ES2255159T3 - Poste de sosten de ruptura para tratamientos extremos de guardarrail de carretera. - Google Patents
Poste de sosten de ruptura para tratamientos extremos de guardarrail de carretera.Info
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Abstract
Este poste de soporte con mecanismo de ruptura (130) para sistema de guardarraíles de autopista (120) tiene como objetivo aumentar la seguridad de los pasajeros de un vehículo que entra en colisión con la cara de un rail del guardarraíl, o uno de sus extremos del lado del tráfico. En ciertas realizaciones, este poste (130) puede fabricarse a partir de una viga de acero en forma de I y comprender una o varias hendiduras situadas entre los extremos de la viga. Estas hendiduras se encuentran, preferentemente, en o las alas de la viga en forma de I, las cuales son, normalmente, paralelas al rail del gurdarraíl asociado. En el caso de otras aplicaciones, el poste de soporte con mecanismo de ruptura puede comprender una parte superior (142) y una parte inferior (144) entre las cuales se encuentra un conjunto de acoplamiento rotativo (140). El sistema comprende, preferentemente, un pasador de cizallado (156) o cualquier otro mecanismo de liberación que sirve para mantener alineadas las partes superior e inferior antes de que un vehículo entre en colisión con uno de los extremos del rail del guardarraíl asociada.
Description
Poste de sostén de ruptura para tratamientos
extremos de guardarraíl de carretera.
La presente invención se refiere a sistemas de
guardarraíl de carretera que tienen un guardarraíl montado sobre
postes, y más particularmente, a tratamientos extremos de
guardarraíl diseñados para satisfacer los estándares nacionales y
estatales aplicables, incluyendo, pero no limitados a, los
requisitos de capacidad de resistencia a los choques.
A lo largo de la mayoría de las carreteras hay
peligros que entrañan un riesgo sustancial para los conductores y
pasajeros de vehículos si los vehículos se salen de la carretera.
Para evitar los accidentes de un vehículo que abandona una
carretera, normalmente se proporcionan sistemas de guardarraíl a lo
largo del lado de la carretera. La experiencia ha demostrado que los
guardarraíles deberían instalarse de manera que el extremo de un
guardarraíl orientado hacia el tráfico que se aproxima no constituya
otro peligro más peligroso que el peligro original que requiere la
instalación de los sistemas de guardarraíl asociados. Los primeros
sistemas de guardarraíl a menudo no tenían protecciones en el
extremo orientado hacia el tráfico que se aproxima. Algunas veces,
los vehículos que impactaban se empalaban en el extremo del
guardarraíl, provocando importantes daños al vehículo y heridas
graves al conductor y/o los pasajeros. En algunos casos de los que
se ha informado, el guardarraíl penetró directamente en el
compartimento de pasajeros del vehículo, hiriendo de muerte al
conductor y los pasajeros.
Varios sistemas de guardarraíl de carretera y
tratamientos extremos han sido desarrollados para minimizar las
consecuencias resultantes de un impacto frontal entre un vehículo y
el extremo final del guardarraíl asociado. Un ejemplo de tales
tratamientos extremos incluye introducir los extremos del
guardarraíl asociado en el terreno para eliminar el impacto
potencial con el extremo final del guardarraíl. Otros tipos de
tratamientos extremos incluyen terminales de cable de ruptura (BCT -
Breakaway Cable Terminal), terminales de atenuación de vehículo (VAT
- Vehicle Attenuating Terminal), el tratamiento extremo SENTRE y los
terminales extremos de ruptura (BET - Breakaway End Terminal).
Es deseable que un montaje de terminal extremo
instalado en un extremo de un guardarraíl que está orientado hacia
el tráfico que se aproxima atenúe cualquier impacto frontal con el
extremo del guardarraíl y que proporcione un anclaje efectivo para
redirigir un vehículo de vuelta a la carretera asociada tras un
impacto de cara de riel con el guardarraíl aguas abajo del conjunto
de terminal extremo. En la patente estadounidense 4.928.928,
titulada Guardrail Extruder Terminal, y la patente
estadounidense 5.078.366, titulada Guardrail Extruder
Terminal, se muestran ejemplos de tales tratamientos
extremos.
Un tratamiento extremo SENTRE incluye a menudo
una serie de postes de sostén de guardarraíl de acero de ruptura y
de recipientes de plástico frangibles llenos de bolsas de arena. Un
vehículo que impacta es desacelerado cuando los postes de sostén de
guardarraíl se sueltan o rompen y los recipientes de plástico y las
bolsas de arena se compactan. A menudo se incluye un cable para
guiar a un vehículo que impacta lejos del guardarraíl asociado.
Una colisión frontal con un poste de sostén de
guardarraíl situado en el extremo de un sistema de guardarraíl puede
tener como resultado que el vehículo que impacta salga lanzado por
los aires. Por tanto, los tratamientos extremos de guardarraíl
incluyen a menudo uno o más postes de sostén de ruptura que cederán
o se romperán al ser impactados por un vehículo. En la patente
estadounidense 4.784.515, titulada Collapsible Highway
Barrier, y la patente estadounidense 4.607.824, titulada
Guardrail End Terminal, se muestran ejemplos de postes de
ruptura disponibles con anterioridad. Los postes tales como los
mostrados en las patentes 4.784.515 y 4.607.824 incluyen una base de
deslizamiento con una placa superior y una placa inferior que están
diseñadas para no ceder ante un impacto lateral. Cuando se aplica
una fuerza de impacto axial suficiente a la parte superior del poste
asociado, la placa superior y la placa inferior se deslizarán la una
en relación con la otra. Si un vehículo hace contacto con la parte
superior del poste, las fuerzas de impacto asociadas tenderán a
producir un momento de flexión que puede reducir o eliminar
cualquier deslizamiento de la placa superior en relación con la
placa inferior. Además, una instalación incorrecta de la placa
superior con relación a la placa inferior, tal como un apriete
excesivo de las abrazaderas mecánicas asociadas, puede evitar un
funcionamiento apropiado de la base de deslizamiento. En la patente
estadounidense 5.503.495, titulada Thrie-Beam
Terminal with Breakaway Post Cable Release, también se muestra
un poste de sostén de ruptura.
Frecuentemente, se emplean postes de sostén de
ruptura de madera para anclar con capacidad de desconexión los
tratamientos extremos y partes de guardarraíl del guardarraíl
asociado. Tales postes de sostén de ruptura de madera correctamente
instalados funcionan de manera generalmente satisfactoria para
minimizar los daños a un vehículo que impacta durante un impacto de
cara de riel o un impacto frontal. Sin embargo, el impacto de un
vehículo con un poste de sostén de ruptura de madera puede resultar
a menudo en daños sustanciales al suelo adyacente. A menudo, sacar
del suelo las partes de un poste de madera roto lleva tiempo y daña
más el suelo. Por tanto, los postes de sostén de ruptura de madera
se instalan a menudo en tubos huecos de metal, denominados algunas
veces manguitos de cimentación, y/o en cimientos de hormigón. Para
algunas aplicaciones, a cada manguito de metal pueden acoplárseles
una o más placas de tierra para mejorar más las características de
ruptura del poste de madera asociado. Tales manguitos de metal y/o
cimientos de hormigón son relativamente caros, y lleva tiempo
instalarlos.
A menudo se instalan cerca de una carretera
postes de luz, postes indicadores o elementos similares con una
conexión con capacidad de desconexión. Para algunas aplicaciones,
puede proporcionarse un cimiento de cemento adyacente a la carretera
con tres o más pernos sobresaliendo de los cimientos en torno a la
circunferencia del poste. Entre los pernos y las partes del poste
de luz o poste indicador pueden formarse varios tipos de conexiones
frangibles o con capacidad de desconexión.
