Índice. Gestión Integral de Reformas de Importancia en Vehículos Industriales Antonio José Giráldez Morales

Transcripción

1 Índice 1 1. INTRODUCCIÓN Objetivo del proyecto Alcance del proyecto Antecedentes Definiciones. Reglamento General de Vehículos Clasificación por criterios de construcción Clasificación por criterios de utilización Categorías CONSTRUCCIÓN DE LA PÁGINA WEB Objetivo de la página web Esquema general Herramientas utilizadas y características de la página web Detalles técnicos de la página web Justificación del uso de lenguajes de programación MEMORIA DE CÁLCULO Hipótesis de trabajo Hipótesis 1: Viga biapoyada Hipótesis 2: Cargas Hipótesis 3: Superposición de cargas Hipótesis 4: Cambio de poyos Hipótesis 5: Solicitud de datos Análisis individual de las cargas que pueden intervenir en las reformas de importancia consideradas Cargas concentradas Cargas uniformemente distribuidas Momentos concentrados Vehículo en orden de marcha Inercias Plataforma elevadora Caja basculante Grúa actuando Casos posibles de resolución INTERFAZ USUARIO/TÉCNICO Interfaz usuario Interfaz técnico CREACIÓN INFORMES DE REFORMA

2 6 6. CONCLUSIONES DEL PROYECTO Trabajo futuro y ampliaciones BIBLIOGRAFÍA A ANEXO I. NORMATIVA ANEXO II. MASAS Y DIMENSIONES SEGÚN LA ORDEN CTE ANEXO III. PERFILES UTILIZADOS ANEXO IV. CASO PRÁCTICO

3 1. INTRODUCCIÓN El presente proyecto versa sobre la realización de una herramienta que nos facilite ejecutar reformas de importancia en vehículos industriales de una forma completa y sencilla, tratando específicamente las adaptaciones a camión y semirremolque grúa y volquete, por un lado, y a camión grúa con caja fija y plataforma elevadora por otro. Además de tractocamión con grúa Objetivo del proyecto Los objetivos de este proyecto son varios y considerablemente diferenciados, dentro del marco de las reformas de importancia, a saber: Consecución de una herramienta informática que permita la solución rápida de modificaciones a vehículos destinados al trasporte de carga de las mencionadas reformas. Creación de una página web que permita la relación directa entre el cliente y el técnico que comprueba la reforma. Redacción automática de informes resultantes de la reforma a acometer Alcance del proyecto El conjunto de objetivos mencionados queda suscrito a las reformas 15, 16, 20,27, 34 y 46, a camiones y tractocamiones de específicamente 2, 3 y 4 ejes, (en configuración de eje delantero más trídem o tándem delantero y trasero), además de semirremolque con 1,2 y 3 ejes. A grandes rasgos, los elementos a reformar son tres, siendo común la instalación opcional de una grúa, a una de las dos opciones que se ofrecen: la instalación de un volquete por un lado y la de una caja fija más una plataforma elevadora trasera por otro. 3

4 El total de las comprobaciones del proyecto está circunscrito a la resistencia a flectores de los elementos estructurales de los vehículos, en las diferentes operaciones normales de un camión de las características descritas, tanto en orden de marcha como en operación de la grúa y el volquete o la plataforma elevadora, en caso de que estén presentes. Las herramientas a utilizar serán las aplicaciones informáticas necesarias, y al estar trabajando en entornos Windows, se concretan en Microsoft Office Excel (lenguaje de programación VBA) para los cálculos y Microsoft Office Word para los informes, aprovechando la fácil integración entre ambos. En todo momento se ha procurado mantener el código con la mayor sencillez y claridad que permite el marco de programación. Se ha hecho uso de macros (ya que con ello se garantiza la no modificación del código de programación, que podría ocurrir de manera accidental durante el uso de la aplicación, ya que sería muy fácil para el técnico (Ingeniero encargado de comprobar la reforma que sobre el vehículo ha tenido lugar) modificar sin intención alguna, cierta parte del código adscrito a una celda cualquiera) y mejorar la operatividad en el uso de la aplicación. Para el uso de las macros ha sido necesario aprender el lenguaje de programación VBA, Visual Basic para Excel. Aunque se tenía conocimientos de programación adquiridos durante el proceso formativo en distintas asignaturas, es de mencionar y hacer hincapié que se partía de cero en este lenguaje. Se han dedicado varios meses de preparación antes del comienzo del proyecto. Ha sido necesario el uso de manuales, consultas en foros, etc., tras lo cual se ha conseguido realizar una programación compleja, extensa y ardua, una programación en la que día a día se siguen aprendiendo nuevas funciones, nuevas aplicaciones que hacen que el programa sea más útil y fácil para el usuario. Ahora bien, no sólo se ha aprendido a programar en macros para Excel, sino que además ha sido necesario el aprendizaje de varios lenguajes de programación web, tal es el caso de html, java y php. Si ya fue ardua la tarea de programar en macros, que se podía haber supuesto más sencilla por lo familiar que resulta Excel, aún lo fue más la tarea de programar en lenguaje web, debido a su total desconocimiento. No se trata de una simple programación, sino una programación que hasta para algunos de los compañeros de titulaciones informáticas les puede resultar enrevesada, ya que durante parte del código base (html) se hacen llamadas a otro lenguaje (php) que es el encargado de ir recogiendo las variables e insertándolas en el archivo Excel que se crea en la web. Además de todo esto, ha sido necesario también un servidor que sirva de apoyo a todo el entramado web empleado. Se puede dividir nuestro proyecto en tres fases diferenciadas: 1. Entrada, toma de datos: Mediante formulario que se colgará de una página web o bien directamente desde teclado en la aplicación. 2. Ejecución: Cálculos y comprobaciones. 3. Salida. Informe y resultados: Se generará un archivo en formato.doc con los datos y resultados requeridos. 4

5 1.3. Antecedentes En los tiempos que corren, dentro de una coyuntura actual de crisis a nivel global, las reformas sobre camiones son muy demandadas en España, ya que permiten adaptar los recursos a las variables necesidades de las empresas. Dentro de la poca literatura al respecto destaca por su complejidad y su amplio uso el conjunto de manuales que conforma la obra "El Vehículo Industrial y Automóvil", de D. Francisco Muñoz Gracia, Perito e Ingeniero Técnico Industrial, experto en reformas con más de cuarenta años de experiencia en el sector. También trata el tema desde otro punto de vista D. Manuel Cascajosa, en su libro Ingeniería de vehículos: Sistemas y cálculos y D. José Font Mezquita y D. Juan Francisco Dols Ruiz en Reformas de importancia en vehículos automóviles. Aparte de los mencionados, no hay mucha más literatura disponible sobre el tema, y habida cuenta la rapidez con la que se dan los cambios en las normativas aplicables, es difícil encontrar fuentes fiables y actualizadas donde resolver dudas o encontrar explicaciones sobre las medidas tomadas, su motivación y razones. La mayoría de las empresas acreditadas por el Ministerio de Industria poseen manuales basados en los libros de Muñoz Gracia, agregando las decisiones propias que se van asumiendo necesarias para una correcta aplicación de la normativa, que, al ser debidamente aprobadas, procuran una metodología propia. Dadas las características del proceso de comprobación de la correcta aplicación de la normativa vigente, es necesario disponer de herramientas que permitan comprobar que los cambios que se desean realizar en los vehículos son conformes a las normativas actuales. El trabajo a realizar es largo pero considerablemente repetitivo caso a caso, por lo que resulta bastante razonable considerar la opción de utilizar aplicaciones informáticas para algunos aspectos relacionados con dicha tarea. Bajo la tutela de Doña Amalia Santana Hidalgo, que tiene un profuso conocimiento y experiencia en el ámbito de las reformas a vehículos, se ha desarrollado un programa de cálculo que permite comprobar las reformas anteriormente mencionadas para varias configuraciones de ejes, intentando facilitar el proceso de modificación de los camiones, para disminuir en lo posible la repercusión del lucro cesante que implica el proceso de cálculo, así como disminuir la posibilidad de equivocación al realizar el trabajo de forma manual. La idea de informatizar el proceso de reformas de importancia no es exclusiva ni original, ya que hay precedentes en España: el Laboratorio LAIMUZ (Laboratorio de Automóviles del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Zaragoza) dispone de una aplicación informática de pago que permite realizar diversos cálculos y diseños en lo referente a las reformas de importancia, como de aplicar elementos finitos y dimensionado de frenos, amén de otros aspectos que quedan fuera del alcance del presente proyecto, el programa PRAXIS. Otros programas también se encuentran disponibles para compra, pero la mayoría no tienen respaldo de certificación como el PRAXIS, como puedan ser el de RiviSoft, software realizado por un particular. 5

6 1.4. Definiciones. Reglamento General de Vehículos Estas definiciones serán necesarias para la comprensión de todo el texto siguiente. Algunas de ellas serán de uso cotidiano, pero otras tantas serán nuevas o poco comunes, por lo que para que el texto sea de fácil entendimiento se ha creído oportuno introducir todas las definiciones que se han podido encontrar en el Reglamento General de Vehículos. Vehículo.- Aparato apto para circular por las vías o terrenos a que se refiere el Artículo 2 de la ley sobre Tráfico, Circulación de vehículos a motor y seguridad vial. Vehículos de motor.- Vehículo provisto de motor para su propulsión. Se excluyen de esta definición los ciclomotores, los tranvías y los vehículos para personas con movilidad reducida. Automóvil.- Vehículo de motor que sirve, normalmente, para el transporte de personas o cosas, o de ambas a la vez, o para la tracción de otros vehículos con aquel fin. Se excluyen de esta definición los vehículos especiales. Camión.- Automóvil con cuatro ruedas o más, concebido y construido para el transporte de mercancías, cuya cabina no está integrada en el resto de la carrocería y con un máximo de 9 plazas, incluido el conductor. Tractocamión.- Automóvil concebido y construido para realizar, principalmente, el arrastre de un semirremolque. Remolque.- Vehículo no autopropulsado diseñado y concebido para ser remolcado por un vehículo de motor. Semirremolque.- Vehículo no autopropulsado diseñado y concebido para ser acoplado a un automóvil, sobre el que reposará parte del mismo, transfiriéndole una parte sustancial de su masa. Vehículo articulado.- Automóvil constituido por un vehículo de motor acoplado a un semirremolque. Conjunto de vehículos.- Un tren de carretera, o un vehículo articulado. Bastidor.- Es la estructura compuesta por largueros y travesaños que forman un conjunto resistente independiente de la carrocería, sobre los que se fijan de algún modo los sistemas, conjuntos o mecanismos de propulsión, dirección, suspensión, frenado y demás elementos esenciales así como la carrocería y otros elementos auxiliares. Estructura autoportante.- Es el conjunto resistente de la carrocería sobre el que se fijan de algún modo los sistemas, conjuntos o mecanismos de propulsión, dirección, suspensión, frenado y demás elementos esenciales así como la carrocería y otros elementos auxiliares. Definición de tipo de vehículo (con respecto a la carrocería o bastidor) dependiendo de la categoría a la que pertenezca el vehículo en cuestión. Implicara un nuevo tipo si presenta 6

7 diferencias en alguno de los siguientes puntos de la tabla y como consecuencia sería aplicable la reforma nº 44. Tara: masa del vehículo, con su equipo fijo autorizado, sin personal de servicio, pasajeros ni carga, y con su dotación completa de agua, combustible, lubricante, repuestos, herramientas y accesorios necesarios. Masa en orden de marcha: se considera como masa en orden de marcha el resultado de sumar a la tara la masa estándar del conductor de 75 kg y para los autobuses y autocares, la masa del acompañante de 75 kg si lo lleva. Masa en carga: la masa efectiva del vehículo y de su carga, incluida la masa del personal de servicio y de los pasajeros, Masa por eje: la que gravita sobre el suelo, transmitida por la totalidad de las ruedas acopladas a ese eje. Dimensiones máximas autorizadas: las dimensiones máximas para la utilización de un vehículo establecidas en este anexo. Todas las dimensiones máximas autorizadas que se especifican en este anexo se medirán con arreglo al anexo I de la Directiva 70/156/CEE, sin tolerancia positiva. Masa máxima autorizada (MMA): la masa máxima para la utilización de un vehículo con carga en circulación por las vías públicas. Masa máxima técnicamente admisible: la masa máxima del vehículo basada en su construcción y especificada por el fabricante. Masa máxima autorizada por eje: la masa máxima de un eje o grupo de ejes con carga para utilización en circulación por las vías públicas. Masa máxima por eje técnicamente admisible: la masa máxima por eje basada en su construcción y especificada por el fabricante. Masa remolcable máxima autorizada: masa autorizada máxima de un remolque o semirremolque destinado a ser enganchado al vehículo de motor y hasta la cual puede matricularse o ponerse en servicio el vehículo. En el caso de un remolque de eje central o semirremolque, la masa remolcable máxima autorizada será la masa real máxima del remolque menos su carga real vertical sobre el punto de acoplamiento, es decir, la masa correspondiente a la carga soportada por los ejes del remolque. Masa remolcable máxima técnicamente admisible: la masa remolcable máxima basada en su construcción y especificada por el fabricante. Masa máxima técnicamente admisible del conjunto: suma de las masas del vehículo de motor cargado y del remolque arrastrado cargado, basadas en la construcción del vehículo de motor y especificadas por el fabricante. 7

8 Masa máxima autorizada del conjunto: suma de las masas del vehículo de motor cargado y del remolque arrastrado cargado para su utilización por las vías públicas. Carga vertical máxima técnicamente admisible sobre el acoplamiento: carga máxima sobre el acoplamiento establecida en la concepción del vehículo de motor y/o del acoplamiento y especificada por el fabricante. Carga indivisible: la carga que, para su transporte por carretera, no puede dividirse en dos o más cargas sin coste o riesgo innecesario de daños y que, debido a sus dimensiones o masa, no puede ser transportada por un vehículo de motor, remolque, tren de carretera o vehículo articulado que se ajuste en todos los sentidos a las disposiciones del presente Reglamento. Suspensión neumática: una suspensión se considera neumática si al menos el 75% del efecto elástico se debe a un dispositivo neumático. Suspensión equivalente o suspensión neumática reconocida: sistema de suspensión para eje(s) motor no dirigido(s) que cumple los requisitos establecidos en la reglamentación vigente recogida en el Anexo I. Dispositivo de elevación del eje: dispositivo permanente montado en un vehículo con objeto de reducir o incrementar la carga sobre el(los) eje(s) según las condiciones de carga del vehículo, 1. bien levantando completamente las ruedas del suelo/bajándolas del suelo, 2. o bien sin levantar las ruedas del suelo (por ejemplo, en el caso de sistemas de suspensión neumática u otros sistemas), con objeto de reducir el desgaste de los neumáticos cuando el vehículo no esté completamente cargado, o para facilitar el arranque (inicio de la marcha) sobre terreno resbaladizo a los vehículos de motor o conjuntos de vehículos, incrementando la carga sobre el eje motor. Eje retráctil: eje que pueda elevarse o bajarse mediante el dispositivo de elevación del eje, tal como se menciona en el número 1 del apartado Eje descargable: eje sobre el cual puede variarse la carga sin que el eje esté levantado, mediante el dispositivo de elevación del eje. Grupo de ejes: los ejes que forman parte de un boggie. En el caso de dos ejes, el grupo se denominará tándem, y tándem triaxial en caso de tres ejes. Convencionalmente, se considerará que un solo eje es un grupo de un eje. Tonelada: masa correspondiente a kg. Laboratorio oficial. - Organización u organismo que haya sido acreditado por el Ministerio de Ciencia y Tecnología para la realización de ensayos e inspecciones de tipo y / o directivas / reglamentos parciales. 8

9 Laboratorio autorizado para informes de reformas de importancia. Organización u organismo que haya sido acreditado por el Ministerio de Ciencia y Tecnología para la emisión de informes sobre una o varias reformas de importancia. Vía. En el caso de dos ruedas correspondientes al mismo eje, real o ficticio, la vía está representada sensiblemente por los ejes de las huellas marcadas por las ruedas en el plano de apoyo (ver Figura 1.1). Figura 1.1. (Vía trasera) Clasificación por criterios de construcción Tractocamión.- Automóvil para realizar principalmente el arrastre de un semirremolque. Remolque y semirremolque MMA > kg. -. Aquellos cuya masa máxima autorizada exceda de kg. A efectos de esta clasificación se excluyen los agrícolas Clasificación por criterios de utilización Plataforma.- Vehículo destinado al transporte de mercancías sobre una superficie plana sin protecciones laterales. Caja abierta.- Vehículo destinado al transporte de mercancías en un receptáculo abierto por la parte superior. Los laterales podrán ser abatibles o fijos. Góndola.- Vehículo cuya plataforma de carga tiene una altura muy reducida. Grúa de elevación.- Vehículo provisto de dispositivos que permiten elevar cargas, pero no transportarlas. (No incluye los vehículos con dispositivos de autocarga.) 9

10 Vehículo completo. - el vehículo producto de una sola fase de fabricación. Vehículo incompleto. - todo vehículo que deba pasar por lo menos por más de una fase para ser completado. Vehículo completado. El vehículo producto de distintas fases de fabricación Categorías N1. Vehículos destinados al transporte de mercancías con masa máxima no superior a 3,5 toneladas. N2. Vehículos destinados al transporte de mercancías con masa máxima comprendida entre 3,5 y 12 toneladas. N3. Vehículos destinados al transporte de mercancías con masa máxima superior a 12 toneladas. O1. Vehículos arrastrados cuya masa máxima autorizada no exceda 0,75 toneladas. O2. Vehículos arrastrados cuya masa máxima autorizada sea mayor de 0,75 y no exceda de 3,5 toneladas. O3. Vehículos arrastrados cuya masa máxima autorizada sea mayor de 3,5 y no exceda de 10 toneladas. O4. Vehículos arrastrados cuya masa máxima autorizada sea mayor de 10 toneladas. 10

11 2. CONSTRUCCIÓN DE LA PÁGINA WEB En este apartado se va realizar una introducción la programación seguida para la página web de recogida de datos. Todo ellos se analizará con más detalle cuando se lleve a cabo el estudio de la recogida de datos desde la web. Se tendrá una página web de inicio desde la cual se le dirigirá al usuario al vehículo al cual pretender realizar la reforma Objetivo de la página web Al tratarse de una web cuya finalidad es la de servir de vía de comunicación entre las partes involucradas en el proceso de reforma de un vehículo, se ha optado por un diseño muy simple y modular, en la línea de trabajo que se ha seguido para el proyecto. La Web se estructura a partir de los siguientes elementos: PRESENTACIÓN SELECCIÓN DEL TIPO DE REFORMA TOMA DE DATOS (mediante formulario específico) GENERACIÓN DE LA HOJA EXCEL CON EL ENCARGO 2.2. Esquema general En la siguiente figura se apreciará el proceso en sí, que lleva la ejecución de la reforma. Con un primer paso que será por parte del usuario, introducir los datos que se le soliciten y enviarlos. Y como segundo paso que conllevará la actuación del técnico, es decir, será necesario por parte del técnico algunas acciones, tal es el caso de descargar el archivo enviado por el usuario, así como, guardarlo en la carpeta correspondiente para poder ejecutar correctamente el programa. 11

12 Figura 2.1 Esquema general de la página web 2.3. Herramientas utilizadas y características de la página web Se ha utilizado un dominio gratuito ( Como gestor de los envíos de ficheros (mediante procesos FTP) se ha empleado el software gratuito: FILEZILLA. Los lenguajes empleados en la construcción de las páginas han sido HTML (en la estructura básica de la pagina: index.html y en la edición del formulario para la toma de datos, de la pagina: morales.informatica-facil.html) HTML DINAMICO (con funciones de JAVASCRIPT) en la secuencia de imágenes, sobre los vehículos objeto del encargo, de la pagina: index.html PHP (versión: 5.0.2) para la asignación de los datos (tomados en el formulario), la creación del fichero Excel. Todo ello en la página: morales.informatica-facil.html 2.4. Detalles técnicos de la página web Se han utilizado diferentes páginas web para los casos distintos al tener que recoger diferente número de datos y contenidos. Pero todas están dirigidas desde una principal que es a la que el usuario tendrá acceso primero. Como se ha indicado en el esquema anterior, la página morales.informatica-facil.html es la que dirige (en función de la opción seleccionada por el usuario) el control a una de las páginas (morales.informatica-facil.html/camión/camión.php) donde se realiza la toma de datos. Una vez cumplimentado el formulario del encargo, se transfiere el control a la página respectiva. Es en ese tipo de páginas donde se crea el fichero (en formato XLS) y se escriben propiamente todos los contenidos de las celdas antes escritas en el formulario indicado. 12

13 Esas mismas páginas ( son las que se encargan también, además de generar el fichero EXCEL. De ahí su nombre Justificación del uso de lenguajes de programación Se ha utilizado HTML ya que es la forma más sencilla para el diseño de páginas web. Para los elementos dinámicos se ha usado HTML Dinámico (JavaScript). En nuestro caso sólo se ha utilizado en la página principal, las imágenes de croquis de los camiones. Empleamos PHP para las siguientes funciones: 1. Recoger los datos registrados en el formulario del encargo 2. Manejo de los datos mediante asignación de variables: $cn = $_POST[cn] Asignamos a la nueva página ($cn = ) el total de los datos recogidos en la variable ($_POST[cn]) 3.Creación del fichero Excel mediante la función excelwriter.inc.php include("excelwriter.inc.php"); $excel=new ExcelWriter("ENCARGO_n.xls"); 13

14 3. MEMORIA DE CÁLCULO En este apartado se van a estudiar todos los cálculos necesarios durante la ejecución del presente trabajo, así como la definición y justificación de todas las hipótesis de cálculo que han sido necesarias realizar para un mejor acercamiento a la realidad Hipótesis de trabajo A continuación se exponen a las hipótesis de cálculo seguidas durante el desarrollo del proyecto. Aunque algunas de ellas puedan resultar obvias, ha sido necesario tanto incluirlas en dicha memoria como definirlas, debido a su importancia en de la ejecución del manual Hipótesis 1: Viga biapoyada. El bastidor se asemeja a una viga biapoyada y por tanto isostática. Debido a la disposición de los ejes que sustentan el vehículo, tándem o trídem por definición se comportan como un conjunto (se han definido en el capítulo anterior). Por llevar los ejes esta disposición se puede reducir un grupo de ejes a un apoyo teórico. La carga recaerá sobre el apoyo teórico formado por los eje/s, cuya posición es función de las MMA y de las distancias entre estos ejes que lo forman. El peso que recae sobre el apoyo se repartirá equitativamente sobre los ejes aplicando equilibrio de momentos. Una vez realizado el reparto de pesos de cada carga sobre el apoyo teórico (reducción del tándem), habrá que realizar el proceso inverso para calcular que parte proporcional del apoyo teórico recae sobre el/los ejes que formen dicho apoyo. Esto es necesario ya que cuando el programa calcule los diagramas de momentos flectores de cada carga, estos van a variar en función de los límites de la función momentos. 14

15 Resultante del tándem. F 0 Tt MMA2 MMA3 M 0 d1 ( MMA3* L2) / Tt d2 = L2 d1 Las distancias d1 y d2 se han obtenido aplicando equilibrio de momentos. Figura 3.5. Tándem Donde Tt correspondería al lugar donde disponer el apoyo teórico. En el caso de que se tenga un trídem el apoyo teórico corresponderá con el centro geométrico del mismo, ya que en esta disposición las MMA de cada eje será la misma. Gráfica 3.5. Diagrama de momentos flectores tándem trasero 15

