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Sistemas de Contención Vehicular: Barandas de Puente. III InterCISEV, Buenos Aires, 19 Septiembre 2.019

Sistemas de Contención Vehicular:

Barandas de PuenteAntonio Amengual

Instituto Vial Ibero-Americano

Asesor Técnico sobre Sistemas de Contención


PREÁMBULO

Esta presentación aborda el tema de las barandas (barreras) de puente desde un doble puntode vista:

1. SEGURIDAD VIAL → SISTEMAS de CONTENCIÓN VEHICULAR → ACCIDENTES por SALIDA de VÍA

2. ESTRUCTURAL → PARTE del PUENTE → TRANSMISIÓN de ACCIONES → DISEÑO del PUENTE


1. Concepto de Baranda de Puente

2. Baranda de Puente como Barrera de Seguridad

3. Requisitos y Criterios Técnicos para Barandas3.1. Alta Contención3.2. Deformación lateral reducida3.3. Integridad del Puente. Transmisión de cargas3.4. Durabilidad3.5. Cualidades Estéticas

4. Necesidad de medir Cargas

5. Ejemplo de Aplicación a una Baranda Metálica

ÍNDICE


1. CONCEPTO de BARANDA de PUENTE (I)

Las Barandas de Puente (llamadas también Barreras de Puente, Pretiles o Parapetos)son Barreras de Seguridad Longitudinales (Barreras de Protección), específicamentediseñadas para ser instaladas en los bordes de tablero de puentes y viaductos,coronaciones de muros de sostenimiento y de otras estructuras similares.


1. CONCEPTO de BARANDA de PUENTE (II)

Las barandas de puente, deben serconsiderados como un conjunto, constituido,por las siguientes tres partes:

Losa de Apoyo:

Parapeto (parte emergente)

Anclaje

Armaduras de Refuerzo

Resistencia del Concreto

Geometría

PARAPETO

ANCLAJE

ARMADURACONCRETO

BRIDGE EDGE

1.

2.

3.

A efectos de la certificación/aprobación, el Parapeto emergente y el Anclaje forman parte delproducto. La losa de apoyo forma parte de las condiciones de aplicación del producto.


NCHRP Report 350 “Recommended Procedures for the Safety Performance Evaluation of

Highway Features”, Transportation Research Board, 1993 & “Manual for Assessing Safety Hardware”(MASH), 2009APPENDIX I. GLOSSARY.Longitudinal Barrier A device whose primary functions are to prevent vehicular penetration and to safely redirectan errant vehicle away from a raodside or median hazard. The three types of longitudinal barriers are roadsidebarriers, median barriers and bridge rails.

NORMA EUROPEA UNE-EN1317-1 (2.011) “Sistemas de

contención para carreteras. Parte 1:Terminología y criterios generalespara los métodos de ensayo”.4 TÉRMINOS Y DEFINICIONES

2. BARANDAS SON BARRERAS DE PROTECCIÓN (I)


Desde el punto de vista del tránsito, la PROBABILIDAD de que un vehículo abandonedescontrolado la vía a lo largo de un puente, muro de sostenimiento o estructurasimilar NO ES DISTINTA que en el caso de una banquina lateral o en un separadorcentral.

2. BARANDAS SON BARRERAS DE PROTECCIÓN (II)

La NECESIDAD de CONTENCIÓN y RECONDUCCIÓN de un vehículo que abandoneerrático la vía en un puente NO ES DISTINTA a la necesidad de contención yreconducción en una banquina lateral o en un separador central.


Para las Barandas de Puente, por tanto, deberían ser deaplicación las mismas normas que para las barreras deprotección: U.S. Reportes NCHRP-350/MASH y la NormaEuropea EN 1317; siendo obligatorio el marcado CE(declaración de constancia de las prestaciones) en el caso dela EN 1317 en la UE

Las Barreras de Protección (en general) se evalúan, clasifican y son aprobadas en base a sucomportamiento ante impacto de vehículos mediante pruebas de choque a escala real(crash-tests)

2. BARANDAS SON BARRERAS DE PROTECCIÓN (III)


NIVELES de CONTENCIÓN

ENER

GÍA

CIN

ÉTIC

A T

RA

NSV

ERSA

L (

KJ

)

