Xbloc - Xbloc

Xblocs grandes (8,0 m 3 ou 280 pés cúbicos) em uma área de colocação de teste

Um Xbloc é um bloco de concreto intertravado (ou "unidade de armadura") projetado para proteger costas, paredes de porto , quebra- mares , quebra - mares e outras estruturas costeiras do impacto direto das ondas que chegam . O modelo Xbloc foi projetado e desenvolvido pela Delta Marine Consultants desde 2001 e foi submetido a extensas pesquisas por várias universidades.

Uso

As unidades de blindagem de concreto são geralmente aplicadas em quebra-mares e proteções costeiras. As unidades são colocadas em uma única camada como a camada externa da estrutura costeira. Esta camada é chamada de camada de armadura. Sua função é dupla: primeiro, proteger o material mais fino abaixo dele contra a ação das ondas severas; segundo, para dissipar a energia das ondas para reduzir a subida, o galgamento e a reflexão das ondas. Essas funções requerem uma armadura pesada, mas porosa.

Os fatores comuns para aplicar unidades de armadura de concreto de camada única são:

  • a rocha natural não está disponível no tamanho ou qualidade exigidos para suportar as ondas projetadas ou as cargas atuais
  • a produção da pedreira é insuficiente para atender à demanda de material
  • as pedreiras existentes estão a uma distância não econômica do local do projeto
  • as ligações rodoviárias têm restrições de carga (pontes) e outros gargalos, estão em más condições ou congestionadas

Também em comparação com as unidades de blindagem de concreto mais antigas, como, por exemplo, tetrápodes que são normalmente colocados em camada dupla para proteção contra rochas, as unidades de blindagem de camada única modernas envolvem significativamente menos concreto. Portanto, menos material de construção (cimento, brita) é necessário, reduzindo custos e também a pegada de carbono das obras de proteção costeira.

Os blocos de concreto podem ser usados ​​para o mesmo propósito. Como o Xbloc, a maioria desses blocos são desenvolvimentos comerciais e patenteados . Como tal, os Xblocs não são produzidos pelo detentor da patente, mas são fabricados e instalados por um contratante que, em troca, paga uma taxa de licença. Tal acordo envolve certas atividades de suporte técnico para garantir a aplicação correta do sistema de proteção.

Estabilidade hidráulica e mecanismo de bloqueio

A unidade de armadura Xbloc deriva sua estabilidade hidráulica de seu peso próprio e interligando-se com as unidades vizinhas. Devido à camada de armadura altamente porosa (porosidade da camada de quase 60%) construída com unidades Xbloc, a energia das ondas que chegam será amplamente absorvida. A camada de armadura Xbloc é, portanto, capaz de proteger a rocha na camada inferior da erosão causada pelas ondas. Além de fórmulas empíricas derivadas de testes de modelo físico, a interação entre os elementos do quebra-mar (submersos ou emergidos) e as ondas, bem como a filtração do fluido no quebra-mar poroso, foi investigada, entre outros, pela MEDUS, com base em equações RANS acopladas a uma turbulência RNG modelo.

Os Xblocs são normalmente aplicados em uma inclinação de blindagem entre 3V: 4H e 2V: 3H. Ao contrário da rocha natural, a estabilidade hidráulica não aumenta em inclinações mais rasas, porque nessa situação o efeito de intertravamento é reduzido. Os tamanhos padrão do Xbloc variam entre 0,75 m 3 (altura de onda significativa até H s = 3,35 m) e 20 m 3 (H s = 10,0 m). Deve-se notar que a relação dada entre a altura de onda do projeto e o tamanho do volume é válida apenas para o estágio de conceito. Parâmetros adicionais como inclinação da costa, configuração de crista, equipamento de construção, etc. podem ter um efeito importante no tamanho da unidade recomendado. Para o projeto detalhado, em particular para situações não padronizadas, os testes do modelo físico são essenciais e normalmente realizados para confirmar a estabilidade geral e o desempenho funcional de um quebra-mar (galgamento e / ou penetração da onda).