16 En este diagrama de momentos flectores correspondiente a una carga puntual, se puede apreciar la variación de pendiente debida a las reacciones que sobre los ejes que forman el tándem produce la carga. Hay que citar que cuando una carga puntual está situada entre los ejes que forman el tándem, el programa también lo va a resolver, haciendo que la reacción del primer apoyo sea negativa o no, en función de a qué lado del apoyo teórico recaiga dicha carga. Esto es importante y se debe tener en cuenta a la hora de introducir los datos, puesto que una pequeña variación del punto de aplicación de la carga puede introducir errores importantes en la resolución del problema, bien por sobrecarga de algún eje, bien por descarga de algún otro Hipótesis 2: Cargas. Serán tres tipos diferentes de cargas las que sobre el vehículo pueden actuar. La primera y más sencilla será una carga concentrada puntual, consecuencia de los elementos que el vehículo lleve instalados o pertenezcan al mismo en los cuales su masa se pueda considerar concentrada. El segundo tipo de cargas que nos podremos encontrar, son las cargas uniformemente distribuidas, tal es el caso de la carga en la caja del camión, cargas que se consideran constantes en toda su longitud. Y como último tipo de carga se podrá estudiar las cargas de momentos concentrados, cargas introducidas por los elementos de elevación/traslado de cargas. A) Cargas concentradas Serán todas aquellas que recaigan sobre el bastidor del vehículo y se puedan suponer como cargas puntuales. Se incluyen todos los dispositivos que el vehículo lleve instalados, como el caso de grúa, estabilizadores, cilindro, etc. Estas cargas, aunque ocupen una cierta longitud en su instalación sobre el bastidor, puesto que la longitud ocupada es muy inferior a la longitud total del bastidor del vehículo, se tomarán como cargas puntuales aplicadas en su centro de gravedad. Para la programación se solicitará al usuario tanto la masa como la distancia desde el centro de gravedad de cada uno de los dispositivos al punto de referencia que se indique. Se debe tener en cuenta que para la carga debida a la masa propia del vehículo sin carga ni carrozar, no será necesario pedir distancia alguna, ya que éstas recaerán sobre los ejes del vehículo. Para todas las explicaciones teóricas sobre cargas que se van a ver a continuación, no se han suministrado datos numéricos (salvo algún caso concreto), sólo cargas teóricas con momentos flectores que, aunque sean teóricos, son los que corresponden a cada carga considerada. El modo de realizar el reparto de pesos de cada una de las cargas sobre los ejes será igual para todas ellas, independientemente de donde estén situadas. A continuación se muestra el esquema de la carga genérica sobre la viga teórica y su correspondiente diagrama de momentos flectores, así como las reacciones correspondientes sobre cada apoyo. R1 = Pi * (L - Di) / L R2 = Pi * Di / L 16

17 Figura 3.1. Carga punctual central sobre viga biapoyada Gráfica 3.1. Diagrama de momentos flectores de carga central puntual La programación requerida para este tipo de cargas se adjunta a continuación. Con esta programación se puede resolver el diagrama de momentos flectores de cualquier carga puntual, encontrándose ésta donde fuere a lo largo del bastidor tanto entre los apoyos (grúa), adelantada respecto al primer apoyo (ocupantes) o posterior respecto al segundo apoyo teórico (plataforma elevadora trasera). Todo lo que aparecen son estructuras anidadas, y esto es debido a que dependiendo dónde se encuentre la carga, la función discreta de cada momento flector tendrá unos límites distintos. Por ello es bastante extenso el código de una carga puntual elemental, porque como consecuencia del gran número de casos los límites pueden ser muy distintos entre unos y otros. Las funciones que se intentan resolver son del tipo que se muestra a continuación, y su código en lenguaje de programación es tal que: R1gr * x ( R1gr Pgr)* x y * Pgr M ( x) ( x L1 L2)* R3gr 0 x y y x L1 L1 x ( L1 L2) x ( L1 L2) 17

18 If Pp1 = 0 Then Cells(5 + i, 15) = 0 Else If D1 < 0 Then If x < (kp + D1) Then '1 Cells(5 + i, 15) = 0 Else If x >= (D1 + kp) And x <= kp Then '2 Cells(5 + i, 15) = -Pp1 * (x - kp - D1) Else If x > kp And x <= (L1 + kp) Then '3 Cells(5 + i, 15) = Rp11 * (x - kp) + Pp1 * (D1 + kp - x) Else If x > (L1 + kp) And x <= (L1 + kp + deje) Then '4 Cells(5 + i, 15) = Rp13 * (deje + kp + L1 - x) + Rp14 * (2 * deje + kp + L1 - x) Else If x > (L1 + kp + deje) And x < (due + kp) Then '5 Cells(5 + i, 15) = Rp14 * (deje + kp + Bt - x) Else If x >= (due + kp) Then '6 Cells(5 + i, 15) = 0 End If End If End If End If End If End If Else If (D1 + kp) >= kp And D1 < L1 Then If x < kp Then '1 Cells(5 + i, 15) = 0 Else If x >= kp And x <= (kp + D1) Then '2 Cells(5 + i, 15) = Rp11 * (x - kp) Else If x > (kp + D1) And x <= (L1 + kp) Then '3 Cells(5 + i, 15) = Rp11 * D1 + (Rp11 - Pp1) * (x - kp - D1) Else If x > (L1 + kp) And x <= (L1 + kp + deje) Then '4 Cells(5 + i, 15) = Rp13 * (deje + kp + L1 - x) + Rp14 * (2 * deje + kp + L1 - x) Else If x > (L1 + kp + deje) And x < (due + kp) Then '5 Cells(5 + i, 15) = Rp14 * (deje + kp + Bt - x) Else If x >= (due + kp) Then '6 Cells(5 + i, 15) = 0 End If End If End If End If End If End If Else If D1 > due Then If x < kp Then Cells(5 + i, 15) = 0 18

19 Else If x >= kp And x <= (kp + L1) Then Cells(5 + i, 15) = Rp11 * (x - kp) Else If x > (kp + L1) And x <= (L1 + kp + deje) Then Cells(5 + i, 15) = Rp13 * (deje + kp + L1 - x) + Rp14 * (2 * deje + kp + L1 - x) + Pp1 * (x - D1 - kp) Else If x > (L1 + kp + deje) And x <= (due + kp) Then Cells(5 + i, 15) = Pp1 * (x - kp - D1) + Rp14 * (deje + kp + Bt - x) Else If x > (due + kp) And x < (D1 + kp) Then Cells(5 + i, 15) = Pp1 * (x - kp - D1) Else If x >= (D1 + kp) Then '6 Cells(5 + i, 15) = 0 End If End If End If End If End If End If End If End If End If End If La función discreta expuesta anteriormente responde al caso de un tractocamión o camión de tres ejes, para el código no importa el número de ejes que tenga. Pues si algún eje no existe su reacción es cero y sus límites están diseñados de tal forma que sólo se ejecute la parte del código que corresponda. Para que la función recorra todo el bastidor es necesario un bucle For que itere dicha ecuación tantas veces como tramos del bastidor se deseen. El índice i que aparece en la función de momentos en lenguaje de programación es un contador que recorre la longitud total del bastidor. Por simplicidad en la programación se discretiza la longitud total del mismo en doscientos tramos. Puesto que la longitud máxima de un vehículo industrial es 15 m, con esta discretización ningún tramo será superior a 75 mm. Se utiliza para que cada valor se escriba en una casilla de la misma columna en Excel. La x se incrementa cada vez que se recorre el bucle, el valor incrementado es el resultado de dividir la longitud del vehículo entre las divisiones que se deseen de él, en este caso doscientas. B) Cargas uniformemente distribuidas. Serán aquellas cargas que por su disposición sobre el vehículo no se puedan considerar puntuales, ya que su longitud es considerable respecto a la longitud del bastidor, típicas en la longitud de la caja. Para este tipo de cargas se solicitará al usuario masa por metro de vehículo 19

20 que ocupe dicha carga, así como distintas distancias que permitan referenciar la posición, en función de la disposición de la carga. La programación del reparto de pesos será distinta para cada carga distribuida en función de su longitud y la posición que ocupe ésta en el bastidor. Se usa como ejemplo de resolución la siguiente, cuyo reparto de pesos, disposición sobre el bastidor y diagrama flector son tal y como se puede observar en la figuras siguiente (propio de la longitud de caja). Figura 3.2. Carga distribuida sobre viga biapoyada R1 = Qi * (LT -Di - v) R2 R2 = Qi * (LT Di- v) / L De donde se obtiene un diagrama de momentos flectores cuyo único punto no derivable se localiza en el segundo apoyo de la viga como se muestra en la figura siguiente: Gráfica 3.2. Diagrama de momentos flectores de carga distribuida Para estas cargas al igual que para las cargas puntuales se necesita una función discreta de momentos. Esta función de momentos puede ser muy distinta de una carga distribuida a otra. Para el cálculo de sus reacciones se haría igual que para una carga puntual una vez localizado el centro de gravedad de la carga distribuida, pero no así, para el cálculo del momento flector. La programación realizada intenta abarcar el mayor número de casos posibles, pero al ser tan distintas la ubicación de las cargas sobre el bastidor del vehículo será necesaria la especificación concreta por parte del usuario de la localización y geometría de la misma. Más 20

21 adelante se entrará con más detalle en cada una de las posibles cargas uniformemente distribuidas. R1* x M ( x) R2*( L1 x) Qi*( x Lt) 2 0.5* Qi*( x Lt) 2 / 2 x D1 D1 x L1 x L1 En esta función discreta se ha considerado que el apoyo trasero está compuesto por un único eje, de ahí su simpleza, sin embargo en el código adjunto a continuación, se podría resolver la cuestión para cualquiera que fuese el número de ejes que formase el apoyo, ya que cuando no existe alguno de los ejes, éste no se contabiliza. If x < kp Then '1 Cells(5 + i, 10) = -Q * x ^ 2 / 2000 Else If x >= kp And x < (kp + L1) Then '2 Cells(5 + i, 10) = Rsb1 * (x - kp) - Q * x ^ 2 / 2000 Else If x >= (kp + L1) And x < (L1 + kp + deje) Then '3 Cells(5 + i, 10) = Rsb3 * (deje + L1 + kp - x) + Rsb4 * (2 * deje + L1 + kp - x) - (Q * (x - LT) ^ 2) / 2000 Else If x >= (L1 + kp + deje) And x < (kp + due) Then '4 Cells(5 + i, 10) = Rsb4 * (deje + Bt + kp - x) - (Q * (x - LT) ^ 2) / 2000 Else If x >= (kp + due) Then '5 Cells(5 + i, 10) = -(Q * (x - LT) ^ 2) / 2000 End If End If End If End If C) Momentos concentrados. Este tipo de carga sólo se dará en el caso de grúa o plataforma elevadora trasera en caso de actuación del dispositivo ya que estos dispositivos introducen un momento concentrado sobre el bastidor del vehículo. En orden de marcha se comportan como cargas puntuales concentradas, pero durante el accionamiento de estos dispositivos, el momento flector es introducido por la carga que éstos pueden mover y/o elevar más el debido a su propio peso. En el caso de la grúa dicho momento recaerá en la posición que el usuario haya destinado para ésta, y en el caso de la plataforma el momento concentrado siempre aparecerá al final del bastidor. 21

22 Las reacciones para un momento concentrado genérico (más adelante se abordarán todos los momentos concentrados posibles sobre el bastidor) se muestran a continuación junto con una de las posibles posiciones de los momentos que sobre el bastidor actúan, así como un diagrama de momentos flectores, que aunque sea genérico, es el correspondiente al caso que se ha tomado como ejemplo. Figura 3.3. Momento concentrado sobre apoyo Gráfica 3.3. Diagrama flector de momento concetrado Y cuyas correspondientes reacciones en los apoyos serán: R1 = Pgrua - M / L R2 = M / L Al ser una carga única su código de programación es escueto y sencillo, aunque bien es cierto que en el ejemplo que se ha tomado, la grúa está sustentada por dos apoyos y no se ha considerado el caso de que el apoyo trasero sea el conjunto de dichos ejes, más adelante se abordará con profundidad. 22

23 If x < (y + kp) Then Cells(5 + i, 9) = 0 Else If x >= (y + kp) Then Cells(5 + i, 9) = (Pgrtd - Pgr) * (x - y - kp) + M End If End If Hipótesis 3: Superposición de cargas. Para el cálculo total de esfuerzos sobre el bastidor se hará una superposición de cargas sobre el mismo, es decir, se sumarán todas las cargas que sobre él recaigan, tanto en la situación de orden de marcha como en el caso de que esté actuando algún dispositivo del vehículo, siempre por separado. A continuación se muestra un ejemplo del sumatorio de cargas que recaen sobre el vehículo. En dicho diagrama se pueden observar distintos cambios en la pendiente de la gráfica, así como una pequeña curvatura debido, tal y como se ha mencionado, a la superposición de todas las cargas que sobre el vehículo recaen. Se puede apreciar un primer máximo debido al peso propio de la grúa. Desde ese máximo al siguiente es posible observar una pequeña curvatura, a causa de la carga distribuida que introduce el sobrebastidor del vehículo. Como segundo máximo en la gráfica se encuentra localizada la carga del King pin, ya que este diagrama corresponde a la resultante sobre una cabeza tractora. Por último la variación de pendiente que aparece corresponde a la localización del apoyo del vehículo, en este caso un 2º eje. Gráfica 3.4. Diagrama de momentos flectores total Esto es posible ya que se ha discretizado el bastidor del vehículo en un número elevado de tramos. Todos los momentos que las cargas producen se han tratado como funciones discretas, cuyos límites dependen del tipo de reforma y de la clase de vehículo sobre el que se vaya a realizar la reforma. En el programa se ha resuelto, introduciendo la resultante de cada momento en una columna independiente para la posterior suma de todas ellas. Se adjunta una imagen del programa mencionado resolviendo esta casuística. 23

24 Figura 3.4. Diagrama de momentos flectores total camión Se observa como en la columna TOTAL (cuya gráfica es la que se puede ver en la imagen) es el resultado de sumar las columnas que corresponde a cargas (cada una corresponde a una de las posibles cargas que sobre el bastidor recaen). Cabe mencionar que el diagrama que aparece en este caso es muy distinto al anterior debido a que este diagrama corresponde a la resultante de un semirremolque cuya carga dominante es una carga distribuida uniformemente Hipótesis 4: Cambio de apoyos. Para el caso de grúa actuando, los apoyos de la viga teórica se ven modificados, del siguiente modo: A) Si lleva estabilizadores, los apoyos de la viga serán los gatos de la grúa y los estabilizadores de ésta. El usuario elegirá si lleva o no estabilizadores, dejando su peso a cero o modificándolo con el correspondiente peso de éstos. B) Si no lleva estabilizadores, los apoyos de la supuesta viga serán los gatos de la grúa y los eje/s traseros del vehículo (mismo apoyo que en orden de marcha). Para el caso específico de semirremolque con grúa trasera el apoyo trasero serán los propios gatos de la grúa, siendo el apoyo delantero el king pin del semirremolque. Aunque el king pin es puntual, se le atribuirá su estabilidad por estar solidario con el tractocamión. Tras haberse dejado claro el cambio necesario de apoyos, ahora se habrá de modificar las reacciones del peso propio del vehículo (TARA), que en orden de marcha recae sobre cada eje o grupo de ejes (apoyos teóricos), tras el accionamiento de la grúa, dicha TARA ahora se habrá 24

25 de repartir realizando equilibrio de momentos y fuerzas sobre los nuevos apoyos, en el caso de que haya nuevos apoyos tal y como se ha explicado en el párrafo anterior Hipótesis 5: Solicitud de datos. El usuario de la aplicación informática realizada en este trabajo (taller autorizado para la reforma o técnico competente que realiza Proyecto Técnico) tendrá acceso al enlace facilitado por el gestor de la aplicación el cual lo dirigirá a una página web. Dicha página tendrá tres imágenes distintas (camión, tractocamión y semirremolque) cada una de ellas será el enlace que redirija al usuario a la reforma que está interesado en llevar a cabo. Una vez en la página correspondiente a la reforma elegida, el usuario deberá introducir toda la información pertinente y necesaria para que el programa se pueda ejecutar con corrección. Solo debe rellenar los datos que a su reforma afecten. Es decir, si su reforma es un camión de dos ejes, y el formulario tiene una casilla específica para longitud entre eje 2º y eje 3º, no debe introducir ningún valor puesto que aparecerá un cero por defecto. A continuación se muestra un detalle de la página de recogida de datos. Figura 3.6. Recogida datos en web Tras introducir todos los datos solicitados, al final de la página aparece un botón enviar. Con esta instrucción se envían los datos a un servidor al cual el gestor de la aplicación accede con su usuario y clave de acceso para descargar la información solicitada dispuesta para ser procesada por la aplicación en un archivo Excel con el nombre que el usuario haya elegido en su reforma. Una vez descargado y almacenado en la carpeta donde se encuentra el programa, se está en disposición para abrir el programa. Éste automáticamente, tomará los datos desde el archivo con los que se ejecutará el programa. Más adelante en el capítulo correspondiente a toma de datos/interfaz de usuario se detallará todo este proceso. Figura 3.7. Ejemplo de datos volcados en programa 25

26 3.2. Análisis individual de las cargas que pueden intervenir en las reformas de importancia consideradas. A continuación se definen cada una de las cargas que sobre los vehículos pueden recaer tanto su tipología como los datos necesarios para su correcto procesado durante la ejecución del programa. Se mostrarán: esquemas de cada carga sobre la viga teórica, diagrama de momentos flectores y reacciones sobre los apoyos teóricos. Para las reacciones además de las ecuaciones de reparto de pesos sobre los apoyos se adjuntará una imagen del programa donde se aprecia ese reparto de pesos de cada carga sobre los citados apoyos. Imagen 3.8. Camión (1+1) En la imagen superior se muestra el croquis de uno de los vehículos sobre el cual se pueden llevar a cabo las distintas reformas. Se ha adjuntado para poder discernir con claridad la nomenclatura necesaria a la hora de llevar a cabo las reformas. A continuación se van a describir los repartos de pesos y diagramas flectores de las cargas que sobre el bastidor pueden recaer. En todos los diagramas flectores que aparecen las unidades empleadas son (kg*mm). Todas las masas en (kg) y todas las medidas en (mm). Si hay alguna excepción se mencionará Cargas concentradas. Es el tipo de carga más comúnmente empleada, ya que muchos de los elementos aunque con cierta base se suponen como elementos cuya carga representativa es una carga puntual. El tipo de diagrama flector que introducirá este tipo de carga será el descrito por una función lineal, aunque bien es cierto que ésta será una función discreta, ya que variará su pendiente dependiendo del tramo y la discretización que sufra el bastidor. 26

27 Masa de la grúa: carga concentrada aplicada en el centro geométrico de la grúa. Aunque bien es sabido que la grúa tiene una determinada longitud en su base, no es del todo desorbitado suponerla como una carga puntual aplicada en su centro de gravedad (c.d.g.). A continuación se adjunta croquis de la carga sobre la viga teórica, reparto de pesos (imagen del programa) y su diagrama de momentos flectores. Grúa central: tractocamión, camión y semirremolque. Para el caso del tractocamión y el camión se considera grúa central siempre que su c.d.g. esté situado entre los dos apoyos a tierra. Figura 3.8. Carga puntual central sobre viga Reacciones. En todos los casos en que se calculen reacciones a lo largo de la memoria, la primera reacción será R1 y la segunda R2, por simplificar la nomenclatura para el proceso. En la resolución de cada una de las cargas en el programa se le ha llamado de distinta forma a cada reacción, según convenga en la programación. R 1 (kg) = Pgrua * (L- y) / L R 2 (kg) = Pgrua * y / L R 1 = reacción de la grúa sobre el apoyo 1º R 2 = reacción de la grúa sobre el apoyo 2º y = 1200 mm (distancia desde punto de referencia a grúa) L = 4000 mm (Distancia entre apoyos) Pgrua = 1200 kg (Peso de la grúa) A continuación se adjunta la imagen de reparto de pesos en el programa. Figura 3.9. Reparto de pesos de grúa orden de marcha 27

28 En la imagen se puede apreciar el reparto de pesos del bastidor y de la grúa, aunque para nuestro caso sólo se atenderá al caso grúa. Gráfica 3.6. Diagrama de momentos flectores de carga puntual Se adjunta el código del momento flector de la grúa. Este código resuelve el caso de la grúa independientemente de su lugar ocupado sobre el bastidor y del número de ejes. Ya que una vez introducida por el usuario la distancia desde el primer apoyo a la grúa, dicha distancia será utilizada por el programa para localizar en función de las demás distancias la posición de la grúa, pudiendo discernir entre tres tipos de posición, delantera (grúa anterior al primer apoyo), trasera (grúa posterior al segundo apoyo) e intermedia (grúa contenida entre apoyos). If y < 0 Then If x < (kp + y) Then '1 Cells(5 + i, 8) = 0 Else If x >= (y + kp) And x <= kp Then '2 Cells(5 + i, 8) = -Pgr * (x - kp - y) Else If x > kp And x <= (L1 + kp) Then '3 Cells(5 + i, 8) = Rkpgr * (x - kp) + Pgr * (y + kp - x) Else If x > (L1 + kp) And x <= (L1 + kp + deje) Then '4 Cells(5 + i, 8) = Rgr2 * (deje + kp + L1 - x) + Rgr3 * (2 * deje + kp + L1 - x) Else If x > (L1 + kp + deje) And x < (due + kp) Then '5 Cells(5 + i, 8) = Rgr3 * (deje + kp + Bt - x) Else If x >= (due + kp) Then '6 Cells(5 + i, 8) = 0 End If End If End If End If End If End If Else 28

29 If (y + kp) >= kp And y < L1 Then If x < kp Then '1 Cells(5 + i, 8) = 0 Else If x >= kp And x <= (kp + y) Then '2 Cells(5 + i, 8) = Rkpgr * (x - kp) Else If x > (kp + y) And x <= (L1 + kp) Then '3 Cells(5 + i, 8) = Rkpgr * y + (Rkpgr - Pgr) * (x - kp - y) Else If x > (L1 + kp) And x <= (L1 + kp + deje) Then '4 Cells(5 + i, 8) = Rgr2 * (deje + kp + L1 - x) + Rgr3 * (2 * deje + kp + L1 - x) Else If x > (L1 + kp + deje) And x < (due + kp) Then '5 Cells(5 + i, 8) = Rgr3 * (deje + kp + Bt - x) Else If x >= (due + kp) Then '6 Cells(5 + i, 8) = 0 End If End If End If End If End If End If Else If y > due Then If x < kp Then '1 Cells(5 + i, 8) = 0 Else If x >= kp And x <= (kp + L1) Then '2 Cells(5 + i, 8) = Rkpgr * (x - kp) Else If x > (kp + L1) And x <= (L1 + kp + deje) Then '3 Cells(5 + i, 8) = Rgr2 * (deje + kp + L1 - x) + Rgr3 * (2 * deje + kp + L1 - x) + Pgr * (x - y - kp) Else If x > (L1 + kp + deje) And x <= (due + kp) Then '4 sino sale pues se pondrá Bt en lugar de L1+deje Cells(5 + i, 8) = Pgr * (x - kp - y) + Rgr3 * (deje + kp + Bt - x) Else If x > (due + kp) And x < (y + kp) Then '5 Cells(5 + i, 8) = Pgr * (x - kp - y) Else If x >= (y + kp) Then '6 Cells(5 + i, 8) = 0 End If End If End If End If End If End If End If End If End If 29

30 Para este primer caso se le han dado valores concretos a las variables que intervienen. Las siguientes cargas se expondrán de forma teórica y cuando se haya abordado toda la casuística se procederá a concretar valores en un caso práctico. Ver Anexo IV. Grúa trasera. Caso de carga puntual situada por detrás del segundo apoyo. A continuación se adjunta croquis de la carga sobre la viga teórica, reparto de pesos (imagen del programa) y su diagrama de momentos flectores. Figura Carga puntual trasera sobre viga biapoyada Las reacciones se calcularán de igual modo independientemente de donde se sitúe la grúa. En lo referente a reparto de pesos, al ser una carga trasera, se descargará el apoyo delantero. A continuación se muestra el reparto de pesos de dicha carga y su correspondiente diagrama de momentos flectores. Imagen Reparto de pesos Gráfica 3.7. Carga puntual trasera 30

31 Grúa delantera. Caso de caga puntual anterior al primer apoyo. No es corriente en el caso de camión ni de tractocamión. Si es más usual encontrarse este tipo de cargas en semirremolques, ya que a veces su grúa se sitúa anterior al King pin. A continuación se adjunta su esquema sobre la viga teórica, su reparto de pesos en el programa y su diagrama de momentos flectores. Figura Carga puntual delantera sobre viga biapoyada Cuyo reparto de pesos es: Figura Reparto de pesos en apoyos Se observa como la reacción en el segundo apoyo es negativa debido a que la carga se encuentra por delante del primer eje. Cuyo diagrama de momentos flectores es: Gráfica 3.8. Diagrama de momentos flectores carga puntual delantera 31

