DEFENSAS CAMINERAS DOBLE Y TRIPLE ONDA

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1 Tecnovial S.A. DEFENSAS CAMINERAS DOBLE Y TRIPLE ONDA Especificaciones Técnicas, alcances del Suministro y Asesoría de Montaje REV FECHA DESCRIPCIÓN POR REVISADO APROBADO A Emitido para información R. Villagra R. Villagra H. Pinochet

2 1. Introducción Las presentes Especificaciones Técnicas contienen los requerimientos básicos para el buen comportamiento de las barreras metálicas doble y triple onda suministrados por Tecnovial S.A. Las indicaciones aquí descritas son recomendaciones, y en ningún caso deberán sustituir o contradecir las indicaciones técnicas del diseño o de la ITO del proyecto. Los requerimientos aquí estipulados obedecen al cumplimiento del Manual de Carreteras y a los análisis desarrollados por nuestro Departamento de Ingeniería y Desarrollo. 1

3 2. descripción del producto a) Acero El acero utilizado en la fabricación de todos los componentes metálicos de las barreras de contención es calidad A37-24ES (A240ES) para usos generales, conforme a lo establecido en NCh 203. b) Postes I. Doble Onda Los postes de sustentación son tipo costanera de 5 mm de espesor, 120 mm de ancho, 68 mm de ala y 18 mm en el pliegue del ala. La longitud fluctúa entre y mm; el largo que se use dependerá de la configuración de barrera que contemple el proyecto. Este tipo de poste posee tres perforaciones ovaladas de 55 x 18 mm en el alma, que permiten la unión apernada con el separador. En el ala derecha cuenta con una perforación ovalada de 55 x para la conexión del riel inferior y una circular de diámetro 18mm para los terminales que no llevan separador. Además, posee una perforación circular de diámetro 18 mm en el ala izquierda para la instalación del tensor longitudinal. II. Triple Onda Los postes de sustentación son tipo canal de 6 mm de espesor, 120 mm de ancho y 80 mm de ala. La longitud es de mm. Este tipo de poste posee dos perforaciones ovaladas de 50 x 18 mm y otra de 55 x 18 mm, que permiten la unión apernada con el separador y el riel inferior respectivamente. En el ala derecha posee dos perforaciones ovaladas de 36 x 18 mm para postes utilizados en terminales que no llevan separador. Además, posee una perforación circular de diámetro 18 mm en el ala izquierda para la instalación del tensor longitudinal. 2

4 c) Barandas y separadores I. Doble Onda Las barandas son perfiles tipo W, según la norma AASHTO M 180. El largo total de cada perfil es de mm, siendo su largo útil mm. Los extremos del perfil llevan 8 perforaciones alargadas para su unión mediante pernos y un traslape adecuado. El espesor de acero en las barandas es de 3,0 ± 0,23 mm. El elemento separador posee una longitud de 334 mm y una altura de 194 mm, en su versión para barrera lateral. Para barrera simétrica, su longitud es de 767 mm, conservando la altura del anterior. II. Triple Onda Las barandas de triple onda son perfiles tipo Thrie Beam según la norma AASHTO M 180. El largo total de cada perfil es de mm, siendo su largo útil mm. Los extremos del perfil llevan 8 perforaciones alargadas para su unión mediante pernos y un traslape adecuado. El espesor de acero en las barandas es de 3,00 mm ± 0,23 mm. El elemento posee una longitud de 340 mm y una altura de 392 mm, en su versión para barrera lateral. Para barrera simétrica, su longitud es de 530 mm, conservando la altura del anterior. Otras piezas componentes de la barrera de triple onda, son el disipador de energía y el elemento de unión y desenganche. El disipador de energía va unido al separador y a la baranda, además posee perforaciones que permiten su desplazamiento en caso de impacto. El elemento de unión y desenganche une el poste, con el separador y con el tensor longitudinal. 3