El documento
US-A-4.330.106 describe un sistema
de guardarraíl que incluye un número de elementos de riel de bionda
(W beam) con un extremo de riel montado en uno de los elementos. Se
proporciona un número de postes verticales para soportar los
elementos de riel en una posición sustancialmente horizontal,
montándose los cuatro postes más próximos al extremo de riel para
romperse con un impacto axial. Los elementos de riel están sujetos
entre sí en relación superpuesta para que se muevan axialmente unos
con respecto a otros con un impacto axial, pero mantendrán una plena
resistencia a la tracción y por tanto sus características
redireccionales, con impactos distintos de los axiales, mediante una
pluralidad de primeros pernos alojados por aberturas en los
elementos de riel. Cada abertura está limitada por un extremo de la
misma por una espiga formada en el elemento de riel. Unos segundos
pernos frangibles sujetan los elementos de riel a los postes.
El documento DE 1.916.361 describe un poste para
un guardarraíl en el que el poste tiene una ranura que está situada
cerca del terreno. La ranura proporciona un punto debilitado en el
que el poste se combará bajo un impacto.
El documento AT 278.890B describe un sistema de
guardarraíl que tiene postes con conexiones intermedias,
deformables, de plástico, dispuestas para soportar una fuerza máxima
predeterminada.
Según las enseñanzas de la presente invención, se
han tratado varios defectos de los anteriores postes de sostén de
guardarraíl asociados a los tratamientos extremos de guardarraíl de
carretera. La presente invención proporciona un poste de sostén de
ruptura que se combará o cederá durante un impacto frontal por un
vehículo en o cerca del extremo terminal de un guardarraíl asociado
para minimizar los daños al vehículo y proporcionar una resistencia
suficiente como para dirigir a un vehículo de nuevo a una carretera
asociada durante un impacto de cara de riel con el guardarraíl aguas
abajo del tratamiento extremo de guardarraíl. El uso de postes de
sostén de ruptura que incorporan las enseñanzas de la presente
invención reduce sustancialmente el tiempo y el coste asociados con
la instalación inicial de un tratamiento extremo de guardarraíl y la
reparación del tratamiento extremo de guardarraíl tras un impacto
por un vehículo a motor.
Un aspecto de la presente invención proporciona
un poste de sostén de ruptura para montar un guardarraíl sobre el
mismo como parte de un sistema de guardarraíl de carretera, que
comprende:
un cuerpo alargado que tiene una primera parte y
una segunda parte y un primer extremo y un segundo extremo, siendo
el primer extremo del cuerpo alargado insertable en la tierra;
un medio para sujetar el guardarraíl adyacente al
segundo extremo del cuerpo alargado; y
una conexión frangible para acoplar la primera
parte a la segunda parte;
estando la conexión frangible orientada en
relación con el guardarraíl, según lo cual un impacto con un extremo
del guardarraíl tenderá a combar el poste de sostén, y el poste de
sostén resistirá un impacto de cara de riel con el guardarraíl,
incluyendo el poste de sostén una o más ranuras
formadas en el cuerpo alargado e intermedias al primer extremo y al
segundo extremo para definir en parte la conexión frangible, en el
que, cuando el poste de sostén está sujeto al guardarraíl, la una o
más ranuras están situadas en un plano que es generalmente paralelo
al guardarraíl, dotando dichas una o más ranuras al cuerpo alargado
de una dirección resistente que está orientada sustancialmente
paralela al guardarraíl y de una dirección débil que está orientada
sustancialmente perpendicular al guardarraíl. Un aspecto
complementario de la invención proporciona un sistema de guardarraíl
de carretera que comprende un guardarraíl y el poste de sostén de
ruptura, estando el cuerpo alargado del poste de sostén de ruptura
conectado al guardarraíl. Proporcionar un poste de sostén de ruptura
que tenga una o más aberturas formadas en el poste de sostén permite
que el poste de sostén se tuerza o ceda en respuesta a fuerzas
aplicadas al poste de sostén en una primera dirección por un
vehículo que impacta sin provocar daños excesivos al vehículo. La
orientación y ubicación de las aberturas se seleccionan para
permitir que el poste de sostén ancle eficazmente el guardarraíl
para dirigir un vehículo que impacta de vuelta a una carretera
adyacente en respuesta a fuerzas aplicadas al poste de sostén en una
segunda dirección durante un impacto de cara de riel aguas abajo.
Para algunas aplicaciones, una o más placas pueden sujetarse al
poste de sostén de ruptura e insertarse en el suelo para
proporcionar un sostén adicional durante un impacto de cara de riel
con el guardarraíl asociado y para proporcionar una combadura o
deformación permanente del poste de sostén de ruptura durante un
impacto frontal con un extremo del guardarraíl asociado.
Alternativamente, la longitud de la parte del poste de sostén de
ruptura insertada en el suelo puede aumentarse para mejorar estas
mismas características. Para algunas aplicaciones, el poste de
sostén de ruptura puede tener una típica sección transversal de viga
en doble T con aberturas formadas en una o más partes de ala de la
viga en doble T. Alternativamente, el poste de sostén de ruptura
puede tener una sección transversal rectangular o cuadrada, hueca,
con aberturas formadas en uno o más lados del poste según las
enseñanzas de la presente invención.
Las ventajas técnicas de la presente invención
incluyen proporcionar postes de sostén de ruptura que son más
fáciles de instalar inicialmente y de reparar en comparación con los
postes de sostén de ruptura de madera. Grandes partes de cada poste
de sostén de ruptura pueden fabricarse a partir de vigas en doble T
estándar disponibles comercialmente utilizando técnicas
convencionales de dobladura y estampación según las enseñanzas de
la presente invención. Una o más placas de terreno de metal pueden
sujetarse a cada poste de sostén de ruptura para mejorar más las
características deseadas de combadura o deformación permanente
durante un impacto frontal con un extremo de un guardarraíl asociado
para minimizar los daños a un vehículo que impacta y para anclar
fijamente el guardarraíl asociado para redirigir un vehículo que
impacta de vuelta a la carretera adyacente tras un impacto de cara
de riel. Los postes de sostén de ruptura que incorporan las
enseñanzas de la presente invención pueden emplearse con una gran
variedad de tratamientos extremos de guardarraíl que tengan varios
tipos de montajes absorbedores de energía situados en o cerca del
extremo del guardarraíl asociado orientado hacia el tráfico que se
aproxima. Para muchas aplicaciones pueden instalarse
satisfactoriamente postes de sostén de ruptura adyacentes al borde
de una carretera sin el uso de tubos de cimentación de acero y/o de
cimientos de hormigón asociados normalmente con la instalación de
postes de sostén de ruptura de madera y otros tipos de postes de
sostén de ruptura. El poste de sostén y la conexión frangible pueden
orientarse según las enseñanzas de la presente invención para
resistir el impacto de un vehículo a motor desde una dirección
(dirección resistente) y para ceder a un impacto de un vehículo a
motor desde otra dirección (dirección débil). Preferiblemente, la
conexión frangible permite que la parte superior del poste se desvíe
levemente y luego la rotura de la parte inferior, minimizando así la
elevación en el aire del vehículo que impacta.