CONTROL - TEST TB11 CDG: 0,49 m

900 kgN1 N2 H1 H2 H3 H4a H4b

+TB 11 +TB 11+TB 11 +TB 11 +TB 11 +TB 11

572 kJ725 kJ

43 kJ

80 Km/h

20º

1.500 kg

82 kJ

110 Km/h

20º

1.500 kg

127 kJ

70 Km/h

15º

10 t

288kJ

70 Km/h

20º

13 t

65 Km/h

20º

30 t

TB 31 TB 32 TB 51TB 42

462 kJ

80 Km/h

20º

16 t

TB 61 TB 71 TB 81

Energía Cinética Transversal

por Nivel de Contención

según EN 1317

20º

100 km/h

65 Km/h

20º

38 t

2. BARANDAS SON BARRERAS DE PROTECCIÓN (IV)


C2. LAS BARANDAS DEBEN SER EVALUADAS y APROBADAS SEGÚN NORMAS DE COMPORTAMIENTO A PARTIR DE PRUEBAS DE CHOQUE

C1. LAS BARANDAS DE PUENTE SON BARRERAS DE PROTECCIÓN


La aplicación específica de las barandas en puentes, determina una serie decaracterísticas particulares o, dicho de otro modo, implica una serie de requisitostécnicos específicos:

El anclaje de una baranda en el tablero de un puente no sólo condiciona el

comportamiento del sistema ante impacto de vehículo sino también la LAINTEGRIDAD DEL TABLERO

El Riesgo de Accidente Grave y Muy Grave normalmente asociado a las

salidas de calzada en puentes, exige el empleo de sistemas de ALTA y MUY ALTA CONTENCIÓN

La disponibilidad, en los bordes de tablero, de un espacio lateral muy estrecho para el funcionamiento del sistema de contención, exige el empleo

de sistemas con DEFORMACIÓN LATERAL REDUCIDA

3. REQUISITOS TÉCNICOS para una BARANDA (I)


Además de los tres requisitos principales anteriormente citados, que son esenciales para suaplicación en puentes de carreteras, otros dos requisitos adicionales que deben serconsiderados, son:

La larga vida requerida a una estructura de puente, determina la necesidad del

empleo de barandas que garanticen una LARGA DURABILIDAD

La instalación de barandas de puente en el borde del tablero de estructuras que, a menudo, presentan un tratamiento arquitectónico, aconseja

el empleo de sistemas con CUALIDADES ESTÉTICAS

3. REQUISITOS TÉCNICOS para una BARANDA (II)


Nivel de Riesgo

-V > 100 km/h -Autopistas & Carreteras de Doble Calzada donde V ≤ 100 km/h

-V ≤ 100 km/h-IMD (pesados) > 500 veh/día

-V ≤ 100 km/h-IMD (pesados) ≤ 500 veh/día

-V ≤ 50 km/h

Alto Riesgo para Terceros(Nivel 1) H4b H2 H2 H1

Resto de Niveles(Niveles 2 a 4) H2 H2 H1 -

La implantación de barandas en puentes de carreteras, de acuerdo a los niveles de riesgo deaccidente por salida asociados, exige en muchos casos el empleo de sistemas de Alta Contencióny, en casos especiales, de sistemas Muy Alta Contención (H4b) [Niveles de contención segúnNorma Europea EN 1317]

Richtlinien für passiven Schutz an Strassen durch Fahrzeug-Rückhaltesysteme (RPS), 2009, TGSV (Alemania)

3.1. SELECCIÓN DEL NIVEL DE CONTENCIÓN (I)


3.1. SELECCIÓN DEL NIVEL DE CONTENCIÓN (III)

Nivel 3 = Áreas a Proteger con un RIESGO ALTO para OCUPANTES:* Obstáculos Rígidos Extensos perpendiculares al tráfico

* Obstáculos Rígidos Individuales Aislados* Pantallas Acústicas, …

Nivel 4 = Áreas a Proteger con RIESGO para OCUPANTES :* Obstáculos Aislados, Cunetas, Desniveles (> 3 m)

* Cursos de Agua de profundidad > 1 m, …

Nivel 1 = Áreas a Proteger con un RIESGO ALTO para TERCEROS:

Nivel 2 = Áreas a Proteger con RIESGO para TERCEROS:

* Plantas Químicas con Sustancias Peligrosas

* Zonas de parada muy concurridas * Vía Férrea de Alta Velocidad adyacente (≥160 km/h)* Edificios Adyacentes con riesgo de colapso, …

* Vías ciclistas y peatonales muy concurridas

* Vía Férrea adyacente con > 30 trenes/día* Carreteras adyacentes con IMD > 500 veh/día, …

Richtlinien für passiven Schutz an Strassen durch Fahrzeug-Rückhaltesysteme (RPS), 2009, TGSV (Alemania)