O efeito do intertravamento é aparente ao comparar um revestimento de rocha com uma unidade moderna de camada única para condições de contorno médias, levando em consideração a densidade específica mais baixa do concreto em comparação com a rocha natural comumente usada na construção de quebra-mar. Assumindo que a rocha natural seria colocada em declives idênticos, o peso da rocha individual precisaria ser 3 vezes mais alto em comparação com as unidades Xbloc. A rocha geralmente deve ser colocada como camada dupla, portanto, o volume de material de armadura que precisa ser extraído, armazenado, manuseado, transportado e instalado pode ser enorme para um quebra-mar maior exposto à ação significativa das ondas. Devido ao efeito de intertravamento, o peso e, portanto, o volume das unidades de armadura de camada única é consideravelmente menor em comparação com uma armadura composta inteiramente de rocha. Além disso, as unidades são normalmente fabricadas perto ou no local do projeto, para que os problemas de transporte sejam menos críticos.

Produção de unidades de armadura

O Xbloc consiste em concreto não armado, semelhante a outras unidades de armadura de camada única. O concreto comum C25 / 30 é normalmente apropriado para a produção de unidades de armadura Xbloc. No entanto, muitas vezes o concreto de maior resistência é aplicado por outras razões, por exemplo, resistência inicial para desmoldagem mais rápida, cargas de gelo, etc. Ao omitir o reforço, o tempo e os custos são reduzidos e as unidades de armadura são menos vulneráveis ​​a danos de corrosão a longo prazo . A forma ideal de uma unidade de armadura de camada única combina a robustez de um corpo de concreto compacto com a esbeltez necessária para o intertravamento. A integridade estrutural é normalmente confirmada por cálculos de elementos finitos (FEM) e testes de queda de protótipo.

Embora ambos os moldes de madeira e aço possam ser usados ​​para construir a cofragem Xbloc , os moldes de aço são preferidos porque podem ser usados ​​repetidamente para produzir um grande número de unidades de armadura. Vários projetos de molde, consistindo em 2 seções, são aplicados. Os moldes são montados vertical ou horizontalmente. O derramamento e a compactação do concreto são feitos simultaneamente. Um projeto de cofragem adequado facilita a remoção dos moldes em um estágio inicial e evita, em grande parte, a formação de favos de mel, bolhas na superfície e danos por impacto.

Devido ao formato da unidade Xbloc, uma fôrma relativamente simples pode ser usada, que é feita de um número limitado de placas de aço diferentes. Como uma única unidade Xbloc pode pesar até 45 toneladas, a construção é feita o mais próximo possível da área de aplicação.

Colocação

Em contraste com a colocação de outros blocos de concreto intertravados, a unidade Xbloc não tem especificações muito rígidas sobre a orientação de cada unidade em uma encosta de quebra-mar. Devido ao formato do Xbloc, cada um dos 6 lados da unidade é interligado de forma eficiente. Portanto, os blocos encontram facilmente uma posição que ativa totalmente o mecanismo de intertravamento. Isso aumenta a taxa de colocação de unidades de armadura em uma encosta.

Devido à estrutura aleatória e alta porosidade de um quebra-mar Xbloc, um habitat de recife artificial é criado para várias espécies da fauna e flora marinha.

Veja também

Referências

  • British Standards, BS 6349 Code of Practice for Maritime Structures, Parte 7, Guide to design & construction of Breakwaters , 1991.
  • CIRIA / CUR, Rock Manual , 2007 2
  • Artigos de pesquisa sobre o desenvolvimento e projeto de unidades de blindagem de quebra-mar Xbloc 3
  • HJ Verhagen, Métodos de proteção costeira clássicos, inovadores e não convencionais , seção de engenharia costeira, Delft University of Technology, Holanda, 2004 4
  • ASCE Speciality Conference, Washington DC March, Seabees in Service , 1983

links externos