ES2626272T3 - Sistema de anclaje directo deformable para poste de soporte de una barrera de seguridad o pretil en terreno rígido - Google Patents

Sistema de anclaje directo deformable para poste de soporte de una barrera de seguridad o pretil en terreno rígido Download PDF

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ES2626272T3 ES08007757.1T ES08007757T ES2626272T3 ES 2626272 T3 ES2626272 T3 ES 2626272T3 ES 08007757 T ES08007757 T ES 08007757T ES 2626272 T3 ES2626272 T3 ES 2626272T3
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Abstract

Sistema de anclaje directo deformable para un poste de soporte (1) de una barrera de seguridad o pretil instalado, en uso, en un terreno rígido (7), comprendiendo el sistema de anclaje una placa de base (2) que tiene agujeros (6) separados, al menos un perno de anclaje (3, 3'), en uso, parcialmente embebido en el terreno (7) y fijado de manera rígida al mismo, sobresaliendo dicho al menos un perno de anclaje (3, 3') del terreno y pasando por uno de dichos agujeros (6) de dicha placa de base (2), al menos una tuerca de cierre (4), al menos una arandela (5, 5', 5") que tiene un agujero de paso (9) y capacidad de deformación, en el que dicho al menos un perno de anclaje (3, 3') pasa por el agujero de paso (9) de dicha al menos una arandela (5), en el que dichos agujeros (6) de dicha placa de base (2) tienen un tamaño mayor que el tamaño de dicha al menos una tuerca de cierre (4) y en el que la forma y el tamaño del agujero de paso (9) de dicha al menos una arandela deformable (5, 5', 5") son tales que, en caso de que un vehículo impacte en la barrera o pretil, dicha al menos una tuerca de cierre (4) puede deformar progresivamente dicho agujero de paso (9) permitiendo el paso de la misma: - primero, completamente por el agujero de paso (9) de dicha al menos una arandela deformable (5), tras deformarla y rasgarla en tal medida que la placa de base (2) se somete a fuerzas verticales ascendentes, - y, posteriormente, por el agujero (6) correspondiente de la placa de base (2), caracterizado porque, en uso, dicha al menos una arandela (5) está situada encima de la placa de base (2) y debajo de dicha al menos una tuerca de cierre (4) y dicho al menos un perno de anclaje (3, 3') está en contacto directo con el terreno (7), de tal manera que el perno de anclaje (3, 3'), por sí mismo, ancle el poste (1) al terreno (7)

Description

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DESCRIPCION
Sistema de anclaje directo deformable para poste de soporte de una barrera de seguridad o pretil en terreno rfgido Objeto de la invencion
La presente invencion se refiere a un dispositivo de anclaje para barreras de seguridad o pretiles de carretera, para aplicacion en sustratos o terrenos de tipo rfgido (hormigon, asfalto, roca, etc.), que permite fijar los elementos de soporte-sujecion vertical de las barreras de seguridad para carreteras, de uso en seguridad vial, en un terreno rfgido, con capacidad para comportarse de manera deformable, es decir, liberar la union entre el elemento de soporte vertical de la barrera y el terreno a partir de un nivel determinado de energfa de impacto.
Estado de la tecnica
En la practica, existen varios tipos de sistemas de contencion de vehfculos, entendiendo como tales todo dispositivo instalado en una carretera cuya finalidad es retener y redirigir un vehfculo que, fuera de control, se sale de la carretera, reduciendo la gravedad de los accidentes provocados, de manera que se limiten los danos y lesiones, tanto de los ocupantes como del resto de usuarios de la carretera y otras personas u objetos que se encuentren cerca. Las barreras de seguridad, los pretiles, los atenuadores de impacto y los lechos de frenado son sistemas de contencion de vehfculos.
Dos de los sistemas de contencion mas comunes, desde el punto de vista comercial, son las barreras de seguridad metalicas, que se usan en margenes y medianas de las carreteras, y los pretiles metalicos, que son similares a las barreras de seguridad, pero estan especfficamente disenados para los bordes de tableros de estructuras de paso (puentes, viaductos, etc.), las coronaciones de muros de retencion y otros casos similares. La finalidad de estos elementos es resistir impactos de vehfculos, evitando que los atraviesen y, por consiguiente, garantizando la proteccion de terceros y, a la vez, realizar una desaceleracion y un redireccionamiento controlados de manera que el vehfculo salga estable del impacto y continue desplazandose, a velocidad reducida, a lo largo del sistema de contencion en la direccion original del trafico, garantizando de ese modo la seguridad de los ocupantes del vehfculo y del resto de usuarios de la carretera.
En la practica, los sistemas de contencion comerciales presentan varios disenos: existen barreras de seguridad o pretiles constituidos por una o mas vallas o barandas horizontales sustentadas en montantes o postes verticales, o ligeramente inclinados, dispuestos a intervalos regulares y barreras formadas a partir de una pared continua (a veces continua y modular) con diferentes secciones rectas, con o sin una barandilla superior, ancladas, o simplemente sustentadas, en el terreno a intervalos regulares.
Los sistemas de contencion y, en particular, las barreas de seguridad y los pretiles, se deben concebir, en general, de manera que sean capaces de proporcionar una respuesta adecuada al impacto de los diferentes tipos de vehfculos que circulan por las carreteras: vehfculos ligeros, tales como coches, y vehfculos pesados, tales como camiones y autobuses. Incluso a veces, las barreras de seguridad y los pretiles se deben disenar para que se comporten de manera segura frente al impacto de otros usuarios vulnerables, tales como motoristas y ciclistas.
Conforme a la norma aplicable existente (EN 1317-2, en Europa, y NCHRP 350, en EEUU), antes del uso, las barreras y pretiles metalicos se someten a ensayos de choque a escala real normalizados, en los que se lleva a cabo un impacto controlado entre un vehfculo normal y un sistema de contencion, que permiten evaluar cualitativa y cuantitativamente su comportamiento. Un sistema de contencion supera satisfactoriamente un ensayo de choque a escala real cuando se cumplen los criterios y requisitos de aceptacion definidos en la norma, por cuanto se refiere a nivel de contencion, severidad del impacto, estabilidad del vehfculo, deformacion y angulo de salida y, por consiguiente, garantiza unas condiciones de seguridad adecuadas, principalmente, para los ocupantes del vehfculo que sufre el impacto y para terceros. Se afirma entonces que un sistema de contencion tiene la capacidad de contener determinado tipo de vehfculo.