3.1. SELECCIÓN DEL NIVEL DE CONTENCIÓN (II)

NIVELES de CONTENCIÓN

ENER

GÍA

CIN

ÉTIC

A T

RA

NSV

ERSA

L (

KJ

)

CONTROL - TEST TB11 CDG: 0,49 m

900 kgN1 N2 H1 H2 H3 H4a H4b

+TB 11 +TB 11+TB 11 +TB 11 +TB 11 +TB 11

572 kJ725 kJ

43 kJ

80 Km/h

20º

1.500 kg

82 kJ

110 Km/h

20º

1.500 kg

127 kJ

70 Km/h

15º

10 t

288kJ

70 Km/h

20º

13 t

65 Km/h

20º

30 t

TB 31 TB 32 TB 51TB 42

462 kJ

80 Km/h

20º

16 t

TB 61 TB 71 TB 81

Energía Cinética Transversal

por Nivel de Contención

según EN 1317

20º

100 km/h

65 Km/h

20º

38 t

Video 1

Video 0.mp4


ENSAYO TB81 CONTRA BARANDA METÁLICA (H4b)


Tabla 1. Selección del Nivel de Contención. Orden Circular 35/2014 del Ministerio de Fomento

Riesgo de Accidente1

Intensidad Media (IMD) y Media de Pesados (IMDP) por Sentido

Nivel de Contención

MuyGrave

IMDp ≥ 5.000 H4b

2.000 ≥ IMDp < 5.000 H4b

IMDp < 2.000 H3

Grave

IMD ≥ 10.000 H3

IMDp ≥ 2.000 H3

400 ≥ IMDp < 2.000 H2

IMDp < 400 H1-H2

Normal

IMDp ≥ 2.000 H1-H2

400 ≥ IMDp < 2.000 H1

IMDp < 400 N2-H1

IMDp < 50 y VP ≤ 80 km/h N2

3.1. SELECCIÓN DEL NIVEL DE CONTENCIÓN (IV)


Accidente Normal: En obras de paso cuando falta alguno de los requisitos de Accidente Grave

Accidente Muy Grave:

Accidente Grave: Casos de Muy Grave cuando falta alguno de los requisitos pero IMD >10.000 y

Apartado 2.2. “Criterios de instalación” del Capítulo 2. Orden Circular 35/2014 del Ministerio de Fomento, España

• Paso sobre Vías Férreas de: Alta Velocidad o de > 6 trenes/h o de 6 trenes/semana transportando sustancias peligrosas.

• Vías Férreas situadas > 1 m por debajo del nivel de calzada• Edificaciones habitadas. Instalaciones conteniendo sustancias peligrosas. Instalaciones de Interés Público.• Pasos sobre Vías Férreas, Autopistas o Carreteras cuando: a) Las Curvas Horizontales o Acuerdos Verticales

son inferiores a los recomendados o b) La Distancia entre Pretiles y Borde de Calzada son inferiores a los recomendados.

• Intersecciones en las que es fácil cometer un error. Intersecciones próximas a pasos superiores. Puntos con una accidentalidad anormalmente elevada.

• V > 60 km/h y c) caída desde estructuras u obras de paso de más de 2 m ó d) de muros de sostenimiento.• V > 80 km/h y a) riesgo de caída a curso de agua de profundidad >1 m o barrancos/zanjas profundas• Invasión de otra calzada con circulación contraria

3.1. SELECCIÓN DEL NIVEL DE CONTENCIÓN (V)


3.1. SELECCIÓN DEL NIVEL DE CONTENCIÓN (VI)

Puesto que las barandas de puente son, mayormente, barreras de Alta y Muy AltaContención con reducida deformación lateral, suelen representar estructuras muy rígidaspara el impacto de vehículos ligeros.

→ Tanto los reportes NCHRP-350y MASH, como la norma EuropeaEN 1317, exigen la superación deensayos con vehículos ligeros

(ENSAYOS DE CONTROL) a lavez que los ensayos convehículos pesados.

d

Separador Deformable

Las normas exigen que la satisfacción de un Nivel de Contención debe ser COMPATIBLECON LA SEGURIDAD DE LOS VEHÍCULOS LIGEROS (que representan el accidente másfrecuente)


Video 2

3.1. SELECCIÓN DEL NIVEL DE CONTENCIÓN (VII)


ENSAYO TB11 CONTRA BARANDA METÁLICA (H4b)


3.2. DEFORMACIÓN LATERAL de una BARANDA (I)

La elemento de riesgo que protege una baranda de puente es siempre un DESNIVEL VERTICALBRUSCO, excepto cuando exista un obstáculo situado entre la baranda y el borde del puente(caso no muy frecuente).

