Aparatos de apoyo en elastómeros zunchados (Neopreno)

Los aparatos de apoyo en elastómeros zunchado realizan una unión de tipo elástico entre una estructura y su soporte. Son capaces de soportar las diferentes solicitaciones:

Esfuerzo normal. (ver Figura)

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Figura

Esfuerzo y desplazamiento en el plano medio tangente. (Figura)

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Rotación alrededor de cualquier eje contenido en este plano medio. (Figura)

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Figura

El funcionamiento.

Sometido a esfuerzos y/o desplazamientos, una lámina elemen­tal de elastómero se deforma como lo indican las figuras anteriores.

Esfuerzos unitarios tangenciales de cizallamiento aparecen en el plano de contacto de la lámina con su soporte, esfuerzos que dependen no solamente de la magnitud de las solicitaciones impuestas sino igualmente de la forma de la superficie de la lámina en planta y superficie lateral, de la naturaleza de! elastómero, de la rapidez de aplicación de los esfuerzos y de la temperatura.

Estos esfuerzos unitarios tangenciales se traducen por una tendencia al deslizamiento, que está contrarrestando gracias a la adherencia a la lámina del elastómero de las placas metálicas llamadas zunchos. A espesor igual de elastómero, estos zunchos tienen además la ventaja de permitir, sea la disminución del asentamiento bajo el esfuerzo normal, sea el aumento de la carga admisible. (Figura)

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Figura

En la mayor parte de los países los reglamentos permiten calcular esfuerzos unitarios y deformaciones de los aparatos de apoyo en elastómero zunchado, y fijan valores límites ad­misibles que no se deben sobrepasar.

La concepción - las ventajas

El principio

Un aparato de apoyo FREYSSINET en elastómero zunchado está constituido de una pila de un cierto número de láminas elementales de elastómero (caucho natural o sintético) entre los cuales están intercaladas placas metálicas llamadas zunchos, adheridos al elastómero al momento de su vulcanización en calor y bajo presión.

La gama Standard

FREYSSINET INTERNATIONAL (F.I.) produce y distribuye una gama de aparatos de apoyo STANDARD cuyas características se indican más adelante. (Figura)

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Figura

Estos aparatos de apoyo se realizan:

- Por cortes de "Placas madres" de grandes dimensiones que son los apoyos estándar "Semi-recubiertos".

Las capas externas están constituidas por láminas de elastómero cuyo espesor es igual a la mitad de la de las capas internas.

Los cantos de los zunchos son aparentes en las caras laterales y están protegidos contra la corrosión con la ayuda de un revestimiento especial a base de resinas epóxicas.

-Por moldeado individual: estos son los apoyos estándar “recubiertos”

Las capas externas están constituidas por láminas de elastómeros cuyo espesor es igual a la mitad de la de las capas internas. Los cantos no aparentes de los zunchos están protegidos contra la corrosión por una capa de elastómero de 5mm. de espesor medio, vulcanizada en la fabricación.

En función de las exigencias del proyecto, pueden también realizarse a pedido, aparatos de apoyo semi-recubiertos de dimensiones en planta diferentes de las dimensiones estándar.

Así mismo las caras externas de los aparatos de apoyo pueden estar constituidos de zunchos metálicos en lugar de láminas de elastómeros. la superficie exterior de estos aparatos de apoyo llamados "de zunchos externos" está entonces protegida contra la corrosión por un reves­timiento especial a base de resina epóxica.

En todos los casos, todas las combinaciones de número, de repartición y de espesor de láminas de elastómero y de zunchos se pueden realizar, bajo reserva de respetar las prescripciones de los reglamentos, principalmente en materia de estabilidad.

Las ventajas.

Además de la economía que aportan a los proyectos, los aparatos de apoyo FREYSSINET en elastómero zunchado presentan múltiples ventajas técnicas:

- Ligeros y de poco bulto, son fáciles de colocar en obra. |

- Protegidos contra la corrosión no necesitan ningún mantenimiento.

- De funcionamiento seguro, no tienen ni desgaste, ni bloqueo.

- Deformables, permiten los movimientos de la estructura y pueden además jugar el rol de amortiguadores dinámicos.