Para una comprensión más completa de la presente
invención y de las ventajas de la misma, ahora se hace referencia a
la siguiente descripción escrita tomada en conjunción con los
dibujos adjuntos, en los que:
La figura 1 es un dibujo esquemático que muestra
una vista isométrica con partes escindidas de un sistema de
guardarraíl de carretera que tiene un poste de sostén de ruptura con
un guardarraíl montado sobre el mismo según una realización de la
presente invención;
la figura 2 es un dibujo esquemático en alzado
con partes escindidas que muestra una vista lateral del sistema de
guardarraíl de carretera de la figura 1;
la figura 3 es un dibujo esquemático en corte del
poste de sostén de ruptura tomado a lo largo de unas líneas
3-3 de la figura 2;
la figura 4 es un dibujo esquemático que muestra
una vista isométrica con partes escindidas de un sistema de
guardarraíl de carretera que tiene un poste de sostén de ruptura con
un guardarraíl montado sobre el mismo, que no es una realización de
la presente invención pero incluye características que pueden
incorporarse a realizaciones de la invención;
la figura 5 es un dibujo esquemático en alzado
con partes escindidas que muestra una vista lateral del poste de
sostén de ruptura de la figura 4 en su primera posición;
la figura 6 muestra un dibujo esquemático en
alzado con partes escindidas que muestra una vista lateral del poste
de sostén de ruptura de la figura 5 girando desde su primera
posición hasta una segunda posición en respuesta a una fuerza
aplicada al poste de sostén de ruptura en una dirección
correspondiente a un impacto de vehículo con un extremo del
guardarraíl asociado;
la figura 7 es un dibujo esquemático que muestra
una vista isométrica con partes escindidas de un sistema de
guardarraíl de carretera que tiene un poste de sostén de ruptura con
un guardarraíl montado sobre el mismo según una realización más de
la presente invención;
la figura 8 es un dibujo esquemático en alzado
con partes escindidas que muestra una vista lateral del sistema de
guardarraíl de carretera de la figura 7;
la figura 9 es un dibujo esquemático en corte del
poste de sostén de ruptura tomado a lo largo de las líneas
9-9 de la figura 8;
la figura 10 es un dibujo esquemático que muestra
una vista isométrica con partes escindidas de un sistema de
guardarraíl de carretera que tiene un poste de sostén de ruptura con
un guardarraíl montado sobre el mismo, que no es una realización de
la presente invención pero incluye características que pueden
incorporarse a realizaciones de la invención;
la figura 11 es un dibujo esquemático en alzado
con partes escindidas que muestra una vista lateral de un poste de
sostén de ruptura análogo al poste de sostén de ruptura de la figura
10 girando desde su primera posición hasta una segunda posición y
separándose en respuesta a una fuerza aplicada al poste de sostén de
ruptura en una dirección correspondiente a un impacto de un vehículo
con un extremo del guardarraíl asociado;
la figura 12 es un dibujo esquemático que muestra
una vista isométrica en despiece con partes escindidas de una
realización alternativa de barras interruptoras adecuadas para el
uso con el sistema de guardarraíl ilustrado en las figuras 10 y
11;
la figura 13 es un dibujo esquemático en alzado
con partes escindidas que muestra una vista lateral del poste de
sostén de ruptura de la figura 10 utilizando las barras
interruptoras de la figura 12 y girando desde su primera posición
hasta una segunda posición y separándose en respuesta a una fuerza
aplicada al poste de sostén de ruptura en una dirección
correspondiente a un impacto de un vehículo con un extremo del
guardarraíl asociado;
la figura 14A es un dibujo esquemático en alzado
con partes escindidas que muestra una vista lateral en detalle de un
poste de sostén de ruptura que no es una realización de la presente
invención pero incluye características que pueden incorporarse a
realizaciones de la invención;
la figura 14B es un dibujo esquemático en alzado
con partes escindidas que muestra otra vista lateral del poste de
ruptura de la figura 14A;
la figura 15A es un dibujo esquemático en alzado
con partes escindidas que muestra un vista lateral en detalle de un
poste de ruptura que no es una realización de la presente invención
pero incluye características que pueden incorporarse a realizaciones
de la invención;
la figura 15B es un dibujo esquemático en alzado
con partes escindidas que muestra la parte superior y la parte
inferior del poste de sostén de ruptura de la figura 15A
desconectadas la una de la otra;
la figura 15C es un dibujo esquemático en alzado
con partes escindidas que muestra otra vista lateral del poste de
sostén de ruptura de la figura 15B; y
la figura 16 es un dibujo esquemático en alzado
con partes escindidas que muestra una vista lateral del poste de
sostén de ruptura de la figura 15A girando desde su primera posición
hasta una segunda posición en respuesta a una fuerza suministrada al
poste de sostén de ruptura en una dirección correspondiente a un
impacto de un vehículo con un extremo del guardarraíl asociado.
Las realizaciones preferidas de la presente
invención y sus ventajas se comprenden mejor haciendo referencia a
las figuras 1 a 16 de los dibujos, empleándose números similares
para partes similares y correspondientes de los varios dibujos.
En las figuras 1, 2 y 3 se muestran partes de un
sistema 20 de guardarraíl de carretera que incorpora una realización
de la presente invención. En las figuras 4 a 13 se muestran partes
de unos sistemas 120, 220 y 320 de guardarraíl de carretera que
incorporan realizaciones alternativas de la presente invención. En
las figuras 14A a 16 se muestran postes de sostén de ruptura que
incorporan otras realizaciones de la presente invención. Los
sistemas 20, 120, 220 y 320 de guardarraíl de carretera se instalan
normalmente a lo largo del borde de una carretera o calzada (no
mostrada explícitamente) adyacente a un peligro (no mostrado
expresamente) para impedir que un vehículo (no mostrado) se salga de
la carretera o calzada asociada.
Los sistemas 20, 120, 220 y 320 de guardarraíl de
carretera se diseñan e instalan a lo largo de una carretera
principalmente para resistir un impacto de cara de riel de un
vehículo aguas abajo de un tratamiento extremo asociado. En el
extremo de un guardarraíl 22 orientado hacia el tráfico que se
aproxima se proporcionan preferiblemente varios tipos de tratamiento
extremo de guardarraíl (no mostrados explícitamente). En la patente
estadounidense 4.655.434, titulada Energy Absorbing Guardrail
Terminal; la patente estadounidense 4.928.928, titulada
Guardrail Extruder Terminal; y la patente estadounidense
5.078.366, titulada Guardrail Extruder Terminal, se muestran
ejemplos de tratamientos extremos de guardarraíl satisfactorios para
el uso con la presente invención. Tales tratamientos extremos de
guardarraíl se extienden sustancialmente paralelos a la carretera
asociada. La patente estadounidense 4.678.166, titulada Eccentric
Loader Guardrail Terminal, muestra un tratamiento extremo de
guardarraíl que se acampana en sentido contrario a la carretera
asociada. Las patentes estadounidenses 4.655.434; 4.928.928;
5.078.366; y 4.678.160 se incorporan a la presente memoria por
referencia. Cuando un vehículo choca con este tipo de tratamiento
extremo de guardarraíl, el guardarraíl se soltará normalmente del
poste de sostén asociado y permitirá que el vehículo que impacta
pase por detrás de unas partes aguas abajo del guardarraíl asociado.
Sin embargo, los postes de sostén de ruptura que incorporan las
enseñanzas de la presente invención pueden emplearse con cualquier
tratamiento extremo de guardarraíl o sistema de guardarraíl que
tenga unas características satisfactorias de absorción de energía
para la carretera asociada y el tráfico de vehículos previsto.
Unos postes 30, 130, 230, 330 y 530 de sostén
tienen una dirección resistente y una dirección débil. Cuando se
somete un poste a un impacto desde la dirección resistente, el poste
exhibe una gran resistencia mecánica. La dirección resistente está
orientada normalmente perpendicular al guardarraíl. Por tanto,
cuando un vehículo impacta con el poste en la dirección resistente
(tal como cuando el vehículo impacta con la cara del guardarraíl),
el poste permanecerá intacto y de pie, y el vehículo será redirigido
de vuelta a la carretera. Cuando el poste se ve sometido a un
impacto desde la dirección débil, el poste exhibe una pequeña
resistencia mecánica. Por tanto, cuando un vehículo impacta con el
poste en la dirección débil (tal como cuando el vehículo impacta el
extremo del guardarraíl), la parte del poste que se encuentra
sustancialmente por encima del terreno se romperá o se doblará para
evitar presentar una barrera sustancial al vehículo.
Preferiblemente, la parte superior del poste se desviará levemente y
luego se romperá a fin de minimizar la elevación en el aire del
vehículo que impacta.