En el caso general de DESNIVEL VERTICAL, el parámetro relativo a deformación que debe sertomado en consideración es la DEFLEXIÓN DINÁMICA del sistema y no la ANCHURA DETRABAJO.

La condición limitante para determinar la posición lateral admisible para una baranda en eltablero de un puente es que la distancia máxima entre la cara del sistema más próxima altráfico y el borde del tablero sea, como mínimo, la menor de las siguientes longitudes:

Deflexión Dinámica (d) del sistema

Distancia (de) la cara del sistema más próxima al tráfico y el borde del tablero en el ensayo EN 1317/NCHRP-350/MASH.


3.2. DEFORMACIÓN LATERAL de una BARANDA (II)

Posición durante Ensayo EN 1317-2 : la distancia desde la baranda al desnivel = de

Deflexión Dinámica (d): distancia desde la baranda hasta el desnivel debe ser ≥ d

Ddesn.vert ≥ min { de ; d }Video 1

Video 0.mp4


C4. BARANDAS DE PUENTE DEBEN TENER DEFLEXIONES DINÁMICAS REDUCIDAS

C3. BARANDAS DE PUENTE DEBEN GARANTIZAR ALTA CONTENCIÓN


3.3. ACCIONES TRANSMITIDAS AL TABLERO (I)

Cuando un vehículo impacta contra una baranda, el parapeto transmite acciones al

tablero del puente. Tales acciones consisten en fuerzas horizontales y verticalessimultáneas, aplicadas tanto lateral como longitudinalmente que varían de unsoporte/anclaje a otro.

El tablero del puente es un elemento estructural “vulnerable” a dichas fuerzas.

Cuando bien el Entorno Local del Anclaje (E.L.A.) o el tablero colapsan, entoncesla baranda de puente ha fallado en su función de contener al vehículo pero,además, una parte del puente ha sido destruida (lo cual no es aceptable).

Las fuerzas transmitidas al tablero son fuerzas dinámicas (fuerzas “almilisegundo”).


Acciones Longitudinales

ANCLAJE

POSTE PARAPETO

TABLERO PUENTE

Acciones Transversales

3.3. ACCIONES TRANSMITIDAS AL TABLERO (II)


3.3. ACCIONES TRANSMITIDAS AL TABLERO (III)

FALLO DEL ENTORNO LOCAL DEL ANCLAJE (E.L.A.)

Entorno Local del Anclaje (E.L.A.)

Incluso en el caso de que la resistencia mecánica del tablero sea suficiente para soportar las fuerzas transmitidas, el E.L.A. puede no ser capaz de resistir y fallar.

Es muy importante asegurar que el E.L.A. en un puente real es igual que el de la losa del ensayo de choque según EN 1317/NCHRP-350/MASH.


3.3. ACCIONES TRANSMITIDAS AL TABLERO (IV)

FALLO DEL ENTORNO LOCAL DEL ANCLAJE (E.L.A.)


3.3. ACCIONES TRANSMITIDAS AL TABLERO (V)

FALLOS DE LA LOSA

FALLO ESTRUCTURAL DE LA LOSA DE CIMENTACIÓN cuando el

elemento estructural que es el tablero no tiene suficiente resistencia para soportarlas fuerzas transmitidas por el impacto de un vehículo contra la baranda.

FALLO LOCAL DEL ENTORNO DEL ANCLAJE cuando el Entorno

Local del Anclaje (E.L.A.) no es capaz de resistir o de transmitir al tablero, sinromperse, las fuerzas transmitidas por el impacto de un vehículo contra la baranda.

Por tanto, hay dos tipos de fallo del tablero de un puente donde está ancladouna baranda, como consecuencia de las fuerzas transmitidas al tablero por lacolisión de un vehículo contra la baranda de puente:

Video 3

Video 4


FALLO ESTRUCTURAL DE LA LOSA


FALLO DEL ENTORNO LOCAL DEL ANCLAJE


C5. EL PUENTE PUEDE ROMPERSE POR UN IMPACTO VEHICULAR CONTRA LA BARANDA

C6. LAS CARGAS TRANSMITIDAS POR UNA BARANDA AL PUENTE DEBEN SER CONSIDERADAS


3.3. NORMAS Y REGULACIONES SOBRE LA TOMA EN CONSIDERACIÓN de las ACCIONES TRANSMITIDAS (I)

• Desde el punto de vista del diseño del puente: Las Acciones debidas a vehículos impactando contra las barandas deben ser consideradas

- EN 1991-2: Eurocódigo 1. Actions on structures. Traffic forces on bridges.