Si se exceptuan las barreras de seguridad y pretiles que simplemente se apoyan sobre el terreno, otras barreras de seguridad y pretiles (la gran mayorfa) estan afianzadas, insertadas o ancladas en el terreno.
Cuando el terreno es blando, como en el caso de la tierra o tierra con piedras sueltas, normalmente el tipo de cimentacion que se usa es la insercion parcial del soporte vertical en el terreno. El soporte vertical se puede unir a una prolongacion o base insertada en el terreno, como se describe en la patente FR1562106. Cuando el terreno es rfgido, como en el caso de suelos o tableros de puentes de hormigon, asfalto, roca compactada, etc., el tipo mas habitual de cimentacion consiste en fijar la placa de base del poste vertical en el terreno por medio de un juego de pernos de anclaje parcialmente embebidos en el terreno e integrados en el mismo, que atraviesan verticalmente agujeros individuales hechos a tal efecto en la placa de base, de manera que la parte superior de los pernos de anclaje quede encima de la placa de base y se fijen a la misma por medio de acoplamientos roscados (juego de perno de anclaje, tuerca/s de cierre y arandela/s). Algunos ejemplos de esta solucion se describen en la solicitud de patente WO00/08259 y en las patentes DE20012142U y DE102004034999. Otro tipo de cimentacion de anclaje
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rfgido consiste en la union entre una placa de anclaje, embebida en el terreno e integrada en el mismo, y una placa de base del poste o soporte vertical por medio de elementos de fijacion adecuados (principalmente, tornillos y, excepcionalmente, soldadura).
El comportamiento de un sistema de contencion de vehfculos, en caso de impacto de un vehfculo, depende de su anclaje o cimentacion e incluye los mismos. Por otro lado, la respuesta del anclaje en caso de impacto condiciona el comportamiento del sistema. Un anclaje excesivamente rfgido, o uno que se desacopla del terreno demasiado tarde puede dar lugar a una reaccion no deseada de la barrera o pretil provocando un efecto adverso en la estabilidad del vehfculo. Si el vehfculo vuelca, el resultado del ensayo es negativo. Un anclaje extre madamente “blando”, o un desacoplamiento antes de tiempo, puede dar lugar a una excesiva deformacion transversal del sistema, lo que puede hacer que al volcar el vehfculo se empotre en el sistema y lo rompa, con resultados negativos. Por otro lado, en el caso de anclajes en tableros de puentes, las coronaciones de muros de retencion y estructuras similares, un mal comportamiento del anclaje puede destruir el tablero haciendo un agujero en el mismo, o cortandolo. En caso de que se destruya el tablero, rehabilitarlo es muy diffcil y caro.
En el caso de pretiles de puente, el uso de postes verticales rfgidos permite lograr menos deformaciones transversales ademas de un buen redireccionamiento longitudinal del vehfculo, pero transmiten grandes cargas del impacto al anclaje, de tal manera que si el anclaje es de tipo rfgido (por ejemplo, la union simple del perno de anclaje con una arandela y tuerca de cierre convencional) se destruye el terreno que rodea el anclaje. Si, por el contrario, el poste vertical del pretil es deformable, las cargas transmitidas al terreno, una vez abatido el poste, son bastante inferiores, pero la deformacion transversal puede ser inadmisiblemente elevada.
Un tipo de barrera o pretil de alta contencion capaz de ofrecer un comportamiento eficaz garantizando una menor deformacion transversal y, a la vez, una transmision de acciones al terreno limitada a valores de carga maximos es el que incorpora un anclaje de tipo “deformable” o “ductil”.
Existen bastantes tipos de dispositivos de anclaje “deformables” para postes, mas o menos complejos, principalmente constituidos por varias piezas o partes (al menos dos: la superior, que sobresale, y la inferior, que esta total o parcialmente embebida en el terreno, como en la patente FR1562106) que estan ensambladas entre sf con medios de sujecion que se pueden liberar a cierto nivel de esfuerzo aplicado y transmitido al poste de la barrera como consecuencia del impacto de un vehfculo. El resultado final es la disociacion del poste (o una gran parte del mismo) y fijacion en el terreno.
El principal problema de los anclajes “deformables” es que normalmente presentan cierto grado de complejidad y estan constituidos por varias partes, debiendo estar una de ellas embebida en el terreno, y que la instalacion del ensamblaje no es muy sencilla.
Un tipo de anclaje “deformable” muy usado consiste en una placa de anclaje (considerada o no parte del poste) embebida en el terreno e integrada en el mismo, con un juego de agujeros cilfndricos verticales con una rosca interna, de manera que el soporte, poste o montante de la barrera o pretil este fijado a la placa por medio de tornillos que pasan por la placa de base del poste y estan atornillados a la rosca interna de los agujeros de la placa de anclaje. A determinada altura, los tornillos podrfan tener un cuello de diametro mas estrecho que el de su cuerpo principal para garantizar que siempre se rompa por la seccion estrecha. En caso de impacto de un vehfculo pesado, la rotura de los tornillos de union a la placa del poste de anclaje, a partir de determinado nivel de carga, desacopla el poste del terreno, de tal manera que cesa la transmision de cargas al mismo.
Por el contrario, el anclaje de tipo “ductil” consiste en un perno de anclaje vertical deformable, parcialmente embebido en el terreno, que tiene una camara libre situada justo detras de dicho perno de anclaje, en la direccion de impacto de un vehfculo, de tal manera que en caso de impacto de un vehfculo pesado el perno de anclaje se deforma dentro de la camara y, en un caso extremo, incluso se rompe. De este modo la carga maxima que se puede transmitir al tablero, antes del abatimiento del perno de anclaje, tambien se limita gracias a la camara de expansion. Existen variantes de este mecanismo, mas o menos complejas, como la que se describe en la solicitud de patente WO00/08259, aunque siempre manteniendo el mismo principio basico de funcionamiento.