32 Masa de los conductores (tractocamión y camión): carga concentrada que se aplica a una distancia a solicitada al usuario como dato de entrada al ejecutar el programa. Según normativa se suele tomar este peso como 75 kg para conductor y 75 kg para cada uno de los ocupantes. A continuación se adjunta croquis de la carga sobre la viga teórica, reparto de pesos (imagen del programa) y su diagrama de momentos flectores. Figura Caga puntual sobre viga biapoyada Reacciones: R 1 (kg) = Pcond * (L- a) / L R 2 (kg) = Pcond *a / L a = distancia desde el apoyo primero a los conductores (mm) Pcond = masa de los conductores (kg) Como se ha visto anteriormente el diagrama, código y signo en la reacciones es igual que el caso de grúa delantera. Otros de los casos posibles de los conductores es que se sitúen justo encima del primer apoyo. Para dicho caso todo el peso recae sobre dicho apoyo, y el diagrama de momentos flectores es cero a lo largo de todo el bastidor. Apoyo 1º Apoyo 2º Total Figura Reacciones conductores Masa de los estabilizadores de la grúa: dispositivos auxiliares instalados (si es su caso) para aumentar la estabilidad transversal del vehículo cuando la grúa está trabajando. Se tratan como carga concentrada aplicada en su centro geométrico. Esta carga se comportará igual que para el caso del peso propio de una grúa trasera. Teniéndose en cuenta que para el caso de semirremolque con grúa trasera, éstos pueden estar antes del primer apoyo o en medio de ambos, para cualquiera de los casos anteriores, ya se ha expuesto su resolución con el caso de la grúa. 32

33 R 1 (kg) = Pg * (L- Dgt) / L R 2 (kg) = Pg *Dgt /L Pg = masa de los estabilizadores de la grúa Dgt = distancia desde el primer apoyo a los estabilizadores de la grúa Masa de las cargas opcionales: carga concentrada aplicada a la distancia indicada por el usuario. Ídem que para el caso del peso propio de la grúa. Esta carga puede ir localizada en cualquier lugar del bastidor. R 1 (kg) = Pi * (L- Di) / L R 2 (kg) = Pi *Di / L Di = distancia desde el apoyo primero a la carga opcional i (mm) Pi = masa de la carga opcional i (kg) Este tipo de cargas tienen la siguiente peculiaridad: Son cargas opcionales de las que el usuario puede o no hacer uso de ellas. Para el caso de camión y semirremolque, el número de estas cargas se ha limitado a tres (no es muy usual que se necesiten más de una o dos cargas opcionales). Pero para el caso de tractocamión se le da la opción al usuario de elegir tantas cargas opcionales como se desee. Esto conlleva una gran complejidad en la programación, ya que el programador no puede tener un programa cerrado, sino un programa que depende de las acciones del usuario. Para conseguir que estás cargas se comporten como las demás de cara a la programación ha sido necesario crear cierto número de bucles anidados, sabiéndose de la complejidad en ello, y no ya del mero hecho de emplear bucles, sino el hecho de poder utilizar esos datos a lo largo de todo el programa, ya que dichas cargas pueden influir muy mucho en el transcurso del programa. Como se verá más adelante, en el estudio de las inercias, también se ha dado opción a elegir el número de refuerzos. Fragmento de código necesario para el cálculo de los diagramas flectores de las cargas opcionales. Es de mencionar que el fragmento aquí adjuntado, está incluido en dos bucles anidados. If ng > 0 And u > 0 Then If Cells(55 + ng + u, 3) = 0 Or Cells(55 + ng + u, 3) = L1 Or Cells(55 + ng + u, 3) = (L1 + L2) Then Cells(5 + i, 14 + u) = 0 Else If Cells(55 + ng + u, 3) <= L1 Then 'caso 1; P entre eje 1 y 2 If x <= Cells(55 + ng + u, 3) Then Cells(5 + i, 14 + u) = Cells(104 + u, 2) * x Else If x > Cells(55 + ng + u, 3) And x <= L1 Then Cells(5 + i, 14 + u) = (-Cells(55 + u, 3) + Cells(104 + u, 2)) * x + (Cells(55 + ng + u, 3) * Cells(55 + u, 3)) Else If x > L1 And x <= (L1 + L2) Then 33

34 Cells(5 + i, 14 + u) = (-Cells(55 + u, 3) + Cells(104 + u, 2) + Cells(104 + u, 3)) * x - L1 * Cells(104 + u, 3) + Cells(55 + ng + u, 3) * Cells(55 + u, 3) '-Cells(104 + u, 4) * (x - L1 - L2) End If End If End If Else If Cells(55 + ng + u, 3) > L1 And Cells(55 + ng + u, 3) <= (L1 + L2) Then If x <= L1 Then Cells(5 + i, 14 + u) = Cells(104 + u, 2) * x Else If x > L1 And x <= Cells(55 + ng + u, 3) Then Cells(5 + i, 14 + u) = -Cells(104 + u, 3) * L1 + (Cells(104 + u, 2) + Cells(104 + u, 3)) * x Else If x > Cells(55 + ng + u, 3) And x <= (L1 + L2) Then Cells(5 + i, 14 + u) = (-Cells(55 + u, 3) + Cells(104 + u, 2) + Cells(104 + u, 3)) * x - L1 * Cells(104 + u, 3) + Cells(55 + ng + u, 3) * Cells(55 + u, 3) 'Cells(104 + u, 4) * (-x + L1 + L2) Else If Cells(55 + ng + u, 3) > (L1 + L2) Then Cells(5 + i, 14 + u) = 0 End If End If End If End If Else If Cells(55 + ng + u, 3) > (L1 + L2) Then If x <= L1 Then Cells(5 + i, 14 + u) = Cells(104 + u, 2) * x Else If x > L1 And x <= (L1 + L2) Then Cells(5 + i, 14 + u) = -Cells(104 + u, 3) * L1 + (Cells(104 + u, 2) + Cells(104 + u, 3)) * x Else If x > (L1 + L2) And x <= Cells(55 + ng + u, 3) Then Cells(5 + i, 14 + u) = (Cells(104 + u, 4) + Cells(104 + u, 2) + Cells(104 + u, 3)) * x - L1 * Cells(104 + u, 3) - Cells(104 + u, 4) * (L1 + L2) Else If x < Cells(55 + ng + u, 3) Then Cells(5 + i, 14 + u) = 0 End If End If End If End If End If End If End If 34

35 Masa de la carga: carga concentrada aplicada en el centro geométrico del king pin. Esta carga es debida al sustento de parte de la carga del semirremolque por el tractocamión. Para el caso de camión o semirremolque esta carga será una carga uniformemente distribuida (se estudiará en el caso de cargas distribuidas). Dicha carga podrá ir en medio o posterior al segundo apoyo. Cualquiera que sea su ubicación, se resolverá como los casos anteriores. A diferencia de las demás cargas, para ésta sólo será necesario pedir su distancia, ya que su masa será calculada por el programa, como la diferencia entre la MMA menos la tara del vehículo. R 1 = Pcarga * (L- kp) / L R 2 = Pcarga *kp / L Kp = distancia desde el apoyo primero al King pin Pcarga = MMA Td Tt Pgrua Pgatos Pcond Psch * (LTt sb - vd) - Pi Masa de plataforma elevadora (camión y semirremolque): carga concentrada aplicada en el final del bastidor (plataforma normal) o a trescientos milímetros de éste (plataforma retráctil). Se han tomado trescientos milímetros porque es lo más habitual de encontrar en el mercado. Cuando la plataforma actúa siempre se considerará la masa de la plataforma al final del bastidor como carga puntual, independientemente del tipo de plataforma. Para este caso sólo se le pedirá al usuario que defina el tipo de plataforma, no será necesario que introduzca la distancia al centro de gravedad de ésta. Los diagramas flectores y el reparto de pesos, será idéntico al caso de grúa trasera. R 1 = Ppe * (L- Dpe) / L R 2 = Ppe *Dpe / L Dpe = distancia desde el apoyo primero al centro de gravedad de la plataforma Ppe = masa de la plataforma elevadora trasera Cuando la plataforma actúa introduce un momento sobre el bastidor, este caso se estudiará más adelante cuando se analicen las cargas que producen momentos sobre el bastidor. n i 1 Masa del cilindro de caja basculante (camión y semirremolque): carga concentrada aplicada en el punto de unión del cilindro con el bastidor. Se resolverá igual que para el caso de grúa delantera o intermedia, dependiendo de la ubicación del cilindro. R 1 = Pcl * (L- Dcl) / L R 2 = Pcl *Dcl / L Pcl = masa del cilindro Dcl = distancia desde el primer apoyo al punto de unión cilindro-bastidor (c.d.g.) Para este caso al usuario será necesario pedir dos distancias. 35

36 Dbl= distancia desde el final de bastidor al bulón de caja basculante (mm) Dbc= distancia desde el bulón al punto de unión cilindro-bastidor (mm) Dcl = LT v Dbl - Dbc LT=Longitud total del vehículo v = voladizo delantero del vehículo Masa de carga sobre cilindro (caja basculando): carga concentrada aplicada en el punto de unión del cilindro con el bastidor. Su resultante y diagrama flector se calculará como en los casos anteriores. Para el cálculo no habrá que pedir datos al usuario, más de lo que ya se han introducido. Para dicho caso cuando la caja comienza a bascular, ya no se comporta como una carga distribuida, sino que toda su masa aplicada en su c.d.g. recaerá sobre el cilindro y el bulón, que son ahora los encargados de transmitir el peso de la carga del vehículo (antes distribuida, ahora como dos cargas concentradas) al bastidor. Para este caso será además necesario hacer dos comprobaciones, una con la caja a 0º y otra con la caja a 45º (debido a que todos los materiales, alimentos carga en definitiva tienen un ángulo de talud menor 45º). Carga sobre el cilindro con caja basculando a cero grados. Cco = Pcarga * (0.5 * (LT - dc1) - Dbl) / Dbc Reparto de pesos de carga (a 0º) sobre el cilindro en los dos apoyos teóricos del bastidor. R1 = Cco * (L - Dcl) / L R2 = Cco R1 dc1 = disctancia desde primer apoyo a inicio de caja Carga sobre el cilindro con caja basculando a 45º. Cc45 =Pcarga * (0.25 * 2 ^ (0.5) * (LT - dc1) - Dbl) / Dbc Reparto de pesos de carga (a 45º) sobre el cilindro en los dos apoyos teóricos del bastidor. R1 = Cc45 * (L - Dpe) / L R2 = Cc45 R1 Los diagramas flectores y los repartos de pesos se calcularán igual que en los casos anteriores. Masa de carga sobre bulón (caja basculando): tendrá la misma casuística que el caso anterior. Carga sobre el cilindro con caja basculando a 45º. Cblo = Pcarga Cco Reparto de pesos de carga (a 0º) sobre el bulón en los apoyos teóricos del bastidor. 36

37 R1 = Cblo * (LT - v - Dbl) / L R2 = Cblo R1 Carga sobre el cilindro con caja basculando a 45º. Cbl45 = Carga - Cc45 Reparto de pesos de carga (a 45º) sobre el bulón en los apoyos teóricos del bastidor. R1 = Cbl45 * (LT - v - Dbl) / L R2 = Cbl45 R1 Figura Croquis camión basculando Tara del vehículo antes de la reforma eje/s delanteros: carga puntual aplicada sobre los apoyos del vehículo. Para esta carga sólo se le pide al usuario la masa que recae sobre cada eje o grupo de ejes antes de haberse realizado la reforma, es decir, si el vehículo consta con dos ejes delanteros (tal es el caso de camión con 4 ejes (2+2)), el usuario debe de pesar en una bascula el tándem que forman los ejes delanteros (o mirar en ficha técnica), y con este dato y la MMA de cada eje el programa por si sólo adjudicará el peso correspondiente que recae sobre cada eje. En este caso al recaer la carga sobre el apoyo (ya que los ejes son el apoyo), el segundo apoyo de la viga teórica no conlleva repercusión alguna, es decir, su reacción debida a dicha carga es cero, y por lo tanto su diagrama de momentos flectores también es cero. Tara del vehículo antes de la reforma eje/s delanteros: ídem que para el caso anterior pero en los ejes traseros. 37

38 Cargas uniformemente distribuidas Para abordar la repercusión que estas cargas uniformemente distribuidas (c.u.d.) producen sobre el bastidor del vehículo se analizarán todas las disposiciones posibles. Aunque este análisis resulte un tanto repetitivo es necesario debido al modo en que el programa realiza los cálculos asociados a las mencionadas cargas. Es correcto pensar que calculando su c.d.g. obtener sus reacciones es igual que para el caso de las cargas puntuales. La diferencia aparece cuando hay que calcular sus diagramas de momentos flectores, debido a que la disposición de las cargas sobre el bastidor varía de un caso a otro. Las cargas comenzarán antes o después de los apoyos, serán continuas o no a lo largo del bastidor La discretización de la función momentos de estas cargas difiere una de otra, ya que nos encontramos ante multitud de posibilidades distintas, habida cuenta del número elevado de reformas que con el programa se pueden llevar a cabo. Las distintas posibilidades dependen: del tipo de vehículo y reforma a la que vaya a ser sometido (exceptuando tractocamión al que sólo le afecta la reforma de grúa), de la disposición de los ejes (que realmente son los causantes de los problemas en cuestión, ya que como se mencionó anteriormente el usuario puede elegir el número de ejes que desee dentro de la normativa). El programa debe de ser capaz de discernir cada caso y adaptar los límites de cada función de momentos flectores al caso que le ocupe. Por todo ello se van analizar un gran número de casos posibles de cargas distribuidas continuas, que aunque parezcan similares (que desde el punto de vista de respuesta mecánica de la viga si que lo son), los límites de su función de momentos flectores son muy distintos de unos casos a otros, como consecuencia la programación para este tipo de cargas ha sido algo arduo y extenso, amén de su complejidad. Masa sobrebastidor: carga uniformemente distribuida a lo largo del bastidor. Se solicita al usuario lugar de comienzo de la carga así como su masa por metro lineal de sobrebastidor. Se analizan todas las distintas disposiciones de carga uniformemente distribuida que puedan aparecer sobre las reformas. Carga con inicio posterior al primer apoyo teórico y fin posterior al segundo apoyo teórico. Este tipo de carga se encuentra en sobrebastidor de camión y tractocamión. Se solicita lugar de comienzo al usuario. A continuación se adjunta croquis de la carga sobre la viga teórica, reacciones, reparto de pesos en programa y diagrama de momentos flectores. 38

39 Figura Carga distribuida sobre viga biapoyada Reacciones en los apoyos para cargas continuas a una cierta distancia del primer eje. R2 = (Q * (LT - v - sb) * ((LT - v - sb) / 2 + sb)) / L R1 = Q * (LT - v - sb) - R2 Q = masa de la carga (kg/m) sb = distancia desde apoyo 1º a inicio del sobrebastidor El reparto de pesos en programa es: Figura Reparto de pesos sobre apoyos Gráfica 3.9. Diagrama de momentos flectores de carga distribuida Carga a lo largo de todo el bastidor. Los casos donde se encuentra este tipo de carga son sobrebastidor para semirremolque tipo 1 (plataforma) y tipo 2 (góndola). A continuación se adjunta croquis de la carga sobre la viga teórica, reacciones, reparto de pesos en programa y diagrama de momentos flectores. 39

40 Figura Carga uniformemente distribuida sobre viga biapoyada Reacciones. R2 = Q * (Ltt ^ 2 - v ^ 2) / (2000 * L) R1 = Q * LT / 1000 R2 Ltt = LT v (mm) A continuación se adjunta el reparto de pesos como se puede ver en el programa. Figura Reparto de pesos sobre apoyos Cuyo diagrama de momentos flectores. Gráfica Diagrama de momentos flectores de carga distribuida Carga anterior al primer apoyo sin sobrepasar éste, combinada con carga con inicio posterior al primer apoyo y fin posterior al segundo apoyo. Se encuentra en sobrebastidor para semirremolque tipo góndola cuello cisne. A continuación se adjunta croquis de la carga sobre la viga teórica, reacciones, reparto de pesos en programa y diagrama de momentos flectores. 40

41 Figura Carga uniformemente distribuida sobre viga biapoyada R2 = 0.5 * Q * ((Lc - kp) ^ * K * (LT - v * Lk)) / (1000 * L) R1 = Q * (Lc + Lk) R2 Son necesarias las siguientes distancias. Éstas no son específicas para el tipo de carga, ya que son medidas que se han introducido con anterioridad, al definir la geometría del vehículo. Lc = longitud del cuello del semirremolque (mm) Lk = longitud de cama del semirremolque (mm) Ltr = LT Lc Lk, longitud del tramo de transición (mm) En este tramo no encontramos sobrebastidor, ya que en las góndolas cuello cisne en dicho tramo no recae carga. A continuación se muestra un ejemplo de góndola cuello cisne. Figura Góndola cuello ciesne Gráfica Diagrama de momentos flectores de carga distribuida 41

42 Carga sobre el vehículo (camión y semirremolque): carga uniformemente distribuida a lo largo de la longitud apta para carga del vehículo. Se está ante una carga distribuida cuyo inicio es posterior al primer apoyo y cuyo fin también es posterior al segundo apoyo. El peso total de la carga se calcula como se estudio anteriormente, para la carga del tractocamión, pero ahora toda esa masa disponible en carga se divide por la longitud disponible para carga en el vehículo. - Carga sobre camión. El usuario debe introducir distancia desde primer apoyo a inicio de zona disponible para carga. A continuación se adjunta croquis de la carga sobre la viga teórica, reacciones, reparto de pesos en programa y diagrama de momentos flectores. Figura Carga uniformemente distribuida sobre viga biapoyada Reacciones en los apoyos para cargas continuas a una cierta distancia del primer eje. R2 = (q1* (LT - v dc1) * ((LT - v dc1) / 2 + dc1)) / L R1 = q1 * (LT - v dc1) - R2 Como se observa los cálculos son los mismos que para el caso de sobrebastidor posterior a apoyo 1º. Solamente que la magnitud de q1 es aproximadamente un orden mayor que Q. - Carga sobre los distintos tipos de semirremolque. Para el caso de semirremolque se analiza la carga en función del tipo de semirremolque sobre el que vaya a realizarse la reforma. A) Plataforma -Sin grúa: todo el bastidor está disponible para ser utilizado como carga, no se le solicitan datos al usuario. La casuística a resolver es exactamente igual al caso de sobrebastidor para semirremolque plataforma y semirremolque góndola. Nos encontramos ante una carga uniformemente distribuida continua a lo largo de todo el bastidor. -Grúa delantera: se resuelve exactamente igual que el caso estudiado anteriormente de carga para camión. Se está ante una carga continua con inicio posterior al primer y fin posterior al segundo apoyo. Carga uniformemente distribuida continua desde inicio de semirremolque hasta cierta distancia porterior al segundo apoyo. Este caso se estudia en: Grúa trasera para plataforma, sólo se solicita al usuario, dc1 = distancia desde el inicio del semirremolque al final de la carga 42

43 1ª. A continuación se adjunta croquis de la carga sobre la viga teórica, reacciones, reparto de pesos en programa y diagrama de momentos flectores. Figura Carga cud sobre viga biapoyada Reparto de pesos: R2 = q1 * ((dc1 - v) ^ 2 - v ^ 2) / (2 * L) R1 = q1 * dc1 R2 Apoyo 1º Apoyo 2º Total Figura Reacciones de carga uniformemente distribuida sobre apoyos A continuación se muestra su diagrama de momentos flectores. Gráfica Diagrama de momentos flectores sobre viga biapoyada Carga uniformemente distribuida con discontinuidad en el centro. Este tipo de carga se encuentra en: Grúa central, para este caso se consideran dos cargas distribuidas sobre el bastidor, pero ambas de la misma magnitud, por lo que la información necesaria por parte del usuario será solamente distancias concernientes a dichas cargas. La magnitud de la carga uno q1 es exactamente igual a la de la carga dos q2. Se podría haber hecho como una sola carga, pero se ha procedido de este modo por facilitar el trabajo. A continuación se adjunta 43

44 croquis de la carga sobre la viga teórica, reacciones, reparto de pesos en programa, diagrama de momentos flectores y código de programación. dc1 = distancia desde inicio de semirremolque (sm) al final de carga dc2 = distancia desde final de sm al inicio de carga due = distancia desde apoyo 1º a último eje de sm Figura Cargas uniformemente distribuidas sobre viga biapoyada Reacciones: R1 = q1 * dc1 * (L + v * dc1) / L R2 = q1 * dc1 - R1 R2 = q2 * dc2 * (LT - v - dc2 / 2) / L R1 = q2 * dc2 R2 Apoyo 1º Apoyo 2º Total Figura Reparto de pesos sobre apoyos A continuación se muestra su diagrama de momentos flectores. Carga 1ª Gráfica Diagrama de momentos flectores sobre viga biapoyada 44

45 Carga 2ª Gráfica Diagrama de momentos flectores sobre viga biapoyada Código del cálculo de las reacciones para cualquier disposición de carga en semirremolque tipo plataforma: If Tipo = 1 Then If Pgr = 0 Then Rtq1 = q1 * ((LT - kp) ^ 2 - (kp - dc1) ^ 2) / (2000 * Bt) Rkpq1 = q1 * (LT - dc1) / Rtq1 Rkpq3 = 0 Rkpq2 = 0 End If If Pgr > 0 Then If y < 0 Then 'plataforma grua lantera Rtq1 = q1 * ((due + v) ^ 2 - dc1 ^ 2) / (2000 * Bt) Rkpq1 = q1 * (due + v - dc1) / Rtq1 Rkpq3 = 0 Rkpq2 = 0 Else If 0 < y And y < L1 Then 'plataforma grua central Rkpq1 = q1 * dc1 * (Bt + kp * dc1) / (1000 * Bt) Rtq1 = q1 * dc1 / Rkpq1 Rtq2 = q2 * dc2 * (LT - dc2 / 2 - kp) / (1000 * Bt) Rkpq2 = q2 * dc2 / Rtq2 Rkpq3 = 0 Else If y > L1 Then 'plataforma grua trasera Rtq1 = q1 * ((dc1 - kp) ^ 2 - kp ^ 2) / (2000 * Bt) Rkpq1 = q1 * dc1 / Rtq1 Rkpq3 = 0 Rkpq2 = 0 End If End If End If End If End If 45

46 B) Góndola -Sin grúa: todo el bastidor está disponible para ser utilizado como carga, no se solicitan datos al usuario. La casuística a resolver es exactamente igual al caso de sobrebastidor para semirremolque plataforma y semirremolque góndola. Caso de carga continua a lo largo de todo el semirremolque. -Grúa delantera: se resuelve exactamente igual que el caso estudiado anteriormente de carga para camión. Carga uniformemente distribuida con inicio posterior al primer apoyo y fin posterior al segundo apoyo. Carga uniformemente distribuida con inicio a una cierta distancia desde el inicio del semirremolque (dc1) y cuyo fin es posterior al primer apoyo (se aprecia en la figura adjunta). Se encuentra este tipo de carga en: Cuello de góndola con Grúa trasera: (normalmente de menor magnitud que la carga sobre la cama). Carga uniformemente distribuida cuyo inicio y fin se encuentran entre ambos apoyos. Aparecen este tipo de carga en: Cama de góndola con Grúa trasera, esta última suele ser de mayor magnitud que la primera debido a que la cama es la zona dedicada para carga principalmente. De hecho en esta zona es donde nos encontramos con el bastidor de mayor momento de inercia debido a los perfiles de mayor tamaño. A continuación se adjunta croquis de la carga sobre la viga teórica, reacciones, reparto de pesos en programa y diagrama de momentos flectores. Figura Cargas sobre viga teórica Datos a solicitar por el gestor de la aplicación a través de la página web facilitada al usuario. q1 = peso de la carga 1ª (kg/m) dc1 = distancia desde el inicio del sm al inicio de la carga 1ª (mm) dc2 = distancia desde el inicio de la cama al final de la carga 2ª (mm) Reacciones: R2 = q1 * ((Lc - v) ^ 2 - (v - dc1) ^ 2) / (2 *L) R1 = q1 * (Lc - dc1) R2 R2 = q2 * dc2 * (dc2 / 2 + Lc - v) / L 46

47 R1 = q2 * dc2 - R2 Pcarga = MMA - Pkp - Ptd - Pp1 - Pp2 - Pp3 - Q * (Lc + K) / Pg - Pgr - q1 * (Lc - dc1) q2 = Pcarga / dc2 Apoyo 1º Apoyo 2º Total Figura Reacciones de cargas uniformemente distribuidas sobre apoyos A continuación se adjuntan los diagramas de momentos flectores. Carga 1ª. Como se aprecia en la figura anterior, esta carga es mucho menor que la siguiente, y es debido a que la principal zona de carga se encuentra ubicada en la cama del vehículo. Gráfica Diagrama de momentos flectores de carga cud Carga 2ª. En dicha figura se aprecia una parábola casi perfecta debido a que la carga no se encuentra con discontinuidades por la zona de la cama. Es de mencionar que en orden de marcha, ésta es la carga predominante que sobre el bastidor recae. Gráfica Diagrama de momentos flector de carga cud 47