Preferiblemente, en el tratamiento extremo de
guardarraíl respectivo se incorporan uno o más postes 30, 130, 230,
330 y 530 de sostén para minimizar sustancialmente los daños a un
vehículo durante un impacto frontal con el extremo del guardarraíl
22 orientado hacia el tráfico que se aproxima. El número de postes
30, 130, 230, 330 y 530 de sostén y la longitud del guardarraíl 22
pueden variarse dependiendo de la carretera asociada, el peligro
adyacente a la carretera que requiere la instalación del sistema 20,
120, 220 o 320 de guardarraíl de carretera, el tráfico de vehículos
previsto en la carretera asociada y el tratamiento extremo de
guardarraíl seleccionado. Tal como se analizará más adelante con más
detalle, los postes 30, 130, 230, 330 y 530 de sostén de ruptura
anclarán fijamente el guardarraíl 22 durante un impacto de cara de
riel o un impacto lateral con el guardarraíl 22 para redirigir un
vehículo que impacta de vuelta a la carretera asociada. Los postes
30, 130, 230, 330 y 530 de sostén cederán o se combarán durante un
impacto frontal con el extremo del guardarraíl 22 sin provocar daños
excesivos a un vehículo que impacta.
Los postes 30, 130, 230, 330 y 530 de sostén
puede fabricarse a partir de varios tipos de aleaciones de acero u
otros materiales con la resistencia y/o las características de
ruptura deseadas apropiadas para el sistema 20, 120, 220 y 320 de
guardarraíl de carretera respectivo. Para algunas aplicaciones,
puede fabricarse un poste de sostén de ruptura que incorpore las
enseñanzas de la presente invención a partir de materiales cerámicos
o de una mezcla aleaciones de cerámica y acero, que algunas veces se
denominan cermets.
Tal como se muestra en las figuras 1 a 16, partes
de los postes 30, 130, 230, 330 y 530 de sostén de ruptura tienen la
configuración general asociada con una viga en doble T de acero.
Alternativamente, las enseñanzas de la presente invención pueden
incorporarse a un poste de sostén de ruptura que tenga una sección
transversal rectangular, cuadrada o circular, hueca o sólida.
Tal como se muestra en las figuras 1 a 16, los
postes 30, 130, 230, 330 y 530 de sostén de ruptura tienen unas
partes superiores y unas partes inferiores respectivas con,
aproximadamente, la misma sección transversal general. Sin embargo,
para algunas aplicaciones, la parte superior de un poste de sostén
de ruptura que incorpora las enseñanzas de la presente invención
puede tener una sección transversal que sea sustancialmente
diferente de la sección transversal de la parte inferior asociada.
Por ejemplo, la parte superior puede tener la configuración general
asociada con una viga en doble T, mientras que la parte inferior
asociada puede tener una configuración general asociada con, o bien
una poste cilíndrico hueco o sólido, o bien un poste cuadrado hueco
o sólido.
En las figuras 1, 2, 4, 7 y 10 se muestran los
sistemas 20, 120, 220 y 320 de guardarraíl de carretera tendiendo un
típico guardarraíl 22 profundo de tipo de calibre doce (12) de
bionda. Para algunas aplicaciones puede utilizarse
satisfactoriamente un guardarraíl de doble bionda (thrie beam). Con
los postes 30, 130, 230, 330 y 530 de sostén de ruptura que
incorporan las enseñanzas de la presente invención pueden utilizarse
satisfactoriamente otros tipos de guardarraíles, tanto plegados como
no plegados. Los postes 30, 130, 230, 330 y 530 de sostén de ruptura
pueden describirse algunas veces como postes de sostén de
accionamiento directo.
Para instalar los postes 30, 130, 230, 330 y 530
de sostén de ruptura pueden utilizarse satisfactoriamente varias
técnicas que son bien conocidas en la técnica dependiendo del tipo
de condiciones del suelo y de otros factores asociados con la
carretera y el peligro que requiere la instalación de los
respectivos sistemas 20, 120, 220 y 320 de guardarraíl de carretera.
Para muchas aplicaciones, los postes 30, 130, 230, 330 y 530 de
sostén de ruptura pueden simplemente clavarse en el suelo empleando
un martinete hidráulico y/o neumático de tamaño adecuado. Por
consiguiente, los postes 30, 130, 230, 330 y 530 de sostén de
ruptura pueden sacarse del suelo fácilmente empleando una grúa u
otro tipo de herramienta de extracción de tamaño adecuado. Para
muchas aplicaciones, los postes 30, 130, 230, 330 y 530 de sostén de
ruptura pueden emplearse satisfactoriamente para instalar el
guardarraíl 22 adyacente a una carretera asociada sin usar tubos de
cimentación de metal u otros tipos de sistemas de instalación de
postes en el suelo tales como cemento con un sostén de base de
deslizamiento de acero. La patente estadounidense 5.503.495,
titulada Thrie-Beam Terminal with Breakaway Post
Cable Release, muestra un ejemplo de poste de sostén de ruptura
con este tipo de cimientos.
Tal como se muestra en las figuras 1, 2 y 3, el
poste 30 de sostén de ruptura incluye un cuerpo 32 alargado definido
en parte por una alma 34 con unas alas 36 y 38 sujetas a la misma.
El cuerpo 32 alargado puede formarse cortando una viga en doble T
(no mostrada explícitamente) en secciones que tengan la longitud
deseada para el cuerpo 32 alargado. En el ala 36, en lados opuestos
del alma 34, están formadas preferiblemente un par de ranuras 40 y
42 alargadas. Similarmente, en el ala 38, en lados opuestos del alma
34, están formadas preferiblemente un par de ranuras 44 y 46. Las
ranuras 40, 42, 44 y 46 se forman entre medias de un primer extremo
31 y un segundo extremo 33 del poste 30 de sostén de ruptura. Las
ranuras 40, 42, 44 y 46 definen en parte una conexión frangible o
rompible entre una parte superior y una parte inferior del poste 30
de sostén de ruptura.
La longitud del poste 30 de sostén de ruptura y
la ubicación de las ranuras 40, 42, 44 y 46 dependerán de varios
factores incluyendo las condiciones del suelo 1 y la cantidad de
fuerza prevista que se aplicará al poste 30 de sostén de ruptura
durante un impacto de cara de riel con el guardarraíl 22 y durante
un impacto frontal con un extremo del guardarraíl 22. Para la
realización mostrada en las figuras 1, 2 y 3, las ranuras 40, 42,
44 y 46 están formadas en el poste 30 de rotura en una ubicación
correspondiente aproximadamente a la línea de suelo prevista cuando
el poste 30 de sostén de ruptura esté instalado correctamente
adyacente a la carretera asociada.
Para una aplicación, el cuerpo 32 alargado puede
formarse a partir de una viga en doble T estándar con las alas 36 y
38 teniendo un anchura nominal de cuatro pulgadas (4'') y el alma 34
teniendo una anchura nominal de seis pulgadas (6''). Las ranuras 40,
42, 44 y 46 tienen una configuración ovalada generalmente alargada
de aproximadamente seis pulgadas (6'') de longitud y de un cuarto de
pulgada (1/4'') de ancho. Las ranuras 40, 42, 44 y 46 están
colocadas entre medias de los extremos 31 y 33 para provocar la
combadura parcial de poste 30 de ruptura asociado cuando esté
instalado correctamente.
Para las realizaciones mostradas en las figuras 1
y 2, un bloque 48 está dispuesto entre el poste 30 de sostén de
ruptura y el guardarraíl 22. El bloque 48 puede denominarse algunas
veces "separador" (blockout). Para otras aplicaciones, el
guardarraíl 22 puede montarse directamente adyacente al extremo 31
del poste 30 de sostén de ruptura. Durante un impacto de cara de
riel entre un vehículo y el guardarraíl 22 aguas abajo del
tratamiento extremo asociado, el bloque 48 proporciona un
desplazamiento lateral entre el poste 30 de sostén de ruptura y el
guardarraíl 22. La distancia y dirección del desplazamiento lateral
se seleccionan para evitar que las ruedas (no mostradas) de un
vehículo que impacta golpeen el poste 30 de sostén de ruptura
durante el impacto de cara de riel.