- Norma N·PRY·CAR·Parte 6. Proyecto de Puentes y Estructuras. [003; Apartado E.1.5.1]

• Desde el punto de vista de la evaluación de los sistemas de contención de vehículos (ensayos de choque según EN 1317): Las fuerzas máximas que pueden transmitirse por los anclajes a la cimentación deben ser determinadas.

– Norma Europea EN 1317-1 . [versión 2.011, en vigor]

– Reporte NCHRP 350 (EE.UU.)

• Desde el punto de vista de la aplicación de las barandas en puentes de carreteras:La cimentación del pretil (parapeto, baranda) debe cumplir las condiciones mínimas de la losa de cimentación empleada en los ensayos de choque según EN 1317.

– O.C. 35/2014 de la Dirección General de Carreteras del Ministerio de Fomento, España.


3.3.1. EUROCÓDIGOS EN 1991-2 (I) ACCIONES EN ESTRUCTURAS. FUERZA DE TRÁFICO EN PUENTES

4.7.3.3 Fuerzas por impacto de vehículos contra sistemas de contención

• (1) Para el cálculo estructural del puente, se deben tomar en cuenta las fuerzashorizontales y verticales que se transmiten al tablero por sistemas decontención de vehículos.

– NOTA 1 − Un Anexo Nacional definirá y clasificará las clases de fuerzas deimpacto y las condiciones relativas a este tipo de colisión. A continuación,

se muestran cuatro clases para las fuerzas horizontales transmitidas.

La fuerza horizontal, que actúa en dirección transversal, puede considerarse aplicada (i) a 100mm por debajo de la cumbre del sistema de contención de vehículos o (ii) a 1 m sobre el nivelde la calzada, tomando la menor de las dos …

Clase Recomendada Fuerza Horizontal (kN)

A 100

B 200

C 400

D 600


ACCIONES EN ESTRUCTURAS. FUERZA DE TRÁFICO EN PUENTES

NOTA 2 − Los valores de las fuerzas horizontales dados por las clases A Dproceden de medidas de fuerza llevadas a cabo durante ensayos dechoque a escala real contra pretiles. No hay una correlación directa entreestos valores y las clases de comportamiento de los sistemas de contención(N2, H1, H2, H3, H4b, …) ...

NOTA E − La fuerza vertical, que actúa simultáneamente con la fuerza deimpacto horizontal, puede ser definida en un Anexo Nacional.

3.3.1. EUROCÓDIGOS EN 1991-2 (II)


3.3.2. NORMA N·PRY·AR·6·01·002. PARTE 6. PROYECTO DE PUENTES Y ESTRUCTURAS (I)

La Norma sobre PROYECTOS de CARRETERA, en la Parte 6 “Proyecto de Puentes y Estructuras”,para el diseño de puentes, define dos requisitos para los parapetos vehiculares:

Cargas vivas (003/apartado E.1.5.1 – carga horizontal lateral hacia fuera “P” de 4,5 t(45 kN) que se incrementa con un factor “C” para alturas superiores a 85 cm y que sedivide a partes iguales entre los elementos longitudinales)

h = Altura de la parte superior del parapeto sobre la superficie de rodamiento (cm)

n = Número de elementos longitudinales

Son representativas estas fuerzas ???


Criterios Geométricos de altura (002/Apartado L.1 – altura del parapeto sobrerodadura entre 70 cm y 105 cm y altura libre sobre guarnición y entre elementoslongitudinales consecutivos no mayor de 35 cm) .

Son representativos estos criterios de altura???

3.3.2. NORMA N·PRY·AR·6·01·002. PARTE 6. PROYECTO DE PUENTES Y ESTRUCTURAS (II)


3.3.3. NORMA EUROPEA EN 1317-1: 2011 (I)

5.1. Métodos de Ensayo: Lugar de Ensayo

Las cimentaciones, anclajes y fijaciones se comportarán conforme al diseñodel sistema de contención de vehículos (definidos por el fabricante).

El fabricante del sistema de contención deberá proveer detalles de las fuerzas“últimas” que el sistema puede transmitir al tablero del puente a través de losanclajes.

Tales fuerzas “últimas” son aquellas generadas por el colapso del sistemacausado por cualquier impacto concebible y, normalmente, son mayores quelas que se pueden medir durante el ensayo de impacto [según la NormaEuropea EN 1317-2].

Así, las fuerzas “últimas” que pueden transmitirse al tablero del puente seobtendrán por medio de cálculos o ensayos “ad-hoc”(1).