48 -Góndola grúa intermedia: para este caso son tres cargas distribuidas uniformemente las que sobre el vehículo recaen. La primera se encuentra en el cuello del semirremolque que corresponde a uno de los casos estudiados con anterioridad (Carga uniformemente distribuida con inicio a una cierta distancia desde el inicio del semirremolque (dc1) y cuyo fin es posterior al primer apoyo), y para ésta se solicita al usuario la distancia dc1 que es la distancia desde el inicio del SM al inicio de la carga 1ª, así como su masa por metro lineal q1. La segunda carga que sobre el vehículo recae también se ha estudiado en casos anteriores (Carga distribuida cuyo inicio y fin se encuentra ubicado entre ambos apoyos). La tercera carga, caso que también ha sido estudiado (Carga uniformemente distribuida con inicio posterior al primer apoyo y fin posterior al segundo). La segunda y tercera cud se encuentran ubicadas en la cama del semirremolque, ambas son de igual magnitud relativa. Éstas se calculan como las cargas anteriores, diferencia entre la MMA del vehículo y todas las demás cargas, como se indica a continuación. A continuación se adjunta croquis de la carga sobre la viga teórica, reacciones, reparto de pesos en programa y diagrama de momentos flectores. Pcarga = MMA - Pkp - Ptd - Pp1 - Pp2 - Pp3 - Q * (Lc + K)- Pg - Pgr - q1 * (Lc - dc1) Una vez calculada la carga, se obtendrán las restantes de igual modo que se hizo anteriormente para los distintos casos estudiados, q2 = Pcarga / (dc2 + dc3), siendo la carga tercera igual a la segunda. dc2 = Distancia desde el inicio de la cama al final de la carga 2ª (kg/m) dc3 = Distancia desde el final del SM al inicio de la carga 3ª (kg/m) A continuación se muestra en la figura la distribución de las cargas sobre el bastidor. Figura Cud sobre viga biapoyada Cuyas reacciones de cada carga sobre los apoyos son: R2 = q1 * ((Lc - v) ^ 2 - (kp - dc1) ^ 2) / (2 * L) R1 = q1 * (Lc - dc1) R2 R2 = q2 * dc2 * (-kp + Lc + dc2 / 2) / L R1 = q2 * dc2 - R2 R2 = q3 * dc3 * (-kp + LT - dc3 / 2) / L R1 = q3 * dc3 R2 48

49 Cuyo reparto de pesos se mostrará en la hoja correspondiente de programa tal y como se aprecia en la figura adjunta: Apoyo 1º Apoyo 2º Total Figura Reparto de pesos de cud Los diagramas de momentos flectores que estas cargas producen son semejantes a los vistos anteriormente. La primera cud produce un diagrama de momentos flectores igual al de la cud primera para el de caso de semirremolque con grúa trasera. La cud segunda al igual que la anterior, produce un diagrama de momentos flectores igual a la cud segunda del caso de semirremolque plataforma con grúa trasera, ya que se está ante una cud central. Y en cuanto a la última responde a la misma casuística de la tercera carga del caso semirremolque plataforma grúa central. Con este último caso ya se han abordado todas las posibles disposiciones de cargas uniformemente distribuidas que sobre el bastidor pueden aparecer durante la reforma Momentos concentrados Tipo de carga introducida por las reformas destinadas a elevar carga, tal es el caso de grúa para los tres casos de vehículos disponible, como plataforma elevadora trasera, que como se ha mencionado se instalará en camión y semirremolque tipo plataforma. Estos momentos dan lugar a una discontinuidad en el diagrama de momentos flectores igual a su modulo. De ahí que cuando se analice el caso de plataforma elevadora, al estar ésta situada al final del vehículo, el momento flector no se haga cero al final del bastidor sino que tenga un determinado valor, esta magnitud es igual al peso soportado por la plataforma multiplicado por la mitad de su longitud disponible para carga. Para el caso de grúa la magnitud del momento será aportada por el usuario, ya que es un dato propio de cada grúa. Tras esta breve explicación se procede al estudio de los posibles momentos que sobre el bastidor puedan recaer. Momento positivo: Es introducido por grúa delantera o grúa intermedia actuando hacia detrás. El usuario debe introducir el momento de elevación de la grúa (M), peso en punta de la misma (Pp) y distancia desde el c.d.g. de la misma al punto de referencia que se haya hecho mención (y). Para el caso de grúa actuando no se debe olvidar que el peso propio de la grúa no produce momento, pues éste con grúa actuando recae sobre el apoyo de la viga teórica que para el caso serán los gatos de la grúa (dichos gatos actúan siempre que lo haga la grúa). 49

50 A continuación se adjunta croquis de la carga sobre la viga teórica, reacciones, reparto de pesos en programa y diagrama de momentos flectores. L = L1 - y R1 = Pgrua + Pp- M / L R2 = M / L Figura Momento concentrado sobre viga biapoyada El reparto de pesos por apoyo para este caso, no es el mismo que en orden de marcha, ya que como se mencionó antes, los apoyos de la viga teórica se han modificado al actuar los gatos de la grúa y/o posibles estabilizadores traseros (a excepción de grúa trasera, en cuyo caso no son traseros). Para el caso que se ha resuelto como ejemplo, solamente ha variado el apoyo delantero, ya que no lleva estabilizadores traseros. Apoyo 1º Apoyo 2º Total Figura Reacciones de momento concentrado Cuyo diagrama de momentos flectores que este tipo de momento produce sobre el bastidor. Gráfica Diagrama de momentos flectores de momento concentrado Otro caso a añadir de momento positivo es el caso de grúa instalada al final del semirremolque como se aprecia en la siguiente figura. A continuación se adjunta croquis de la carga sobre la viga teórica, reacciones, reparto de pesos en programa y diagrama de momentos flectores. 50

51 Figura Momento concentrado sobre viga biapoyada Cuyas reacciones son: R1 = M / L R2 = Pgr+Pp - M / L Y su reparto de pesos al igual que en los casos anteriores es: Apoyo 1º Apoyo 2º Total Figura Reacciones de momento concentrado Y su diagrama de momentos flectores correspondiente es: Gráfica Diagrama momentos flectores Momento negativo (con estabilizadores): es introducido por el caso de semirremolque para cualquiera de sus tipologías disponibles con grúa intermedia actuando hacia delante. Los datos a solicitar son los mismos que para el caso de momento positivo. Es de mencionar, que durante el trabajo de la grúa para esta disposición pueden ocurrirse los dos momentos alternativamente, dependiendo de la zona a cargar del semirremolque, de ahí, que cuando se estudie el caso de grúa sea necesario tener en cuenta ambos momentos para la comprobación del bastidor. A continuación se adjunta croquis de la carga sobre la viga teórica, reacciones, reparto de pesos en programa y diagrama de momentos flectores. 51

52 Figura Momento concentrado sobre viga biapoyada Aunque en el croquis aparezcan dos momentos dibujados (M-, M+), sólo se estudia para este apartado el momento negativo. Reacciones. R1 = Pgr +Pp+ M / L R2 = -M / L Al igual que el caso anterior el reparto de pesos no es el mismo que orden de marcha, dicho reparto se encuentra en la hoja del programa correspondiente a la grúa. A continuación se muestra dicho reparto como se observaría en el programa y su correspondiente gráfico de momentos flectores. Apoyo 1º Apoyo 2º Total Figura Reacciones de carga momento concentrado Cuyo diagrama de momentos correspondiente es: Gráfica Diagrama momentos flectores de momento concentrado 52

53 Momento introducido por plataforma: este tipo de carga sólo se encuentra en el camión y en semirremolque tipo plataforma. En los demás casos no se puede llevar a cabo esta reforma debido a la poca altura existente entre el bastidor y el suelo para los demás tipos de semirremolque y para del el caso tractocamión no tiene cabida esta tipo de reforma. En orden de marcha ya se estudió como el peso propio de la plataforma se comporta como una carga puntual. Durante el trabajo de la plataforma esta carga puntual (peso propio de la plataforma) recae al final del semirremolque independientemente del tipo de plataforma ante la que nos encontremos (normal o retráctil). A diferencia de los momentos concentrados introducidos por la grúa, el introducido por la plataforma no presenta tal discontinuidad porque no recae sobre el apoyo como ocurre con la grúa (gatos de grúa siempre actúan cuando lo hace ésta). Para el cálculo de este momento concentrado se ha considerado que la carga que la plataforma eleva, y causa el momento concentrado al final del bastidor del vehículo, recaiga a una distancia desde el primer apoyo igual a la longitud desde dicho apoyo al final del bastidor mas la mitad de la longitud de la plataforma elevadora. De ahí que si se prolongase la función de momentos flectores que en la gráfica (3.20) se ve truncada al final del bastidor se llegue al punto de aplicación de la carga. No se estudia en profundidad porque habrá un apartado dedicado exclusivamente a la plataforma elevadora. El usuario debe introducir el tipo de plataforma (normal o retráctil) así como su longitud (Lpe). También se necesita el peso propio de la plataforma (Ppe) y el peso de la carga a elevar por la misma (Pp). A continuación se adjunta croquis de la carga sobre la viga teórica, reacciones, reparto de pesos en programa y diagrama de momentos flectores. M = Lpe / 2 * Pp Dcpe = LT + Lpe / 2 - kp, distancia de aplicación de la carga. Figura Momento concentrado sobre viga biapoyada Cuyas reacciones son: R1 = Pp * (L - Dcpe) / L R2 = Pp * Dcpe / L El reparto de pesos al igual que estudio para el caso de la grúa no será el mismo que orden de marcha sino que el programa calcula un nuevo reparto en la hoja de cálculo correspondiente a la plataforma elevadora trasera. A continuación se muestra el nuevo reparto de pesos. 53

54 Apoyo 1º Apoyo 2º Figura Reacciones de plataforma elevadora actuando En la figura anterior, aparece Peso de Plat.Elev, corresponde al peso propio de la plataforma elevadora, este peso no interviene en el momento concentrado que la carga produce sobre el bastidor. A lo que se debe atender es a Carga de Plat.Elev que es la que realmente introduce el momento concentrado al final del bastidor. Si han aparecido los dos repartos de pesos en la imagen no ha sido por error, sino para evitar la posible confusión. Tras el reparto de pesos se procede al estudio del gráfico de momentos flectores. En dicho diagrama se aprecia que al final del mismo no se hace cero el valor del diagrama de momentos flectores debido al momento que introduce la carga, como cabía esperar. Gráfica Diagrama flector de momento concentrado Una vez analizadas todas y cada una de las cargas posibles que sobre los vehículos pueden recaer durante las reformas llevadas a cabo, se procede al análisis del conjunto de las cargas actuando de forma simultánea sobre el bastidor de los distintos vehículos Vehículo en orden de marcha. El análisis del vehículo en orden de marcha se explica con un ejemplo teórico práctico (tractocamión con grúa sin gatos estabilizadores). Para el estudio de los capítulos: caja basculante, plataforma elevadora trasera y grúa, todos ellos actuando, se elegirán otros de los vehículos disponibles. Para este apartado se comprueba la resistencia del bastidor con el vehículo en orden de marcha y sometido a la suma de los momentos flectores que las cargas, que sobre el vehículo recaen, producen sobre el bastidor. Se considera orden de marcha la situación en la que ningún dispositivo instalado tras la reforma/s en el vehículo esté actuando. Como ya se ha estudiado en los capítulos anteriores todas las cargas posibles que sobre el bastidor del vehículo pueden actuar, se continúa analizando el orden de marcha como un caso teórico práctico. En este apartado se han adjuntado algunas pantallas del programa 54

55 gestionado por el técnico. A continuación se adjunta el croquis correspondiente al caso que servirá como ejemplo. Figura Camión (1 +1 ) Siendo éste el caso a tratar, a continuación se adjunta el esquema de la viga teórica con las correspondientes cargas. Como se aprecia en la siguiente figura, el peso de la carga es puntual y esto es debido, tal y como se mencionó con anterioridad, a que para el caso de tractocamión la carga que el vehículo puede soportar se comporta como una carga puntual concentrada. Las cargas que se observan en la figura son de fácil interpretación. Figura Cargas sobre viga biapoyada Supuesto ya la introducción de los datos a través de la web y volcados en el programa, se procede directamente al reparto de pesos en orden de marcha de dicho vehículo. 55

56 Figura Reparto de pesos Para el caso elegido, se observa en la figura anterior que se sobrepasa la MMA del segundo eje. Ante este tipo de problemas, el programa facilita la modificación de los datos necesarios a través de la hoja del programa Datos. No será necesario volver a solicitar al usuario nuevos datos, ni por supuesto, volver a introducirlos todos de nuevo a través de la web. Para ello se han programado distintas funciones con las que poder realizar, por parte del técnico, las modificaciones pertinentes. Una vez realizadas las modificaciones que el técnico crea pertinentes podrá informar al usuario cuales han sido y cómo sería posible resolver los problemas que la reforma presenta con los datos iniciales que facilitó el usuario. Para este caso lo único que se ha hecho es añadir una carga opcional (se pueden añadir cuantas se desee, y donde se desee a lo largo de todo el bastidor) anterior al primer apoyo, con lo que conseguimos una descarga del eje sobrecargado. A continuación se adjunta la figura con el nuevo reparto de pesos. Figura Reparto de pesos corregido 56

57 Se aprecia como todos los pesos están en orden, es decir, no se sobrepasa la MMA de ninguno de los ejes. Una vez analizados los repartos de pesos y comprobados que todos están dentro de lo permitido, se procede al estudio de los diagramas de momentos flectores de dichas cargas. Gráfica Diagrama suma de momentos flectores (predomina carga puntual) Realizado el reparto de pesos (por comodidad se continuará con el primero caso aunque sobrepase la masa máxima autorizada del segundo eje ya que este sobrepeso no tiene mayor consecuencia para el estudio de los diagramas de momentos flectores), se procede con el cálculo de todos los diagramas de momentos flectores debidos a las cargas que actúan sobre el tractocamión. Esto se ha resuelto en el programa con una función discreta que recorre el bastidor desde su inicio hasta su final para cada carga. Obtenido el diagrama de momentos flectores de cada una de las cargas que sobre el bastidor recaen, se obtiene un diagrama de momentos flectores suma de los diagramas de momentos flectores de cada una de las citadas cargas. Analizándose el diagrama arriba adjuntando se observa cómo hay una leve curvatura a lo largo de su recorrido debido a la carga distribuida uniformemente que introduce el peso del sobrebastidor en toda su longitud. En los casos que se analizarán más a delante se observará una curvatura mucho más pronunciada, a consecuencia de que para ellos, la carga dominante será una carga uniformemente distribuida. Por el contrario para el caso objeto de estudio la carga predominante, es la carga concentrada que sobre el King pin del vehículo recae. Esta carga tal y como se explicó antes, es una carga puntual, de ahí que se produzca ese máximo en la gráfica en su punto de aplicación. El segundo máximo que se puede observar es debido al peso propio de la grúa instalada tras la reforma del vehículo. Por más claridad se va adjuntar la suma de momentos en orden de marcha de uno de los vehículos cuya carga predominante sea una carga uniformemente distribuida. 57

58 Gráfica Diagrama suma de momentos flectores (predomina cud) El ejemplo que se aprecia en la figura anterior, es el correspondiente a un semirremolque con grúa delantera. Aunque es ésta una carga puntual acentuada, debido a su elevado peso propio, se observa que lo que realmente predomina el diagrama es una curvatura debido a que la principal carga que recae sobre el vehículo como ya se ha mencionado, es una carga uniformemente distribuida, de un orden de magnitud superior a la carga uniformemente distribuida que sobre el tractocamión recae (peso del sobrebastidor). Es de mencionar que los pequeños cambios en la curvatura que aparecen al final de la gráfica son consecuencia de las reacciones que los tres ejes traseros del semirremolque introducen. Para todos los casos diferentes de estudio el programa devuelve el máximo momento flector, así como su ubicación. Tras el análisis del reparto de pesos y los esfuerzos sobre el bastidor en orden de marcha, se procede al estudio de la estabilidad longitudinal y transversal en orden de marcha. Es necesario calcular previamente el centro de gravedad del vehículo con respecto al apoyo trasero y su altura respecto al suelo. El cálculo del centro de gravedad (c.d.g.) del vehículo es consecuencia del promedio de todos los c.d.g. de los elementos que componen el vehículo. Así se tiene: Donde: Distancia del c.d.g. del conjunto a apoyo trasero S = [ (Masa * c.d.g.)] / MMA Altura de c.d.g. del conjunto al suelo h = [ (Peso * h(c.d.g.))] / MMA Vía media V = (vía delantera + vía trasera) / 2 Masa = Masa de la carga c.d.g. = distancia del centro de gravedad del elemento al apoyo trasero h (c.d.g.) = altura del centro de gravedad del elemento al suelo 58

59 MMA = Peso máximo admitido del vehículo Estabilidad longitudinal. Se considera que existe estabilidad longitudinal en orden de marcha si: h < S / 0,33 Estabilidad transversal. Se considera que existe estabilidad transversal en orden de marcha si: h < 1,66 * V Consideraciones adicionales: Las constantes que se aplican para la comprobación de estabilidad tanto transversal como longitudinal (1,66 y 0,33 respectivamente) son distintas en función de la documentación consultada, para el caso abordado en este manual se han tomado datos según Muñoz Gracia que responden a una serie de cálculos que no son objeto para dicho manual. Estos parámetros se han adoptado por ser los valores más comúnmente aceptados. Para poder llevar a cabo estas comprobaciones son necesarios la entrada de los siguientes datos por parte del usuario, que se recogen en la página web. Para el caso de camión y tractocamión. dqs = distancia del centro de gravedad (c.d.g.) de la carga al suelo dauts = distancia del (c.d.g.) del autobastidor al suelo dconds = distancia del (c.d.g.) de los conductores al suelo dgs = distancia del (c.d.g.) de los estabilizadores de la grúa al suelo dsbs = distancia del (c.d.g.) del sobrebastidor al suelo dgrs = distancia del (c.d.g.) de grúa al suelo vd = vía delantera vt = vía trasera Además para el camión se debe solicitar la distancia de la plataforma elevadora o el basculante, si lo llevasen, al suelo. dpes = Distancia del (c.d.g.) de la plataforma elevadora al suelo dcls = Distancia del (c.d.g.) del cilindro al suelo Además es de mencionar que para el caso de semirremolque no se solicitan datos de masas de conductores, pues no lleva. Además si la grúa no se instala en uno de los extremos del vehículo o se está ante una góndola sea del tipo que fuere, se debe introducir por parte de usuario las distancias de las posibles cargas que aparezcan al suelo. Para todos los casos antes citados se solicita la distancia de las posibles cargas opcionales al suelo. dpi = Distancia del (c.d.g.) de la carga opcional i al suelo 59

60 Tras la inserción de todos los datos pertinentes el programa calcula el c.d.g. del conjunto y su altura, tras lo cual, realiza las comprobaciones antes mencionadas, devolviendo un mensaje de conformidad o disconformidad. A continuación se adjunta una pantalla tipo del programa. Figura Estabilidad del vehículo en orden de marcha Los datos necesarios para este apartado correspondientes a pesos están almacenados en la memoria programa, por lo que no es necesario introducirlos de nuevo Inercias El hecho de llevar a cabo una reforma sobre el vehículo en la cual se vea modificada su comportamiento mecánico hace ver la necesidad de comprobar la resistencia del bastidor de 60

61 dicho vehículo. Por consiguiente, los primeros datos que se le deberán solicitar al usuario son relativos es la geometría del bastidor, teniéndose en cuenta que los bastidores más comunes para camión y tractocamión son perfiles en U y que para los semirremolque perfiles en I. Hch = altura bastidor Anc = anchura bastidor Ech = espesor bastidor Al ser vehículos destinados al transporte carga, es lícito pensar en la necesidad de un refuerzo para dicha carga, y así se comprobará. Cabe citar las diferencias que se pueden encontrar en cuanto instalación de un sobrebastidor o refuerzo. Para el caso del tractocamión, al ser su carga de tipo puntual, el refuerzo será localizado allí donde dicha carga recaiga, siendo esa zona, habitualmente aquella donde va instalado el king pin. Para el caso del camión se instalará un sobrebastidor corrido a lo largo del bastidor del vehículo. Este sobrebastidor normalmente ocupa la longitud de la caja del vehículo, ya que es la zona destinada a carga. En el caso del semirremolque, el sobrebastidor abarcará toda la longitud del vehículo, ya que todo él está en su mayoría destinado a carga. En la imagen siguiente se muestran dos tipos de sobrebastidores típicos, semirremolque y camión. Para llevar a cabo la instalación de sobrebastidor el usuario dispone de cuatro tipos distintos de sobrebastidor a elegir: - Sobrebastidor cerrado - Sobrebastidor chapa plegada en U - UPN - IPE Tipo I Tipo II, III Figura Perfiles inercias Para la elección de cualquiera de ellos tiene a su disposición un desplegable en la web, lo que le imposibilita la confusión de elegir más de uno. 61

62 Figura Tipo de perfil, desplegable Dependiendo de cuál sea la elección del usuario se le solicitarán los datos que correspondan. En el caso de elegir Cerrado o Chapa plegada en U el usuario deberá introducir la geometría de dichos perfiles del mismo modo que lo hizo para el bastidor. Si por el contrario el usuario decide reforzar eligiendo un perfil normalizado tal es el caso de UPN o IPE, no tendrá que introducir más dato que el tipo de perfil, ya que no es necesaria su definición geométrica al haberse tabulado en el programa todos los datos geométricos y de inercias de cada uno de los perfiles que conforman la series, tanto UPN como IPE. Para el caso del tractocamión no se considera un sobrebastidor como en los casos anteriores, sino que se instalará un refuerzo que se instalará en la zona del king pin como ya se mencionó anteriormente. Para este refuerzo al igual que en los casos anteriores el usuario tendrá la opción de elegir entre varios de ellos. En este caso las posibilidades que se ofrecen son reforzar mediante un perfil en L invertida o una chapa plegada en U. Cualquiera que haya sido el elegido por dicho el usuario deberá ser definida tanto geométricamente (igual que en los casos anteriores, altura, anchura, espesor) como posicionalmente respecto a alguna referencia. ikp = distancia desde el primer apoyo al punto de inicio del refuerzo del king pin. Lkp = longitud del refuerzo del king pin A continuación se muestra una figura del caso de refuerzo en L invertida. Figura Inercias, king pin 62

63 No hay que olvidar que todas las imágenes son ejemplificadoras, las proporciones pueden que no se conserven, no es lo que se pretende, sino una mayor claridad. Una vez descrito el modo de resolución para el aumento de la inercia del vehículo en zona/s, destinadas a carga, se procede al estudio de otra de las zonas que más pueden ver mermadas sus condiciones mecánicas al realizarse reformas sobre ellas: el emplazamiento de la grúa, ya que se introduce un gran momento concentrado, así como, una concentración de carga en una zona muy reducida del bastidor. Para este problema se utilizará un refuerzo localizado. Refuerzo zona grúa: Tractora: Se podrán elegir entre dos tipos de perfil normalizados, UPN y HEB, que al igual que para el sobrebastidor no será necesario definir su geometría, sólo su tipo, ya que se encuentran tabulados en el programa, tanto geométricamente como su momento de inercia. En este caso tampoco habrá que definir la posición del refuerzo, pues se ha considerado centrado en el punto donde se aplica la carga de la grúa como carga puntual. Si será necesario introducir por el usuario la longitud del tramo de refuerzo. Camión: Para el caso del camión se dispondrán de más opciones para reforzar en zona grúa. Al igual que para su sobrebastidor se puede optar en la elección de varios perfiles (UPN, IPE, chapa plegada en U, chapa cerrada), y en función del elegido será necesario su geometría o tipo, como ya se explicó anteriormente. Para el caso del camión, como caso exclusivo, también se ofrece la opción de reforzar con el mismo perfil que se ha dispuesto para reforzar la zona de carga: no es que se emplee uno similar sino que este mismo se prolonga y hace de refuerzo de la grúa. Este caso será posible siempre y cuando nos encontremos ante una grúa de pequeñas dimensiones, ya que para el caso para una grúa medianamente grande, habría que sobredimensionar el sobrebastidor en zona de caja innecesariamente, con el encarecimiento de la ejecución del proyecto que conllevaría. Para este caso, al igual que para el anterior (tractocamión), no será necesario solicitar lugar de comienzo del refuerzo de grúa, se considerará centrado y sólo se solicita la longitud del mismo. Además de esta opción, la de disponer el sobrebastidor como refuerzo para la grúa, también se le ofrece al usuario la opción de prolongar el sobrebastidor de la caja y añadirle un refuerzo en la zona de la grúa. Será necesario que el usuario defina cómo quedará la disposición del sobrechasis en la zona grúa. Para ello se ha introducido un menú desplegable con las siguientes opciones: Bastidor + Sobrebastidor de la caja+ Sobrebastidor grúa Figura Refuerzo grúa 63