Los anclajes de tipo “deformable” y “ductil” que se conocen hasta el momento son muy eficaces en barreras o pretiles de alta contencion (los que son capaces de retener vehfculos muy pesados) que se insertan en terreno rfgido, tal como tableros de puentes, las coronaciones de muros de retencion, los suelos de medianas estrechas, sin embargo, tienen el inconveniente de que requieren la construccion de al menos la parte superficial del terreno alrededor del anclaje, dado que incorporan elementos embebidos que estan alojados en la parte superficial del mismo, de tal manera que para introducirlos, es necesario hacer obras, lo que significa que no son adecuados para terreno rfgido ya construido (por ejemplo, los tableros de puentes existentes). De hecho, este tipo de anclaje no se puede realizar sin destruir parte del terreno y volver a reconstruirlo y, ademas, plantea serias dificultades cuando se trata de garantizar la resistencia de la conexion de dicha parte superficial del terreno con el resto de la estructura subyacente.
Debido a eso, a fin de realizar el anclaje de una barrera o pretil en terreno rfgido ya construido, normalmente se
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recurre a un anclaje rfgido de tipo simple con un juego de pernos de anclaje parcialmente embebidos en el terreno y algunas uniones atornilladas con una arandela y tuerca de cierre convencional a traves de la placa de base del poste. Este tipo de anclaje hace necesario usar postes deformables que se abaten a niveles de carga no muy elevados (dado que una vez abatido el poste deja de transmitir la carga al anclaje) y requiere proporcionar numerosos elementos o barandas horizontales de gran rigidez, ademas del subsiguiente caro apuntalamiento horizontal o diagonal, a fin de limitar la deformacion transversal a niveles razonables.
Todos estos tipos de anclaje de barreras o pretiles son sistemas simples o directos, en los que un unico elemento de fijacion se embebera en el terreno y proporcionara la union con la placa de base del poste de soporte.
En un terreno rfgido, ya construido, una alternativa frecuente para realizar un anclaje de tipo “deformable”, que existe actualmente, es realizar un sistema de anclaje compuesto o indirecto, constituido por una placa de anclaje que se dispone en la superficie del terreno y se integra de manera rfgida en el mismo por medio de pernos de anclaje directo parcialmente embebidos en el terreno y otros elementos de fijacion distintos para la placa de anclaje con la base del poste, del tipo que son deformables e integrados en la placa de anclaje, pero no en el terreno. Por lo tanto, se proporcionan dos tipos de elementos de fijacion independientes, ambos acoplados a la placa de anclaje, pero unos elementos fijan de manera rfgida la placa de anclaje en el terreno y otros la fijan en la base del poste de la barrera o pretil. Este tipo de anclaje indirecto o compuesto es muy caro ya que requiere una placa de anclaje muy gruesa (no se puede deformar durante el impacto) y de grandes dimensiones, puesto que tiene que alojar los dos tipos de elementos de fijacion de manera independiente.
Los componentes de los anclajes que se describen, concretamente, los pernos de anclaje, las tuercas de cierre, las arandelas, los separadores, junto con la placa de base y los postes, por lo general, son metalicos (de acero o de aluminio, por ejemplo), pero se podrfan fabricar en otros materiales no metalicos.
En el documento de patente FR1.562.106 se describe un sistema de anclaje deformable para barreras de seguridad o pretiles, en el que la placa de base de un poste de barrera de seguridad o pretil esta anclada a otra placa engranada al extremo superior de un “poste insertado” (completamente insertado en el terreno) por medio de tuercas de cierre, pernos de anclaje y arandelas deformables. Cada arandela esta situada debajo de la placa del “poste insertado” y encima de una tuerca de cierre. Cada perno de anclaje pasa por agujeros correspondientes colocados en ambos tipos de placas. Al menos los agujeros de la placa del “poste insertado” son de mayor tamano que las tuercas de cierre, de manera que, en caso de impacto en el poste, la arandela permitira que la tuerca de cierre pase por el agujero de la “placa insertada” y, de ese modo, libera la union entre la placa de la “placa insertada” y el perno. Las arandelas que se describen en este documento presentan algunas lenguetas hacia arriba para permitir el centrado del sistema de anclaje respecto a los agujeros de la placa del “poste insertado”.
No obstante, el uso del sistema de anclaje que se describe en la patente FR1.562.106 en una superficie de hormigon, como en un puente, requerirfa obras complejas, largas y caras debido a la insercion del “poste insertado” en una superficie dura de este tipo.
Un sistema de anclaje similar al que se ha descrito anteriormente es el que se describe en el documento de patente GB1.242.767 que usa, en lugar de placas correspondientes, escuadras correspondientes con agujeros colocadas en el extremo inferior del poste de pretil y en el extremo superior de una base de poste que hay que anclar al terreno. La arandela que se describe en esta patente es de un material blando para que tenga propiedades deformables. El poste de esta patente no se fija directamente en el terreno, sino en dicha base de poste que hay que anclar al terreno.
En la patente EP1528157 se describe un dispositivo de tirante, para anclar barreras de carretera y autopista, que comprende un perno metalico de anclaje que tiene una rosca helicoidal inferior trapezoidal y una parte superior roscada que tiene una rosca con un paso de rosca diferente y una direccion inversa desde la rosca inferior. La rosca inferior trapezoidal esta engranada en la rosca hembra de una carcasa exterior de material plastico que esta previamente engranada en un agujero formado en el firme de la carretera. Hay una arandela plana disenada para apoyar contra el firme de la carretera. No obstante, dicho tirante proporciona un anclaje de gran resistencia frente a impactos fuertes, sin tener propiedades deformables. En la patente WO94/00657 tambien se describe un perno de anclaje que esta engrando en una carcasa completa engranada en el terreno.
