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Xblocs grandes (8,0 m 3 o 280 pies cúbicos) en un área de colocación de prueba

Un Xbloc es un bloque de hormigón entrelazado (o "unidad de blindaje") diseñado para proteger costas, muros de puertos, malecones , rompeolas y otras estructuras costeras del impacto directo de las olas entrantes . El modelo Xbloc ha sido diseñado y desarrollado por Delta Marine Consultants desde 2001 y ha sido objeto de una extensa investigación por parte de varias universidades.

Uso

Las unidades de blindaje de hormigón se aplican generalmente en rompeolas y protecciones costeras. Las unidades se colocan en una sola capa como capa exterior de la estructura costera. Esta capa se llama capa de armadura. Su función es doble: primero, proteger el material más fino debajo de él contra la acción de las olas severas; en segundo lugar, disipar la energía de las olas para reducir el aumento, el desbordamiento y la reflexión de las olas. Estas funciones requieren una armadura pesada pero porosa.

Los factores comunes para aplicar unidades de armadura de hormigón de una sola capa son:

  • La roca natural no está disponible en el tamaño o la calidad requeridos para soportar cargas de corriente o olas de diseño.
  • La producción de la cantera es insuficiente para satisfacer la demanda de material.
  • Las canteras existentes se encuentran a una distancia antieconómica de la ubicación del proyecto.
  • las conexiones por carretera tienen restricciones de carga (puentes) y otros cuellos de botella, están en malas condiciones o congestionadas

También en comparación con las unidades de blindaje de hormigón más antiguas, como por ejemplo los tetrápodos, que normalmente se colocan en doble capa para la protección de rocas, las unidades de blindaje de una sola capa modernas implican una cantidad significativamente menor de hormigón. Por lo tanto, se requiere menos material de construcción (cemento, grava), lo que reduce los costos y también la huella de carbono de las obras de protección costera. [ cita requerida ]

Los bloques de hormigón se pueden utilizar para el mismo propósito. [1] Al igual que Xbloc, la mayoría de estos bloques son desarrollos comerciales y están patentados . Como tales, los Xblocs no son producidos por el titular de la patente, sino que son fabricados e instalados por un contratista que, a cambio, paga una tarifa de licencia. Dicho acuerdo implica ciertas actividades de soporte técnico para asegurar la correcta aplicación del sistema de protección. [ cita requerida ]

Estabilidad hidráulica y mecanismo de enclavamiento

La unidad de blindaje Xbloc deriva su estabilidad hidráulica de su propio peso y del enclavamiento con las unidades circundantes. Debido a la capa de blindaje altamente porosa (capa de porosidad de casi el 60%) construida con unidades Xbloc, la energía de las olas entrantes será absorbida en gran medida. Por lo tanto, la capa de armadura Xbloc puede proteger la roca en la capa inferior de la erosión debida a las olas. Además de las fórmulas empíricas derivadas de las pruebas de modelos físicos, MEDUS ha investigado, entre otros, la interacción entre los elementos del rompeolas (sumergidos o emergidos) y las olas, así como la filtración del fluido en el rompeolas poroso, basándose en las ecuaciones RANS junto con una turbulencia RNG. modelo. [2]

Los Xblocs se aplican típicamente en una pendiente de pendiente de armadura entre 3V: 4H y 2V: 3H. A diferencia de la roca natural, la estabilidad hidráulica no aumenta en pendientes menos profundas, porque en esa situación se reduce el efecto de enclavamiento. Los tamaños estándar Xbloc varían entre 0,75 m 3 (altura de ola significativa hasta H s = 3.35m) y 20m 3 (H s = 10.0m). Cabe señalar que la relación dada entre la altura de diseño de la ola y el tamaño del volumen es válida solo para la etapa conceptual. Otros parámetros como la pendiente de la playa, la configuración de la cresta, el equipo de construcción, etc. pueden tener un efecto importante en el tamaño de unidad recomendado. [3]Para el diseño detallado, en particular para situaciones no estándar, las pruebas de modelos físicos son esenciales y normalmente se llevan a cabo para confirmar la estabilidad general y el desempeño funcional de un rompeolas (desbordamiento de olas y / o penetración de olas).