LOS CÁLCULOS NO SON RECOMENDABLES

Las condiciones a que los SCV (sistemas de contención de vehículos) están sometidos durante los ensayos de choque a escala real según EN 1317 son extremadamente complejas, por las siguientes razones:

• Se producen fenómenos de deformación de materiales a alta velocidad,

• Los límites del comportamiento plástico e, incluso, la rotura son sobrepasados,

• Se producen fenómenos de liberación de uniones, desgaste de rosca, roturas fusibles, roturas de soldaduras, ….

• Existen Coeficientes de Fricción Dinámica entre distintos materiales p.e.: poste-suelo,

Tales fenómenos no pueden ser predichos por análisis numérico con suficiente nivel de confianza

Los resultados de simulación dinámica por ordenador no deben ser aceptados como método paradeterminar las fuerzas transmitidas al tablero, puesto que no existe ninguna validación que garanticesuficiente predictibilidad.

3.3.3. NORMA EUROPEA EN 1317-1: 2011 (II)


LOS CÁLCULOS NO SON RECOMENDABLES

40

• Fenómenos de deformación del material a alta velocidad

• Deformaciones Plásticas

3.3.3. NORMA EUROPEA EN 1317-1: 2011 (IV)


3.3.4. REPORTE NCHRP-350

La estructura soporte de una baranda en el ensayo de choque tiene que garantizar la misma resistencia y propiedades que la estructura soporte en un puente real

Recomienda medir las fuerzas transmitidas al tablero por impacto vehicular contra una baranda


3.3.5 O.C. 35/2014 MINISTERIO de FOMENTO, ESPAÑA (I)

“Cada pretil (baranda) tiene su propia armadurade anclaje que no son intercambiables entredistintos pretiles al poder suponer unaincidencia significativa en los parámetros deensayo (EN 1317)”.

“La definición de la losa en las fichas de cadapretil (baranda) [correspondiente al ensayosegún EN 1317-2] representa el valor mínimode la misma en lo que a armadura, resistenciacaracterística del hormigón y geometría serefiere.

PARAPETO

ANCLAJE

ARMADURAHORMIGÓN

CANTO PUENTE


CIMENTACIÓN (I)

Losa de Ensayo EN 1317-2:(i) Geometría, (ii) Armadura, (iii) Resistencia Hormigón

Losa de Cimentación de menor resistencia

mecánica

Losa de Cimentación de igual o mayor

resistencia mecánica

INCORRECTO CORRECTO

3.3.5 O.C. 35/2014 MINISTERIO de FOMENTO, ESPAÑA (II)


CIMENTACIÓN (II)- Comparación Losa Apoyada vs. Losa Volada

Video 5

3.3.5 O.C. 35/2014 MINISTERIO de FOMENTO, ESPAÑA (III)

• Impacto dinámico contra el mismo Poste con idéntico anclaje, misma armadura y mismo hormigón.

• Impacto con misma masa y misma velocidad. Mismo punto de impacto.

• En el primer caso, impacto con poste anclado sobre losa apoyada, en el segundo, con poste anclado sobre losa en voladizo de menor canto que la anterior.

Los resultados de estos ensayos de impacto a reducida escala, demuestran que el comportamientopuede diferir notablemente de ensayar con una losa apoyada o en voladizo, todavía más siconsiderásemos el poste anclado sobre un elemento de concreto enterrado.


C7. LOSA DEL ENSAYO REPRESENTATIVA PARA DETERMINAR COMPATIBILIDAD CON LAS CONDICIONES REALES

C8. FABRICANTE DE BARANDA DEBE REPORTAR LAS CARGAS ÚLTIMAS

C9. RECOMENDABLE MEDIR CARGAS


3.4. DURABILIDAD (I)

RECUBRIMIENTO GALVANIZADO

SOBRE ACERO. Para estimar ladurabilidad de cualquier baranda depuente galvanizada en caliente porinmersión según la norma europeaEN ISO 1461, se puede aplicar lanorma europea EN ISO 14713. Eldiagrama permite la predicción de lavida útil hasta primermantenimiento, en años en funcióndel espesor medio de recubrimientogalvanizado, para distintosambientes de corrosión (C2 a C5).

C2 = Exterior: Rural interior país.C3 = Exterior: Urbano interior país o costero suave.C4 = Exterior: Industrial interior país o urbano costero.C5 = Exterior: Industrial muy húmedo o costero muy salino.

Espesor Medio del Recubrimiento Galvanizado (mm)

Vid

a Ú

til (

año

s)


3.4. DURABILIDAD (II)

RECUBRIMIENTO DÚPLEX SOBRE ACERO.