La designación.

Los aparatos de apoyo estándar FREYSSINET se designan por sus dimensiones en plano expresadas en mm. Seguidas de la indicación:

- Del número de láminas elementales de elastómero y de zunchos metálicos así como de su espesor respectivo, igualmente mm. para los apoyos semírrecubiertos.

- De su espesor total en mm. para los aparatos de apoyo recubiertos.

Por ejemplo un apoyo " semirrecubierto " 300x400x4 (10+3) mide en planta 300 mm. por 400 mm.

Está constituido por una pila de 3 láminas internas de elastómero de 10 mrn. de espesor, de 2 semi-elásticas externas de 5 mm. o sea 40 mm. de elastómero en total, y de 4 zunchos metálicos de 3 mm. su espesor es de 52 mm.

La denominación de un apoyo "recubierto" de la misma constitución y de las mismas dimensiones en planta es 300 x 400x52.

- Para los aparatos de apoyo de zunchos externos, la designación es idéntica a la de los apoyos semirrecubiertos añadiendo "de zunchos externos". Para los aparatos de apoyo de composición especial el número, la repartición y los espesores respectivos de la láminas de elastómero y de los zunchos deben detallarse y puede ser cómodo en este caso de subrayar las láminas de elastómero.

Los componentes.

El elastómero

El elastómero usado para la fabricación de los aparatos de apoyo estándar FREYSSINET es el policloropreno, caucho sintético principalmente comercializado bajo el nombre de neopreno por la Du Pont de Nemours que lo fabrica y dis­tribuye desde 1931.

Este producto ha sido escogido en razón de su remarcable resistencia al envejecimiento y sus excelentes perfomances en relación a los agentes agresivos como el ozono, los aceites minerales, la gasolina, los solventes, los rayos ultravioleta.

Sin embargo en caso de exigencia particular, el caucho natural puede sustituir al policloropreno y la adición antes de la vulcanización, de aditivos tales como los antioxidantes o los antiozonantes mejora sus performances en relación al en­vejecimiento.

Debe notarse que numerosos reglamentos nacionales preconizan indiferentemente el empleo del uno o del otro de estos dos elastómeros, como compuesto de base de la mezcla usada para la fabricación de los aparatos de apoyo.

La puesta a punto y la realización de mezclas especiales de elastómeros permite igualmente satisfacer las exigencias particulares de ciertas especificaciones de cargas: resistencia aumentada al frío y/o a los hidrocarburos, características mecánicas mejoradas, etc.

Los zunchos.

Las placas de zunchado son de acero dulce, conforme a los reglamentos y normas francesas o extranjeros en vigor. En caso de necesidad específica los espesores de los zunchos pueden adaptarse a los valores deseados. En el caso de uso en medio muy agresivo, zona marítima, ambiente químico corrosivo, se recomienda encarecidamente usar, ya sea aparatos de apoyo recubiertos, ya sea aparatos de apoyo semirrecubiertos con zunchos de acero inoxidable.

La fabricación y los controles.

La fabricación de los aparatos FREYSSINET está asegurada en el cuadro de un ciclo de producción que comprende:

- La investigación y puesta a punto de las mezclas de elastómero a base de policloropreno, de caucho natural, de S.B.R. o cualquier otro elastómero a escoger.

- La preparación de mezclas.

- El tratamiento completo de los zunchos metálicos incorporados: corte, desengrase

y preparación para su adherencia al elastómero.

- La confección.

- El moldeado en prensa calentadora regulada.

- El acabado.

- Los controles estadísticos de los productos terminados.

El servicio de ensayos de F.I. dispone además de equipos que permiten realizar ensayos estadísticos y dinámicos de los aparatos de apoyo en tamaño natural o sobre muestras repre­sentativas.

Freyssinet Internacional Con cada suministro de aparatos de apoyo entrega un “Certificado de Conformidad” garantizando el respeto de las especificaciones contractuales y procedimientos de fabricación.