5 d) Piezas accesorias y piezas terminales Si el Proyecto contempla el uso de configuraciones de barrera con riel inferior, este consistirá en un perfil tipo canal de 4 mm de espesor, 120 mm de alto, 65 mm de ancho y 4000 mm de largo, conectado mediante soportes a los postes de la barrera. Además, si el proyecto contempla el uso de configuraciones de barrera con tensor longitudinal, éste consistirá en una pieza de 5 mm de espesor, 65 mm de altura y de largo útil 4000 mm. Este tensor se une detrás de los postes mediante golillas, tuercas y pernos M16x32. e) Pernos y tuercas Para el montaje de las barreras se utilizan pernos y tuercas galvanizadas de 16mm de diámetro, suministrados en largos de 32mm y 45mm. Los pernos satisfacen las exigencias de la norma ASTM A-307, Grado A. Las tuercas son hexagonales, mientras la cabeza de los pernos son circulares para evitar los cantos vivos enfrentados al sentido del tráfico. f) Elementos reflectantes Con el propósito de mejorar la visibilidad nocturna de las barreras, se considera además la instalación de elementos reflectantes apernados, espaciados según las distancias indicadas en la Tabla N 1. Dichos elementos son fabricados en placa de acero galvanizado en caliente de 2 mm de espesor y llevan una cinta reflectante tipo alta intensidad, en ambas caras. Radio Curva Horizontal (m) Distancia (m) Radios menores a Radio < Radio < Radio < Radio y tramo recto 24 Tabla Nº1: Espaciamiento de los Elementos Reflectantes Estos elementos deben colocarse en el valle de la baranda. 4

6 3. durabilidad y protección Las barandas, postes de sustentación y piezas terminales se someten a un proceso de galvanizado por inmersión en caliente de acuerdo con la norma ASTM A 123, con lo que se obtiene una adherencia química entre el acero basal y la protección de zinc. Los espesores de recubrimiento son los siguientes: Postes de sustentación, riel inferior y tensor longitudinal: 85 μm o 1030 g/m2, considerando ambas caras. Barandas, separadores, piezas terminales y otros elementos: 65 μm o 920 g/m2, considerando ambas caras. Los pernos, golillas y tuercas son galvanizados por inmersión en caliente y centrifugados de acuerdo con la norma ASTM A 153, Clase C. 4. instalación Las barreras metálicas de contención deberán instalarse mediante procedimientos que aseguren una perfecta colocación, en conformidad con los requisitos y tolerancias señaladas en la Sección del MC-V4 y lo aquí especificado. a) Suelo de fundación Un terreno de cualquier naturaleza se considerará apto para la fundación de postes de barreras metálicas si cumple con las siguientes características: Ser inorgánicos, libres de materia vegetal, escombros, basuras, materiales congelados, terrones, trozos de roca o bolones degradables o deleznables o trozos cementados de tamaño superior al especificado. Salvo indicación contraria en el Proyecto, los materiales a emplear en la construcción del cuerpo de los terraplenes deberán tener un poder de soporte no inferior al 10% CBR y medido al 95% de la D.M.C.S. En zonas donde la precipitación media anual sea inferior a 5

7 50 mm, el poder de soporte se determinará sin inmersión. El tamaño máximo del material será de 150 mm, aceptándose una tolerancia de 5% en peso entre 150 mm y 200 mm. Si el material del terraplén es de origen fluvial, corte en roca o material de marina, debe tener una buena graduación, controlada mediante los coeficientes de curvatura y de uniformidad de la curva granulométrica, es decir, debe cumplir con lo siguiente: CU > 4 y 1 < CC < 3 Donde: CU = Coeficiente de uniformidad: y CC = Coeficiente de curvatura: En que D 10, D 30, D 60 : representa el diámetro de la abertura del tamiz por el cual pasa el 10%, 30% y el 60% en peso del material considerado, respectivamente. Asimismo, los 0,30 m superiores del coronamiento de los terraplenes, deberán construirse con suelos que se denominan material de subrasante, cuyo poder de soporte no deberá ser inferior a 20% CBR, medido en las mismas condiciones estipuladas para el cuerpo del terraplén; el tamaño máximo del material no será superior de 100 mm. En los casos en que el suelo de fundación no cumpla con las características mínimas indicadas para la instalación de postes de barreras metálicas, se deberá efectuar la prueba in situ descrita en la sección siguiente. Prueba de Capacidad de Suelo In Situ El siguiente ensayo in situ, acorde con lo indicado en la Figura A, se empleará para verificar si el suelo presenta las condiciones mínimas para el hincado de postes de barreras metálicas: - Esta prueba se realizará cada 250 metros o tramo de barrera, si es menor. 6

8 - Sobre un poste hincado aislado se aplica una fuerza paralela al terreno y perpendicular a la dirección de la circulación del tránsito adyacente, dirigida hacia el exterior de la vía. - El punto de aplicación de la fuerza estará a 55 cm de altura con respecto al nivel del terreno y se medirá el desplazamiento lateral de dicho punto y de la sección del poste a nivel de terreno. Esta fuerza se irá incrementando hasta que el desplazamiento del punto de aplicación alcance los 45 cm. - Se considerará que la resistencia del terreno es adecuada si se cumplen simultáneamente las siguientes condiciones: La fuerza que produce un desplazamiento L de su punto de aplicación igual a 25 cm es superior a 8 kn. Para un desplazamiento L del punto de aplicación de la fuerza igual a 45 cm, el del poste Lo es inferior a 15 cm. Figura N 1: Prueba de Capacidad de Suelo In-Situ 7

