En la ingeniería estructural y la construcción, una mirilla es una barra recta, generalmente de metal , con un orificio ("ojo") en cada extremo para su fijación a otros componentes. Las barras oculares se utilizan en estructuras como puentes , en entornos en los que solo se aplica tensión y nunca compresión . También se conoce como "construcción de pasador y barra ocular" en los casos en que se utilizan pasadores. [1]
Estructura
Una barra ocular cerrada normalmente tendrá una sección transversal rectangular de grosor constante en toda su longitud y un ancho constante para todos menos los extremos. Los extremos pasarán a una parte más ancha que termina en un extremo redondeado. En el centro de este extremo habrá un orificio que recibirá un pasador cilíndrico , que podrá tener disposición para aceptar una o más tuercas o pernos . Si tiene una sección transversal redonda, la barra normalmente se forjará en los extremos para crear una cabeza, que luego se aplana mediante una forja adicional. A continuación, el cabezal se puede mecanizar con un grosor y una planitud precisos. Un método alternativo para usar una barra redonda es formar un bucle y forjar-soldar (soldadura con martillo) o soldar eléctricamente el extremo libre a la barra principal. [2]
Los ojales abiertos no se utilizan en los anclajes de cables de los puentes colgantes de cables de alambre modernos. Esto no permite que los cables se enrollen sobre el ojo, en lugar de requerir que se pasen por un ojo cerrado.
Solicitud
Las barras se pueden fabricar con orificios para pasadores de tamaño ligeramente inferior. Si es así, estos se escarian en el campo. Este escariado en campo asegura que las tensiones se distribuyan uniformemente entre las varias barras que forman el elemento de celosía o el eslabón de la cadena. En el momento del montaje, se puede añadir un tratamiento resistente a la corrosión en forma de grasa, pasta de aceite de plomo rojo o blanco u otro material que excluya el agua.
Cerchas: tejados y edificios
Los ojales se utilizan en porciones de armaduras articuladas con pasadores donde se puede establecer mediante procedimientos de ingeniería que la barra no se impondrá con ningún esfuerzo que no sea tensión en todas las condiciones esperadas. Los ojales se utilizan para complementar los soportes de la estructura del armazón del techo hechos de madera o metal. Se colocan como puntales de la cercha, ubicados junto a la viga rey.
Tramos de suspensión de eslabones de cadena
Los enlaces Eyebar se han utilizado durante mucho tiempo en puentes colgantes con varios enlaces Eyebar combinados para formar una estructura altamente redundante. Este uso de la barra ocular la coloca en un eslabón de cadena que sostiene una carga basada en la tensión en lugar de la compresión. Sin embargo, los tramos de suspensión de eslabones de cadena de baja redundancia más modernos cayeron en desgracia como resultado del colapso del Silver Bridge en 1967, que provocó la muerte de 46 personas.
(El método actual de diseño de puentes colgantes es utilizar múltiples hilos de alambre trefilado para formar cables sustanciales). [3]
Fabricación
Los ojales se pueden fundir , forjar o cortar de una placa enrollada. Si se usa material redondo, los ojos generalmente serán forjados. El tratamiento térmico (calentamiento y enfriamiento rápido) dará como resultado una estructura cristalina microscópica de grano fino, mejorando la resistencia de la barra. Una dureza excesiva puede provocar fragilidad, que debe evitarse. Los pasadores utilizados para unir barras también se tratarán térmicamente, generalmente con un grado de dureza superior al de las barras para que no se corten bajo una gran tensión.
Hierro
Los ojales originales se formaron a partir de "amontonar" [2] metal de hierro delgado uno encima del otro y forjarlo en un horno. Una vez juntas, la pieza se calentó y se martilló en forma de U sobre un troquel. Para crear el ojo, el hierro doblado calentado se martilló en sí mismo, cerrando el espacio y creando la forma del ojo. [2] Este método creó una manera rápida y eficiente de crear la barra, sin embargo, no se mantendría estructuralmente unida después de cierto punto debido a que el método de apilamiento se calentó mal o estaba defectuoso.
Acero
Los nuevos métodos para la creación de barras de ojos implican el uso de acero fundido, tanto el ojo como la barra, juntos en el mismo molde, lo que crea una fundición más sólida con menos área para que la unión se rompa. Los métodos más nuevos de corte de acero, como el láser / plasma / y el chorro de agua, han creado formas más eficientes de crear elementos de acero, como barras oculares a partir de placas de acero .