Para la realización mostrada en las figuras 1, 2
y 3, el poste 30 de sostén de ruptura incluye unas placas 52 y 54 de
suelo que están sujetas al exterior de las respectivas alas 36 y 38
adyacentes a la parte del poste 30 de sostén de ruptura que se
insertará en el suelo adyacente a la carretera asociada. Para esta
realización, las placas 52 y 54 de suelo tienen aproximadamente el
mismo grosor que el alma 34 y están alineadas generalmente con el
alma 34 en lados opuestos de las respectivas alas 36 y 38.
Preferiblemente, el poste 30 de sostén de ruptura
se instala con el alma 34 extendida aproximadamente perpendicular
desde el guardarraíl 22 y con las alas 36 y 38 extendidas
generalmente paralelas al guardarraíl 22. Al alinear el alma 34
aproximadamente perpendicular al guardarraíl 22, el poste 30 de
sostén de ruptura proporcionará un sostén suficiente como para
resistir las grandes fuerzas asociadas con un impacto de cara de
riel o un impacto de cara de riel entre un vehículo y el guardarraíl
22. A raíz de formar las ranuras 40, 42, 44 y 46 en las respectivas
alas 36 y 38 y de orientar las alas 36 y 38 generalmente paralelas
al guardarraíl 22, un impacto frontal de un vehículo con un extremo
del guardarraíl 22 tendrá como resultado una combadura o deformación
permanente del poste 30 de sostén de ruptura.
La cantidad de fuerza requerida para combar y/o
fracturar el poste 30 de sostén de ruptura puede reducirse
aumentando el tamaño y/o el número de las ranuras 40, 42, 44 y 46
formadas en las respectivas alas 36 y 38. Alternativamente, reducir
el número y/o el tamaño de las ranuras 40, 42, 44 y 46 resultará en
una mayor cantidad de fuerza requerida para combar o deformar el
poste 30 de sostén de ruptura.
La orientación de las placas 52 y 54 de suelo en
relación con un impacto frontal con un extremo del guardarraíl 22
evitará la torcedura o inclinación del poste 30 de sostén de ruptura
durante el impacto frontal. El sostén adicional proporcionado por
las placas 52 y 54 de suelo incrementará la fiabilidad de que el
poste 30 de sostén de ruptura ceda o se combe en la ubicación
general de las ranuras 40, 42, 44 y 46 en respuesta a una cantidad
seleccionada de fuerza aplicada adyacente al extremo 31 del poste 30
en una primera dirección correspondiente a la dirección de un
impacto frontal con un extremo del guardarraíl 22. La placa 52 de
suelo incluye una parte 56 generalmente triangular que se extiende
por encima de las ranuras 40, 42, 44 y 46 alargadas para
proporcionar un sostén adicional para el poste 30 de sostén de
ruptura y el guardarraíl 22 durante un impacto de cara de riel.
Para algunas aplicaciones, la longitud del cuerpo
32 alargado puede aumentarse de manera que ya no se requiera de las
placas 52 y 54 de suelo que proporcionen un sostén adicional para el
poste 30 de sostén de ruptura resultante. Eliminar las placas 52 y
54 del suelo 1 permitirá que un martillo hidráulico o neumático
instale el poste 30 de sostén de ruptura asociado más rápidamente y
que una grúa o herramienta de tracción hidráulica/neumática extraiga
más fácilmente un poste 30 de sostén de ruptura dañado.
Alternativamente, el poste 30 de sostén de ruptura podría insertarse
en unos cimientos de hormigón y/o un manguito de metal de tamaño
adecuado. En cualquiera de los postes de la presente invención
pueden utilizarse placas de suelo, cimientos de hormigón, manguitos
u otros dispositivos de anclaje.
Para algunas aplicaciones, puede resultar
preferible formar un poste de sostén de ruptura según las enseñanzas
de la presente invención a partir de un cuerpo alargado que tenga
una configuración rectangular o cuadrada generalmente hueca (no
mostrada). Las ranuras 40, 42, 44 y 46 pueden formarse entonces en
los lados opuestos del poste de sostén de ruptura resultante que
están alineados generalmente paralelos con el guardarraíl asociado
similares a las alas 36 y 38. El otro par de lados opuestos se
extienden preferiblemente aproximadamente normales desde el
guardarraíl asociado similares al alma 34.
Cuando se aplica fuerza adyacente al extremo 31
del poste 30 de sostén de ruptura en una segunda dirección
correspondiente a un impacto de cara de riel entre un vehículo y el
guardarraíl 22, el alma 34 aguantará la combadura del poste 30 de
sostén de ruptura y proporcionará un sostén suficiente como para
redireccionar el vehículo que impacta de vuelta a la carretera.
Tal como se muestra en las figuras 4, 5 y 6, el
poste 130 de sostén de ruptura incluye un cuerpo 132 alargado que
tiene una parte 142 superior y una parte 144 inferior que están
acopladas giratoriamente la una a la otra. Para el poste de sostén
de ruptura mostrado en las figuras 4, 5 y 6, entre medias de unos
extremos 131 y 133 del cuerpo 132 alargado se instala
preferiblemente un montaje 140 giratorio de acoplamiento. La parte
142 superior y la parte 144 inferior tienen cada una una
configuración general de una viga en doble T definida en parte por
unas respectivas alma 134 y alas 136 y 138. La parte 142 superior y
la parte 144 inferior pueden formarse a partir de una viga en doble
T convencional de acero del mismo modo que se ha descrito
anteriormente.
Para el poste de sostén de ruptura que se muestra
en las figuras 4, 5 y 6, el montaje 140 giratorio de acoplamiento
incluye una horquilla 150 con forma de U sujeta a un extremo de la
parte 142 superior opuesto al extremo 131 y una segunda horquilla
152 con forma de U sujeta al extremo de la parte 142 superior
opuesto al extremo 133. Las horquillas 150 y 152 tienen cada una una
configuración generalmente abierta con forma de U. Una parte de la
horquilla 150 está dimensionada preferiblemente para encajar en una
parte correspondiente de la horquilla 152. Un pasador 154 pivote se
extiende lateralmente a través de partes adyacentes de las
horquillas 150 y 152 en una dirección que es generalmente paralela a
las almas 134. El poste 130 de sostén de ruptura resultante se
instala preferiblemente con las almas 134 y el pasador 154 pivote
extendiéndose generalmente normales desde el guardarraíl 22
asociado. A raíz de esta orientación, las almas 134 y el montaje 140
giratorio de acoplamiento, incluyendo el pasador 154 pivote,
permiten que el poste 130 de sostén de ruptura sostenga el
guardarraíl 22 lo suficiente durante un impacto de cara de riel como
para redirigir un vehículo que impacta de vuelta a la carretera
asociada.
En las figuras 4, 5 y 6, las respectivas almas
134 de la parte 142 superior y la parte 144 inferior se muestran
generalmente alineadas paralelas entre sí. Para algunas
aplicaciones, la orientación de la parte 144 inferior puede variarse
con respecto a la parte 142 superior de manera que el alma 134 de la
parte 144 inferior se extienda aproximadamente paralela al
guardarraíl 22. La sujeción de las horquillas 150 y 152 a sus
respectivas parte 142 superior y parte 144 inferior puede
modificarse para acomodar varias orientaciones de la parte 144
inferior con relación a la parte 142 superior.
Dependiendo de la longitud de la parte 144
inferior y del tipo de condiciones del suelo, a la parte 144
inferior pueden fijarse unas placas 162 y 164 de suelo 1 que se
extiendan desde las respectivas alas 136 y 138. Para algunas
aplicaciones, la parte 144 inferior puede ser sustancialmente más
larga que la parte 142 superior. Como consecuencia del aumento de la
longitud de la parte 144 inferior, puede no ser necesario el uso de
las placas 162 y 164 de suelo.