En la patente EP1.2881.877 se describe un dispositivo para la retencion provisional de un ensamblaje de tornillo en un carril de gufa. En particular, se describe una arandela plana de material flexible que tiene varios salientes en su interior que termina en varias porciones de extremo inclinadas y que actua, con sus extremos, contra las roscas de un vastago roscado. Asimismo, la arandela actua contra la superficie exterior de las aletas de un carril de gufa provocando que la cabeza de dicho vastago roscado empuje contra la superficie interior de las aletas y la retencion del ensamblaje de tornillo en dicho carril de gufa.
En la patente DE3343085 se describe un perno que tiene un agujero pasante axial para inyeccion de perforaciones o llenado de grietas, en obras de construccion subterraneas y de superficie, como un tapon en el que esta dispuesto, a efectos de anclaje en el muro, un cuerpo deformable que esta sujeto por un extremo, para evitar el desplazamiento
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axial, por medio de una cuna y una arandela de sujecion, cuyas lenguetas de resorte apoyan contra la superficie del perno. El montaje del anillo exterior, asf como el apriete final se lleva a cabo con la ayuda de una herramienta adecuada, comprimiendose el cuerpo y, en el proceso, expandiendose en diametro exterior. El perno se puede extraer del muro o del elemento estructural extrayendo la arandela de sujecion exterior o partiendo el extremo del perno que sobresale del muro.
Descripcion de la invencion
El sistema de anclaje que constituye el objeto de la presente invencion proporciona un sistema de anclaje directo de la placa de base de un poste vertical, o ligeramente inclinado, de una barrera de seguridad o pretil de una carretera, que comprende al menos un perno de anclaje parcialmente embebido en el terreno y fijado de manera rfgida al mismo, de tal manera que el al menos un perno de anclaje pase por un agujero correspondiente hecho a tal efecto en la placa de base y se fije al mismo por medio de una tuerca de cierre y al menos una arandela deformable, preferentemente fabricada a partir de una lamina o placa rectangular doblada en forma de “U” (formas alternativas podrfan ser, entre otras, en “C”, “trapezoidal”, en “omega”, “hemisferica”), posicionada de tal manera que la cara o nucleo central de la arandela quede en la posicion horizontal superior y las dos aletas en la posicion vertical y apoyada internamente en la placa de base.
El agujero de paso del perno de anclaje a traves de la arandela deformable, preferentemente tiene forma de estrella con una abertura central, preferentemente redonda, y una pluralidad de radios dispuestos alrededor de la abertura central y conectados a la misma, de tal manera que, en caso de presion en la parte inferior de la tuerca de cierre de las cargas originadas por el impacto de un vehfculo contra la barrera o pretil, las dos pestanas metalicas incluidas entre cada dos radios consecutivos de la estrella se doblen hacia abajo, deformando el agujero hasta el punto de rasgarlo y permitiendo que la tuerca de cierre pase completamente por el centro de la arandela deformable, pasando posteriormente por el espacio libre del interior de la arandela y atravesando el agujero de la placa de base, con lo que el perno de anclaje se desacopla completamente de la placa de base.
El agujero de la placa de base del poste de la barrera de seguridad o pretil presenta una forma que es, preferentemente, cuadrada, rectangular, redonda o alargada y tiene un tamano mayor que el de la tuerca de cierre, a fin de permitir el paso de la misma a traves de la placa.
A fin de lograr el centrado correcto del perno de anclaje respecto al agujero correspondiente de la placa de base durante su instalacion en el terreno, se puede proporcionar una tuerca de centrado roscada alrededor del perno de anclaje, debajo de la arandela deformable y encima de la superficie del terreno mas o menos contenido en el agujero de la placa.
Dos o mas pernos de anclaje de una unica placa de base pueden atravesar una unica arandela, siendo la arandela deformable una unica pieza.
A fin de realizar el anclaje directo deformable de la placa de base de un poste de una barrera de seguridad o pretil, la parte delantera mas cercana al trafico esta provista de una pluralidad de pernos de anclaje con arandela deformable, preferentemente alineados, y, en la parte trasera de la placa, de otra pluralidad de pernos de anclaje rfgidos o no deformables, con arandela convencional, de manera que, cuando los pernos de anclaje delanteros se someten a cargas de traccion con niveles superiores a un valor lfmite, como consecuencia de las acciones que el impacto de un vehfculo contra la barrea de seguridad o pretil transmite a la placa, se liberen las uniones de dichos pernos de anclaje delanteros con la placa de base, pero se mantengan las uniones de dicha placa con los pernos de anclaje traseros, con lo que la placa se dobla y el poste de la barrera de seguridad o pretil se eleva, como se muestra en.
La placa de base del poste de la barrera de seguridad o pretil, junto con los pernos de anclaje, las tuercas de cierre, las arandelas deformables y los separadores que se describen en esta invencion estan, preferentemente, fabricados en materiales metalicos de acero.
Las tuercas de cierre se pueden sustituir por cualquier elemento de bloqueo conocido en la tecnica anterior, unido de manera rfgida al perno de anclaje con medios de fijacion adecuados.
La placa de base, atravesada por uno o mas pernos de anclaje unidos de manera rfgida al terreno, se puede acoplar fntegramente a la parte inferior de una barrera de seguridad o pretil de seccion compacta, tal como barreras o pretiles de hormigon o plastico, y no al poste de soporte de una barrera o pretil formado por postes y vallas o barandas.
Descripcion de los dibujos
Figura 1. Vista en seccion transversal recta de una placa de base y una seccion de poste vertical de una barrera de seguridad o pretil con el perno de anclaje deformable en terreno rfgido, con tuerca de cierre y arandela deformable.
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Figura 2.- Vista en perspectiva de una arandela deformable en forma de barra con una seccion transversal en forma de “U” y con un agujero de paso en forma de estrella.
Figura 3.- Vista en perspectiva de una placa de base y una seccion de poste vertical de una barrera de seguridad o pretil ancladas en terreno rfgido, con un perno de anclaje deformable atornillado, otro perno de anclaje deformable en vista en despiece ordenado con su tuerca de cierre y arandela deformable y un perno de anclaje directo rfgido no deformable con arandela cuadrada plana convencional.
Figura 4.- Vistas en seccion transversal recta de diferentes configuraciones de arandelas deformables.