9 Suelos de Baja Resistencia Si el terreno no tiene la resistencia estipulada en la sección anterior, se considera que no cuenta con la capacidad de fundación para un poste de barrera metálica. En dicho caso, para la instalación de las barreras se considerará en una primera instancia el uso de postes de 2.0 metros de longitud, reduciendo su separación a la mitad del diseño original. Si durante la construcción se observan deficiencias con este método, se procederá a reforzar el suelo mediante un sistema de viga armada, debiendo seguirse el siguiente procedimiento: - Realizar una zapata corrida de 50 cm de ancho por 15 cm de profundidad a lo largo de la línea de cimentación de los postes. - Luego, se dispondrá dentro de la zapata una armadura longitudinal 4 12 con estribos 8 a 50 cm, de acero A63-42H. - Después se instalarán moldajes tipo caja de 20 cm de lado en el eje de la excavación, y con un distanciamiento igual al espaciamiento entre postes, los que posteriormente se hincarán en este lugar. - Luego se hincan los postes y se rellena con hormigón H-20 la zona entre el terreno natural y la caja de 20 cm, dejando libre este espacio. - El espacio vacío entre el poste y la caja, se rellena con arena y se impermeabiliza superficialmente. - Finalmente, deben construirse juntas de hormigonado cada 12 m. 8

10 Figura N 2: Secuencia Constructiva de Fundación para Terrenos de Baja Resistencia b) Ubicación Lateral de la Barrera Distancias al Borde de Calzada En general, una barrera se instalará a continuación del borde exterior de la berma, coincidiendo la cara externa de la barrera con el final de aquélla. En ningún caso se deberá instalar una barrera a una distancia menor a 0.5 m del borde de la calzada y dependerá de la velocidad de proyecto de la vía. En la Tabla N 2, se entregan las distancias mínimas laterales recomendadas, desde el borde de la calzada, para la instalación de barreras. Se seleccionará el mayor valor, entre 9

11 el ancho de la berma y los indicados en la tabla. Velocidad de Proyecto (km/h) V V V V 120 Distancia Mínima (m) Tabla N 2: Distancias Mínimas para el Emplazamiento Lateral de Barreras Terraplenes La ubicación lateral de una barrera en terraplenes deberá respetar una distancia mínima de 0,5 m entre la cara trasera de los postes y el borde del terraplén, medido a nivel de la plataforma, según se indica en la Figura N 3. Figura N 3: Emplazamiento Lateral de Barreras de Contención En Terraplenes No obstante, deberá procurarse que dicha distancia sea al menos igual a la deflexión dinámica de la barrera que se está proyectando, evaluando para esos efectos el SAP (sobre ancho de la plataforma) disponible. Para otras condiciones de instalación, por ejemplo: en presencia de obstáculos, con soleras y cunetas, en medianas, etc. Referirse al Manual de Carreteras Vol. 6 en su última versión. 10

12 c) Altura e Inclinación La altura de ubicación de una barrera es un parámetro que debe ser cuidadosamente respetado, ya que tendrá una gran incidencia en la eficiencia del sistema de contención al ser impactado, y depende principalmente del nivel de contención para el cual ha sido diseñado. La altura de las barreras dispuestas en los taludes se medirá de acuerdo al criterio indicado en la Figura N 4. Si la distancia lateral de la barrera respecto del borde de calzada es menor o igual a 2 m, la altura se medirá respecto de ese borde. En los demás casos, es decir, barreras dispuestas a más de 2 m, la altura se medirá respecto de la superficie del terreno ubicado a 0.5 m de la cara anterior de la barrera. Las tolerancias permitidas en la altura, para barreras metálicas, serán de 5 cm por arriba y 2 cm por abajo. Figura N 4: Definición de Altura de Barreras En presencia de soleras, la altura de la barrera metálica se medirá desde el nivel de la calzada, y en ningún caso, desde el borde superior de la solera. En lo que respecta a la inclinación de la barrera, se deberá cuidar que su eje en alzado sea perpendicular al plano de la plataforma adyacente. En barreras junto a bermas de ancho menor o igual a 2.0 m, el plano a considerar será el del bombeo o peralte de la calzada. En cambio, para barreras ubicadas junto a bermas de ancho mayor a 2 m, el plano será el de la pendiente transversal de la berma. 11

