IT202100004379A1 - Sistema di controllo dello stato di un giunto di dilatazione stradale a pettine - Google Patents
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Description
SISTEMA DI CONTROLLO DELLO STATO DI UN GIUNTO DI DILATAZIONE STRADALE A PETTINE.
DESCRIZIONE
L?invenzione riguarda un sistema di controllo dello stato di un giunto di dilatazione stradale a pettine.
In generale, i giunti di dilatazione stradale sono componenti strutturali progettati per consentire il passaggio di veicoli e pedoni sopra un varco tra due strutture adiacenti, permettendo, nello stesso tempo, gli spostamenti e le rotazioni relativi delle due parti opposte.
Un'altra importante funzione di un giunto di dilatazione ? quella di consentire lo sviluppo delle deformazioni strutturali, di un tratto stradale o di un tratto ferroviario, legate alle variazioni termiche o ad altri fattori come ad esempio il sisma.
Con il termine 'varco' si vuole intendere uno spazio tra due elementi strutturali consecutivi di una strada, il quale varco pu? avere dimensioni che variano da 20 millimetri fino ad oltre 1 metro.
In sostanza, un giunto di dilatazione deve permettere l?aumento o la diminuzione delle dimensioni del varco esistente tra due elementi strutturali contrapposti, ove il cambiamento del varco pu? essere legato a qualsivoglia fenomeno, o gradiente termico, o sisma, od oscillazione, o altri fenomeni che comportino uno spostamento delle parti tra le quali ? definito il varco.
In pratica un giunto di dilatazione ha lo scopo di garantire la copertura portante del varco sotteso al giunto nel campo degli scorrimenti per i quali il giunto di dilatazione ? progettato.
Sono oggigiorno noti e diffusi giunti di dilatazione stradale di tipo a pettine, generalmente in acciaio.
Un giunto di dilatazione stradale a pettine comprende generalmente due file di opposti moduli a pettine; ciascun modulo a pettine comprende una parte di ancoraggio, configurata con fori passanti atti ad accogliere corrispondenti barre filettate di ancoraggio al suolo. Dalla parte di ancoraggio si sviluppano a sbalzo una pluralit? di affiancati denti; ciascun dente ? sagomato per definire con un altro affiancato dente uno spazio intermedio in cui si posiziona un eguale opposto dente di un altro affacciato opposto modulo a pettine.
Ciascuna fila di moduli a pettine ? ancorata al massetto di sottofondo di una porzione d'estremit? di un elemento strutturale di due affacciati elementi strutturali di una strada.
I denti dei moduli a pettine si intersecano in corrispondenza del varco tra gli elementi strutturali definendo tra loro un interspazio in cui sono liberi di muoversi in seguito ai movimenti delle estremit? degli elementi strutturali a cui sono fissati.
I moduli a pettine presentano una superficie superiore sostanzialmente planare e percorribile da veicoli e pedoni.
L'intersezione delle due affacciate opposte file di moduli a pettine definisce un piano carrabile al di sopra del varco, il quale piano carrabile rimane percorribile anche in caso di allontanamento o avvicinamento reciproco delle due file di moduli a pettine.
Quindi, tale tipologia di giunto di dilatazione stradale permette lo scorrimento relativo dei due elementi strutturali collegati, grazie alla compenetrazione geometrica di due elementi a pettine contrapposti. I giunti di dilatazione a pettine sono molto apprezzati dalle amministrazioni che gestiscono le reti stradali ed autostradali perch? sono giunti intrinsecamente robusti, insensibili al passaggio delle lame di veicoli spazzaneve, sono molto confortevole per l?utenza e molto poco rumorosi, caratteristica quest'ultima che li rende ideali per applicazioni ove nelle vicinanze vi sono edifici abitati.
Il basso impatto acustico del giunto a pettine, ? dovuto al funzionamento in compenetrazione complanare geometrica tra i due elementi a pettine contrapposti.