64 Bastidor + Sobrebastidor de la caja Figura Refuerzo grúa Bastidor + Sobrebastidor grúa Figura Refuerzo grúa Cuyo menú desplegables es: Figura Tipo de refuerzo Los croquis de la grúa con sus refuerzos no están a escala, se han adjuntado para aclarar en la medida de lo posible las distintas opciones de refuerzo para esta zona entre las que el usuario puede elegir como solución al problema establecido. Semirremolque: A diferencia del camión y tractocamión, el bastidor del semirremolque no es de sección continua por lo que para su resolución será necesaria una discretización, como más adelante se explica con detalle. Además será necesario definir la geometría de los perfiles tanto en la zona del cuello como en la cama. Los tipos de perfiles con los que se va a poder reforzar son HEB e IPE, y como en los casos anteriores no hay que definir su geometría, aunque bien es cierto que para este caso será necesario definir su ubicación, distancia desde el king pin al inicio del refuerzo y longitud del mismo. Como para el caso del camión, el 64

65 usuario también tendrá la opción de que el sobrebastidor para la carga sea corrido o no en el tramo de refuerzo de grúa. Hc = altura cuello Hk =altura cama Ac = anchura cuello Ak = anchura cama Ec = espesor cuellos Ek = espesor cama Figura Inercias, refuerzo grúa Dependiendo del tipo de refuerzo elegido para la zona de la grúa y sabiendo que en dicha zona el perfil debe estar cerrado, se le ofrece al usuario la posibilidad de reforzar con platabandas adicionales en dicha zona. No es obligatorio que las platabandas se usen para cerrar el perfil, pues bien este puede ser cerrado, sino que éstas pueden usarse como un refuerzo más. Dichas platabandas podrán ir localizadas en cualquier disposición en el refuerzo; vertical, horizontal, encima del bastidor, encima del conjunto bastidorsobrebastidor debido a la variedad de disposiciones que pueden ocurrir, será necesario solicitar al usuario anchura, altura y distancia desde su centro de gravedad a la fibra de referencia (parte inferior del bastidor del vehículo). Además se evita que en algunas ubicaciones puedan dar lugar a fallo en el programa para el cálculo del centro de gravedad del conjunto (c.d.g.). Como se ha mencionado anterioridad, para el caso de las platabandas se solicitó la distancia desde su c.d.g. a la fibra de referencia, pero para el caso de los perfiles, bien refuerzos o bien sobrebastidor esta distancia no se solicita, sino que el programa es capaz de calcularlo por sí mismo al ser las piezas simétricas y contar con todos los datos de alturas necesarios. Al enfrentarnos a unos elementos que se pueden colocar en cualquier disposición, puede que estén instaladas entre el bastidor y el sobrebastidor o refuerzo, lo que imposibilita al programa calcular el centro de gravedad del conjunto y las distancias del c.d.g. de cada perfil a la fibra de referencia. A consecuencia de ello es necesario hacer algunas comprobaciones para el cálculo exacto de la posición del c.d.g. del conjunto y de cada perfil en por separado. Primera: comprobará que la platabanda esté en posición horizontal o vertical, para ello compara la anchura con la altura de la pieza, si su altura es mayor que su anchura se supondrá pieza en vertical (las platabandas no suelen ser piezas de geometría cuadrada). 65

66 Segunda: si la pieza está colocada en posición horizontal y la distancia de su c.d.g. a la fibra de referencia es menor que la distancia del c.d.g. del sobrebastidor o refuerzo a la fibra de referencia, se considerará la pieza colocada entre el bastidor y el sobrebastidor. Por lo consiguiente, la distancia del c.d.g. del sobrebastidor o refuerzo a la fibra de referencia se verá incrementada en la altura de la platabanda. A todo lo anterior hay que añadir la complejidad que conlleva que el usuario pueda elegir el número deseado de platabandas, pues no tiene limitación alguna. Además, en el caso de semirremolque se solicitaron dos distancias adicionales (una debida al cuello del semirremolque y la otra debida a la cama) desde el c.d.g. de la platabanda a la fibra de referencia (FR). A continuación se adjunta parte del código para el cálculo de las inercias en la zona de refuerzo de grúa. If x >= irg And x < (irg + drg) And irg <> kp Then Cells(30 + i, 6) = Ac + Asb + Agr + L26 'Área total dcgr = hc + hsb + hgr / 2 'distancia del sb grúa a fibra referencia If (Cells(26 + T, 3) > Cells(25 + T, 3)) And (Cells(27 + T, 3) <= dcgr) Then dcgr = dcgr + Cells(25 + T, 3) End If Cells(30 + i, 8) = (Ac * hc / 2 + Asb * (hsb / 2 + hc) + Agr * dcgr + L25) / (L26 + Ac + Asb + Agr) 'centro de gravedad Inrf = 0 T = 0 hrf = 0 For cont = 1 To j Inrf = Inrf + 2 * ((Cells(29 + T, 3) / 2 + Cells(28 + T, 3) * (Cells(27 + T, 3) - Cells(30 + i, 8)) ^ 2)) If Cells(26 + T, 3) > Cells(25 + T, 3) Then ' la altura de la platabanda va a sumar si ésta se pone hrf = hrf + Cells(25 + T, 3) ' en acostada sobre los perfiles, si su cometido es cerrar End If ' otro perfil esa altura no nos intesa que sume. T = T + 7 Next cont Cells(30 + i, 7) = 2 * ((Inc / 2 + Ac * (Cells(30 + i, 8) - hc / 2) ^ 2) + (Insb / 2 + Asb * (Cells(30 + i, 8) - hc - hsb / 2) ^ 2) + (Ingr / 2 + Agr * (Cells(30 + i, 8) - dcgr) ^ 2) + Inrf / 2) Cells(30 + i, 10) = hc + hsb + hrf + hgr 'h(x) End If (Todo este código a su vez se encuentra dentro de otro bucle). 66

67 Teorema de Steiner El teorema de Steiner o de ejes paralelos permite, conocidos los momentos respecto a ejes que pasen por el centro de gravedad, calcular muy fácilmente los momentos de inercia respecto a ejes paralelos que no pasen por el centro de gravedad. Aplicaremos la fórmula: I = I 0 + A y Donde: I: Momento de inercia respecto al eje que no pasa por el centro de masa. I 0 : Momento de inercia para el eje que pasa por el centro de gravedad. A: Área de la sección transversal. Y: Distancia entre el nuevo eje y el eje que pasa por el centro de gravedad. Dicho teorema lo usaremos para calcular el momento de inercia del conjunto bastidorsobrebastidor. Momento Resistente Momento de inercia del área de la sección transversal de un elemento estructural dividido por la distancia de la fibra neutra a la fibra extrema. Se le denomina también Módulo de Inercia ó Módulo Resistente. En nuestro caso hallaremos el momento resistente referente a la fibra superior e inferior debido a que el bastidor y el sobrebastidor podrán tener distinto límite elástico como veremos posteriormente: I( x) W ( xmáx) Y( xmáx) Siendo: W (x) : Momento resistente de la sección transversal. I (x) : Momento de inercia del área de la sección transversal. Y (xmáx) : Distancia de la fibra neutra a la fibra de referencia. Figura Diagrama Tensiones 67

68 Para obtener el momento resistente el programa hará la comprobación de tomar el mayor valor de Y. Esto lo resuelve devolviendo una columna con 1 y 2, indicando un uno que el Y1 es superior a Y2, y un dos lo contrario. Este será necesario porque el acero de los perfiles de los refuerzos (el usuario podrá elegir entre tres tipos de acero para los refuerzos 26, 36, 42 kg/mm 2 ) no tiene por qué coincidir con el del bastidor (se ha supuesto que el tipo de acero del bastidor es un 42, ya que es el más utilizado). Por ello para calcular el coeficiente de seguridad (en el siguiente punto se explica), es muy importante saber donde se produce la mayor tensión que sobre el bastidor producen las distintas cargas. Criterio de seguridad Los cálculos realizados sobre los vehículos tienen un fin claro: obtener un factor que indique la resistencia de la estructura que soporta las cargas. Es necesario porque el vehículo cargado debe moverse en unas condiciones mínimas de seguridad. Calculamos, pues, el factor de seguridad K que relaciona los esfuerzos que se dan en la estructura con el límite elástico del material que los compone. Se obtiene de la expresión siguiente: K e M x 2W xx σ e, es el límite elástico de los materiales utilizados en los elementos resistentes, es un dato que debe ser proporcionado por el usuario, pudiendo ser diferente en los refuerzos y en el bastidor (el del bastidor se considerará siempre kg/mm 2 ). 2W XX es el momento resistente en el eje x del elemento resistente (los dos largueros del bastidor). M X es el momento flector a lo largo del eje longitudinal del vehículo. Tanto 2W XX como M X se obtendrán haciendo uso de los cálculos necesarios que se irán mostrando a lo largo de la memoria. Cálculo de las inercias: Para el cálculo de los momentos de inercia del sistema chasis-sobrechasis se parte de dos configuraciones básicas, dependiendo de las secciones comúnmente empleadas de sobrechasis (el chasis usualmente es en forma de U): Sobrechasis rectangular hueco (tipo I). Sobrechasis en forma de U (tipo II, III). Se calcula el momento de inercia total respecto a la fibra de referencia usando el teorema de Steiner. El resultado obtenido se multiplica por dos para representar los dos largueros del bastidor del vehículo. 68

69 Inercia del chasis: I xx (chasis) = 1/12 b h 3 1/12 (b-e) (h-2e) 3 Inercia del sobrechasis: I xx (sobrechasis) = 1/12 b h 3 1/12 (b 2e )(h -2e ) 3 (TIPO I) I xx (sobrechasis) = 1/12 b h 3 1/12 (b e )(h -2e ) 3 I xx (sobrechasis) = 1/12 b h 3 I UPN (TIPO II) (TIPO III) I xx (sobrechasis) = 1/12 b h 3 1/12 (b e )(h -2e ) 3 (Perfil en U) I xx (sobrechasis) = 1/12 b h 3 1/12 (b 2e )(h -2e ) 3 (Perfil cerrado) I xx (total) = I xx (chasis) + A (chasis) * (h/2-y) 2 + I xx (sobrechasis) + A (chasis) * (d -Y) 2 Refuerzo king-pin: I xx = I xx (total) + I xx (king-pin) + [ A(chasis) + A(sobrechasis) ] * ( Y - Y ) 2 + A(king-pin) * (dkp-y ) 2 Refuerzo grúa: I xx = I xx (total) + I xx (grúa) [ A(chasis) + A(sobrechasis) ] * ( Y - Y ) 2 + A (grúa)*(h + h + hgr /2-Y) 2 Donde: A(chasis) = área del chasis A(sobrechasis) = área del sobrechasis Y=distancia desde la fibra neutra a la fibra de referencia Y = (A(chasis)*h/2 + A(sobrechasis)*d ) / (A(chasis) + A(sobrechasis)) En los casos en los que sea necesario, se reforzará el conjunto bastidor-sobrebastidor añadiendo una o varias platabandas de distintas formas según necesidades, como se mencionó anteriormente. Desde el punto de vista de cálculo se resuelve añadiendo un término más a la ecuación anterior por cada platabanda, de forma que se puede expresar como sigue: I xx (completo) = I xx (total) + [ A(chasis) + A(sobrechasis) ] * ( Y - Y ) 2 + [I xx (platabanda i) + A (platabanda i) * (d i - Y ) 2 ] Y = [ ( A(chasis)+A(sobrechasis) ) * Y + Ai * di ] / (Ach +Asb + Ai) 69

70 En este último caso, es necesario tener en cuenta el área de las platabandas para el cálculo de Y. Metodología seguida para el caso de perfiles de sección variable (caso del semirremolque tipo 1, plataforma): Como se ha mencionado anteriormente los perfiles utilizados en el cuello son de distinta altura a los utilizados en la cama. Esta variación de sección se ha resuelto mediante un perfil con forma de trapecio, como se aprecia en la figura siguiente. En la realidad el perfil que une el cuello y la cama no tiene forma recta, sino que describe una curva con forma de parábola, pero se ha resuelto de este modo por la simplicidad en los cálculos, ya que no difiere mucho de la realidad. Figura Perfil semirremolque plataforma Para calcular la inercia en el tramo de transición se ha supuesto la unión de los perfiles mediante un perfil trapezoidal. La inercia, el área, el momento resistente, la distancia desde la fibra de referencia a la fibra neutra y la altura del mismo está todo en función de x. En la hoja de inercia del correspondiente Excel se muestran todos estos datos en una tabla que recorre todo el bastidor. En esta tabla, además de los datos antes indicados, aparecen en la última columna unos y dos ( Y 2 ) indicando esto la zona donde existe un mayor esfuerzo, siendo uno ( Y 1 ) la parte inferior de la viga y dos la superior. Ésta es una columna auxiliar para el cálculo del momento resistente, ya que para el cálculo de éste se requiere la mayor Y (distancia de la fibra de referencia al extremo más alejado), puesto que para calcular el coeficiente de seguridad del bastidor se debe tener en cuenta qué Y se ha utilizado, ya que el acero de los refuerzos puede ser de distinta resistencia al del bastidor. Además se debe tener en cuenta que el usuario puede elegir el tipo de acero deseado para los refuerzos, de entre los tres más comunes (26, 36, 42). Lo que a su vez puede dar lugar al hecho de que los refuerzos aumenten considerablemente el momento de inercia en la zona donde estén ubicados y debido a esto cuando se compruebe el coeficiente de seguridad del bastidor, puede que el mínimo no esté en la zona donde se localice el máximo momento flector, ya que podemos encontrar distintos refuerzos y aceros a lo largo de todo el bastidor. La inercia se obtendrá mediante el uso de Steiner y las funciones que a continuación se muestran: ( hk hc ) arctg Ltr h tg h tg *( Lc x) Lc x 70

71 ( hk hc ) h *( Lc x) Ltr ec ek A( x) ( Ac h * em ) em b * h' ( b e)*( h' 2e) I( x) h' ( hc h) I( x) W ( xmáx) Y( xmáx) e espesor _ cuello e e h h c K m c K espesor _ cama espesor _ medio Es el caso que ha servido de ejemplo anteriormente. De las reformas que sobre el camión suelen realizarse pueden ocurrir simultáneamente la de grúa-plataforma elevadora trasera, así como grúa-caja basculante, pero raramente se da el caso de plataforma elevadora trasera- altura _ cuello altura _ cama En este caso los puntos más desfavorables del chasis no tienen por qué coincidir con la zona de la grúa, King-pin o carga ya que se tienen zonas muy desfavorables en el centro del bastidor debido al resto de cargas posibles. Esta será la imagen que el técnico visualiza en la hoja de cálculo de inercias, en la cual podrá encontrar una serie de columnas, que cada una de ellas recorre todo el bastidor. La primera columna sin título es la columna de discretización del bastidor, como se puede apreciar en la imagen avanza de treinta en treinta milímetros (este valor es susceptible de cambios si el técnico cree conveniente hacer otro tipo de discretización). El resto de son de fácil entendimiento, excepto la última, que tal y como se explico anteriormente es una columna cuya utilidad no es otra que informar al programa de cual es la mayor de las Y. Figura Distinción del acero 3.5. Plataforma elevadora 71

72 caja basculante. Es de mencionar que se pueden llevar a cabo cada una de ellas por independiente en las distintas variantes posibles en el camión (2, 3, 4 ejes, grúa con/sin gatos ). Para el caso del semirremolque estás reformas sólo podrán llevarse a cabo en el primer tipo (tipo de semirremolque plataforma con grúa delantera), ya que en el resto (góndola y góndola cuello cisne), las alturas del los bastidores hacen imposibles estás modificaciones. Las reformas que sobre el bastidor haya que realizar serán las mismas para el semirremolque que para el camión, así que se procederá a analizar el caso del camión. Las hipótesis que se han tomado para la plataforma elevadora son las que a continuación se enumeran: Se podrán elegir entre dos tipos de plataforma: normal/retráctil Normal, el peso de la plataforma se supondrá como una carga puntual al final del camión. Cuando la plataforma esté actuando, el peso propio de ésta acusará sobre el bastidor el mismo momento que en orden de marcha, pero la carga que la plataforma es capaz de elevar introducirá un momento concentrado sobre la cola del bastidor que será igual al peso de dicha carga por la mitad de la longitud de la plataforma, como se puede apreciar en la figura anterior. Retráctil, el peso de la plataforma se supondrá como una carga puntual alejada trescientos milímetros del final del bastidor del camión debido a su posición plegada en orden de marcha. Cuando ésta pase a trabajar, se comportará idénticamente a la plataforma normal. Figura Camión con plataforma La viga teórica con las cargas quedará tal y como se puede apreciar en la siguiente figura. En dicha viga sólo aparecerán dos apoyos, ya que como se menciono anteriormente, el eje tándem se reducirá en un apoyo teórico. 72

73 Figura Cargas sobre viga No se ha indicado ninguna cota, ya que todas las distancias necesarias para las cargas se han descrito anteriormente. Se ha omitido la carga del sobrebastidor en la viga teórica, por claridad, pero no por ello se dejará de calcular en cada uno de los esfuerzos. Para caso objeto de estudio; la siguiente figura muestra su diagrama de momentos flectores totales. Como era de esperar, la carga dominante para este caso es la carga uniformemente distribuida del vehículo. A simple vista parece no apreciarse el momento introducido por la grúa (que también es considerable), pero si se observa con minuciosidad se verá un leve pico al inicio de la curva donde su pendiente es positiva. Al final del gráfico (zona posterior del bastidor) se puede apreciar que el momento no se hace cero, y esto es consecuencia del momento introducido por la plataforma elevadora trasera. Los dos picos negativos que se observa son los debidos a las reacciones del en cada uno de los ejes que forman el tándem tras su descomposición en dos apoyos. Gráfica Diagrama flector total plataforma Cada vez que actúe algún elemente del vehículo será necesario realizar un nuevo reparto de pesos, debido a que la actuación de dicho elemento puede variar los repartos respecto al orden de marcha. A continuación, se adjunta el reparto de cargas que para la plataforma elevadora realiza el programa en su hoja de trabajo. Bien es cierto que la carga sobre el primer eje supera la MMA de dicho eje, pero si este sobrepeso no es muy elevado, se considera admisible, ya que el eje está actuando sólo ante una carga estática, y no como sucede en orden de marcha, que debe responder tanto a carga estática como dinámica. 73

74 Figura Reparto de pesos Para comprobar la estabilidad longitudinal del vehículo (que es la única que se va comprobar cuando actúa este tipo de elementos) se hace cumplir que la carga sobre el apoyo delantero no se haga negativa. Al igual que en orden de marcha el programa mostrará el máximo momento flector que sobre el vehículo aparezca. El programa, además de calcular el momento flector en cada tramo discretizado del vehículo, también calcula el coeficiente de seguridad tal y como se explico anteriormente. Para este coeficiente de seguridad se tomará la tensión que proceda, bien la del refuerzo, bien la del bastidor, todo depende de donde se encuentre la tensión máxima, si por encima o por debajo de la fibra neutra. M ( x) máx W ( xmáx) 3.6. Caja basculante Esta reforma, al igual que la reforma de plataforma elevadora trasera, sólo se podrá realizar sobre camión y sobre semirremolque tipo plataforma. Y de igual modo que en la caso de plataforma, podrá ser simultánea con la reforma de instalación de grúa, siempre que se trate de grúa delantera. Mientras el camión no esté basculando, la carga se comporta como una carga distribuida en la longitud de caja, y lo único a tener en cuenta es el momento que el peso propio del cilindro basculante introduce sobre el bastidor. En el instante en que el camión comience a bascular, habrá que realizar dos comprobaciones sobre el bastidor: una en el momento justo en el que empieza a bascular (0º) y otra a 45º (debido a que todos los materiales, alimentos carga en definitiva tienen un ángulo de talud menor a 45) que son los puntos críticos de este caso. Las hipótesis que se han supuesto son que el peso de la carga se reparte en dos cargas puntales, una en el cilindro y la otra en el bulón trasero. Como ya se ha mencionado, las reformas caja basculante y plataforma elevadora trasera no pueden ser simultáneas, de ahí que por simplicidad para el técnico se haya decidido realizar el programa de manera que las variables necesarias para plataforma sean las misma que para la caja basculante: no se analizan unas variables para caja y otras para plataforma, sino que las mismas (con sus valores correspondientes, como es lógico) valdrán para ambos casos. A continuación se mostrará un ejemplo de camión (1+1) con caja basculando pero sin grúa. 74

75 Figura Caja basculante Lo mismo que ocurre para el caso de la plataforma, será necesario un nuevo reparto de pesos, con la peculiaridad de que todo lo que figura en dicho reparto son cargas puntuales debido a como se ha comentado a que la carga del vehículo, cuando éste comienza a bascular, se transmite al bastidor como dos cargas puntuales sobre cilindro elevador y bulón de giro. En dicho reparto de pesos, se podrán ver dos Totales y esto es como consecuencia de que se realizan dos comprobaciones para todo el bastidor (al igual que en el caso del semirremolque con grúa intermedia), una para 0º y la otra para 45º. La representación de las cargas sobre la viga teórica quedará del siguiente modo: Figura Carga distribuida descompuesta en dos puntuales sobre viga A la que le corresponderán dos diagramas de momentos flectores totales según el ángulo de basculamiento. Diagrama de momentos flectores totales a 0 º: 75

76 Gráfica Diagrama flector caja basculando a 0º Haciendo un breve análisis de las gráficas, se observan dos valores extremos (máximo y mínimo), que coinciden, como era de esperar, con la posición del cilindro y del bulón sobre el bastidor. La leve curvatura que se aprecia en la gráfica es la debida al peso propio del sobrebastidor, que es la única carga uniformemente distribuida que sobre el bastidor recae cuando la caja bascula, puesto que la carga y la caja ha pasado de ser uniformemente distribuidas a dos cargas puntuales concentradas. Como se observa en la siguiente gráfica es similar a la primera con la única diferencia de que al estar la caja a 45º, recae más peso sobre el bulón, descargándose el peso que sobre el cilindro recae. Diagrama de momentos flectores totales a 45 º. Gráfica Diagrama flector caja basculando a 45º De nuevo nos remitimos al caso de la plataforma en la similitud con el objeto de estudio actual. Para el cálculo de la estabilidad longitudinal se tratará exactamente igual a como se realizó en el caso de plataforma elevadora, acentuando la diferencia de que a en este caso se tienen que realizar dos comprobaciones a 0º y 45º. 76

77 Figura Reparto de pesos caja basculando actuando 3.7. Grúa actuando Para el caso a abordar existen multitud de combinaciones, ya que esta reforma se puede instalar con cualquier otra y en cualquier vehículo, amén de que en el semirremolque puede ocupar cualquier posición en cualquiera de los tipos disponibles. Además de todo ello, para la grúa existe la posibilidad de instalar unos estabilizadores traseros, que como ya se mencionó con anterioridad, estos junto a los gatos de la grúa hacen que varíe por completo la resolución del problema, al tener dos nuevos apoyos (sólo uno nuevo en el caso de que no se instalen los estabilizadores): se hace necesario calcular nuevas reacciones para todas las cargas así como un nuevo reparto de pesos nuevo. Para el cálculo de las nuevas reacciones se ha mantenido la casuística analizada en el estudio de las cargas tanto puntuales como distribuidas, con la única modificación de la distancia entre apoyos, que en función del caso a resolver será una u otra: esa distancia puede variar si se instalan estabilizadores, según el número de ejes, la posición que ocupe la grúa en el vehículo, el tipo de vehículo que se esté reformando, etc. Por este motivo se adjunta parte del código programado para el cálculo de la nueva distancia entre apoyos. If y <= L1 Then If Pg > 0 Then dv = kp + y da = Dgt - y Else If Pg = 0 Then dv = kp + y da = Bt - y End If End If Else If y > (Bt + L2) Then If Pg > 0 Then 77