13 En el caso de barreras metálicas, si por razones técnicas, atribuibles a las características de operación del equipo de colocación de postes, no es posible lograr lo indicado en el párrafo anterior, se permitirá una instalación a plomo, es decir vertical, sin importar la inclinación del plano horizontal. En resumen, más que verificar la verticalidad de los postes, se deberá verificar la perpendicularidad de la barrera con el plano formado por la zona de circulación más probable de los vehículos que impacten las barreras producto de despistes. d) Procedimientos de Ensamble El ensamble de las secciones de la baranda deberá hacerse de tal forma, que los traslapes queden en el sentido del tránsito. No pueden quedar bordes vivos de la baranda y/o pernos mal ajustados enfrentados al tránsito. Las alas de los perfiles que conforman los postes deberán quedar orientadas de modo que no enfrenten el tránsito, a fin de evitar el enganche en caso de impacto. Los postes de sustentación deberán hincarse en el suelo en a lo menos 0,75 m, mediante la maquinaria apropiada, que asegure una adecuada inclinación e integridad del poste. Por otra parte, en aquellas zonas en que esté proyectada una barrera metálica, y que el suelo presente una dureza tal que impida el normal hincado de los postes, se utilizará una de las siguientes alternativas, la cual se debe definir de acuerdo a cada caso: Perforación de un agujero que permita insertar el poste de la barrera a la altura proyectada, rellenándose los espacios con material del tipo arena mal graduada. Para el caso de estructuras menores (obras de arte), se utilizará el sistema de postes placa, dispuestos de acuerdo con la Lámina del MC-V4. En caso que la fundación de los postes se efectúe sobre roca, se empleará el poste con placa, como si se tratara de adosamiento a una estructura. Para esto, se conformará en la roca una superficie horizontal para que le dé cabida a la placa y se efectuarán las perforaciones correspondientes en la roca, afianzando los pernos a ésta 12

14 con adhesivos epóxicos. Una vez asegurados los pernos a la roca, se procederá a la colocación de los postes con placa y a su apernado. Las barandas se deben ubicar de manera que su borde superior quede a la altura de Proyecto considerada con respecto a la superficie de apoyo, ajustándose a las variaciones de la rasante y de la planta del camino. El torque mínimo de apriete de todos los pernos M16 será de 45 N m. Los pernos M10 de la defensa triple onda deberán ser torqueados con un mínimo de 14 N m. Para evitar la extracción no deseada de los pernos, producto de robos o vandalismo, se recomienda el uso de un sellante epóxico dispuesto en la base de los pernos, evitándose el uso de cualquier otro método de inutilización del hilo de estos elementos, por el potencial daño a la protección otorgada por el galvanizado que los recubre (soldadura, doblado, borrado mecánico del hilo). Los extremos iniciales y finales de cada tramo deberán desviarse vertical (abatimiento) y horizontalmente (esviaje), adoptando la disposición que determine el Proyecto. Los procedimientos que se utilicen para instalar las barreras deberán permitir ajustarse a las siguientes tolerancias: La altura desde la superficie de apoyo a la baranda, determinada frente a cada poste, tendrá una tolerancia de + 0,05 m y 0,02 m respecto de la altura definida por la cota de Proyecto del punto de la superficie de apoyo, tomada como referencia; Los postes no deberán desviarse en más de 10 mm de la inclinación definida requerida; En alineamientos rectos o en curvas de radio superior a 300 m, la distancia entre los postes y el eje del camino tendrá una tolerancia de ± 30 mm respecto de la distancia teórica; y, En curvas de radio igual o inferior a 300 m, la tolerancia para la distancia entre los postes y el eje del camino será de ± 60 mm. 13

15 5. alcance de suministro El alcance del suministro físico se indica en la nota de venta. La selección del nivel de contención adecuado para cada tramo del proyecto, la elección del tipo de barrera, su disposición y cualquier otra consideración de diseño son de responsabilidad del mandante o su asesor técnico. Las disposiciones y recomendaciones descritas para el adecuado montaje de estas estructuras, están acorde a la normativa chilena vigente a la fecha de emisión de este documento. En caso de haber contradicciones entre lo aquí estipulado y las indicaciones del diseño o requerimientos de la ITO, prevalecerá lo más restrictivo. Finalmente, Tecnovial pone a disposición del cliente toda su experiencia para una buena ejecución del proyecto. 14