El tratamiento DÚPLEX es la combinaciónde un recubrimiento galvanizado encaliente por inmersión según EN ISO 1461y una capa externa de pintura al hornocon resinas poliéster (en cualquier colorRAL). Esta capa es resistente a la abrasióny el color es estable al exterior.

La vida media de un tratamiento DÚPLEX es más de 1.5 veces la suma de la vida

media de los tratamientos combinados. Con este tratamiento, una baranda depuente puede durar en un ambiente urbano interior (C3), más de 70 años.


3.5. CUALIDADES ESTÉTICAS


3. REQUISITOS TÉCNICOS (5)

D = 0,3 m

725 kJ38 t

65 km/h

1. Alta Contención

2. Reducida Deformación

4. Durabilidad5. Estética

3. Integridad Tablero


4. LA NECESIDAD DE MEDIR FUERZAS (I)

Tanto las recomendaciones del Eurocódigo, las del reporte NCHRP 350 como losrequisitos de la Norma Europea EN 1317-1:2011 y la OC 35/2014 española, conducen a

la necesidad de medir las fuerzas transmisibles al tablero debidas al impacto deun vehículo contra la baranda de puente, bajo las siguientes condiciones:

Es responsabilidad del fabricante de la baranda de puente informar de lasfuerzas “últimas” que pueden ser transmitidas al tablero por el impacto de unvehículo contra la baranda.

Las fuerzas a medir no son las determinadas durante el ensayo de choque (quetambién se pueden medir) sino las fuerzas “últimas” que pueden sertransmitidas al tablero por cualquier impacto de vehículo (gen. mayores que lasdel ensayo) .

Las fuerzas a medir son fuerzas dinámicas (y no estáticas).


Ensayo a Escala Reducida – hasta el colapso del sistema

Ensayo a escala Real – sin alcanzar el colapso del sistema

4. LA NECESIDAD DE MEDIR FUERZAS (II)


La medida de las fuerzas “ultimas” que unabaranda puede transmitir al tablero de unpuente como consecuencia de cualquierimpacto de un vehículo se puede conseguir

con ensayos de impacto dinámicoa reducida escala mediantedistintos dispositivos contra un

conjunto aislado de “poste+anclaje+losa rígida”, con una energía

de impacto suficiente para conducir alsistema hasta su colapso (tanto pordoblado como por rotura controlada), talescomo péndulos, carritos o catapultas.

Medida deFuerzas

V

m

4. LA NECESIDAD DE MEDIR FUERZAS (III)

Célula de Carga


Impacto Dinámico con Péndulo contra un Poste Rígido

4. LA NECESIDAD DE MEDIR FUERZAS (IV)

Video 6


4. LA NECESIDAD DE MEDIR FUERZAS (V)

Impacto Dinámico con Péndulo contra un Poste Deformable

Video 7


4. LA NECESIDAD DE MEDIR FUERZAS (VI)

Impacto Dinámico de un Carrito contra un Poste Aislado

Video 8


4. LA NECESIDAD DE MEDIR FUERZAS (VII)El método está basado en dos conceptos:

1. Medida Directa (Péndulo–Dinamómetro)

Medición directa, en condiciones bien definidas, controladas y repetibles, de las fuerzas que puede transmitir un SCV a la cimentación. Así, se obtiene una caracterización cuantitativa de la respuesta estructural del SCV, que permite:

– comparación entre sistemas

– aporte de valores de carga para el diseño de puentes

2. Verificación (Pista de Ensayo a Escala Real)

En el diseño de puentes reales, la cimentación de la baranda debe presentar las mismas características que la cimentación del ensayo a escala real según EN 1317 con el objeto de verificar la respuesta cualitativa ante el impacto de vehículos.

Losa

Permanente

de la Pista

de Ensayo

Losa en Voladizo

Carga de Impacto

(vehículo,

escala real)SCV

Sensor de fuerzas y momentos

(6 ejes)

Carga de Impacto

(Péndulo contra

una sub-estructura)SCV

1

2


4. LA NECESIDAD DE MEDIR FUERZAS (VIII)

A partir de los ensayos de impacto dinámicos, se pueden obtener los valores de las acciones que el SCV transmite a la cimentación:

– Valores de Fuerza por componentes:, Fx , Fy , Fz

– Valores de Momentos por componentes : Mx , My , Mz.

Estas acciones se consideran aplicadas en un punto (P) que corresponde al centro geométrico de las posiciones de todos los elementos de anclaje.