Costruttivamente, un modulo a pettine di un giunto a pettine ? ottenuto da una piastra monolitica di acciaio ossitagliata e successivamente lavorata a macchina utensile; ovviamente questa rappresenta una delle innumerevoli possibili soluzioni utilizzate per realizzare un giunto a pettine.
Da un punto di vista strutturale, il modulo a pettine di un giunto a pettine opera come una mensola, con i denti compenetranti che fungono da vera e propria mensola a sbalzo, e la parte posteriore da cui i denti si estendono che ne permette il fissaggio all'estremit? di un elemento strutturale stradale, fissaggio generalmente realizzato da una doppia fila di viti e relativi ancoraggi.
Il funzionamento strutturale dei denti a sbalzo rappresenta tuttavia il punto debole di tale tipologia di giunti di dilatazione stradale; infatti le sollecitazioni cicliche imposte dal traffico ai denti a sbalzo si trasmettono alle viti di ancoraggio che ne realizzano il fissaggio al suolo, per cui, in caso di errore nella posa e/o nella realizzazione degli ancoraggi, o addirittura in caso di generale ammaloramento della struttura su cui il giunto ? ancorato, le sollecitazioni cicliche causano un progressivo degrado del sistema di ancoraggio cosicch? le viti invece che lavorare alla tensione costante data dal serraggio, si trovano a lavorare in regime di ?martellamento? con la conseguente loro rottura a fatica.
Trattandosi di elementi unitariamente molto robusti e pesanti, il fatto che un modulo a pettine si possa liberare dal vincolo di fissaggio al suolo determina un elevato rischio di gravi danni per i veicoli in transito.
A causa di tali rischi, le amministrazioni che gestiscono le reti viarie sono costrette ad una continua sorveglianza sullo stato dei giunti di dilatazione stradale, che dev'essere eseguita da personale preparato ed appositamente addestrato.
Tali interventi sono quindi costosi in termini di manodopera e raramente tempestivi, poich? sovente le ispezioni sono realizzate a seguito di segnalazioni dall'esterno, ovvero quando un problema ? gi? sorto, assieme ad un potenziale pericolo per i veicoli in transito.
Compito della presente invenzione ? quello di mettere a punto un sistema di controllo dello stato di un giunto di dilatazione stradale a pettine capace di ovviare ai citati inconvenienti e limiti della tecnica nota.
In particolare, uno scopo dell?invenzione ? quello di mettere a punto un sistema di controllo che consenta prevenire situazioni di pericolo senza incrementare i costi di manodopera per la supervisione fisica dei giunti di dilatazione a pettine interessati da tale sistema di controllo.
Un altro scopo dell?invenzione ? quello di mettere a punto un sistema di controllo semplice da applicare, alla stregua dei giunti di dilatazione stradale a pettine di tipo noto.
Un ulteriore scopo dell?invenzione ? quello di mettere a punto un sistema di controllo non invasivo e che non richiede particolari interventi sugli affacciati elementi strutturali della strada su cui viene applicato.
Il compito nonch? gli scopi sopra citati sono raggiunti da un sistema di controllo dello stato di un giunto di dilatazione stradale a pettine secondo la rivendicazione 1.
Ulteriori caratteristiche del sistema di controllo secondo la rivendicazione 1 vengono descritte nelle rivendicazioni dipendenti. Il compito ed i suddetti scopi, assieme ai vantaggi che verranno menzionati in seguito, sono evidenziati dalla descrizione di una forma esecutiva dell'invenzione, che viene data, a titolo indicativo ma non limitativo, con riferimento alle tavole di disegno allegate, dove:
- la figura 1 rappresenta una vista prospettica di un sistema di controllo secondo l?invenzione;
- la figura 2 rappresenta una vista prospettica dall'alto di un particolare del sistema di controllo secondo l?invenzione;
- la figura 3 rappresenta una vista prospettica della parte inferiore del particolare di figura 2, in una prima variante realizzativa dell'invenzione;
- la figura 4 rappresenta una vista prospettica della parte inferiore del particolare di figura 2, in una seconda variante realizzativa dell'invenzione;
- la figura 5 rappresenta una vista prospettica d'insieme del sistema di controllo secondo l'invenzione.