Figura 5.- Vista en seccion transversal recta de una placa de base y una seccion de poste vertical de una barrera de seguridad o pretil ancladas en terreno rfgido, con un perno de anclaje deformable, con tuerca de cierre, arandela deformable en forma de “U” y tuerca de centrado.
Figura 6.- Vista en perspectiva de la unidad formada por una placa de base con una seccion de poste vertical de una barrera de seguridad o pretil con dos pernos de anclaje deformables con tuerca de cierre y una unica arandela deformable para ambos pernos de anclaje y con un perno de anclaje trasero no deformable.
Figura 7.- Vista en seccion transversal recta de una placa de base y una seccion de poste vertical de una barrera de seguridad o pretil ancladas en terreno rfgido, con un perno de anclaje deformable con tuerca de cierre, arandela deformable en forma de “U” en posicion invertida, elemento separador y tuerca de centrado.
Figura 8.- Vista en seccion transversal recta de la secuencia de funcionamiento a), b) y c) de una placa de base con seccion de poste vertical con un perno de anclaje deformable, durante el impacto de un vehfculo, en la que se muestra la fusibilidad del anclaje al deformar y rasgar, la tuerca de cierre, el agujero de paso de la arandela deformable.
Figura 9- Vista en seccion transversal recta de una placa de base y una seccion de poste vertical de una barrera de seguridad o pretil ancladas en terreno rfgido, con un perno de anclaje deformable con tuerca de cierre, arandela deformable en forma de “U”, otra arandela plana deformable y tuerca de centrado.
Figura 10.- Vista en perspectiva de una placa de base y una seccion de poste vertical de una barrera de seguridad o pretil ancladas en terreno rfgido, con un perno de anclaje deformable, con tuerca de cierre, arandela deformable en forma de “U”, otra arandela plana deformable y tuerca de centrado, con las arandelas y la tuerca de cierre en vista en despiece ordenado.
Figura 11.- Vista en seccion transversal recta de una placa de base y una seccion de poste vertical de una barrera de seguridad o pretil con dos pernos de anclaje deformables, ambos con tuerca de cierre y arandela deformable en forma “U”, uno de ellos situado en la parte delantera de la placa de base y el otro en la parte trasera de la placa de base.
Figura 12.- Vista en seccion transversal recta de una placa de base y una seccion de poste vertical de una barrera de seguridad o pretil con dos pernos de anclaje, uno de ellos deformable con tuerca de cierre y arandela deformable en forma “U”, situado en la parte delantera de la placa de base, y el otro perno de anclaje no deformable con tuerca de cierre y arandela convencional, situado en la parte trasera de la placa de base.
Figura 13.- Vista en seccion transversal recta de la secuencia a) y b) de fusibilidad de una placa de base con una seccion de poste vertical de una barrera de seguridad o pretil con dos pernos de anclaje, uno de ellos deformable con tuerca de cierre y arandela deformable en forma de “U”, situado en la parte delantera de la placa de base, y el otro perno de anclaje no deformable con tuerca de cierre y arandela convencional, situado en la parte trasera de la placa de base, que muestra la placa de base doblada tras la liberacion del anclaje deformable delantero.
Descripcion de la forma de realizacion preferente de la invencion
La presente invencion proporciona un mecanismo de anclaje directo o sencillo en terreno rfgido (hormigon, asfalto, roca, etc.) para barreras de seguridad y pretiles del tipo constituido por postes o soportes verticales, a intervalos regulares, que sostienen una o varias barandas o vallas continuas horizontales, teniendo dicho anclaje una naturaleza “deformable”, es decir, es capaz de liberar la union entre la base del poste de la barrera o pretil y el terreno durante el impacto de un vehfculo pesado, a partir de un nivel de carga definido y pudiendose realizar dicho anclaje en terreno ya construido sin necesidad de destruirlo para embeber los elementos de anclaje y tener que reconstruir el terreno posteriormente.
En las figuras 1 y 3 se muestra una primera forma de realizacion de la presente invencion, en la que uno o mas pernos de anclaje vertical (3), parcialmente embebidos en el terreno rfgido (7) y unidos de manera rfgida al mismo, preferentemente con medios qufmicos o mecanicos, de los que cada uno presenta una parte saliente que pasa verticalmente por la placa de base (2) del soporte vertical (1) de la barrera de seguridad o pretil, pasan por el agujero
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correspondiente (6) de la placa de base (2) y estan fijados a la misma por medio de una o mas tuercas de cierre (4) y una o mas arandelas deformables (5), estando estas ultimas situadas debajo de las tuercas de cierre y encima de la placa.
La arandela deformable (5) consiste en una pieza de seccion transversal preferentemente en forma de “U”, como se muestra en la figura 2, aunque tambien puede presentar otras configuraciones, tales como una seccion transversal plana, una seccion transversal en forma de “C”, en forma de “omega”, simetrica o asimetrica, con un remate esferico, troncoconico o troncopiramidal, etc. (vease la figura 4), que esta situada debajo de la tuerca de cierre (4) y que presenta un agujero (9) para que pase el perno de anclaje (3), conocido como el agujero para paso del perno de anclaje, dicho agujero (9) tiene forma de estrella con una abertura central (8) de tamano menor que el de la tuerca de cierre (4) y una pluralidad de agujeros alargados en forma de radios concentricos (10) conectados a la abertura central (8), de manera que se pueda deformar con la presion de la tuerca de cierre (4) cuando el poste (1) se somete a un esfuerzo de traccion vertical, permitiendo que la tuerca de cierre (4) primero deforme, luego rasgue y finalmente atraviese la arandela deformable (5) y, posteriormente, el agujero correspondiente (6) de la palca de base (2), liberando de ese modo la union de la placa de base (2) con el perno de anclaje (3) y, por consiguiente, de este ultimo con el terreno (7). Para que la tuerca de cierre (4) pueda atravesar sin dificultad el agujero correspondiente (6) de la placa de base (2) del poste (1), que normalmente es de mayor espesor que la arandela, el tamano del agujero (6) tiene que ser mayor que el de la tuerca de cierre (4).
