Levantamento de tubos e cordas de tubos: fatores-chave para um microtúnel curvo de sucesso - TBM: Tunnel Business Magazine

O resultado desejado de um trabalho de microtúnel é uma tubulação instalada com precisão e perfeição. Idealmente, o tubo levantado também serve como tubo transportador, evitando o dispendioso deslizamento de um tubo adicional. O melhor benefício de uma operação de microtúnel para o proprietário é a tubulação mais longa possível por eixo – uma vez que o sistema está em operação, o custo por metro linear cai a cada pé adicional levantado. Alinhamentos curvos permitem comprimentos de transmissão estendidos, evitando obstáculos e eixos intermediários. No entanto, alguns aspectos importantes relativos ao tubo de elevação e à coluna de tubo devem ser mantidos em mente para garantir a qualidade impecável do tubo instalado.

Hoje, curvas estreitas em microtúneis são, na maioria dos casos, possíveis apenas com tubos de elevação rígidos e de paredes espessas com juntas articuladas, como concreto armado ou concreto polimérico. Num alinhamento curvo, devido à rigidez do material, a deflexão concentra-se nas juntas dos tubos.

Figura 1: Junta Hidráulica JC260 instalada em um tubo de elevação com DI de 2.000 mm.

Uma força de levantamento elevada admissível é essencial para uma operação eficiente e especialmente quando as coisas não correm exactamente como planeado, algumas reservas são desejáveis ​​e devem fazer parte da gestão de risco. Mesmo com a melhor investigação geotécnica, qualquer forma de escavação sempre envolve surpresas.

Transferir com segurança a força de levantamento de tubo para tubo em uma junta articulada é, conseqüentemente, um aspecto fundamental e necessário para compreender a força de levantamento admissível sem causar danos aos tubos.

A determinação da força de levantamento admissível em uma junta articulada depende diretamente do comportamento do material do anel de transferência de pressão; portanto, o comportamento previsível do material é fundamental para um cálculo confiável.

Com anéis de transferência de pressão de madeira convencionais, a abertura da junta no exterior da junta articulada e a carga pontual e os picos de tensão imprevisíveis no interior são as consequências inevitáveis ​​devido ao comportamento dificilmente previsível do material (Figura 2).

Figura 2: Distribuição de tensões e carregamento excêntrico com anel de transferência de pressão de madeira.

Anéis de transferência de pressão projetados, como a Junta Hidráulica (Figura 1) ou o EDAR, podem fornecer transferência de pressão de face completa sem picos de tensão, mesmo quando grandes ângulos de articulação são experimentados e permitem uma compreensão exata das tensões que atuam no tubo devido às suas características inerentes e perfeitamente comportamento mecânico previsível (Figura 3).

Figura 3: Distribuição de tensões e carregamento excêntrico com Junta Hidráulica.

A transferência de cargas através de juntas articuladas sempre causa carga excêntrica no tubo. Os anéis de transferência de pressão projetados reduzem a excentricidade nas dimensões, mas o efeito global no tubo individual ainda pode ser observado e deve ser considerado. A carga axial excêntrica é equilibrada por forças laterais que atuam nos tubos de elevação, aumentando significativamente o risco de danos.

A excentricidade relevante não vem apenas da articulação de uma única junta, mas é o resultado de diferentes ângulos de articulação nas extremidades frontal e traseira do tubo (Figura 2 e Figura 3). Para minimizar a excentricidade, um anel de transferência de pressão adequado e uma direção suave da máquina são fundamentais.

Além de um projeto estrutural robusto dos tubos de elevação, o projeto das juntas dos tubos é importante, pois a articulação está concentrada nas juntas dos tubos. A junta precisa estar nivelada por dentro e por fora do tubo e vedar o tubo contra águas subterrâneas e solo, mesmo no estado articulado. Tendo em mente o requisito de comportamento previsível do anel de transferência de pressão, é fundamental que o projeto da junta também vede a área de transferência de pressão para evitar que o solo ou a água afetem de forma imprevisível o comportamento do anel de transferência de pressão. Um projeto de junta adequado consiste em uma faixa de aço externa ou colar de aço, moldado no concreto e uma ponta com a gaxeta em uma ranhura na parte externa do tubo. Estas considerações também são válidas para acionamentos retos projetados, pois as correções de direção sempre forçam deflexões nas juntas dos tubos.