78 dv = kp + Dgt da = y - Dgt Else If Pg = 0 Then dv = kp da = y End If End If End If End If Para el cálculo de la grúa actuando el usuario debe introducir ciertos datos referentes a la grúa como son su momento de elevación, su peso en punta, su distancia entre apoyos tanto delanteros como traseros. Los apoyos delanteros serán los propios gatos de la grúa (a excepción del caso de grúa trasera que serán los correspondientes, a estabilizadores o vía trasera del tractocamión al que se acople el semirremolque). Actuarán como apoyo trasero los estabilizadores si hubiera o la vía trasera del vehículo. Como ejemplo se toma un semirremolque tipo plataforma con grúa intermedia de tres ejes y sin estabilizadores traseros. Se ha elegido grúa intermedia porque en este caso ocurre lo mismo que para la caja basculante: es necesario realizar dos comprobaciones por introducirse dos momentos concentrados distintos en función del lado hacia el que actúe la grúa. Figura Semirremolque plataforma 78

79 Y cuyo esquema sobre la viga teórica es: Figura Cargas de semirremolque sobre viga Como en el caso del camión, al realizarse dos comprobaciones, también aparecen dos gráficos de momentos totales: uno para el total con el momento negativo y otro para el positivo. Es de mencionar que el programa localizará el máximo momento flector sea cual sea la disposición en la que se produzca, así como la máxima tensión, que como se hizo mención anteriormente, no tiene por qué corresponder con el máximo momento flector. Grúa actuando hacia atrás: Gráfica Diagrama flector grúa actuando 79

80 Grúa actuando hacia delante. Gráfica Diagrama flector grúa actuando Se puede observar una discontinuidad de distinto signo dependiendo de hacia donde esté actuando la grúa y en el lugar de aplicación de ésta, debido al gran momento concentrado que puede llegar a introducir la grúa al actuar. Como en los casos anteriores, también se debe comprobar la estabilidad longitudinal, de forma similar, pero con la particularidad de comprobar la estabilidad transversal, debido al peligro de vuelco al actuar la grúa. Estabilidad Transversal: Para comprobar la estabilidad transversal se supone la grúa trabajando en posición perpendicular al eje que une los apoyos laterales del vehículo (el ancho máximo delantero y el trasero) ver Figura. Si en esta situación el momento generado por la tara del vehículo es superior que el momento de elevación de la grúa la situación se considera estable. Figura Grúa en trabajo transversal 80

81 Donde: V Distancia entre apoyos transversales delanteros. r Alcance máximo de la grúa. c.d.g. Distancia del centro de gravedad de la TARA del vehículo al eje 2º. Vm Anchura en apoyos traseros (Vía trasera o anchura de gatos, según corresponda) De la Figura 3.62 se deducen los siguientes cálculos: = arctg [(V/2 Vm/2) / (p y)] l = V/2 / tg l 0 = l (p y) x 1 = r l * sin( ) x 2 = (c.d.g + l0) * sin( ) De estos resultados y los datos del fabricante de la grúa se deduce que para que haya estabilidad transversal debe cumplirse: TARA * x 2 > Ppunta * x 1 + PGRUA * (c.d.g. (grúa)-l * sin( )) Donde: Ppunta Peso en punta de la grúa Mg Máximo momento de elevación de la grúa c.d.g(grúa) = (Mg Ppunta * r) / PGRUA La comprobación de ambas estabilidades aparece en la hoja de cálculo de la grúa, como se muestra en la figura. Figura Estabilidad Nota: Se ha adjuntado un ejemplo de resolución, ver Anexo IV. 81

82 3.8. Casos posibles de resolución. Con _ estabilizadores _ traseros Con _ grúa 2 _ Ejes Sin _ estabilizdores _ traseros Sin _ grúa Con _ estabilizdores _ traseros Con _ grúa Tractocamión 3_ Ejes Sin _ estabilizdores _ traseros Sin _ grúa Con _ estabilizdores _ traseros Con _ grúa 4 _ Ejes Sin _ estabilizdores _ traseros Sin _ grúa Con _ estabiliza dores _ traseros Con _ grúa Plataforma 2 _ Ejes Sin _ estabilizd ores _ traseros Basculante Sin _ grúa Con _ estabilizd ores _ traseros Con _ grúa Plataforma Camión 3_ Ejes Sin _ estabilizd ores _ traseros Basculante Sin _ grúa Con _ estabilizd ores _ traseros Con _ grúa Plataforma 4 _ Ejes Sin _ estabilizd ores _ traseros Basculante Sin _ grúa 82

83 Y para el semirremolque se tienen: Plataforma Góndola Góndola cuello _ cisne Con _ estabilizadores Con _ grúa Plataforma 1_ Ejes Sin _ estabilizdores Basculante Sin _ grúa Con _ estabilizdores Con _ grúa Plataforma 2 _ Ejes Sin _ estabilizdores Basculante Sin _ grúa Con _ estabilizdores Con _ grúa Plataforma 3_ Ejes Sin _ estabilizdores Basculante Sin _ grúa Por lo que el número de casos posibles a resolver por el programa son 81 diferentes tipologías de modificaciones sufridas por los vehículos. Con estos esquemas se ha buscado la claridad y el principal objetivo de ellos es apreciar de un simple vistazo el gran número de casos que la aplicación permite resolver. Nota: Anexo IV. Resolución de caso práctico. 83

84 4. INTERFAZ DE USUARIO/TÉCNICO. En este capítulo se explica la interfaz con la que el usuario de la reforma interactuará. Tras el estudio de la parte con la que el usuario (taller homologado de reformas o técnico competente) ha lidiado, se procederá a la descripción de la herramienta (programa informático de cálculo de reformas) con la que el gestor de la reforma opere. Para el estudio teórico-práctico de ambas partes se hace uso de un ejemplo de resolución del programa que facilitará el entendimiento del mismo Interfaz usuario. Como se explicó con anterioridad en el capítulo segundo de este trabajo, el usuario encargado de realizar o ejecutar la reforma tendrá acceso a un enlace de una página web (imagen inferior) facilitado por el gestor de la aplicación. En dicha página el usuario podrá ver tres imágenes de diferentes vehículos (tractocamión, camión y semirremolque). Cada una de estas representaciones redirigirá al usuario a la página del vehículo sobre el cual se vaya a realizar la reforma. Figura 4.1. Página principal 84

85 Una vez en la página del vehículo sobre el cual se realiza la reforma el usuario comenzará a introducir los datos que se le soliciten. Los primeros a los que deberá hacer frente corresponden a datos identificativos del usuario, así como los datos correspondientes al vehículo (marca, modelo ) sobre el que se vaya a ejecutar la reforma. A continuación se muestra la imagen con la que el usuario se encontrará tras cliquear el enlace elegido anterior. Para el caso mencionado se estudiará una reforma tipo, los datos de usuario y los referentes al tipo de camión serán arbitrarios, no así los datos técnicos necesarios para llevar a cabo la reforma. La reforma que se toma como ejemplo consiste en la instalación de grúa y plataforma elevadora en camión de tres ejes, con la disposición (1+2). Se adjunta croquis del camión así como la parte de toma de datos correspondientes. Figura 4.2. Croquis camión con plataforma Para la imagen que se muestra a continuación, cabe mencionar la importancia para la correcta ejecución del programa de que el usuario introduzca como primer dato su nombre o el de la entidad que él represente en la casilla Nombre solicitante. De lo contrario no se almacenarán los datos en las demás casillas al recargar la página cada vez que sea necesario. Debido a las distintas posibilidades de configuración que puedan ir surgiendo durante la introducción de datos por parte del usuario en las que la página deba volver a cargarse por necesidad de omisión o aparición de alguna celda/s de solicitud de datos. Esto ocurre debido a que no se trabaja con un programa para cada reforma, sino ante un programa capaz de resolver multitud de casuísticas distintas para un mismo vehículo. 85

86 Figura 4.3. Entrada de datos personales El último de los datos a introducir es el Número de bastidor. Este dato tiene gran importancia ya que cuando se cumplimenten todos los demás datos y se envíen, el formulario.xls que se genera, lo hará con el nombre del tipo de vehículo reformado (en este caso camión) más este nombre, tal que: camion_404fm12.xls. Con estos datos iniciales y antes de introducir ningún otro dato técnico del vehículo, el usuario elegirá la disposición de ejes que el camión tiene: aparece un menú desplegable en el que debe elegir entre las posibles casuísticas de camiones de entre dos a cuatro ejes que se puedan dar. Se adjunta imagen de la página web de este hecho. Para el caso del semirremolque, el usuario no elige entre el número de ejes sino entre el tipo de semirremolque sobre el que se vaya a hacer la reforma (plataforma, góndola, góndola cuello cisne). En este caso el programa debe conocer a qué tipo de semirremolque se le realiza la reforma, ya que entre ellos son muy distintos en lo referente a discretización del bastidor. Y al contrario de lo que ocurre en el camión, el semirremolque siempre tiene el mismo apoyo delantero, ya que no puede variar su número de ejes para dicho apoyo, pues no lleva: en el camión puede haber dos ejes delanteros con la complicación que supone realizar todos los cálculos, ya que hay que obtener su apoyo teórico. El tractocamión al ser el caso más sencillo de los abordados no necesita que el usuario haga distinción alguna, el programa por sí mismo y con los datos de distancias introducidos es capaz de discernir cual es la casuística a tratar. Figura 4.4. Selección de camión Este dato es necesario para el programa de cálculo, tanto la disposición como el número de ejes del vehículo. Es muy importante por ser el dato encargado de dirigir al programa por un tipo de programación u otra. Al realizarse todos los cálculos por funciones discretas, como bien se estudió con anterioridad, la ubicación de estos ejes son los principales límites de dichas funciones, de ahí su gran importancia. Se ha realizado un programa en el que se 86

87 abarque todo, sin necesidad de tener pequeños programas para cada casuística diferente. A consecuencia de los muchos y diferentes casos, el código del programa se ha hecho extenso, tedioso y arduo llegándose a programar más de líneas de código. A este número de líneas programadas en Macros para Excel (VBA), se le deben añadir las líneas de código necesario para la programación de todas las páginas web, amén de todos los cálculos necesarios y comprobaciones que han sido necesarios hacer a mano. En la figura adjunta aparecen los datos referentes a distancias que el usuario debe aportar al técnico según la tipología del vehículo. En la imagen se aprecian casillas para datos que quizás no sean necesarios para el caso que se va a ejecutar. Como se mencionó anteriormente, para abarcar muchísimas y diferentes reformas. De ahí, que sea necesaria una página que englobe el mayor número de casos posibles. Por este motivo habrá celdas con valor nulo. Para el caso que sirve de ejemplo, en la celda correspondiente a distancia entre 3º y 4º eje, el usuario se debe limitar a introducir los datos que a su reforma conciernan. Se debe atender a algunas notas aclaratorias en cuanto a la solicitud de datos para el semirremolque referentes a su carga, ya que estos pueden ser muy variados debido a la localización de la grúa y al tipo de semirremolque. Las distancias dc1, dc2 y dc3 son variables según el tipo de semirremolque que se tenga, por ejemplo para el caso de góndola con grúa trasera dc3 tendría el valor nulo y ni siquiera se le solicita al usuario, ya que sólo habrá dos zonas de carga diferenciadas; en el caso de tenerse un semirremolque góndola con grúa intermedia, sí se tendrían tres zonas de carga diferenciadas. Con las cargas distribuidas q1, q2 y q3 ocurre lo mismo que con las distancias dc1, dc2 y dc3, varían según el tipo de semirremolque y el lugar que la grúa ocupe en éste. En algunos casos el programa solicitará por pantalla al usuario alguna de las cargas y en otros no solicitará ninguna. Ello es debido a que al haber dos zonas de carga se pide al usuario la carga que desea disponer en la primera de estas zonas y el programa calcula la segunda como el cociente entre la carga admisible del semirremolque (una vez dispuestas todas las cargas, grúa, gatos, sobrechasis ) y la distancia dc2, que es la zona dedicada a carga en la cama, ya que toda la cama no se puede utilizar debido a que la grúa se encuentra en la zona trasera de ésta. 87

88 Figura 4.5a. Introducción de datos de distancias A continuación se adjunta un extracto de código web para la ocultación o muestra de información: if($tipo8 == 1) { echo'<tr> <td class="auto-style18" > <span style="font-size:13.0pt;line-height:115%; font-family:"calibri","sans-serif";mso-ascii-theme-font:minor-latin;mso-fareast-font-family: Calibri;mso-fareast-theme-font:minor-latin;mso-hansi-theme-font:minor-latin; mso-bidi-font-family:"times New Roman";mso-bidi-theme-font:minor-bidi; mso-ansi-language:es;mso-fareast-language:en-us;mso-bidi-language:ar-sa"> <strong>upn que desea: ( )</strong></span></td> <td class="ms-list1-odd"><input name="d51" type="text" id="d51" value="'.$_post['d51'].'" /></td> </tr>'; echo'<input name="d52" type="hidden" id="d52" />'; echo'<input name="hgr" type="hidden" id="hgr" />'; echo'<input name="agr" type="hidden" id="agr" />'; echo'<input name="egr" type="hidden" id="egr" />'; }; if($tipo8 == 2) { echo'<input name="d51" type="hidden" id="d51" /> <tr> <td class="auto-style17" > <span style="font-size:13.0pt;line-height:115%; font-family:"calibri","sans-serif";mso-ascii-theme-font:minor-latin;mso-fareast-font-family: Calibri;mso-fareast-theme-font:minor-latin;mso-hansi-theme-font:minor-latin; 88

89 mso-bidi-font-family:"times New Roman";mso-bidi-theme-font:minor-bidi; mso-ansi-language:es;mso-fareast-language:en-us;mso-bidi-language:ar-sa"> <strong>ipe que desea: (80-600)</strong></span></td> <td class="ms-list1-even"><input name="d52" type="text" id="d52" value="'.$_post['d52'].'" /></td> </tr>'; echo'<input name="hgr" type="hidden" id="hgr" />'; echo'<input name="agr" type="hidden" id="agr" />'; echo'<input name="egr" type="hidden" id="egr" />'; }; if($tipo8 == 3 or $tipo8 == 4) { echo'<input name="d51" type="hidden" id="d51" />'; echo'<input name="d52" type="hidden" id="d52" />'; echo'<tr> <td class="auto-style18"> <span style="font-size:13.0pt;line-height:115%; font-family:"calibri","sans-serif";mso-ascii-theme-font:minor-latin;mso-fareast-font-family: Calibri;mso-fareast-theme-font:minor-latin;mso-hansi-theme-font:minor-latin; mso-bidi-font-family:"times New Roman";mso-bidi-theme-font:minor-bidi; mso-ansi-language:es;mso-fareast-language:en-us;mso-bidi-language:ar-sa"> <strong>altura del sobrechasis de la grúa</strong></span></td> <td class="ms-list1-odd"><input name="hgr" type="text" id="hgr" value="'.$_post['hgr'].'" /></td> </tr> <tr> <td class="auto-style17"> <span style="font-size:13.0pt;line-height:115%; font-family:"calibri","sans-serif";mso-ascii-theme-font:minor-latin;mso-fareast-font-family: Calibri;mso-fareast-theme-font:minor-latin;mso-hansi-theme-font:minor-latin; mso-bidi-font-family:"times New Roman";mso-bidi-theme-font:minor-bidi; mso-ansi-language:es;mso-fareast-language:en-us;mso-bidi-language:ar-sa"> <strong>anchura del sobrechasis de la grúa</strong></span></td> <td class="ms-list1-odd"><input name="agr" type="text" id="agr" value="'.$_post['agr'].'" /></td> </tr> <tr> <td class="auto-style18"> <span style="font-size:13.0pt;line-height:115%; font-family:"calibri","sans-serif";mso-ascii-theme-font:minor-latin;mso-fareast-font-family: Calibri;mso-fareast-theme-font:minor-latin;mso-hansi-theme-font:minor-latin; mso-bidi-font-family:"times New Roman";mso-bidi-theme-font:minor-bidi; mso-ansi-language:es;mso-fareast-language:en-us;mso-bidi-language:ar-sa"> <strong>espesor del sobrechasis de la grúa</strong></span></td> <td class="ms-list1-odd"><input name="egr" type="text" id="egr" value="'.$_post['egr'].'" /></td> </tr>'; }; if($tipo8 == 0) { echo'<input name="d51" type="hidden" id="d51" />'; echo'<input name="d52" type="hidden" id="d52" />'; echo'<input name="hgr" type="hidden" id="hgr" />'; echo'<input name="agr" type="hidden" id="agr" />'; echo'<input name="egr" type="hidden" id="egr" />';?> }; 89

90 Como se explicó con anterioridad habrá filas (descripción del dato a introducir) y celdas (espacio disponible para la introducción de los datos) de datos que pueden aparecer o no dependiendo del caso de estudio. Para este caso, las dos filas siguientes a la pregunta Lleva plataforma elevadora trasera o basculante?, en la que se le solicita al usuario que clase de plataforma va a proceder con la reforma (retráctil o normal) y la longitud de la misma, no aparecen de inicio, sino que lo hacen al seleccionar en el menú desplegable Plataforma. En ese mismo menú desplegable se tiene la opción de elegir basculante (aparecerán las filas que soliciten los datos necesarios para basculante) o la opción de no instalar ninguno, por lo que la página no sufrirá ninguna actualización. A continuación se muestra el menú desplegable correspondiente. Figura 4.5b. Selección del tipo de reforma Es de mencionar, que aquí aparecen los datos de distancias, en la zona de masas aparecerán o se omitirán los datos concernientes a plataforma o basculante referentes a masas. Más adelante se volverá a mencionar cuando aparezcan dichas filas. Al final de la imagen (4.5a) se puede apreciar que se solicitan datos de distancias para cargas opcionales, igual para camión y que para semirremolque. Para el caso del tractocamión, como se explicó anteriormente, no aparecen sino que se le da la opción al usuario de introducir el número deseado de ellas, por consiguiente sólo se solicita el número de las cargas opcionales que sobre el vehículo actúen. Una vez elegido el número deseado de ellas se debe introducir su masa y distancia desde el apoyo de referencia al c.d.g. de la masa instalada. Para ello ha sido necesario que el número de cargas opcionales y todos sus datos se soliciten al final, ya que una vez que el usuario introduzca el número de cargas automáticamente aparecerán nuevas filas. Y como el número de filas que aparecerán son dependientes del usuario, esto produce grandes alteraciones en el envió de datos, ya que al recoger el programa los datos del Excel generado por la página web, éste debe ir a una dirección concreta (a una celda del Excel generado). Para el volcado de datos a cada celda de datos del programa se le asignará una celda específica del Excel generado esta asignación no puede ser arbitraria. Esto se explicará con más detalle cuando se estudie el volcado de datos sobre el programa. A continuación se muestra una imagen con el objeto de aclarar las ideas. Figura 4.6. Cargas opcionales a 90

91 Como ya se ha citado, el usuario se encontrará las celdas con valor nulo. Al introducir el número de cargas deseadas y hacer click con el ratón en cualquier lugar de la página (exceptuando el botón enviar), la página automáticamente se recargará dando lugar a nuevas filas donde introducir los datos necesarios para la carga. En la figura siguiente se puede apreciar. Figura 4.7. Cargas opcionales b Se observa que se solicitan todos los datos necesarios respecto a carga para la ejecución del programa, referentes a distancias, masas y geometría. Se adjunta el código de programación web necesario para la realización del bucle: <tr> <td class="auto-style18"> <span style="font-size:13.0pt;line-height:115%; font-family:"calibri","sans-serif";mso-ascii-theme-font:minor-latin;mso-fareast-font-family: Calibri;mso-fareast-theme-font:minor-latin;mso-hansi-theme-font:minor-latin; mso-bidi-font-family:"times New Roman";mso-bidi-theme-font:minor-bidi; mso-ansi-language:es;mso-fareast-language:en-us;mso-bidi-language:ar-sa"> <strong>número de cargas puntuales opcionales</strong></span></td> <td class="auto-style17"><strong><input type="text" name="e11" onchange="form.action='tractora.php'; form.submit();" value="<?php echo $_POST["e11"]?>" id="e11" /></strong></td> </tr> <?php for ( $i = 1 ; $i <= $_POST["e11"] ; $i ++) { echo' <tr> <td> <i style="mso-bidi-font-style:normal"> <span style="font-size:11.0pt;line-height:115%;font-family:"calibri","sans-serif"; mso-ascii-theme-font:minor-latin;mso-fareast-font-family:calibri;mso-fareast-theme-font: minor-latin;mso-hansi-theme-font:minor-latin;mso-bidi-font-family:"times New Roman"; mso-bidi-theme-font:minor-bidi;mso-ansi-language:es;mso-fareast-language:en-us; mso-bidi-language:ar-sa"> Peso de la carga ';echo $i ; echo' </span></i></td> <td><input type="text" name="pcar';echo $i ; echo'" value="'; echo $_POST["pcar".$i]; echo'" id="pcar';echo $i ; echo'" /></td> </tr> <tr> <td style="height: 25px"><i style="mso-bidi-font-style:normal"> <span style="font-size:11.0pt;line-height:115%;font-family:"calibri","sans-serif"; 91

92 mso-ascii-theme-font:minor-latin;mso-fareast-font-family:calibri;mso-fareast-theme-font: minor-latin;mso-hansi-theme-font:minor-latin;mso-bidi-font-family:"times New Roman"; mso-bidi-theme-font:minor-bidi;mso-ansi-language:es;mso-fareast-language:en-us; mso-bidi-language:ar-sa"> Distancia desde 1º eje a<span style="mso-spacerun:yes"> </span>la carga ';echo $i ; echo' </span></i></td> <td style="height: 25px"><input type="text" name="discar';echo $i ; echo'" value="'; echo $_POST["discar".$i]; echo'" id="discar';echo $i ; echo'" /></td> </tr> <tr> <td><i style="mso-bidi-font-style:normal"> <span style="font-size:11.0pt;line-height:115%;font-family:"calibri","sans-serif"; mso-ascii-theme-font:minor-latin;mso-fareast-font-family:calibri;mso-fareast-theme-font: minor-latin;mso-hansi-theme-font:minor-latin;mso-bidi-font-family:"times New Roman"; mso-bidi-theme-font:minor-bidi;mso-ansi-language:es;mso-fareast-language:en-us; mso-bidi-language:ar-sa"> Distancia<span style="mso-spacerun:yes"> </span>del c.d.g de la<span style="mso-spacerun:yes"> </span>carga ';echo $i ; echo' al suelo </span></i></td> <td><input type="text" name="disue';echo $i ; echo'" value="'; echo $_POST["disue".$i]; echo'" id="disue';echo $i ; echo'" /></td> </tr> '; }?> El motivo de que figure el código con un tamaño de letra tan reducido, es no querer que se dividan las líneas de código de la programación web. Una vez analizada la introducción de las distancias se procede de forma análoga para las masas. Se sigue la misma estructura para todos los casos analizados; se analizará el caso de camión como caso general, y ante cualquier particularidad de los restantes casos, se realizan incisos que aclaran en la medida de lo posible. Figura 4.8. Entrada de datos masas 92

93 En la figura, al igual que en la de recogida de datos de distancias, han aparecido filas nuevas y son las correspondientes a datos de la plataforma elevadora trasera. Por lo demás hacer un breve comentario sobre las unidades de los datos: todas estarán acorde al sistema internacional, en kg, exceptuando la masa del sobrechasis, que al ser una carga uniformemente distribuida se ha solicitado su masa por unidad de longitud kg/m. Tras la entrada de todas las masas necesarias, se procede a la solicitud de datos necesarios para el cálculo de la estabilidad de los vehículos en orden de marcha. En la recogida de estos datos no existe diferencia apreciable entre el caso objeto de estudio y todos los demás. Figura 4.9. Entrada de datos estabilidad Para el caso de que la reforma incluya la instalación una grúa (única reforma posible en el caso de tractocamión), se debe introducir los datos necesarios para el cálculo de esfuerzos sobre el bastidor con la grúa actuando, tanto momentos flectores, reparto de pesos, así como, estabilidad longitudinal y transversal. En la figura siguiente se observa la recogida de datos de la grúa en la página web. Figura Entrada de datos de grúa La figura que aparece a continuación muestra la toma de datos necesarios para el cálculo de las inercias. Para este caso las diferencias existentes en los casos posibles se explicaron con detalle en el apartado de inercias, ya que así lo requería la situación. Hacer mención a que para el caso que nos sirve de ejemplo se ha elegido en la disposición del sobrebastidor en zona de grúa, bastidor del vehículo + sobrebastidor de grúa, cerrado éste con una 93