Cuando la arandela deformable (5) tiene forma de “U”, “C” u “omega” o tiene un remate esferico, troncoconico o troncopiramidal con el agujero (9) para paso del perno de anclaje (3) situado en su cara superior, el espacio libre (15) situado debajo del agujero (9) y encima de la placa de base (2) permite que la tuerca de cierre (4) deforme el agujero (9) sin interferencia de esta por contacto con la placa.
Una alternativa constructiva a la que se ha descrito anteriormente se logra con la arandela deformable (5”), preferentemente en forma de “U”, de “C”, de “omega”, plana o con un remate esferico, troncoconico o troncopiramidal, dispuesta en la unidad de anclaje a la inversa, es decir, con la cara que contiene el agujero (9) para paso del perno de anclaje (3) situada en la parte inferior de la arandela (5”), como se muestra en la figura 7. En ese caso, el mecanismo de anclaje tiene que incorporar un elemento separador (12) situado entre la cara inferior de la arandela (5”) y la placa de base (2) del poste (1), de tal manera que se cree un espacio libre entre el agujero (9) para paso del perno de anclaje, lo que facilitara la deformacion, el rasgado y el paso de la tuerca de cierre (4) a traves del agujero (9).
A fin de garantizar el posicionamiento correcto de la unidad formada por el perno de anclaje (3), la tuerca de cierre
(4) y la arandela deformable (5), durante la instalacion del poste (1) de la barrera o pretil, es necesario lograr un centrado adecuado de la unidad respecto al agujero (6) de la placa de base (2), de manera que, cuando se libere la union de anclaje, la tuerca de cierre (4) no choque con los bordes del agujero correspondiente (6) de la placa de anclaje (2). Dicho “centrado” del perno de anclaje (3) en el agujero (6) se logra por medio de una o mas tuercas de centrado (11), fijadas alrededor del perno de anclaje (3), situadas por encima del nivel del terreno (7) y debajo de la arandela deformable (5), preferentemente, contenidas dentro del agujero (6) de la placa de base (2) como se indica en la figura 5 y en las figuras 7 a 10.
En la figura 8 se ilustra el mecanismo de funcionamiento del anclaje deformable con perno de anclaje (3), tuercas de cierre (4), (11) y arandela deformable (5). Cuando el poste (1), con placa de base (2), de la barrera o pretil recibe un impacto de un vehfculo y transmite una carga de traccion vertical a la unidad superior de anclaje deformable a un valor o nivel lfmite determinado, el agujero de paso, de la arandela deformable (5), empieza a deformarse por la presion de la tuerca de cierre (4), debido a que el poste (1) se somete a esfuerzos ascendentes con cierta fuerza, y el perno de anclaje (3) y la tuerca de cierre (4) quedan integrados en el terreno (7). A medida que aumenta la presion de la tuerca de cierre (4) en el agujero de paso (9), la arandela (5) se deforma por su agujero de paso (9) y la placa de base (2) se desliza hacia arriba hasta que la tuerca de cierre (4) acaba rasgando el agujero (9) y pasando por el, momento en que se libera la union entre el perno de anclaje (3) y la placa de base (2) y se produce el desacoplamiento. A partir de ese instante, cesa la transmision de carga al terreno (7) a traves del perno de anclaje (3). El mecanismo de desacoplamiento permite un control muy bueno de las condiciones de carga por las que se libera la union, de manera que, cuando se aplica a una barrera de seguridad o pretil, permite obtener la magnitud de respuesta que exige el comportamiento deseado de la barrera o pretil.
De este modo, se logra un anclaje deformable con un comportamiento controlado que garantiza el desacoplamiento del anclaje para una carga definida y la conservacion del terreno rfgido sin danos, durante el impacto de un vehfculo pesado, y que, ademas, se puede realizar de un modo directo y sencillo por medio de la simple insercion parcial del perno de anclaje (3) propiamente dicho en el terreno (7), sin necesidad de romper la parte superficial del terreno. Preferentemente, el perno de anclaje (3) esta embebido en una perforacion cilfndrica hecha previamente a tal efecto en la parte superficial del terreno y esta fijado al mismo con medios qufmicos o mecanicos.
En una unica placa de base (2) se pueden disponer dos o mas pernos de anclaje (3) con un mecanismo de arandela deformable (5). Una variante constructiva del mecanismo deformable con perno de anclaje (3) y arandela deformable
(5) , que se ha descrito anteriormente, se puede lograr con una unica arandela (5') para dos o mas pernos de anclaje
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(3), como se muestra en la figura 6.
Este tipo de anclaje directo deformable tambien se puede llevar a cabo con dos o mas arandelas deformables, por perno de anclaje, dispuestas sucesivamente una encima de otra, alrededor del mismo perno de anclaje (3) y debajo de la misma tuerca de cierre (4), como se ilustra en la figura 9 y figura 10. La disposicion de dos o mas arandelas deformables (5) y (13) en un unico perno de anclaje (3) permite aumentar el nivel lfmite de la carga de fusibilidad sin tener que hacerlo a costa de aumentar el espesor de una unica arandela deformable (5). El uso de una unica arandela deformable (5) muy gruesa es perjudicial para el buen control de la deformacion y el rasgado del agujero de paso (9) con la tuerca de cierre (4). La arandela deformable adicional (13) esta provista de un agujero de paso (14) cuya configuracion puede coincidir o no con la del agujero de paso (9) de la otra arandela deformable (5).
Dos o mas arandelas deformables (5), (13) sueltas, posicionadas sucesivamente una encima de otra, tambien se pueden unir entre si de manera rfgida con medios de fijacion adecuados a fin de formar un unico cuerpo o pieza compuesta. En ese caso, una arandela deformable compleja se logra a partir de dos arandelas deformables (5) y (13) sencillas, que ofrecen sucesivamente dos agujeros de paso (9) y (14) para la tuerca de cierre (4).
La placa de base (2) del poste (1) de la barrera de seguridad o pretil, asf como los pernos de anclaje (3), las tuercas de cierre (4) y las arandelas deformables (5), (5'), (5”), (13) y los separadores (12), que se describen en la presente invencion, son, preferentemente, de material metalico (por ejemplo, acero y sus aleaciones, aluminio y sus aleaciones, etc.).