Se definen dos Trayectorias de Impacto:

- Trayectoria L: Longitudinal

- Trayectoria T: Transversal

Y dos alturas de impacto:

- Superior

- Inferior

FY

FZ

MXP


C10. EXISTEN MÉTODOS EMPÍRICOS PARA DETERMINAR LAS CARGAS ÚLTIMAS (DINÁMICAS) TRANSMISIBLES AL PUENTE POR UN IMPACTO VEHICULAR CONTRA LA BARANDA


5. EJEMPLO de APLICACIÓN a BARANDA METÁLICA (I)

Nivel de Contención Alta H2

Certificado de Constancia de las Prestaciones (CE) Nº 1826-CPD-08-02-01-DR3 (ASCQUER)


5. EJEMPLO de APLICACIÓN a BARANDA METÁLICA (II)

288kJENSAYO TB51: Autocar 13 t., 70 km/h, 20º

Comportamiento ante impacto de vehículo pesado

Video 9 Video 10


5. EJEMPLO de APLICACIÓN a BARANDA METÁLICA (III)

41 kJ Ensayo TB11: Turismo 900 kg, 100 km/h, 20º

Comportamiento ante impacto de vehículo ligero

Video 11


5. EJEMPLO de APLICACIÓN a BARANDA METÁLICA (IV)

Fijación a la cimentación mediante cuatro pernos químicos (Varillas M20 & Resina HILTI RE 500)

2 Pernos Frontales

2 Pernos Traseros


5. EJEMPLO de APLICACIÓN a BARANDA METÁLICA (V)

Cimentación de la baranda durante el ensayo EN 1317-2

* Losa de cimentación ligeramente armada

* Resistencia del Concreto 25 N/mm2 (HA-25)

* Canto efectivo de losa de sólo ¡ 20 cm !


5. EJEMPLO de APLICACIÓN a BARANDA METÁLICA (VI)

Las uniones de la placa base del poste

de la baranda de puente con los dospernos de anclaje frontales, ha sidodiseñada para liberarse de una formacontrolada a partir de cierto nivel decarga. A partir de este momento, laplaca se suelta frontalmente, doblahacia arriba, la altura de la barandaaumenta y cesa la transmisión decargas al tablero del puente.

Mecanismo de fusibilidad en pernos frontales proteger la integridad del tablero del puente

Video 12


5. EJEMPLO de APLICACIÓN a BARANDA METÁLICA (VII)

Mass 1500 kg

Velocity 35 Km/h

Angle 0 º

Difference in Height

(Hs)

50 mm

Regarding to Neutral

Line (L)

mm

Mass 1500 kg

Velocity 35 Km/h

Angle 90 º


(Hs)

50 mm


Line (L)

mm

E11-2250

E11-2249

Medición de las Fuerzas “Últimas” transmisibles al tablero (Impactos superiores)


FUERZAS

MOMENTO

Ensayo Superior Frontal


FUERZAS

MOMENTO

Ensayo Superior Lateral


5. EJEMPLO de APLICACIÓN a BARANDA METÁLICA (VIII)

Medición de las Fuerzas “Últimas” transmisibles al tablero (Impactos inferiores)

Mass 1500 kg

Velocity 35 Km/h

Angle 90 º


(Hs)

495 mm


Line (L)

mm

E11-2256

IMPACTOR

OBJETO DE ENSAYO

TEST ITEM

DINAMÓMETRO

DYNAMOMETER

zy xy

x

Hs

LÍNEA NEUTRARESTING POINT

L

Mass 1500 kg

Velocity 35 Km/h

Angle 0 º


(Hs)

495 mm


Line (L)

mm

E11-2255

IMPACTOR

OBJETO DE ENSAYO

TEST ITEM

DINAMÓMETRO

DYNAMOMETER

zy xy

x

Hs

LÍNEA NEUTRARESTING POINT

L


FUERZAS

MOMENTO

Ensayo Inferior Frontal


FUERZAS

MOMENTO

Ensayo Inferior Lateral


5. EJEMPLO de APLICACIÓN a BARANDA METÁLICA (IX)

Máximas Fuerzas/Momentos transmisibles por la baranda de puente

E11-2249 E11-2250 E11-2255 E11-2256

Fy (kN) 160 95 83 118

Fz (kN) 78 60 22 70

Mx (kN.m) 71 44 11 22

Máximo


5. EJEMPLO de APLICACIÓN a BARANDA METÁLICA (X)

Excelente Cualidad Estética


GRACIAS POR SU ATENCIÓN !

ALGUNA PREGUNTA ?

Antonio [email protected]

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