoplam ientos (1) en los que se establecen unos am arres de sujeción m ediante bulones o tornillos con tuercas que se disponen a través de casquillos fijados por soldadura exteriorm ente sobre las colum nas de los tram os estructurales (2).

F rente a las soluciones de am arre convencionales m ediante bulones o tornillos pasantes a través de casquillos soldados exteriorm ente a las colum nas de los tram os estructurales (2), se preconiza según la invención un tram o estructural (2) con una unión de am arre que perm ite una distribución m ás hom ogénea de los esfuerzos y tensiones que se producen en los puntos críticos de unión entre los tram os estructurales (2) de la torre (14) de grúa que se form a por com posición m ediante unión de sucesivos tram os estructurales (2).

La unión entre los tram os estructurales (2) en los acoplam ientos (1) de los nudos de celosía, se realiza m ediante dicha unión de am arre del tram o estructural (2) objeto de la invención. Esta unión se establece m ediante atornillados que se establecen entre los extrem os de las vigas verticales (10) de los tram os estructurales (2) a unir. Dicha unión de am arre se determ ina con una base plana (3) y un bloque de unión (4) que se fijan entre sí preferentem ente m ediante soldadura, para posteriorm ente fijarse la viga vertical (10) correspondiente sobre el bloque de unión (4).

C om o se puede ver en un prim er ejem plo de realización de las figuras 3 y 4, dicho bloque de unión tiene form a rectangular, con unos extrem os sobresalientes que com prenden unos orificios pasantes en los que se disponen los tornillos de am arre. D e este modo, se disponen en contacto la base plana (3) de un tram o de grúa (2) con la base plana (3 ’) de un tram o de grúa (2 ’) contiguo para posteriorm ente unir am bos tram os (2, 2 ’) en su acoplam iento (1) m ediante atornillado. Resulta por lo tanto en una realización de fácil m ontaje, que adem ás permite mecanizar la base plana (3) para la adaptación a irregularidades del terreno o a distintas tolerancias propias de la fabricación.

Adicionalmente, como se puede ver en las figuras 3 y más en detalle en la figura 5, se incorporan en dichos amarres de unión unos elementos de refuerzo. De manera que comprende una pletina transversal en "U” (5) que se fija a la viga vertical (10) con sus laterales fijados por soldadura a las alas de la viga vertical (10) y su fondo fijado al alma de la viga vertical (10). Posteriormente, se fija una placa vertical (6) que se fija al interior de las alas de la viga vertical (10) paralelamente al alma y entre el bloque de unión (4) y la mencionada pletina transversal en "U” (5). Esta placa vertical (6) preferentemente comprende una terminación superior con una ranura en forma de "U” de relevancia para no acumular tensiones mecánicas.

Además, para un mayor refuerzo se disponen soldadas unas placas laterales (7) de reducción de tensiones que se fijan en los laterales del bloque de unión (4) y sobre la superficie exterior de la viga vertical (10) del tramo estructural (2).

Estas placas laterales (7) preferentemente comprenden una transición curva desde el plano vertical al horizontal que permite transferir los esfuerzos.

Según otro ejemplo de realización, como se muestra en las figuras 6 y 7, en el caso de grúas torre de mucha altura y/o destinadas para mover cargas muy pesadas, el conjunto de la base plana (3) y el bloque de unión (4) de los acoplamientos (1) son en forma de cruz. Disponiendo en cada uno de los brazos de la cruz orificios pasantes para introducir cuatro tornillos de amarre en las uniones, asegurando, de este modo, unas uniones más resistentes, al establecerse los amarres con mayor número de tornillos. Asimismo, en esta realización se dispondrán los correspondientes refuerzos (5, 6 y 7).

En ambos casos de realización, el procedimiento de montaje de las uniones de amarre en los acoplamientos (1) entre los tramos estructurales (2) a unir es el mismo, de tal forma que se sueldan en primer lugar la base plana (3) y el bloque de unión (4) entre sí, y seguidamente se suelda la viga vertical (10) y travesaño (11) correspondiente del tramo estructural (2) al bloque de unión (4). Posteriormente se suelda la placa vertical (6) sobre el bloque de unión (4) y a la columna del tramo estructural (2), en la parte interior del perfil de la viga vertical (10) del tramo estructural (2), para luego soldar la pletina transversal en "U” (5) sobre la columna del tramo estructural (2) en el extremo de la placa vertical (6).