Para fijar una placa de base (2) de un poste (1) de una barrera o pretil en terreno rfgido (7), normalmente se tiene uno, dos o mas juegos de perno de anclaje (3), tuercas de cierre (4), (11) y arandelas deformables (5), (5') o (5”) con separador (12) que ademas pueden ir (en la misma placa) con otros pernos de anclaje directo “no deformable” o anclajes directos rfgidos convencionales. Normalmente, se tienen los pernos de anclaje deformable (3) en la parte delantera (3') de la placa de base (2) del poste (1), segun la direccion de desplazamiento del trafico (que es el lateral en el que se va a recibir el impacto de un vetnculo) y los pernos de anclaje ngido o directo “no deformable” en la parte trasera (3'') de dicha placa de base, como se muestra en la figura 12. Dicha disposicion de anclajes “deformables” en la parte delantera y “no deformables” en la parte trasera se debe a que, normalmente, en caso de impacto de un vetnculo son los pernos de anclaje de la parte delantera los que se someten a los esfuerzos de traccion predominantes y los de la parte trasera a los esfuerzos de compresion predominantes y el mecanismo de anclaje directo con arandela deformable (5), (5'') responde unicamente a esfuerzos de traccion.
La figura 11 muestra un dispositivo de anclaje deformable en el que tanto los pernos de anclaje (3'), situados en la parte delantera de la placa de base (2) del poste (1) de la barrera de seguridad o pretil, como los pernos de anclaje (3”), situados en la parte trasera, incorporan el mecanismo de arandela deformable (5) con tuerca de cierre (4). La figura 12 muestra un dispositivo de anclaje deformable en el que los pernos de anclaje (3'), situados en la parte delantera de la placa de base (2) del poste (1) de la barrera de seguridad o pretil, incorporan el mecanismo de arandela deformable (5) con tuerca de cierre (4) y los pernos de anclaje (3''), situados en la parte trasera de la placa de base (2), son anclajes rfgidos “no deformables”. Con esta ultima disposicion, en caso de impacto de un vetnculo pesado, los anclajes de la parte delantera se liberan a consecuencia de la fusibilidad, manteniendose los de la parte trasera, de manera que la placa de base (2) se doble hacia arriba y el poste (1) de la barrera o pretil se eleve cierta altura, lo que aumenta la altura total de la barrera en contacto con el vehfculo y, por consiguiente, mejora la capacidad de contencion, estabilizacion y redireccionamiento de la barrera o pretil. Si los anclajes de la parte trasera (3”) tambien estan alineados o considerablemente alineados, el juego de pernos de anclaje de la parte trasera (3”), una vez que se han desacoplado los de la parte delantera (3'), empiezan a comportarse como una union, la placa (2) se dobla, el poste (1) se eleva y no se transmiten mas cargas al terreno (7). El mecanismo de funcionamiento de esta ultima configuracion es el mas adecuado para una barrera o pretil de alta contencion y se muestra en la figura 13.
Referencias citadas en la descripcion
La presente lista de referencias que cita el solicitante es solo para comodidad del lector. La misma no forma parte del documento de patente europea. A pesar de que se ha prestado gran atencion a la hora de recopilar las referencias, no se pueden excluir errores u omisiones y la OEP niega toda responsabilidad en este sentido.
Documentos de patente citados en la descripcion
• FR 1562106 [0008] [0012] [0021] [0022] • EP 1528157 A [0024]
• WO 0008259 A [0008] [0015] • WO 9400657 A [0024]
• DE 20012142 U[0008] • EP 12881877 A[0025]
• DE 102004034999 [0008] • DE 3343085 [0026]
• GB 1242767 A [0023]

Claims (16)

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    REIVINDICACIONES
    1. Sistema de anclaje directo deformable para un poste de soporte (1) de una barrera de seguridad o pretil instalado, en uso, en un terreno ngido (7), comprendiendo el sistema de anclaje una placa de base (2) que tiene agujeros (6) separados, al menos un perno de anclaje (3, 3'), en uso, parcialmente embebido en el terreno (7) y fijado de manera ngida al mismo, sobresaliendo dicho al menos un perno de anclaje (3, 3') del terreno y pasando por uno de dichos agujeros (6) de dicha placa de base (2), al menos una tuerca de cierre (4), al menos una arandela (5, 5', 5”) que tiene un agujero de paso (9) y capacidad de deformacion, en el que dicho al menos un perno de anclaje (3, 3') pasa por el agujero de paso (9) de dicha al menos una arandela (5), en el que dichos agujeros (6) de dicha placa de base (2) tienen un tamano mayor que el tamano de dicha al menos una tuerca de cierre (4) y en el que la forma y el tamano del agujero de paso (9) de dicha al menos una arandela deformable (5, 5', 5”) son tal es que, en caso de que un vehuculo impacte en la barrera o pretil, dicha al menos una tuerca de cierre (4) puede deformar progresivamente dicho agujero de paso (9) permitiendo el paso de la misma:
    - primero, completamente por el agujero de paso (9) de dicha al menos una arandela deformable (5), tras deformarla y rasgarla en tal medida que la placa de base (2) se somete a fuerzas verticales ascendentes,
    - y, posteriormente, por el agujero (6) correspondiente de la placa de base (2),
    caracterizado porque, en uso, dicha al menos una arandela (5) esta situada encima de la placa de base (2) y debajo de dicha al menos una tuerca de cierre (4) y dicho al menos un perno de anclaje (3, 3') esta en contacto directo con el terreno (7), de tal manera que el perno de anclaje (3, 3'), por sf mismo, ancle el poste (1) al terreno (7)
  2. 2.Sistema de anclaje directo deformable segun la reivindicacion 1, caracterizado porque el agujero de paso (9) de la arandela deformable (5) tiene forma de estrella con una abertura central (8) de un tamano menor que el de la al menos una tuerca de cierre (4) y una pluralidad de agujeros alargados, en forma de radios concentricos (10), conectados a la abertura central (8), de tal manera que, en caso de impacto de un vehuculo contra la barrera o pretil, dicha al menos una arandela deformable (5) permita que dicha al menos una tuerca de cierre (4) pase total o parcialmente a traves del agujero correspondiente (6) de la placa de base (2), liberando de ese modo la union entre la placa de base (2) y el perno de anclaje (3, 3').