Láser
Se utiliza un láser potente para cortar con precisión un diseño programado de acero. Este método es rápido y reduce el desperdicio, pero también requiere lijado y acabado adicionales antes de su uso.
Plasma
El gas de oxígeno se canaliza a través de un electrodo y crea un arco que se puede canalizar hacia el acero, lo que permite cortar el metal. Este método de corte solo funciona en metales conductores.
Chorro de agua
Similar al láser, el corte por chorro de agua utiliza una máquina cortadora, pero utiliza la fuerza del agua para cortar el acero. El uso de agua crea cortes alisados casi terminados, lo que reduce el tiempo de producción.
Ventajas de uso
Los eyebars se crearon a principios del siglo XX, cuando el costo del acero era alto. La creación de la barra ocular proporcionó una solución simple para reducir la cantidad de acero necesaria en un puente. Usando un método de alfiler y ojo, teóricamente se colocaría menos tensión en los miembros de unión. [4]
Problemas de uso
Los problemas ocurren por las siguientes razones:
Fabricación incorrecta
Es posible que una barra no se fabrique correctamente debido a una mala fundición, si es de acero, o no se ha martillado correctamente, si es de hierro. Este error es evidente en los puntos donde la cabeza se ha desprendido de la barra o la cabeza se ha agrietado a través de un agujero de alfiler hacia el lado exterior. [2]
Capas insuficientes
Las barras para los ojos, cuando se colocan como soportes en puentes, no tienen suficientes capas. Considere la catástrofe de Silver Bridge , este fue un caso en el que solo se emparejaron 2 barras de ojos como soportes en la cadena. Era una práctica más común usar 4 barras de ojos unidas con alfileres en el caso de que una barra de ojos fallara. 3 más podrían dividir la carga en lugar de solo la barra de ojos que quedaba. En el caso del puente Silver, la barra ocular restante también se rompió, lo que provocó el colapso del puente. [5]
Desgaste general
Como todo metal, el acero se desgasta con el tiempo. Como resultado, las clavijas de acero de los ojos se aflojan y pierden tensión, lo que a su vez compromete la integridad de la estructura.
Revisión del uso de la barra de ojos
Debido a los avances tecnológicos en la creación de ojales, el hierro y el antiguo método de fundición de acero son menos comunes. Sin embargo, estos puentes más antiguos aún deben ser mantenidos y revisados. Investigadores como Dewey Walls, Jr. de Union Pacific Rail Road han recopilado recursos sobre cómo revisar, identificar ubicaciones comprometidas y cómo reparar adecuadamente el área. [4]
Puentes colgantes notables documentados por HAER
Nombre | IDENTIFICACIÓN | Fecha | Significado |
---|---|---|---|
Puentes de las Tres Hermanas | HAER PA-490-A | 1926 | Ejemplo de puente colgante Eyebar grande |
puente de Brooklyn | HAER NY-18 | 1883 | Una vez que el puente de expansión más grande del mundo, tiene anclajes de barra ocular |
Puente colgante de Dresde | HAER OH-93 | 1914 | Uno de los pocos ejemplos de puente colgante Eyebar |
Ver también
Referencias
- ^ Sparks, S. Patrick y Marc E. Badoux. "Evaluación no destructiva de un puente de armadura de hierro forjado histórico en New Braunfels, Texas". Boletín APT 29, no. 1 (1998): 5-10. doi: 10.2307 / 1504542.
- ^ a b c d Pérdida, HV La forja de barras para los ojos: y el flujo de metal en matrices cerradas . Estados Unidos: Publisher Not Identified, 1893. Consultado el 16 de noviembre de 2018. https://archive.org/stream/forgingofeyebars01loss#page/n1/mode/2up.
- ^ Steinman, DB (2008). Un tratado práctico sobre puentes colgantes, su diseño, construcción y montaje . LEER LIBROS. pag. 46. ISBN 1-4097-3099-9.
- ^ a b Wells, Dewey. "Mantenimiento Eyebar en puentes de acero" (PDF) . www.arema.org . Consultado el 14 de diciembre de 2018 .
- ^ LeRose, Chris. "El colapso del puente de plata". Sociedad Histórica de Virginia Occidental. Octubre de 2001. Consultado el 16 de noviembre de 2018. http://www.wvculture.org/history/wvhs/wvhs1504.html.
enlaces externos
- Casting In Iron - 1940-1949 - Película educativa británica