Con riferimento alle figure citate, un sistema di controllo dello stato di un giunto di dilatazione stradale a pettine secondo l?invenzione ? indicato nel suo complesso con il numero 10.
Tale sistema di controllo dello stato di un giunto di dilatazione stradale a pettine 10 comprende due file 11 e 12 di opposti moduli a pettine; tali moduli a pettine sono indicati con 13, 13a, 13b quelli appartenenti ad una prima fila 11, e con 14, 14a, 14b quelli appartenenti ad una seconda opposta fila 12; ci? ? esemplificato in figura 5.
I moduli a pettine 13, 13a, 13b, 14, 14a, 14b sono da intendersi sostanzialmente eguali tra loro; per tale ragione un unico modulo a pettine 13 ? descritto ed illustrato in dettaglio nelle figure 2, 3 e 4. Ciascun modulo a pettine 13, 13a, 13b, 14, 14a, 14b comprende:
- una parte di ancoraggio 15,
- una pluralit? di affiancati denti 16 sviluppantisi a sbalzo dalla parte di ancoraggio 15; ciascun dente 16 ? sagomato per definire con un altro affiancato dente 16a uno spazio intermedio 18 e 19 in cui si posiziona con gioco un eguale opposto dente 17, 17a di un altro affacciato opposto modulo a pettine 14, 14a, 14b,
- mezzi di ancoraggio per il fissaggio ad un massetto di sottofondo 20 di una porzione d'estremit? 21a, 22a di un elemento strutturale 21, 22 di due affacciati elementi strutturali 21, 22 di una strada.
La peculiarit? dell'invenzione risiede nel fatto che tale sistema di controllo 10 comprende:
- un sensore di vibrazioni 30, 130, 130a, 130b ben visibile in figure 1, 3, 4 e 5, per ciascuno dei moduli a pettine 13, 13a, 13b, 14, 14a, 14b, - una centralina di trasmissione dati 40 o 40a, visibile in figura 5, a cui sono connessi detti sensori di vibrazioni 30, 130, 130a, 130b.
Per ciascuno di tali moduli a pettine 13, 13a, 13b, 14, 14a, 14b, almeno uno dei denti 16, 16a, 17, 17a presenta un incavo 25 in cui ? fissato un detto sensore di vibrazioni 30, 130, 130a, 130b.
Ciascuno dei moduli a pettine 13, 13a, 13b, 14, 14a, 14b ? costituito da una piastra metallica sagomata, ciascun modulo a pettine comprendendo una faccia superiore 27, di transito, ed una opposta faccia inferiore 28.
Nel presente esempio realizzativo, non limitativo dell'invenzione, l'incavo 25 ? definito in corrispondenza della faccia inferiore 28 al di sotto di un dente 16, 16a, 17, 17a.
In tale esempio realizzativo, e preferibilmente, per ciascuno di detti moduli a pettine 13, 13a, 13b, 14, 14a, 14b, ogni dente 16, 16a, 17, 17a presenta un incavo 25 definito in corrispondenza della rispettiva faccia inferiore 28.
Tale incavo 25 ? definito, ad esempio, su un tratto finale 90a di un detto dente 16, 16a, 17, 17a, il quale tratto finale 90a ha una altezza H1 minore dell'altezza H0 di un tratto iniziale 90b dello stesso dente 16, 16a, 17, 17a.
L'incavo 25 ? definito quindi dallo scalino tra il tratto iniziale 90b ed il tratto finale 90a di un dente.
In generale, la profondit? dell'incavo 25 ? tale che il sensore di vibrazioni 30, 130, 130a, 130b non tocca la superficie sottostante al dente 16, 16a, 17, 17a a cui ? fissato; tale superficie sottostante pu? essere, ad esempio, una porzione di una scossalina S.