El efecto del enclavamiento es evidente cuando se compara un revestimiento de roca con una unidad moderna de una sola capa para las condiciones de contorno promedio, al tiempo que se tiene en cuenta la densidad específica más baja del hormigón en comparación con la mayoría de las rocas naturales comúnmente utilizadas en la construcción de rompeolas. Suponiendo que la roca natural se colocaría en una pendiente idéntica, el peso de la roca individual requeriría ser 3 veces más alto en comparación con las unidades Xbloc. La roca generalmente se coloca como una capa doble, por lo que el volumen de material de armadura que debe extraerse, almacenarse, manipularse, transportarse e instalarse puede ser enorme para un rompeolas más grande expuesto a la acción significativa de las olas. Debido al efecto de enclavamiento, el peso y, por tanto, el volumen de las unidades de blindaje de una sola capa es considerablemente menor en comparación con un blindaje que consiste enteramente en roca.Además, las unidades normalmente se fabrican cerca o en el sitio del proyecto, por lo que los problemas de transporte son menos críticos.

Producción de unidades de blindaje

El Xbloc consta de hormigón no reforzado, similar a otras unidades de blindaje de una sola capa. El hormigón ordinario C25 / 30 normalmente es apropiado para la producción de unidades de blindaje Xbloc. Sin embargo, a menudo se aplica hormigón de mayor resistencia por otras razones, por ejemplo, resistencia inicial para un desmoldeo más rápido, cargas de hielo, etc. Al omitir el refuerzo, se reducen el tiempo y los costos y las unidades de blindaje son menos vulnerables a los daños por corrosión a largo plazo. . La forma óptima de una unidad de blindaje de una sola capa combina la robustez de un cuerpo de hormigón compacto con la delgadez necesaria para el enclavamiento. La integridad estructural normalmente se confirma mediante cálculos de elementos finitos (FEM) y pruebas de caída del prototipo.

Aunque se pueden usar moldes de madera y acero para construir el encofrado Xbloc , se prefieren los moldes de acero, ya que se pueden usar repetidamente para producir un gran número de unidades de blindaje. Se aplican varios diseños de moldes, que constan de 2 secciones. Los moldes se ensamblan vertical u horizontalmente. El vertido y la compactación del hormigón se realizan simultáneamente. Un diseño de encofrado adecuado facilita el desmoldeo de los moldes en una etapa temprana y previene en gran medida la formación de panales de miel, burbujas en la superficie y daños por golpes.

Debido a la forma de la unidad Xbloc, se puede utilizar un encofrado relativamente simple que está hecho de un número limitado de placas de acero diferentes. Dado que una sola unidad Xbloc puede pesar hasta 45 toneladas, la construcción se realiza lo más cerca posible del área de aplicación.

Colocación

A diferencia de la colocación de otros bloques de hormigón entrelazados, la unidad Xbloc no tiene especificaciones muy estrictas sobre la orientación de cada unidad en una pendiente de rompeolas. Debido a la forma del Xbloc, cada uno de los 6 lados de la unidad se entrelaza de manera eficiente. Por lo tanto, los bloques encuentran fácilmente una posición que activa completamente el mecanismo de enclavamiento. Esto aumenta la tasa de colocación de unidades blindadas en una pendiente.

Debido a la estructura aleatoria y la alta porosidad de un rompeolas Xbloc, se crea un hábitat de arrecife artificial para varias especies de fauna y flora marina.

Ver también

Referencias

  1. ^ Xbloc.com (pdf)
  2. ^ MEDUS
  3. ^ Directrices
  • Normas británicas, BS 6349 Código de prácticas para estructuras marítimas, Parte 7, Guía para el diseño y la construcción de rompeolas , 1991.
  • CIRIA / CUR, Manual de rock , 2007 2
  • Artículos de investigación sobre el desarrollo y diseño de unidades blindadas de rompeolas de Xbloc 3
  • HJ Verhagen, Métodos de protección costeros clásicos, innovadores y no convencionales , sección de ingeniería costera, Universidad Tecnológica de Delft, Países Bajos, 2004 4
  • Conferencia de especialidades de la ASCE, Washington DC, marzo, Seabees in Service , 1983

Enlaces externos