Finalmente se sueldan las placas de reducción de tensiones (7) a la viga vertical (10) del tramo estructural (2) en los laterales de los extremos sobresalientes del bloque de unión (4).

Se prevé tam bién la incorporación de una pieza de alineación (8), la cual se incluye a través de un orificio central (9) del conjunto form ado por la base plana (3) y el bloque de unión (4), para garantizar que los tram os estructurales (2, 2 ’) que se unen queden correctam ente alineados en el acoplam iento (1) entre ellos, com o se observa en la figura 8. El uso de dicha pieza de alineación (8) puede ser crítico en las uniones entre los tram os estructurales (2, 2 ’), en aplicaciones en las que con la grúa torre de aplicación se tengan que m anejar grandes pesos y cuando la grúa torre resulta expuesta a una clim atología adversa, por ejem plo, de fuertes vientos, o si el terreno de apoyo sufre vibraciones.

Aunque la unión de am arre según la invención se ha descrito en particular para el acoplam iento de am arre entre tram os estructurales (2) de la com posición longitudinal de una torre de grúa, esta unión de am arre es de utilización igualm ente para otros acoplam ientos de unión entre partes de un conjunto estructural, com o el am arre de unión entre la torre (14 ) y la base (10) de anclaje de una grúa u otras uniones sem ejantes, dentro del m ismo concepto de la invención.

Claims (6)

REIVINDICACIONES

1.- Tramo estructural (2) de grúa torre formado por celosías con vigas verticales (10), travesaños (11) y diagonales (12) con una unión de amarre para acoplamiento entre tramos estructurales (2) de grúas torre, para establecer la sujeción mediante atornillado en acoplamientos (1) de unión entre tramos estructurales (2) de composición de las grúas torre, que en su acoplamiento (1) comprende una base plana (3) fijada a un bloque de unión (4), caracterizado por que la base plana (3) cubre perimetralmente la proyección de dicho bloque de unión (4), siendo el bloque fijable por soldadura sobre el extremo de cada viga vertical (10) del tramo estructural (2) a amarrar, sobresaliendo al menos dos extremos del bloque de unión (4) respecto de la proyección de la columna, comprendiendo dichos extremos un orificio pasante para la introducción de un tornillo para amarre con un bloque de unión (4’) de un tramo estructural (2’) contiguo, quedando en la posición de montaje la superficie plana de la base plana (3) de un tramo estructural (2) en contacto directo con la base plana (3’) del tramo estructural contiguo (2’), y que comprende en su unión de amarre, fijada a cada lado del alma de la viga vertical (10) una pletina transversal en "U” (5) fijada en las alas y el alma de la viga vertical (10), comprendiendo una placa vertical (6) que se fija a la viga vertical (10) entre el bloque de unión (4) y la pletina transversal en "U” (5) fijándose con sus laterales en la superficie interior de las alas de la viga vertical (10) de forma paralela a su alma.

2.- Tramo estructural (2) de grúa torre de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizada por que los extremos sobresalientes del bloque de unión (4) son de forma prismática cuadrangular.

3.- Tramo estructural (2) de grúa torre de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2 caracterizado por que el bloque comprende cuatro extremos sobresalientes conformando una configuración en forma de cruz.

4. Tramo estructural (2) de grúa torre de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por que comprende una pluralidad de placas laterales (7) que se fijan en los laterales de los extremos sobresalientes del bloque de unión (4) y a la viga vertical del tramo estructural (2).

5.- Tramo estructural (2) de grúa torre de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por que las fijaciones entre los elementos del amarre de unión y sobre la estructura del tramo estructural (2) se establecen mediante soldadura.

6.- Tramo estructural (2) de grúa torre de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por que el conjunto formado por la base plana (3) y el bloque de unión (4) comprende un orificio central de alineación (9), en el cual se introduce una pieza de alineación (8) insertable en un orificio central (9’) del tramo (2’) contiguo.