Grazie a tale incavo 25 quindi l'insieme del dente 16, 16a, 17, 17a e del sensore di vibrazioni 30, 130, 130a, 130b ? libero di vibrare.
In una variante realizzativa dell'invenzione, sia con incavo 25, sia senza incavo 25, il sensore di vibrazioni 30, 130, 130a, 130b, ? fissato al rispettivo dente 16, 16a, 17, 17a in corrispondenza del varco V tra gli elementi strutturali 21 e 22.
La parte di ancoraggio 15, in modo noto, ? configurata con fori passanti 50 atti ad accogliere corrispondenti barre filettate 51 di ancoraggio al suolo.
In una prima variante realizzativa, esemplificata in figura 3, il sensore di vibrazioni 30 comprende un accelerometro digitale rigidamente fissato in detto incavo 25.
In una seconda variante dell'invenzione, esemplificata in figure 4 e 5, il sensore di vibrazioni 130, 130a, 130b ? di tipo piezoelettrico.
Vantaggiosamente, per ciascuna delle due file 11, 12 di moduli a pettine 13, 13a, 13b, 14, 14a, 14b ? presente una corrispondente centralina di trasmissione dati 40, 40a, tali centraline di trasmissione dati 40 e 40a essendo connesse con una unit? elettronica remota 80 di raccolta e analisi dei dati trasmessi.
I denti dei moduli a pettine si intersecano in corrispondenza del varco V tra gli elementi strutturali 21 e 22 definendo tra loro un interspazio in cui sono liberi di muoversi in seguito ai movimenti delle estremit? degli elementi strutturali a cui sono fissati.
L?oggetto della presente invenzione ? quindi l?inserimento sul singolo modulo a pettine di un accelerometro che, rigidamente connesso con la piastra metallica del modulo a pettine, ne registri la frequenza durante l?utilizzo sotto traffico, monitorandone il funzionamento.
Cos? facendo, una volta che il sistema di controllo 10 ? stato settato/tarato al fine di individuare la frequenza di funzionamento del modulo a pettine correttamente installato, ? facile, registrando le variazioni della frequenza, codificarne il funzionamento e quindi individuare eventuali cedimenti degli ancoraggi fin dal loro insorgere. Essendo facile trasmettere il segnale elettrico uscente dall?accelerometro ad una stazione di controllo ovunque posizionata, risultano ovvi i vantaggi di tale trovato.
Grazie al sistema di controllo secondo la presente invenzione, i gestori delle reti viarie possono individuare facilmente le anomalie grazie al software dedicato e specificatamente messo a punto per l?analisi dei dati raccolti, e quindi programmare tempestivamente gli interventi di manutenzione preventiva sui giunti di dilatazione a pettine, evitando costose e non sempre efficaci ispezioni visive.
Si ? in pratica constatato come l?invenzione raggiunga il compito e gli scopi preposti.
In particolare, con l?invenzione si ? messo a punto un sistema di controllo che consente prevenire situazioni di pericolo senza incrementare i costi di manodopera per la supervisione fisica dei giunti di dilatazione a pettine interessati da tale sistema di controllo. In pi?, con l?invenzione si ? messo a punto un sistema di controllo semplice da applicare, alla stregua dei giunti di dilatazione stradale a pettine di tipo noto.
Ulteriormente, con l?invenzione si ? messo a punto un sistema di controllo non invasivo e che non richiede particolari interventi sugli affacciati elementi strutturali della strada su cui viene applicato.
L?invenzione cos? concepita ? suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell?ambito del concetto inventivo; inoltre, tutti i dettagli potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti.
In pratica, i componenti ed i materiali impiegati, purch? compatibili con l?uso specifico, nonch? le dimensioni e le forme contingenti, potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze e dello stato della tecnica.
Ove le caratteristiche e le tecniche menzionate in qualsiasi rivendicazione siano seguite da segni di riferimento, tali segni di riferimento sono da intendersi apposti al solo scopo di aumentare l?intelligibilit? delle rivendicazioni e di conseguenza tali segni di riferimento non hanno alcun effetto limitante sull?interpretazione di ciascun elemento identificato a titolo di esempio da tali segni di riferimento.