A pedido, pueden efectuarse controles exteriores por organismos oficiales o de oficinas de control

El know how (savoír taire)

En todos los casos, la gran experiencia de F.I. en el dominio de los aparatos de apoyo le permite satisfacer a las demandas más exigentes de los dueños de la obra, suministrar a sus clientes aparatos de apoyo conformes en todos los aspectos a su cuader­no de cargas o a los diversos Reglamentos Nacionales e Inter­nacionales:

Directiva del SETRA y de la S.N.C.F.; British Standard 5400 sección 9: 1983 ; Especificaciones de la A.A.S.H.T.O. 1992;

Directivas de la U.f.C. 1969, etc.

Fichas técnicas, mas adelante, resumen las exigencias de los Principales Reglamentos. Ellas permiten efectuar una selección entre la gama de los aparatos de apoyo estándar FREYSSINET, o eventualmente un dimensionamiento rápido en función de los datos del proyecto.

Además gracias a los programas de cómputo electrónico F.I. está en posición de aportar al usuario toda la asistencia técnica que podría serle necesaria para el dimensionamiento de los aparatos de apoyo.

Puede suceder que en el caso de fuertes cargas, de grandes desplazamientos ó de grandes desplazamientos ó de grandes rotaciones, loa aparatos de apoyo en elastómeros zunchados no pueden utilizarse.

Para adoptar una solución a estos problemas F.I. produce y distribuye diferentes tipos de aparatos de apoyo.

Aparatos de deslizamiento: Neoflón

Aparatos de apoyo mecánicos a discos esféricos: Tetrón

Dispositivos especiales.

En caso de necesidades particulares F.I. puede estudiar a pedido todo dispositivo especial asociado a los aparatos de apoyo.

Dispositivo antiresbalamiento

Si la relación del esfuerzo tangencial aplicado a un aparato de poyo al esfuerzo normal concomitante es inferior al coeficiente de fricción entre apoyo y soporte, es necesario precaver todo resbalamiento posible.

Pueden adoptarse diversas disposiciones, y su selección depende de las condiciones reales de uso.

El aparato de apoyo puede ser:

- Sea pegado al soporte con ayuda de un adhesivo-resina epóxico por ejemplo, cuando el esfuerzo tangencial es débil.

- Sea empotrado en el concreto de la obra.

- Sea provisto de anclajes soldados o atornillados.

- Sea provisto de zunchos externos en láminas estriadas.

- Sea sujeto lateralmente por tacos, sellados (soporte concreto), o soldados (soporte metálicos).

En los últimos cuatro casos, los zunchos externos del aparato de apoyo son gruesos. (Figura)

Dispositivos de distorsión limitada o bloqueada.

El aparato de apoyo esta montado en una caja metálica mecano soldada provista de y tacos que según su posición respectiva limitan o bloquean la distorsión al mismo tiempo que permiten la rotación.

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La caja presenta nervios o anclajes que permiten su fijación al soporte.

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Dispositivos anti-levantamiento.

Si debido a ciertas combinaciones de cargas, el esfuerzo normal aplicado al aparato de apoyo puede volverse negativo (Tracción), es necesario prever un dispositivo que impida el levantamiento.

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Un tal dispositivo esta presentado en el (Figura) a titulo de ejemplo.

Hay la posibilidad de poderse estudiar y fabricar otros sistemas a pedido.

Diferentes tipos de aparatos de apoyo.

En los casos en los que las rotaciones sean muy importantes se da a los apoyos la forma de lentes biconvexas de concreto ubicadas entre placas de elastómero zunchados. Estas rotulas pueden combinarse con apoyos planos que aumentan al mismo tiempo su movilidad en el sentido horizontal.

Para aplicaciones particulares se han usado secciones tales como de la figura.

Pero ahora se las considera obsoletas y caras y en algunos casos insatisfactorias. La forma Standard plana de los apoyos es cuadrada o rectangular y para la mayoría de las aplicaciones es la forma mas satisfactoria.

Sin embargo se han desarrollado apoyos de planta circular siendo su mayor ventaja el no tener dirección preferida ni esquinas, y en estructuras complejas pueden acomodar combinaciones de fuerzas de corte sin el peligro de concentraciones de esfuerzos en el caucho.

Sin embargo el rectangular es el mas simple de fabricar y es probablemente el que permanezca como el tipo Standard.