  3. 3.Sistema de anclaje directo deformable, segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el agujero de paso (9) para el perno de anclaje (3, 3'), que presenta la al menos una arandela deformable (5, 5', 5”) en una de sus caras, esta en contacto directo con la al menos una tuerca de cierre (4) del perno de anclaje (3, 3').
  4. 4.Sistema de anclaje directo deformable, segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la al menos una arandela deformable (5, 5') es una barra longitudinal con seccion transversal preferentemente en forma de “U”, de “C”, trapezoidal o de “omega”, simetrica o asimetrica, dispuesta alrededor del al menos un perno de anclaje (3, 3') con la cara o nucleo central (17), en la posicion horizontal o ligeramente inclinada, formando la cara superior de la arandela en contacto con la al menos una tuerca de cierre (4) y las caras o aletas laterales verticales o inclinadas (16), con sus extremos inferiores apoyando en la placa de base (2) o en otra arandela (13) situada debajo y con el agujero de paso (9) para el perno de anclaje (3, 3') situado en la cara o nucleo c entral (17) de la arandela (5).
  5. 5.Sistema de anclaje directo deformable, segun la reivindicacion 4, caracterizado porque la al menos una arandela deformable (5, 5') presenta una forma hemisferica, troncoconica o troncopiramidal, simetrica o asimetrica, dispuesta alrededor del al menos un perno de anclaje (3, 3') estando situado el cenit del hemisferio o el vert ice del cono o piramide en la parte superior de la arandela (5), en contacto con la tuerca de cierre (4) y con el agujero de paso (9) para el perno de anclaje (3, 3') situado en dicho cenit o vertice.
  6. 6.Sistema de anclaje directo deformable, segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la al menos una arandela deformable (5) es una arandela deformable (5”) dispuesta de manera inversa con la cara o nucleo central (17), que contiene el agujero de paso (9), situado en la parte inferior y las aletas o paredes laterales (16) hacia la parte superior.
  7. 7.Sistema de anclaje directo deformable, segun la reivindicacion 6, caracterizado porque, entre la cara o nucleo central (17) de la al menos una arandela deformable (5”) y la placa de base (2) o la arandela (13) situada debajo, esta provisto un elemento separador (12).
  8. 8.Sistema de anclaje directo deformable, segun la reivindicacion 7, caracterizado porque la arandela deformable (5”) dispuesta de manera inversa esta dispuesta con el vertice hemisferico, troncoconico o troncopiramidal situado en la parte inferior.
  9. 9.Sistema de anclaje directo deformable, segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el al menos un perno de anclaje (3, 3') tiene una tuerca de centrado (11) fijada alrededor del mismo, situada total o
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    parcialmente dentro del agujero (6) de la placa de base (2) correspondiente al perno de anclaje (3, 3'), por encima del nivel del terreno (7) y debajo de la al menos una tuerca de cierre (4) y arandela (5, 5', 5”), estando incluida dicha tuerca de centrado (11) preferentemente dentro del espesor de la placa de base (2), de tal manera que su posicion obligue al perno de anclaje (3, 3') y a las tuercas de cierre (4) a mantenerse adecuadamente centrados respecto al agujero (6) de la placa de base (2).
  10. 10.Sistema de anclaje directo deformable, segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dos o mas pernos de anclaje (3, 3') de una unica placa (2) pasan por una unica arandela deformable (5'), siendo la arandela deformable (5') una unica pieza.
  11. 11.Sistema de anclaje directo deformable, segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque un unico perno de anclaje (3, 3') tiene situadas alrededor del mismo dos o mas arandelas deformables (5, 5', 13), dispuestas sucesivamente una encima de otra, estando situado el juego de arandelas deformables (5, 5', 13) completamente debajo de la al menos una tuerca de cierre (4) y encima de la placa de base (2).
  12. 12.Sistema de anclaje directo deformable, segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dos o mas arandelas deformables (5, 5', 13), dispuestas sucesivamente una encima de otra estan unidas fntegramente entre si con medios adecuados de fijacion, formando un unico cuerpo o arandela compuesta deformable.
  13. 13.Sistema de anclaje directo deformable, segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende pernos de anclaje (3') con arandelas deformables (5, 5', 5”) y pernos de anclaje (3”) sin arandela o con arandelas no deformables y porque todos los pernos de anclaje (3') con arandelas deformables (5, 5', 5”) y tuercas de cierre (4) estan dispuestos en la parte delantera o frontal de la placa de base (2), delante del poste (1) segun la direccion del trafico, y todos los pernos de anclaje (3”) sin arandela o con arandelas no deformables estan dispuestos en la parte trasera de la placa (2), detras del poste (1).
  14. 14.Sistema de anclaje directo deformable, segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la al menos una tuerca de cierre (4) se sustituye por cualquier elemento de bloqueo unido de manera rfgida al al menos un perno de anclaje (3, 3', 3”) con medios de fijacion adecuados.
  15. 15.Sistema de anclaje directo deformable, segun las reivindicaciones 7 y 13, caracterizado porque el al menos un perno de anclaje (3, 3', 3”), la al menos una tuerca de cierre (4), la al menos una arandela deformable (5, 5', 5”) y las arandelas no deformables, los separadores (12) y la placa de base (2) del poste (1) son metalicos, preferentemente, fabricados en acero, aluminio o cualquiera de sus aleaciones.
  16. 16.Sistema de anclaje directo deformable, segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la placa de base (2), que esta atravesada por uno o mas pernos de anclaje (3, 3', 3”) unidos de manera rfgida al terreno (7), esta acoplada fntegramente a la parte inferior de una barrera de seguridad o pretil de seccion compacta, tal como barreras o pretiles de hormigon o plastico, y no al poste de soporte (1) de una barrera o pretil formado por postes y vallas o baranda.
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