94 platabanda como refuerzo adicional. Las platabandas se han resuelto igual que el caso de cargas puntuales opcionales. Figura Entrada de datos inercias Una vez introducidos todos los datos necesarios, ya se está en disposición de enviar el documento para crear el archivo Excel con los datos necesarios para que el programa de cálculo pueda ejecutarse con corrección. Una vez enviados los datos, si el usuario detecta algún error, puede volver atrás, modificar el dato, y enviarlos de nuevo. Sin embargo, al volver a enviar se creará un nuevo archivo con el mismo nombre pero modificado en su final por el número de veces que el usuario haya enviado el mismo número de bastidor. Si esto ocurriese el técnico tomaría el último de los archivos creados, es decir, el que presente el índice más elevado con el mismo nombre. Figura Envío de datos Una vez enviados los datos termina la interacción del usuario con la página web. Tras esto comienza el trabajo del técnico. 94

95 4.2. Interfaz del técnico. El técnico, a sabiendas de un nuevo proyecto de visado de una reforma por mediación del taller homologado para dichas reformas (usuario), bien mediante correo electrónico, bien mediante conexión telefónica, accede al servidor y con la información que el usuario ha depositado en él. Puesto que el usuario ha facilitado el número de bastidor para identificar el Excel que le corresponde, el técnico procederá a la descarga del archivo, habiendo previamente introducido su clave y usuario, ya que la página permitida el acceso sólo al gestor de la aplicación. El enlace para dicha página será: y donde figura camión, sólo habrá que modificarlo por el caso que se esté estudiando, bien semirremolque, bien tractora. Figura Contraseña servidor Figura Datos en el servidor 95

96 Haciendo doble click en camión se abre dicha carpeta, y una vez dentro se debe entrar en datos y desde ahí ya se encontrará nuestro archivo.xls con el nombre que se haya enviado, que será el nombre de usuario. Una vez descargado el archivo y guardado en la carpeta correspondiente, si se está en el caso de camión se guarda en la carpeta donde se encuentre el programa del camión. Para los demás casos se procede de igual modo. En este caso como el programa se encuentra en una carpeta llamada proyecto en el escritorio, sería tan sencillo como seguir la rutina: C:\Users\ermoralito\Desktop\Proyecto\camión. Como siempre, habrá que cambiar el nombre de camión por el correspondiente al caso que se tratase, tal y como se muestra en la siguiente figura. Figura Carpeta archivo programa En la misma se puede observar un archivo Excel llamado camión, que es el programa; sólo es cuestión de abrirlo y comenzar con su ejecución. Una vez abierto el programa se verá el volcado de datos. En esta pantalla habrá una celda en la que se tendrá que introducir el nombre del archivo (en este caso 404FM12), y automáticamente el programa busca dicho archivo y vuelca los datos desde el mismo. Con esta metodología se consigue resorlver un número elevado casos distintos de reformas con sólo cambiar el nombre de una celda del programa, lo que le da una gran agilidad de trabajo al técnico, ya que no debe introducir dato alguno, ni copiarlos desde ningún lugar. A continuación se muestra el programa, y se analizan todos sus por menores. Al igual que para el punto anterior, se realizan todas las explicaciones siguiendo el ejemplo del camión, y de nuevo se explican las posibles diferencias con el resto de casuísticas. 96

97 Como se ha mencionado la pantalla con la que nos encontramos al abrir el programa es la pantalla correspondiente al último caso tratado. La primera modificación será en la celda correspondiente a número de bastidor, borrar el nombre del último caso e introducir el actual. Figura 4.16.Hoja de datos. Nombre archivo. Una vez introducido el nombre y validándolo, bien haciendo click fuera de la celda, bien dándole a la tecla enter, el programa automáticamente volcará los datos del archivo deseado en nuestras celdas. Esto es posible gracias al tipo de programación utilizada: debido al uso de los macros cada celda está programada para que recoja los datos de un archivo que responda al nombre que se ha introducido en la celda Número de obra. Se muestra una línea del código referente a esto para aclarar la situación: Range("B1") = "='C:\Users\ermoralito\Desktop\Proyecto\camión\[" & Cells(3, 8) & ".xls]" & Cells(3, 8) & "'!$A$1" Siendo el range B1 la celda que recoge el valor de L1 = Distancia desde primer eje a segundo. Y la cells(3,8), la celda correspondiente a la casilla donde se introduce el número de bastidor del caso que se quiere tratar. Al final de la instrucción del código que se ha adjuntado se puede ver!$a$1": esto quiere decir que el valor de L1 está en la celda A1 del archivo que la página web crea en el servidor. Esto es muy importante ya que en cada celda se ha programado una dirección de recogida de datos, es decir, que la casilla B1 del programa sólo y exclusivamente recogerá el dato que la web haya creado en A1 del archivo Excel creado por la misma. Este hecho que parece una nimiedad, es de gran importante debido a que todas las filas que en la web se ocultan o aparecen, según necesidades y tipología de reforma, deben de tener su espacio (celda del Excel generado por la aplicación) reservado, y a su vez el programa debe tener una celda específica para dicho dato en su memoria. A priori es sencillo de realizar. El problema, gran problema, y perdonen por la enfatización pero sería imperdonable no darle el trato que se 97

98 merece, surge con las cargas opcionales (caso del tractocamión) que el usuario elige arbitrariamente y el caso de los refuerzo adicionales para la zona de grúa, que al igual que para las cargas opcionales del tractocamión son datos que el usuario introduce arbitrariamente según sus necesidades, sin que el técnico ni el programa tenga conocimientos de cuántos de ellos hay a priori. Para la resolución de este caso tan peculiar ha sido necesaria la concatenación de los bucles, recorridos uno a lo largo de sus filas y el otro a lo largo de sus columnas. Se adjunta el código correspondiente a dicha instrucción. For i = 1 To ji lch = * (i - 1) lfh = 2 - (hi + 57) lfa = 2 - (hi + 58) lca = * (i - 1) lf = 2 - (hi + 59) lc = * (i - 1) Cells(hi + 57, 2) = "='[" & Cells(3, 8) & ".xls]" & Cells(3, 8) & "'!R[" & lfh & "]C[" & lch & "]" Cells(hi + 58, 2) = "='[" & Cells(3, 8) & ".xls]" & Cells(3, 8) & "'!R[" & lfa & "]C[" & lca & "]" Cells(hi + 59, 2) = "='[" & Cells(3, 8) & ".xls]" & Cells(3, 8) & "'!R[" & lf & "]C[" & lc & "]" hi = hi + 7 Next i El código a simple vista parece sencillo, y así es. La complicación radica en encontrar el modo de introducir una variable para que fuese al lugar correcto independientemente del número de cargas o refuerzos introducidos, lo que en el código se ha llamado lch, lfh, lca, lfa, lf, lc. Como bien se puede comprobar dichas variables están contenidas entre & lfh &. El valor que toman estas variables depende del número introducido por el usuario, como ya se ha mencionado, y de la posición que en la hoja de datos del programa se le haya asignado a las cargas. El ejemplo que se va adjuntar para el caso de la explicación no corresponde con el camión. Se ha tomado el último caso que se ejecutó con la aplicación. Figura Variables opcionales Se puede apreciar de los datos contenidos en círculos esta instrucción Cells(hi + 58, 2) = "='[" & Cells(3, 8) & ".xls]" & Cells(3, 8) & "'!R[" & lfa & "]C[" & lca & "]", pasa a tomar el valor de B58='C:\Users\ermoralito\Desktop\Proyecto\camión\[camion_bene.xls]camion_bene'!CG2. Lo mismo ocurrirá con las demás variables involucradas en las cargas o refuerzos opcionales. 98

99 En la siguiente imagen se adjuntan la hoja de datos al completo. No se pretende la visualización de los datos en detalle, sino una visión global de la hoja. Se pueden apreciar ciertos nombres de variables más oscurecidos que el resto y esto es debido a que son datos que no son volcados desde el Excel creado en la web, sino datos que el propio programa calcula, ya que los requiere para su correcta ejecución. Figura Hojas de datos Una vez introducido el número de bastidor y cargados los datos de la reforma que se va a llevar a cabo, el programa se ejecutará automáticamente teniendo el técnico acceso a cada una de las páginas que se analizan a continuación. Si una vez ejecutado el programa con los datos facilitados por el usuario el técnico detecta alguna anomalía o alguna circunstancia que a su juicio no resulta correcta, el propio técnico puede acceder de nuevo a la hoja de datos y modificar el dato o datos que crea convenientes y/o necesarios para resolver la anomalía surgida. Una vez modificados los datos debe de nuevo acceder a la celda número de bastidor y variar el nombre o solamente volver a pulsar enter y el programa se ejecutará, pero a diferencia de la primera vez que se ejecutó, el programa no carga los datos desde el Excel creado en la web, sino con los datos facilitados por el usuario y con los datos que el técnico haya decido cambiar si así fuese necesario o creyera oportuno. Con todos los datos introducidos, pasamos a realizar un paseo a lo largo del programa para ver las distintas hojas tanto de dispositivos 99

100 actuando como de vehículo en orden de marcha. Se comenzará por el reparto de pesos del caso que se emplea como ejemplo. Figura Reparto de pesos camión orden de marcha Como se explicó anteriormente, el programa resta a la MMA del vehículo todas las cargas que sobre él se dispongan y el resultado lo divide entre la longitud de carga admisible, de ahí que al hacer el reparto de cargas se pueda sobrepasar la MMA de algunos de los ejes. Una vez obtenido el reparto de pesos en orden de marcha se muestran los diagramas de momentos flectores correspondientes. Figura Diagramas de momentos flectores camión orden de marcha 100

101 En la figura se aprecian dos gráficas, a la izquierda la correspondiente al momento flector total en orden de marcha que sobre el bastidor recae y la segunda es una gráfica auxiliar (correspondiente al momento flector que la grúa introduce como carga puntual) que servirá para poder comprobar el momento flector de cada una de las cargas, ya que así será mucho más fácil detectar errores o simplemente cerciorarse de que los momentos que producen las cargas son los esperados de antemano. Tras las gráficas se observan columnas de números, cada una de las cuales corresponde al momento flector de la carga considerada según el nombre que aparece en la parte superior de cada columna, en cada tramo de la discretización del vehículo. La primera de las columnas que no tiene cabecera es la columna de las x, es decir, la columna que nos indica en que tramo del bastidor nos encontramos. Por último, señalar, que en la parte superior de la figura aparece el máximo y mínimo momento flector, así como su ubicación en el bastidor. El resto de hojas del programa en las que se haya calculado momentos flectores tendrá la misma estructura prácticamente, a diferencia de las hojas en las que se considere el funcionamiento de alguno de los dispositivos en los que también se podrá ver un nuevo reparto de pesos. Como es lógico, en estas hojas (las de trabajo de los dispositivos) estarán contemplados los mayores momentos flectores, por lo que se hace necesario en dichas hojas realizar un análisis de tensiones como ya se explicó en capítulos anteriores. Tras la hoja de inercias se proceden con la estabilidad en orden de marcha (toda explicación referente a este apartado ya se realizó anteriormente). 101

102 Figura Estabilidad en orden de marcha Tras el cálculo de la estabilidad, y una vez finalizado todo el análisis en orden de marcha, ahora se debe de estudiar la resistencia del bastidor del vehículo. Para ello habrá que dirigirse a la hoja de inercias del programa donde se podrán observar información acerca de todos los refuerzos y sobrebastidores instalados. Para los refuerzos de la grúa (platabandas) el formato es distinto a las demás tablas de información, debido a que los refuerzos son de elección arbitraria por parte del usuario. Junto a las tablas de información de perfiles, aparecen una tabla bastante extensa que se ha utilizado para conocer punto a punto los datos referentes al bastidor: se ha discretizado el bastidor al igual que se ha hecho para los momentos flectores. De este modo se facilita el trabajo de comprobación con los datos obtenidos de flectores sobre del bastidor también discretizado. La idea surgió como consecuencia del análisis del perfil no uniforme del semirremolque plataforma, como ya se explicó anteriormente. Tras comprobar la facilitación 102

103 del trabajo, después de la discretización del bastidor para las inercias al igual que para los momentos flectores se elige de este modo de trabajo para todos los casos. A continuación se muestra la imagen que el técnico visualiza de la hoja de inercias. Figura 4.22.Hoja de Inercias programa El técnico puede recorrer a su antojo la discretización del bastidor y así poder analizar los posibles puntos conflictivos. La última columna como se mencionó, es la encargada de hacerle ver al programa dónde se encuentra la máxima tensión sobre la viga del bastidor y sus refuerzos. En la cabecera de cada columna se aprecia el nombre que corresponde a cada columna. En el caso de las inercias, viene multiplicada por dos, debido a que el bastidor cuenta con dos largueros absolutamente simétricos. A continuación se analizan los casos en los que alguno de los dispositivos instalados está trabajando. Para este caso, se considera únicamente una de las tres posibles reformas actuando, ya que para todas ellas se resuelve de igual manera, con su nuevo reparto de pesos, su diagrama de tensiones y su coeficiente de seguridad a lo largo de todo el bastidor. Lo que se busca en la memoria es explicar con detalle todo el proceso, pero se evita, en la medida de lo posible parecer superfluos, de ahí que sólo se vaya a analizar un caso. El caso elegido es grúa actuando. 103

104 Figura Grúa actuando La figura anterior muestra dos gráficas, la de la derecha corresponde al total de momentos flectores que sobre el bastidor aparecen mientras trabaja la grúa. La de la izquierda corresponde al coeficiente de seguridad con el que se trabaja, que para el caso al disponer de una grúa no muy grande y sabiendo que se ha dimensionado del lado de la seguridad, se puede ver cómo sólo decrece el coeficiente de seguridad en el lugar donde se encuentra posicionada la grúa, y se aprecia que sigue superando el valor mínimo exigido de 2:1. En la gráfica, los coeficientes de seguridad superior a cinco, se han tomado con este valor, ya que de no haberse acotado la gráfica posiblemente no se aprecien con claridad los lugares conflictivos. Al actuar la grúa los apoyos cambian de posición respecto al orden de marcha, y al variar dichos apoyos la carga de los conductores ya no recae sobre el apoyo delantero, sino que ahora introduce un momento flector como una carga puntual concentrada situada con anterioridad al primer apoyo. De hecho, en la imagen anterior se aprecia como la columna de conductores ya no es toda cero como en el caso del camión en orden de marcha. El reparto de pesos correspondientes es el siguiente: 104

105 Figura Reparto de pesos, Grúa actuando Como se ha mencionado, se aprecia que el valor de los conductores sobre los apoyos ha variado, puesto que no se tiene todo el peso de los mismos sobre el apoyo delantero. Para el caso descarga los ejes traseros debido a que la carga se encuentra por delante del apoyo delantero. Una vez analizadas todas las hojas de dispositivos actuando, el técnico dispondrá de una hoja de resultados, donde puede distinguir cuatro tablas, una para cada una de las posibles casuísticas a encontrar: orden de marcha, plataforma actuando, grúa trabajando y caja basculando. En el caso estudiado esta última tabla será cero al no disponerse de caja basculante. Queda como sigue: Figura Resultados Al lado de cada tabla aparece un número utilizado como ayuda, ya que represente el punto de bastidor donde se encuentra para caso el máximo momento flector en valor absoluto. Esto es importante pues dependiendo de la zona donde se encuentre puede que la tensión máxima sea en un acero de límite elástico diferente al de otra. 105

106 Como parte final del programa, el técnico dispone de una hoja llamada informe donde puede observar las reformas realizadas, con cada una de las tipologías de refuerzos instalados así como un reparto de pesos en orden de marcha. Este informe que parece repetitivo, se ha realizado pues de este modo se facilita la concatenación de los datos en un archivo Word que servirá como documentación del proyecto para el técnico. Figura Informe Dicho informe se encontrará en la misma carpeta (con el nombre Informe_camión) donde se localiza el programa. Al estar el informe vinculado a la información que aparece en el programa, al abrir el propio Word nos indicará que el archivo se encuentra vinculado a una hoja Excel, si se desea actualizar los datos. A esta pregunta habrá que responder que sí, ya que de un caso a otro va a variar la información. Como se ha citado varias veces, en el caso del semirremolque estará en su carpeta y lo mismo ocurrirá para el tractocamión. Llegados a este punto termina la interacción del técnico con el programa. Dependiendo del estado de la reforma el técnico está en disposición de informar al usuario de la viabilidad o no de la reforma propuesta tanto en cuanto a condiciones técnicas como a remitir al usuario si la reforma está en orden o no, y si ésta normativa vigente. 106

107 5. GENERACIÓN DE INFORME DE LA REFORMA Como parte final de la aplicación, con los datos suministrados por el usuario y las comprobaciones realizadas por el técnico, se genera un informe de resultados. En este informe de reforma se detallan las características principales de la modificación propuesta, como resumen de los cálculos realizados. El contenido del informe se genera automáticamente con los datos de la reforma que se haya realizado al abrir el documento Informe_camión.doc que se encuentra en la misma carpeta que el programa. Para el caso estudiado C:\Users\ermoralito\Desktop\Proyecto\camión, pero si se está ante un semirremolque o tractocamión habrá que acudir a la carpeta correspondiente, donde nos encontraremos los mismo Informe_semirremolque e Informe_tractocamión según corresponda. En el caso de que se abra el documento antes de realizar la reforma los datos que aparecen son los correspondientes a la última reforma realizada para ese tipo de vehículo. Tomando los datos de la pestaña creada a tal efecto en Excel que si bien no es necesaria para la realización de cálculos ni comprobaciones, se incluye para facilitar la vinculación al documento.doc del informe. El contenido del documento es el que sigue: Número de identificación de reforma, a rellenar por el técnico que supervisa la actividad. Datos identificativos del solicitante: nombre, CIF, marca y modelo del vehículo y número de bastidor. Dispositivos instalados así como sus características técnicas: marca y modelo, máximo momento de elevación, alcance máximo, distancia entre apoyos y distancia entre estabilizadores traseros en caso de grúa; marca y modelo, altura y capacidad de elevación para el caso de plataforma elevadora trasera; posición del cilindro elevador y 107

108 el bulón de giro en caso caja basculante. Así como y el peso propio y distancias para referenciar la posición de cada dispositivo en el vehículo. Datos del chasis del vehículo: tipo de perfil, altura, anchura y espesor de chasis, peso propio del vehículo, así como la distancia del centro de gravedad del autobastidor al último eje. Datos del sobrebastidor en cada zona, ya sea de grúa o de caja; tipo, altura, anchura, espesor y límite elástico mínimo. Se incluye un capítulo de observaciones en el que se indican: Reparto de cargas con Tara, peso de ocupantes, carga y total en ejes delantero, trasero y suma total. Masas máximas autorizadas. Este documento sirve como memoria de cálculo de una reforma de importancia de vehículos que se quiera llevar a cabo: con él, adjuntando un croquis acotado del vehículo tras la reforma, pliego de condiciones y presupuesto, se consigue la documentación mínima exigida en el Proyecto Técnico necesario para legalizar una reforma de importancia de vehículos referente a las reformas tratadas en la aplicación: todas aquellas que introducen cargas concentradas o distribuidas que pueden afectar a las tensiones que soportan los largueros del bastidor. A continuación se adjunta el informe de reforma correspondiente al caso desarrollado como caso práctico: Informe de reforma número: 404FM12 Cliente nombre Giraldez Morales cif A direccion MIGUEL HERNANDEZ 59 telf ermoralito@hotmail.com marca modelo variante bastidor Volvo FM12 Grúa-Plat. 404FM12 108

109 Instalar una plataforma elevadora trasera o caja basculante con las siguientes características: Plataforma elevadora Plataforma Longitud de plataforma (mm) 1500 Peso de plataforma (kg) 1000 Carga Plataforma en punto medio (kg) 1500 Tipo de plataforma normal La caja se instala sobre un sobrebastidor de las siguientes características: Datos sobrechasis caja Perfil UPN Altura sobrechasis (mm) 180 Anchura sobrechasis (mm) 70 Espesosr sobrechasis (mm) 8 Límite elástico (kg/mm2) 36 Longitud de caja (mm) 7850 Con una grúa con las siguientes especificaciones técnicas y sobre un bastidor: Datos grúa Máx. momento elevación (kg*m) Alcance estándar (mm) Distancia de eje 1º a grúa (mm) 1200 Distancia entre apoyos delanteros (mm) 4500 Distancia entre apoyos traseros (mm) 2300 Refuerzos grúa Perfil HEB Límite elástico (kg/mm2) 36 Longitud sobrechasis grúa (mm) 1200 Altura sobrebastidor (mm)

110 Observaciones: Tipificada(s) en el Real Decreto 736/1988, de 8 de Julio, se realizan las siguientes reformas de importancia, manteniendo las condiciones de seguridad y de protección al medio ambiente reglamentariamente exigidas: 15.- Reforma del bastidor o de la estructura autoportante, cuando origine modificación de sus dimensiones o en sus características mecánicas, o sustitución total de la carrocería por otra de características diferentes 16.- Modificaciones de distancia entre ejes o de voladizo Transformación de un camión cualquiera a camión volquete, camión-cisterna, camiónhormigonera o portavehículos Incorporación de elevadores hidráulicos o eléctricos para carga de mercancías Incorporación de rampas, elevadores o sistemas de otra naturaleza para facilitar la carga y descarga de mercancías Cambio de algunas de las características en la tarjeta ITV del vehículo y no incluida en los casos anteriores. Según la reforma propuesta, el reparto de cargas será como sigue: Reparto Pesos Eje 1º Eje 2º Eje 3º Eje 4º ToTaL Tara Conductores Carga P. Opcional 1º P. Opcional 2º P. Opcional 3º ToTaL MMA

111 6.- CONCLUSIONES El uso de la informática ha revolucionado el modo de trabajar en la industria. Se pueden realizar complejos cálculos de un modo rápido y eficaz. Nuestro reto fue, ayudándonos de las ventajas del uso de aplicaciones informáticas, crear un medio eficiente que permita efectuar modificaciones en vehículos partiendo de su configuración inicial, tanto para vehículos nuevos como para aquellos que originalmente sirvieron para unos fines y deben ser modificados para readaptarlos a nuevas tareas. Por tanto, uno de nuestros objetivos es la presentación de un procedimiento sencillo, versátil y fiable que permita proporcionar una herramienta capaz de verificar las reformas realizadas en los vehículos recogidos en este proyecto. Cabe destacar su sencillez de uso y gran operatividad, ya que se pueden cambiar los datos in situ consiguiendo, de forma automática, su repercusión en el caso analizado, sin tener que aportar de nuevo los datos. Otra de las tareas es, en el caso de que la reforma no fuese viable, poder probar distintos medios (añadir refuerzos, emplazamiento de elementos, variar dimensiones ) para que ésta se mantenga dentro de unos niveles aceptables de seguridad. Las posibilidades que nos ofrece Internet son prácticamente infinitas. En este proyecto se ha optado por la toma de datos, pero en casos reales, aplicados al mundo empresarial, podríamos patrocinar nuestro trabajo, mostrando mayor información, galería de imágenes, otros trabajos realizados. Otra ventaja añadida es el hecho de poder generar informes en formato doc, directamente obtenidos desde los datos facilitados por el usuario a través del formulario web y los resultados suministrados desde la aplicación Excel. Se han usado estos programas debido a la amplia implantación que tienen en la mayoría de los ordenadores de nuestro país, pero son modificables y perfectamente útiles para otros paquetes ofimáticos modernos, gracias a que no se hace uso en ningún cálculo las de características especiales de dicho programa. 111