Un pasador 156 de seguridad está insertado
lateralmente a través de unas partes adyacentes de las horquillas
150 y 152, desplazado con respecto al pasador 154 pivote. El pasador
156 de seguridad tiene preferiblemente una sección transversal
relativamente pequeña en comparación con el pasador 154 pivote. Por
consiguiente, cuando un vehículo impacta con un extremo del
guardarraíl 22, el pasador 156 de seguridad se romperá y permitirá
que la parte 142 superior gire en relación con la parte 144
inferior, tal como se muestra en la figura 6. El pasador 156 de
seguridad mantiene la parte 142 superior y la parte 144 inferior
alineadas generalmente la una con la otra durante la instalación del
poste 30 de sostén de ruptura asociado.
La cantidad de fuerza requerida para fracturar o
romper el pasador 156 de seguridad puede determinarse mediante una
variedad de parámetros tales como el diámetro del pasador 156 de
seguridad, el tipo de material empleado para fabricar el pasador 156
de seguridad, el número de ubicaciones (ya sea a lo largo de un
pasador o con múltiples pasadores) que deben troncharse y la
distancia entre el pasador 156 de seguridad y el pasador 154 pivote.
Tal como se analizará más adelante con respecto a un poste 530 de
sostén de ruptura, tal como se muestra en las figuras 15A a 16, un
acoplamiento 540 giratorio puede modificarse para permitir que una
parte 542 superior se desconecte y separe de una parte 544
inferior.
Pueden utilizarse satisfactoriamente varios tipos
de mecanismos para soltarse distintos del pasador 156 de seguridad
para mantener la parte 142 superior y la parte 144 inferior
generalmente alineadas la una con la otra durante la instalación y
uso normales del poste 130 de sostén de ruptura asociado. Para
sujetar la primera horquilla 150 a la segunda horquilla 152 con
capacidad para soltarse puede emplearse una gran variedad de pernos
de seguridad, tornillos de seguridad y/o fiadores de ruptura.
Cuando un vehículo impacta con un extremo del
guardarraíl 22, una fuerza se aplica en una primera dirección a la
parte 142 superior y romperá el pasador 156 de seguridad. Por
consiguiente, la parte 142 superior girará entonces con relación a
la parte 144 inferior, tal como se muestra en la figura 6.
Las figuras 7, 8 y 9 muestran partes de un
sistema 220 de guardarraíl de carretera que incluye un poste 230 de
sostén de ruptura y un guardarraíl 22. El poste 230 de sostén de
ruptura incluye un cuerpo 32 alargado y es similar tanto en diseño
como en función al poste 30 de sostén de ruptura. Una diferencia
entre los postes 30 y 230 de sostén de ruptura es la sustitución de
las placas 52 y 54 de suelo por unas placas 254 y 256 de suelo. Tal
como se muestra de mejor modo en las figuras 8 y 9, para unir la
placa 254 de suelo 1 al cuerpo 32 alargado puede utilizarse un
montaje 160 de sujeción. El montaje 160 de sujeción incluye un perno
162 roscado, un espaciador 163 o manguito hueco y una tuerca 164. El
uso de la placa 254 de suelo y del montaje 160 de sujeción elimina
algunas de las etapas de soldadura asociadas a unir las placas 52 y
54 de suelo al poste 30 de sostén de ruptura.
La placa 254 de suelo tiene una configuración
generalmente rectangular. La longitud, anchura y grosor de las
placas 254 de suelo puede variarse dependiendo de la aplicación
buscada del poste 230 de sostén de ruptura asociado y las
condiciones del suelo previstas adyacentes a la carretera asociada.
Preferiblemente, en el punto medio de la placa 254 de suelo y el
perno 162 insertado a través de la misma se forma un agujero de
tamaño adecuado. La cabeza 166 del perno 162 se dispone en el
exterior de la placa 254 de suelo. A continuación, el manguito 168 o
espaciador hueco se coloca sobre la parte roscada del perno 162,
extendiéndose desde la placa 254 de suelo opuesta a la cabeza 166.
Preferiblemente, en el alma 34 se forma un agujero correspondiente
en la ubicación deseada para la placa 254 de suelo. El perno 162 se
inserta a través del agujero en el alma 34, y la tuerca 164 se
sujeta al mismo.
Para algunas aplicaciones, puede sujetarse una
placa 256 de suelo más pequeña al exterior del ala 36 adyacente al
alma 34. Las dimensiones y ubicación de la placa 256 de suelo pueden
variarse dependiendo de la aplicación prevista, incluyendo las
condiciones del suelo, asociada al sistema 220 de guardarraíl de
carretera.
Las figuras 10 y 11 ilustran partes de un sistema
320 de guardarraíl de carretera que incluye un poste 330 de sostén
de ruptura y un guardarraíl 22. La figura 11 ilustra un poste 330 de
sostén que tiene unas barras 350 y 352 interruptoras más estrechas
que las ilustradas en la figura 10. El poste 330 de sostén incluye
un cuerpo 332 alargado que tiene una parte 342 superior y una parte
344 inferior. La parte 342 superior y la parte 344 inferior tienen
cada una la configuración general de una viga en doble T de acero
similar al cuerpo 32 alargado del poste 30 de sostén de ruptura.
La parte 342 superior y la parte 344 inferior
están definidas en parte por unas alma 334 y alas 336 y 338
respectivas. La parte 342 superior y la parte 344 inferior pueden
formarse a partir de una viga en doble T de acero convencional de la
misma manera que se ha descrito anteriormente. La parte 344 inferior
puede colocarse sustancialmente en el terreno. Alternativamente, la
parte 344 inferior podría insertarse en unos cimientos de hormigón
y/o un manguito de acero que se hayan instalado previamente en la
ubicación deseada al borde de la carretera.
La parte 342 superior y la parte 344 inferior
están dotadas de las barras 350 y 352 interruptoras. En el poste de
sostén mostrado en la figura 10, las alas 336 y 338 en la parte 342
superior están conectadas a la barra 350 interruptora por, por
ejemplo, soldaduras. Las alas 336 y 338 en la parte 344 inferior
pueden conectarse a la barra 352 interruptora de manera análoga.
Para acoplar las alas 336 y 338 de las partes 342 y 344 superior e
inferior a las barras 350 y 352 interruptoras, respectivamente,
pueden utilizarse otras técnicas de conexión adecuadas. Por ejemplo,
tal como se ilustra en la figura 11, pueden emplearse unas tiras 363
y 364 de conexión, particularmente donde las barras 350 y 352
interruptoras son más estrechas que las alas 336 y 338, tal como
ocurre en la figura 11. Para algunas aplicaciones, la barra 352
interruptora puede sujetarse directamente a unos cimientos de
hormigón para eliminar el uso de la parte 344 inferior.
Las barras 350 y 352 interruptoras están
conectadas entre sí por unos sujetadores 358, que se ilustran
mediante una tuerca y un perno sencillos; sin embargo, con este
poste de sostén pueden emplearse otros sujetadores adecuados.
Preferiblemente, las barras 350 y 352 interruptoras se forman con
unas superficies 354 biseladas o rebajadas. Las superficies 354
biseladas cooperan entre sí para definir en parte una muesca o
separación entre las partes adyacentes de las barras 350 y 352
interruptoras. Las superficies 354 biseladas se extienden
generalmente paralelas entre sí en una dirección generalmente normal
al guardarraíl 22. También puede dibujarse una línea 359 imaginaria
a través de los sujetadores 358 en la misma dirección general
paralela a las superficies 354 biseladas y normal al guardarraíl
22. La línea 359 imaginaria corresponde a una dirección resistente
para los postes 230 de sostén de ruptura en la que el poste 230 de
sostén de ruptura exhibe una gran resistencia mecánica. A cada lado
de la línea 359 imaginaria existe una muesca o separación.