Claims (10)
1) Sistema di controllo (10) dello stato di un giunto di dilatazione stradale a pettine, comprendente due file (11, 12) di opposti moduli a pettine (13, 13a, 13b, 14, 14a, 14b), ciascun modulo a pettine (13, 13a, 13b, 14, 14a, 14b) comprendendo:
- una parte di ancoraggio (15),
- una pluralit? di affiancati denti (16) sviluppantisi a sbalzo da detta parte di ancoraggio (15), ciascun dente (16) essendo sagomato per definire con un altro affiancato dente (16a) uno spazio intermedio (18, 19) in cui si posiziona con gioco un eguale opposto dente (17, 17a) di un altro affacciato opposto modulo a pettine (13, 13a, 13b, 14, 14a, 14b),
- mezzi di ancoraggio per il fissaggio ad un massetto di sottofondo (20) di una porzione d'estremit? (21a, 22a) di un elemento strutturale (21, 22) di due affacciati elementi strutturali (21, 22) di una strada, caratterizzato dal fatto di comprendere
- un sensore di vibrazioni (30, 130, 130a, 130b) per ciascuno di detti moduli a pettine (13, 13a, 13b, 14, 14a, 14b),
- una centralina di trasmissione dati (40) a cui sono connessi detti sensori di vibrazioni (30, 130, 130a, 130b).
2) Sistema di controllo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che per ciascuno di detti moduli a pettine (13, 13a, 13b, 14, 14a, 14b), almeno uno di detti denti (16, 16a, 17, 17a) presenta un incavo (25) in cui ? fissato un detto sensore di vibrazioni (30, 130, 130a, 130b).
3) Sistema di controllo secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che ciascuno di detti moduli a pettine (13, 13a, 13b, 14, 14a, 14b) ? costituito da una piastra metallica sagomata, ciascun modulo a pettine comprendendo una faccia superiore (27), di transito, ed una opposta faccia inferiore (28).
4) Sistema di controllo secondo una o pi? delle rivendicazioni 2 e 3, caratterizzato dal fatto che detto incavo (25) ? definito in corrispondenza della faccia inferiore (28) al di sotto di un dente (16, 16a, 17, 17a).
5) Sistema di controllo secondo una o pi? delle rivendicazioni da 2 a 4, caratterizzato dal fatto che per ciascuno di detti moduli a pettine (13, 13a, 13b, 14, 14a, 14b), ogni dente (16, 16a, 17, 17a) presenta un incavo (25) definito in corrispondenza della rispettiva faccia inferiore (28).
6) Sistema di controllo secondo una o pi? delle rivendicazioni da 2 a 5, caratterizzato dal fatto che detto incavo (25) ? definito su un tratto finale (90a) di un detto dente (16, 16a, 17, 17a), detto tratto finale (90a) avendo altezza (H1) minore dell'altezza (H0) di un tratto iniziale (90b) dello stesso dente (16, 16a, 17, 17a).
7) Sistema di controllo secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta parte di ancoraggio (15) ? configurata con fori passanti (50) atti ad accogliere corrispondenti barre filettate (51) di ancoraggio al suolo.
8) Sistema di controllo secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che un sensore di vibrazioni (30) comprende un accelerometro digitale rigidamente fissato in detto incavo (25).
9) Sistema di controllo secondo una o pi? delle rivendicazioni da 1 a 7, caratterizzato dal fatto che un sensore di vibrazioni (130) ? di tipo piezoelettrico.
10) Sistema di controllo secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che per ciascuna delle due file (11, 12) di moduli a pettine (13, 13a, 13b, 14, 14a, 14b) ? presente una corrispondente centralina di trasmissione dati (40, 40a) essendo connesse con una unit? elettronica remota (80) di raccolta e analisi dei dati trasmessi.
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