Las superficies 354 biseladas cooperan entre sí
para permitir que la parte 342 superior pivote en relación con la
parte 344 inferior durante un impacto frontal, tal como se ilustra
en la figura 11. Tal pivotamiento puede provocar la rotura de los
sujetadores 358, separando la parte 342 superior de la parte 344
inferior, y por tanto puede minimizar sustancialmente los daños a un
vehículo durante un impacto frontal con el extremo del guardarraíl
22 orientado hacia el tráfico que se aproxima. La orientación de las
superficies 354 biseladas y los sujetadores 358 entre sí define
además una dirección débil para el poste 330 de sostén de ruptura en
la que el poste 330 de sostén exhibe poca resistencia mecánica. Sin
embargo, las superficies 354 biseladas no reducen la capacidad del
guardarraíl 320 para redirigir un vehículo que impacta de vuelta a
la carretera asociada durante un impacto de cara de riel con el
guardarraíl 22.
La figura 12 es un dibujo esquemático que muestra
una vista isométrica en despiece con partes escindidas de una
realización alternativa de barras interruptoras aptas para el uso en
el sistema 320 de guardarraíl. Unas barras 450 y 452 interruptoras
realizan funciones similares a las barras 350 y 352 interruptoras.
La barra 450 interruptora incluye una placa 453 plana que tiene un
saliente 454 o elemento protuberante. La barra 452 interruptora
incluye una placa 455 plana que tiene un saliente 456 o elemento
protuberante. Las placas 453 y 455 planas se forman cada una con dos
o más aberturas 458 para recibir un elemento de conexión, tal como
un sujetador 358 mecánico, para sujetar las barras 450 y 452
interruptoras la una a la otra. El uso de los salientes 454 y 456 o
elementos protuberantes permite que la parte 342 superior pivote en
relación con la parte 344 inferior durante un impacto frontal, tal
como se ilustra en la figura 13. El impacto desde la dirección débil
para el poste 330 de sostén resultará en la dobladura y,
preferiblemente, el fallo de los elementos 358 de conexión. El
fallo de los elementos 358 de conexión separa la parte 342 superior
de la parte 344 inferior y puede, por tanto, minimizar
sustancialmente los daños a un vehículo durante un impacto frontal
con el extremo de un guardarraíl 22 orientado hacia el tráfico que
se aproxima. Sin embargo, los salientes 454 y 456 o elementos
protuberantes no reducen la capacidad del guardarraíl 22 para
redirigir un vehículo que impacta de vuelta a la carretera asociada
durante un impacto de cara de riel.
Las figuras 14A y 14B son dibujos esquemáticos
con partes escindidas que muestran un poste de sostén de ruptura con
una conexión frangible o rompible satisfactoria para acoplar con
capacidad para soltarse la parte 342 superior a la parte 344
inferior del poste 330 de sostén. Para este poste de sostén, las
barras 450 y 452 interruptoras son sustancialmente las mismas que
las descritas previamente con respecto al poste de sostén mostrado
en la figura 13, salvo por la eliminación de los salientes 454 y 456
o elementos protuberantes. Preferiblemente, se proporcionan un par
de elementos 458 alargados de conexión y una pluralidad de tuercas
460 para mantener una separación o espaciado deseado entre las
barras 450 y 452 interruptoras. Para la realización mostrada en las
figuras 14A y 14B, los elementos 458 alargados de conexión y las
tuercas 460 tienen roscas coincidentes. Sin embargo, pueden
utilizarse satisfactoriamente varios tipos de sujetadores mecánicos
y elementos de conexión para colocar la parte 332 superior del poste
330 de sostén en relación con la parte 344 inferior.
A raíz de las enseñanzas incorporadas de la
presente invención, el poste 330 de sostén tiene una resistencia
mecánica relativamente baja con respecto a un impacto desde una
dirección generalmente normal a una línea 359 imaginaria (véase la
figura 10) que se extiende a través de los elementos 358 ó 458 de
conexión, según corresponda. Esta dirección puede denominarse la
"dirección débil". Los elementos 358 y 458 de conexión se
forman preferiblemente a partir de materiales que cederán y,
preferiblemente, se fracturarán o romperán para permitir que la
parte 342 superior se separe de la parte 344 inferior. Puesto que
existe una separación entre las barras 350 y 352 interruptoras o las
barras 450 y 452 interruptoras a cada lado de la línea 359 en la
dirección débil, los elementos 358 ó 458 de conexión, según
corresponda, absorberán sustancialmente toda la fuerza o carga
procedente de un impacto en la dirección débil.
Cuando se impacta el poste 330 de sostén desde
otra dirección, la fuerza resultante, o al menos una componente de
la fuerza resultante, tenderá a colocar uno de los elementos 358 ó
458 de conexión asociados según corresponda en tensión y tenderá a
colocar el otro elemento 358 ó 458 de conexión según corresponda en
compresión. Por tanto, la resistencia mecánica de la conexión
frangible entre la parte 342 superior y la parte 344 inferior es
sustancialmente mayor en la dirección resistente en comparación con
un impacto desde la dirección débil. La dirección más resistente
para un impacto con el poste 330 de sostén de ruptura es desde una
dirección sustancialmente perpendicular a la superficie de las alas
338 y 336 y paralela al alma 334 (la dirección resistente). La
dirección más débil para un impacto con el poste 330 de sostén es
una dirección que es sustancialmente perpendicular al alma 334 y
paralela a las alas 336 y 338.
Para separar las barras 350 y 352 ó 450 y 452
interruptoras las unas de las otras, según se desee, pueden
emplearse espaciadores con varias formas y configuraciones. Para el
poste de sostén mostrado en las figuras 10 y 11, las superficies 354
biseladas o superficies rebajadas forman los espaciadores necesarios
como componentes integrales de las barras 350 y 352 interruptoras.
Para el poste de sostén mostrado en las figuras 12 y 13, salientes
454 y 456 o elementos protuberantes funcionan como espaciadores para
formar la separación deseada. Para el poste de sostén mostrado en
las figuras 14A y 14B, las tuercas 460 cooperan con los elementos
458 de conexión para funcionar como espaciadores para formar la
separación deseada. Las tuercas 460 que están entre las barras 450 y
452 interruptoras también pueden denominarse "topes".
Para algunas aplicaciones, la parte 342 superior
y la parte 344 inferior del poste 330 de sostén puede acoplarse
entre sí mediante un solo elemento 358 ó 458 de conexión.
Alternativamente, pueden emplearse más de dos elementos 358 ó 458 de
conexión dependiendo de la aplicación prevista para el poste 330 de
sostén asociado. Para algunas aplicaciones, puede proporcionarse un
elemento 358 ó 458 de conexión en el lado del poste 330 de sostén
que es inmediatamente adyacente al guardarraíl 22. Las barras 350 y
352 ó 450 y 452 interruptoras entrarán en contacto las unas con las
otras en el lado opuesto del poste, según lo cual el único elemento
358 ó 458 de conexión proporcionará según corresponda una
resistencia suficiente para que el poste 330 de sostén resista un
impacto de cara de riel o lateral con el guardarraíl 22
asociado.
Tal como se muestra en las figuras 15A a 16, un
poste 530 de sostén es sustancialmente similar al poste 130 de
sostén anteriormente descrito, salvo que el montaje 140 giratorio de
acoplamiento se ha reemplazado por una articulación 540 que puede
soltarse o montaje giratorio de acoplamiento. El poste de sostén
mostrado en las figuras 15A, 15B, 15C y 16 prevé la separación de la
parte 142 superior de la parte 144 inferior. Por tanto, la parte
142 superior no levantará un vehículo que impacta. El poste 530 de
sostén puede estar formado en parte por la parte 142 superior y la
parte 144 inferior, tal como se ha descrito anteriormente con
respecto al poste 130 de sostén. La articulación 540 que puede
soltarse o montaje de acoplamiento incluye preferiblemente una
primera horquilla 550 generalmente con forma de U sujeta a un
extremo de la parte 142 superior y una segunda horquilla 552 con
forma de U sujeta a un extremo adyacente de la parte 144 inferior.
Las horquillas 550 y 552 tienen cada una una configuración
generalmente abierta con forma de U. Una parte de la horquilla 550
está dimensionada preferiblemente para encajar sobre una parte
correspondiente de la horquilla 552.
Preferiblemente, un pasador 554 pivote se
extiende a través de partes adyacentes de las horquillas 552 en una
dirección que es generalmente paralela a las almas 134.
Alternativamente, el pasador 554 pivote puede sustituirse por unos
salientes generalmente redondos que se extienden desde lados
opuestos de la horquilla 552. La horquilla 550 incluye
preferiblemente un par de ranuras 572 formadas en lados opuestos de
la misma. Las ranuras 572 están dimensionadas preferiblemente para
acoplarse con capacidad para soltarse a partes respectivas del
pasador 554 que se extienden desde la horquilla 552. Las ranuras 572
cooperan con el pasador 554 pivote para permitir el giro de la parte
142 superior en relación con la parte 144 inferior y para permitir
el desacoplamiento de la parte 142 superior de la parte 144
inferior.
El poste 530 de sostén de ruptura resultante se
instala preferiblemente con las almas 134 y el pasador 554 pivote
extendiéndose generalmente normales desde el guardarraíl 22
asociado. Como consecuencia de esta orientación, las almas 134 y la
articulación 540 que puede soltarse, incluyendo el pasador 554
pivote, permiten que el poste 530 de sostén sostenga adecuadamente
el guardarraíl 22 durante un impacto de cara de riel para redirigir
un vehículo que impacta de vuelta a la carretera asociada.
Preferiblemente, un pasador 556 de seguridad está
insertado a través de partes adyacentes de las horquillas 550 y 552,
desplazado con respecto al pasador 554 pivote. El pasador 556 de
seguridad mantiene la parte 142 superior y la parte 144 inferior
generalmente alineadas la una con la otra durante la instalación del
poste 530 de sostén de ruptura asociado. El pasador 556 de seguridad
tiene preferiblemente una sección transversal relativamente pequeña
en comparación con el pasador 554 pivote. Por consiguiente, cuando
un vehículo impacta con un extremo del guardarraíl 22, el pasador
556 de seguridad se romperá y permitirá que la parte 142 superior
gire con relación a la parte 144 inferior, tal como se muestra en la
figura 16. Para algunas aplicaciones, una barra 580 de empuje está
preferiblemente sujeta a y se extiende entre lados opuestos de la
horquilla 552. La ubicación de la barra 580 de empuje en la
horquilla 552 se selecciona para ayudar al desacoplamiento de la
ranura 572 del pasador 554 pivote cuando la parte 142 superior gira
en relación con la parte 144 inferior. Véase la figura 16.
La cantidad de fuerza requerida para fracturar o
romper el pasador 556 de seguridad puede determinarse mediante una
variedad de parámetros tales como el diámetro del pasador 556 de
seguridad, el tipo de material empleado para fabricar el pasador 556
de seguridad, el número de ubicaciones (ya sea a lo largo de un
pasador o con múltiples pasadores) que deben troncharse y la
distancia entre el pasador 556 de seguridad y el pasador 554
pivote.
Pueden utilizarse satisfactoriamente varios tipos
de mecanismos de suelta distintos que el pasador 556 de seguridad
para mantener la parte 142 superior y la parte 144 inferior
generalmente alineadas entre sí durante la instalación y el uso
normales del poste 530 de sostén de ruptura asociado. Para sujetar
con capacidad para soltarse la primera horquilla 550 a la segunda
horquilla 552 puede emplearse una gran variedad de pernos de
seguridad, tornillos de seguridad, discos frangibles y/o fiadores de
ruptura.
Cuando un vehículo impacta con un extremo del
guardarraíl 22, una fuerza se aplica en una primera dirección
(dirección débil) a la parte 142 superior y romperá el pasador 556
de seguridad. Por consiguiente, la parte 142 superior girará
entonces en relación con la parte 144 inferior, tal como se muestra
en la figura 16. Cuando partes de la horquilla 550 entran en
contacto con la barra 580 de empuje, las ranuras 572 se desacoplarán
del pasador 554 pivote y soltarán la parte 142 superior de la parte
144 inferior.
Aunque se hayan descrito en detalle la presente
invención y sus ventajas, debería entenderse que pueden realizarse
varios cambios, sustituciones y alteraciones a la misma sin
apartarse del alcance de las siguientes reivindicaciones.
Claims (8)
1. Poste (30) de sostén de ruptura para montar un
guardarraíl (22) sobre el mismo como parte de un sistema (20) de
guardarraíl de carretera, que comprende:
un cuerpo (32) alargado que tiene una primera
parte y una segunda parte y un primer extremo (33) y un segundo
extremo (31), siendo el primer extremo (33) del cuerpo alargado
insertable en la tierra;
un medio para sujetar el guardarraíl adyacente al
segundo extremo (31) del cuerpo alargado; y
una conexión (40, 42, 44, 46) frangible para
acoplar la primera parte a la segunda parte;
estando la conexión frangible orientada en
relación con el guardarraíl (22), según lo cual un impacto con un
extremo del guardarraíl (22) tenderá a combar el poste (33) de
sostén, y el poste (33) de sostén resistirá un impacto de cara de
riel con el guardarraíl (22),
caracterizado por
una o más ranuras (40, 42, 44, 46) formadas en el
cuerpo (32) alargado e intermedias al primer extremo (33) y al
segundo extremo (31) para definir en parte la conexión frangible, en
donde, cuando el poste (33) de sostén está sujeto al guardarraíl
(22), la una o más ranuras (40, 42, 44, 46) están situadas en un
plano que es generalmente paralelo al guardarraíl,
dotando dichas una o más ranuras (40, 42, 44, 46)
al cuerpo (32) alargado de una dirección débil que está orientada
sustancialmente paralela al guardarraíl (22) y de una dirección
resistente que está orientada sustancialmente perpendicular al
guardarraíl (22).
2. Poste de sostén de ruptura según la
reivindicación 1, en donde el cuerpo (32) alargado comprende:
una viga en doble T de metal que tiene una alma
(34) con un par de alas (36, 38) sujetas a la misma; y
la una o más ranuras (40, 42, 44, 46) están
formadas en las alas (36, 38) de la viga en doble T.
3. Poste de sostén de ruptura según la
reivindicación 2, en donde las alas (36, 38) son generalmente
paralelas al guardarraíl (22).
4. Poste de sostén de ruptura según cualquier
reivindicación anterior, en donde el medio para sujetar comprende un
bloque (48) dispuesto entre el segundo extremo (31) del cuerpo (32)
alargado y el guardarraíl (20) para formar un desplazamiento lateral
entre el guardarraíl (22) y el poste (30) de sostén de ruptura.
5. Poste de sostén de ruptura según cualquier
reivindicación anterior, en donde las una o más ranuras (40, 42, 44,
46) están situadas cerca de la superficie de la tierra cuando el
poste (30) de sostén está situado en la tierra.
6. Poste de sostén de ruptura según cualquier
reivindicación anterior, que comprende al menos una placa (52, 54)
de suelo sujeta al cuerpo alargado adyacente a la una o más ranuras
(40, 42, 44, 46).
7. Poste de sostén de ruptura según cualquier
reivindicación anterior, en donde las una o más ranuras (40, 42, 44,
46) son sustancialmente verticales cuando el poste (30) de sostén
está situado en la tierra.
8. Sistema (20) de guardarraíl de carretera que
comprende:
un guardarraíl (22); y
el poste (30) de sostén de ruptura según
cualquier reivindicación anterior, estando el cuerpo (32) alargado
del poste (30) de sostén sujeto al guardarraíl (22).
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