112 Por todo lo comentado anteriormente y dado que, el objetivo de cualquier iniciativa empresarial es obtener beneficio; lo conseguimos reduciendo posibles gastos: Menor tiempo invertido en verificaciones. Toma de datos más rápida, ya que la información la suministra directamente el cliente, evitando la tarea al usuario del programa. Aplicación simple e intuitiva. Estructura sencilla, muy fácil de modificar y ampliar. Ahorro de coste, ya que no es necesario invertir en la adquisición de licencias de un programa ya existente si disponemos de cualquier paquete ofimático actual. Hay que tener en cuenta que esta herramienta no sustituye la inspección ocular de vehículos a reformar, siendo recomendada sobre todo para consultas o anteproyectos. Por tanto, afirmamos que este proyecto es útil para resolver multitud de casos de reforma de vehículos, apoyándonos en las nuevas tecnologías. Se ha confeccionado una herramienta de trabajo básica a la hora de afrontar cualquiera de las reformas contempladas en dicho proyecto y que no debe faltar entre las utilidades de cualquier técnico dedicado al campo de las reformas en vehículos Trabajo futuro y ampliaciones Habiendo cumplido los objetivos marcados, (toma de datos desde página web, gestión de dichos datos, realización de cálculos y comprobaciones y presentación de informes), vamos a analizar el futuro del proyecto y las ampliaciones que se podrían realizar. El primer aspecto potencialmente ampliable consiste en añadir nuevos tipos de reformas de vehículos a las ya existentes. Pero la opción que nos puede dar un mayor número de posibilidades de mejora es la relacionada, como hemos comentado anteriormente, con la página web. Se podría crear una página más completa recogiendo las siguientes opciones: Mejora a una interfaz mucho más estética para que resulte atractiva a los potenciales clientes Galería multimedia, con fotos y videos. Ejemplos de trabajos realizados, para destacar la profesionalidad de nuestro servicio. Integrar un apartado de preguntas frecuentes (FAQ). Crear enlaces y enumerar los diferentes carroceros que realicen los trabajos de reforma. 112

113 Utilizar un alojamiento de la página web de pago, logrando múltiples ventajas, entre ellas una mayor fiabilidad y un mejor soporte. El presente proyecto, que versa sobre reformas de vehículos, pretende formar parte de la cartera de recursos de un técnico para enfrentarse de forma ágil a las reformas que puedan plantear los clientes, permitiendo de forma casi instantánea el estudio preliminar de un problema complejo. Es una herramienta que realiza cálculos complicados en su interior pero que se ha mantenido sencilla en su interfaz, lo que la hace altamente modificable y adaptable, y en su conjunto, muy modular, lo que permite que se puedan desarrollar otras aplicaciones similares, derivadas o no de ésta que den soluciones a más casos. Como conclusión final, el conjunto que se ha obtenido de la realización del proyecto es un producto que completa de forma casi instantánea un tramo complicado: del cliente a la valoración de un técnico, lo que en entornos empresariales puede ser fundamental para ahorrar uno de los mayores activos del mundo de la ingeniería: el tiempo. 113

114 7. BIBLIOGRAFÍA Libros El Vehículo Industrial y Automóvil. Francisco Muñoz Gracia. ISBN: Cálculo teórico-práctico de los elementos y grupos del vehículo industrial y automóvil. Francisco Muñoz Gracia. ISBN: Ingeniería de vehículos. Sistemas y cálculos. Manuel Cascajosa. Editorial. Tebar ISBN: Tratado Sobre Automóviles José Font Mezquita; Juan Francisco Dols Ruiz(Universidad Politécnica de Valencia) ISBN: Bases teóricas sobre reformas de importancia de vehículos., Santiago Baselga Ariño,( Laboratorio de Automóviles del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Zaragoza) ISBN: PÁGINAS WEB Laboratorio de Automóviles del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Zaragoza [en linea]: < [Consulta: octubre 2011] Ministerio de Industria, turismo y comercio [en linea]: < ES/Paginas/index.aspx> [Consulta: septiembre 2011] Soloingenieria, portal de Ingeniería Industrial en España [en linea]: < [Consulta: septiembre 2011] 114

115 Iveco, fabricante de vehículos industriales [en línea]: < [Consulta: diciembre 2011] Hiab, Proveedor de equipos para manejo de carga y transporte por carretera [en línea]: < [Consulta: septiembre 2011] La web del programador [en línea]: < [Consulta: octubre 2011] HTML fácil, Manual de HTML [en línea]: < [Consulta: octubre 2011] Desarrollo web, programación web [en línea]: < [Consulta: enero 2012] Palfinger, suministrador de grúas y plataformas elevadoras [en linea]: < [Consulta: septiembre 2011] Volvo, fabricante de vehículos industriales [en linea]: < octubre 2011] [Consulta: NORMATIVA Reglamento General de Vehículos REAL DECRETO 2822/1998, de 23 de diciembre Orden CTE 3191/2002, de 5 de diciembre, que tipifica nuevas reformas de importancia y modifica los anexos I y II del Real Decreto 736/1988, de 8 de julio, por el que se regula la tramitación de las reformas de importancia de vehículos de carretera. Real Decreto 837/2003 de por el que se aprueba el nuevo texto modificado y refundido de la Instrucción técnica complementaria "MIE-AEM-4" del Reglamento de aparatos de elevación y manutención, referente a grúas torres móviles autopropulsadas. 115

116 ANEXO I NORMATIVA 116

117 REAL DECRETO 736/1988, de 8 de julio de 1988, por el que se regula la tramitación de las reformas de importancia de vehículos de carretera y se modifica el artículo 252 del código de la circulación. (BOE nº /7/1988). ORDEN DE 22 DE MAYO DE 1989 por la que se modifican los anexos i y ii del real decreto 736/1988 que regula la tramitación de reformas de importancia de los vehículos de carretera y se modifica el art. 252 del código de la circulación. (BOE nº 131 2/6/1989). ORDEN CTE/3191/2002, DE 5 DE DICIEMBRE, por la que se tipifican nuevas reformas de importancia y se modifican los anexos i y ii del real decreto 736/1988, de 8 de julio, por el que se regula la tramitación de reformas de importancia de vehículos de carretera y se modifica el artículo 252 del código de la circulación. (BOE nº /12/2003). El Real Decreto 736/1988 y Orden CTE/3191/2002 regulan la tramitación de las Reformas de Importancia en los vehículos. Se tipifican como reformas de importancia las siguientes operaciones efectuadas antes o después de la matriculación del vehículo: 1.- La sustitución del motor por otro de distinta marca y/o tipo. 2.- Modificación del motor que produzca una variación de sus características mecánicas o termodinámicas, que den lugar a la consideración del vehículo como de nuevo tipo, según se define para cada categoría, en los anexos del Real Decreto 2140/1985, de 9 de octubre, sobre homologación del tipo de vehículos automóviles, remolques y semirremolques, y en la Orden del Ministerio de Industria y energía de 10 de Julio de 1984, sobre homologación de ciclomotores. 3.- Cambio de emplazamiento del motor. 4.- Modificación del sistema de alimentación de carburante que permita sustituir el que normalmente se emplea en el vehículo por otro de diferentes características, o utilizar uno u otro, indistintamente. 5.- Cambio de sistema de frenado. 6.- Incorporación de un ralentizador o de un freno motor. 7.- Sustitución de caja de velocidades de mando manual por otra automática o semiautomática o viceversa, o por otra caja de distinto número de relaciones (marchas). 8.- Adaptaciones para la utilización por personas discapacitadas con modificación de mandos y/o elementos que afecten a la seguridad. 9.- Modificación del sistema de suspensión Modificación del sistema de dirección. 117

118 11.- Montaje de separadores o ruedas de especificaciones distintas a las originales (QUEDA SIN CONTENIDO) 13.- Montaje de ejes supletorios o sustitución del eje tándem por trídem o viceversa Sustitución total o parcial del bastidor o de la estructura autoportante, cuando la parte sustituida sea la que lleva grabado el número de bastidor Reforma del bastidor o de la estructura autoportante, cuando origine modificación de sus dimensiones o en sus características mecánicas, o sustitución total de la carrocería por otra de características diferentes Modificaciones de distancia entre ejes o de voladizo Aumento del peso técnico máximo admisible (PTMA) Variación del número de asientos no incluida en la homologación de tipo y, en su caso, del número de plazas de pie Transformación de un vehículo para el transporte de personas en vehículo para transporte de cosas o viceversa Transformación de un camión cualquiera a camión volquete, camión-cisterna, camión-hormigonera o portavehículos Transformación a vehículo autoescuela Transformación a vehículo blindado Modificación de las dimensiones exteriores de la cabina de un camión o su elevación, o de su emplazamiento Elevación del techo cuando la carrocería esté montada sobre un autobastidor Transformaciones que afecten a la resistencia de las carrocerías o a su acondicionamiento interior, tales como a ambulancia, funerario, autocaravana o techo elevado en caso de carrocería autoportante Incorporación de dispositivos para remolcar (gancho, bola o quinta rueda) Incorporación de elevadores hidráulicos o eléctricos para carga de mercancías Modificaciones del techo (entero, convertible) Adición de proyectores de luz de carretera. 118

119 30.- Sustitución del volante original por otro de menores dimensiones, cuando la diferencia entre los diámetros exteriores de ambos sea mayor del 10 por ciento del diámetro del primero Uso de conjuntos funcionales adaptables ( kits ) que impliquen una de las reformas antes citadas Sustitución del o de los depósitos de carburante líquido y/o la adición de depósito (s) auxiliar (es) Incorporación de rampas, elevadores o sistema de otra naturaleza para facilitar el acceso o salida de personas Incorporación de rampas, elevadores o sistemas de otra naturaleza para facilitar la carga y descarga de mercancías Incorporación de mecanismos para la tracción del vehículo distinto de sus propios medios de propulsión o para la tracción de otro vehículo Sustitución de asientos de vehículo por espacio y medios de sujeción de las sillas de ruedas para personas de movilidad reducida Sustitución de un eje por otro de distintas características Sustitución de los asientos de un vehículo con nueve plazas como máximo, incluido el conductor, por otros no incluidos en la homologación de tipo Instalación, en los tractores agrícolas o forestales, de una estructura de protección del conductor no incluida en la homologación de tipo Instalación de forma permanente, en los tractores agrícolas o forestales, de dispositivos o máquinas auxiliares para el trabajo. (Pala excavadora o cargadora, vibrador, perforadora, grúa, etc.) Instalación en los tractores agrícolas o forestales de mando de frenado para el vehículo remolcado no incluido en la homologación de tipo Transformación de un vehículo de las categorías N y O que estuviera preparado para una aplicación determinada, en otra aplicación que requiera modificaciones en su estructura o carrozado La sustitución del motor por otro que corresponda a una variante diferente, según se define en el real Decreto 2140/ Reformas que impliquen cambio en la categoría o tipo del vehículo, según se define en las Directivas 70/156/CEE, 74/150/CEE y 92/61/CEE o en el Real Decreto 2140/

120 45.- La sustitución de neumáticos incluidos en la homologación de tipo del vehículo por otros que no cumplan los siguientes criterios de equivalencia: Índice de capacidad de carga igual o superior. Código de categoría de velocidad igual o superior. Igual diámetro exterior con una tolerancia de > 3 por 100 Que el perfil de la llanta de montaje sea el correspondiente al neumático. Por lo que queda sin contenido la reforma número Cambio de algunas de las características en la tarjeta ITV del vehículo y no incluida en los casos anteriores. Si una modificación de un vehículo incluye simultáneamente varias reformas tipificadas, el vehículo deberá cumplir los requisitos fijados para cada una de éstas. 120

121 Se destacaran las usadas en este proyecto: 121

122 122

123 123

124 124

125 125

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129 129

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131 131

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133 133

134 ANEXO II MASAS Y DIMENSIONES SEGÚN LA ORDEN CTE 3191/

135 Tabla 1. Masas por eje máximas permitidas Toneladas Eje simple: Eje motor (1)... 11,5 Eje no motor Eje tándem: Eje tándem de los vehículos de motor: Si la separación d de dos ejes es inferior a 1,00 metros ( d < 1,00 m )... 11,5 Si es igual o superior a 1,00 metros e inferior a 1,30 metros (1,00 m d < 1,30 m )...16 Si es igual o superior a 1,30 metros e inferior a 1,80 metros (1,30 m d < 1,80 m ) 18 En el caso anterior, si el eje motor va equipado con neumáticos dobles y suspensión neumática o reconocida como equivalente a escala comunitaria, o cuando cada eje motor esté equipado con neumáticos dobles y la masa máxima de cada eje no excede de las 9,5 toneladas Eje tándem de los remolques y semirremolques: Si la separación d de los ejes es inferior a 1,00 metros ( d < 1,00 m ) Si es igual o superior a 1,00 metros e inferior a 1,30 metros (1,00 m d < 1,30 m ) Si es igual o superior a 1,30 metros e inferior a 1,80 metros (1,30 m d < 1,80 m ) Si es igual o superior a 1,80 metros ( 1,80 m d) Tándem triaxial de los remolques o semirremolques: Si la distancia es igual o inferior a 1,30 metros (d 1,30 m ) Si la distancia es superior a 1,30 metros e inferior o igual a 1,40 metros ( 1,30 m < d 1,40 m )

136 (1) Salvo para los vehículos de transporte colectivo de viajeros de la Clase 1 (autobuses urbanos) según la clasificación del Reglamento núm. 36 anejo al Acuerdo de Ginebra de 1958, que será de 13 toneladas. Tabla 2. Masas máximas autorizadas Toneladas Vehículos de motor: Vehículo de motor de dos ejes (1) Vehículo de motor de tres ejes Vehículo de motor de tres ejes, cuando el eje motor vaya equipado con neumáticos dobles y suspensión neumática o reconocida como equivalente a escala comunitaria, o cuando cada eje motor esté equipado de neumáticos dobles y la masa máxima de cada eje no exceda de 9,5 toneladas Autobuses articulados de 3 ejes Vehículo rígido de 4 ejes con dos direccionales, cuando el eje motor vaya equipado con neumáticos dobles y suspensión neumática o reconocida como equivalente a escala comunitaria, o cuando cada eje motor esté equipado con neumáticos dobles y la masa máxima de cada eje no exceda de 9,5 toneladas Otros vehículos rígidos de 4 ejes Remolques: Remolque de dos ejes Remolque de tres ejes Vehículos articulados de 4 ejes : Vehículo motor de 2 ejes y semirremolque en el cual la distancia entre ejes sea igual o superior a 1,30 metros y sea inferior a 1,80 metros Vehículo motor de 2 ejes y semirremolque en el cual la distancia entre ejes sea igual o superior a 1,80 metros Vehículo motor de 2 ejes equipado en el eje motor con ruedas gemelas, suspensión neumática o reconocida como equivalente y por un semirremolque en el cual la distancia entre ejes sea superior a 1,80 metros, y se respeten la masa máxima autorizada del vehículo motor ( 18 toneladas ) y la masa máxima autorizada de 1 eje tándem del semirremolque ( 20 toneladas )

137 Otros vehículos articulados de 4 ejes compuestos por un tractor de 2 ejes y un semirremolque de otros 2 ejes Vehículos articulados de 5 o más ejes: Vehículo motor con 2 ejes y con semirremolque de 3 ejes Vehículo motor con 3 ejes y con semirremolque de 2 ó 3 ejes.. 40 Vehículo motor de 3 ejes y con semirremolque de 2 ó 3 ejes que lleva, en transporte combinado, un contenedor ISO de 40 pies Trenes de carretera de 4 ejes: Vehículo motor de 2 ejes y remolque de 2 ejes Trenes de carretera de 5 ó más ejes: Vehículo motor de 2 ejes y remolque de 3 ejes Vehículo motor de 3 ejes y remolque de 2 ó 3 eje (1) Salvo para los vehículos de transporte colectivo de viajeros de la Clase I (autobuses urbanos) según la clasificación del Reglamento Núm. 36 anejo al Acuerdo de Ginebra de 1958, que será de 20 Toneladas. Tabla 3. Dimensiones máximas autorizadas Metros Longitud: Remolques... 12,00 Vehículos rígidos de motor, cualquiera que sea el número de ejes... 12,00 Vehículos articulados, excepto autobuses... 16,50 Distancia máxima entre el eje del pivote de enganche y un punto cualquiera de parte delantera del semirremolque, horizontalmente... 2,04 Autobuses rígidos... 15,00 Autobuses articulados... 18,00 Trenes de carretera (1)... 18,75 137

138 Distancia máxima, medida en paralelo al eje longitudinal del tren de carretera, entre los puntos exteriores situados más adelante de la zona de carga detrás de la cabina y más atrás del remolque del conjunto de vehículos, menos la distancia entre la parte trasera del vehículo motor y la parte delantera del remolque... 15,65 Distancia máxima, medida en paralelo al eje longitudinal del tren de carretera, entre los puntos exteriores situados más adelante de la zona de carga detrás de la cabina y más atrás del remolque del conjunto de vehículos... 16,40 Anchura: La anchura máxima autorizada, como regla general... 2,55 Superestructuras de vehículos acondicionados... 2,60 Autobuses especialmente acondicionados para el traslado de presos ( 2 )... 2,60 Altura: Altura máxima de los vehículos de carga... 4,00 (1). La longitud de los trenes de carretera especializados en el transporte de vehículos, circulando con carga, puede aumentarse hasta un total de 20,55 metros, utilizando el voladizo o soporte de carga trasera autorizado para ello. El voladizo o soporte de carga trasera no podrá sobresalir en relación a la carga. La carga podrá sobresalir por detrás, sin exceder del total autorizado, siempre que el último eje del vehículo que se transporte descanse en la estructura del remolque. La carga no podrá sobresalir por delante del vehículo de tracción. (2). Se entiende por vehículo tipo autobús especialmente acondicionado para traslado de presos, el constituido por un compartimento central para celdas separado del delantero (conducción y escolta )y trasero ( escolta ), así como por un pasillo central. Documentación proveniente del Reglamento General de Vehículos. (ANEXO IX; MASAS Y DIMIENSIONES) 138

139 ANEXO III PERFILES UTILIZADOS 139

140 Perfiles IPN Tabla 1. Perfiles IPN 140

141 Perfiles HEB Tabla 2. Perfiles IPN 141

142 Perfiles UPN Tabla 3. Perfiles UPN 142

143 ANEXO IV CASO PRÁCTICO 143

144 A continuación se adjunta la resolución de un caso práctico mediante la ejecución del programa, desde su inicio en la toma de datos suministrados por el usuario hasta su fin cuando se cree el correspondiente informe de la reforma. La manera de abordar este capítulo será distinta a las anteriores, ya que se adjuntarán imágenes del proceso, pero a diferencia de los capítulos anteriores, con breves explicaciones. Góndola grúa trasera. Para la góndola normal o cuello de cisne, la única reforma que se realiza es la instalación de una grúa autocarga en cualquier posición del vehículo manteniendo el resto de la plataforma como zona de carga. La instalación de una plataforma elevadora trasera o una caja basculante es inusual para este tipo de vehículos debido a que la altura de su bastidor al suelo es relativamente pequeña para la ejecución de alguna de las citadas reformas y sin batalla suficiente, y están destinadas al trasporte de contenedores normalizados. Figura 1. Góndola con grúa trasera Datos: Se adjunta la imagen de la página web tras la introducción de los datos pertinentes por parte del usuario. 144

145 Figura 1. Datos geométricos y masas en web Se adjunta el correspondiente volcado de datos en el programa: Figura 2. Datos geométricos y masas en programa En caso de estudio no se procede a introducir los datos, sino se emplearán los utilizados en la última ejecución, pues al abrir el programa lo hace con los últimos datos introducidos. Si se 145

146 quiere introducir datos nuevos solo basta con modificar el valor sobre la celda correspondiente al nombre del vehículo y se ejecutaría el programa de nuevo. Datos geométricos: Distancia entre king-pin y último eje due (mm) Distancia entre ejes deje (mm) Distancia de último eje al final del semirremolque v (mm) Distancia del inicio de la góndola al King-pin kp (mm) Distancia de king-pin a grúa y (mm) Distancia de c.d.g de gatos estabilizadores a kp (mm) Distancia del inicio del semirremolque a sobrechasis sb (mm) Longitud total LT (mm) Longitud del cuello del semirremolque Lc (mm) Longitud de la cama del semirremolque K (mm) Distancia desde el king-pin a la carga puntual i (mm) (10000 mm) (1300 mm) (1000 mm) (800 mm) (10500 mm) (1000 mm) (0 mm) (11800 mm) (1800 mm) (10000 mm) (0 mm) Distancia desde el principio de la góndola al inicio de la carga 1ª dc1 (mm) (100 mm) Distancia desde el inicio de la cama al final de la carga 2ª dc2 (mm) (9500 mm) Las distancias dc1, dc2 y dc3 son variables según el tipo de semirremolque que se tenga, en este caso dc3=0, ya que sólo hay dos zonas de carga diferenciadas, en el caso de tenerse una góndola con grúa intermedia si se tendrían tres zonas de carga diferenciadas. Datos de pesos: Semirremolque sobre king-pin (kg): este es un dato del fabricante del vehículo que indica el peso de éste sin carga ni ningún tipo de equipamiento que recae sobre king-pin. (2500 kg) 146

147 Semirremolque en ejes traseros (kg): ídem que el anterior sobre los ejes traseros. (6000 kg) Masa de la grúa (kg): se considera una carga puntual aplicada en el centro geométrico de la grúa autocarga. (3000 kg) Masa del sobrechasis (kg): Se considera una carga uniformemente repartida en la longitud del sobrechasis (200 kg/m) Masa de los gatos estabilizadores (kg): peso de los gatos estabilizadores de la grúa. Se consideran como una carga puntual aplicada en el centro geométrico de estos. En caso de no haber gatos se debe introducir el valor cero (600 kg) Peso de la carga puntual opcional i (kg): MMA1 (kg) MMA2 (kg) MMA3 (kg) MMAkp (kg) MMA (kg) q1 (kg/m) (0 kg) (7500 kg) (7500 kg) (7500 kg) (11000 kg) (32000 kg) (1000 kg/m) Con las cargas distribuidas q1, q2 y q3 ocurre lo mismo que con las distancias dc1, dc2 y dc3, varían según el tipo de semirremolque y el lugar que la grúa ocupe en éste. En algunos casos el programa solicitará por pantalla al usuario alguna de las cargas y en otros no solicitará ninguna debido a que al haber dos zonas de carga se pide al usuario la carga que desea disponer en la primera de estas zonas y el programa calcula la segunda como el cociente entre la carga admisible del semirremolque (una vez puestas todas sus cargas, grúa, gatos, sobrechasis ) y la distancia dc2, que es la zona dedicada a carga en la cama, ya que toda la cama no se puede utilizar debido a que la grúa se encuentra en la zona trasera de ésta. En el caso de que el vehículo no lleve alguno de los equipos sobre los que se han pedido datos (gatos, grúa...) o su importancia no sea determinante se introducirá el valor cero. Una de las diferencias más notables de este programa con respecto al del tractocamión es que las cargas puntuales opcionales están limitadas a tres ya que no es una situación habitual, mientras que en el tractocamión se pueden considerar cuantas se quiera. 147

148 Reparto de pesos en orden de marcha. Autobastidor: Grúa: Autobastidor kp (kg)= Pkp Autobastidor 1 (kg)= Ptd/3 Autobastidor 2 (kg)= Ptd/3 Autobastidor 3 (kg)= Ptd/3 Masa grúa sobre kp (kg) = Pgrua * (Bt - y) / Bt Masa grúa sobre eje 1º (kg) = Pgrua * y / ( 3 * Bt) Masa grúa sobre eje 2º (kg) = Pgrua * y / ( 3 * Bt) Masa grúa sobre eje 3º (kg) = Pgrua * y / ( 3 * Bt) Sobrechasis: Masa del sobrechasis sobre kp (kg) = Q * (Lc + K) ( P.sobrechasis 1) * 3 Masa del sobrechasis sobre eje 1º (kg) = Q * ((Lc + K - kp) ^ 2 kp ^ 2) / (Bt * 6) Masa del sobrechasis sobre eje 2º (kg) = Q * ((Lc + K - kp) ^ 2 kp ^ 2) / (Bt * 6) Masa del sobrechasis sobre eje 3º (kg) = Q * ((Lc + K - kp) ^ 2 kp ^ 2) / (Bt * 6) Estabilizadores de la grúa: Masa de los estabilizadores sobre el kp (kg) = Pg * (Bt- Dgt) / Bt Masa del sobrechasis sobre eje 1º (kg) = Pg * Dgt / (Bt * 3) Masa del sobrechasis sobre eje 2º (kg) = Pg * Dgt / (Bt * 3) Masa del sobrechasis sobre eje 3º (kg) = Pg * Dgt / (Bt * 3) La suma de las cargas estudiadas hasta ahora resulta la TARA Masa carga 1: Masa de carga 1ª sobre kp (kg) = q1 * (Lc-dc1) - (Pcarga 1,1) * 3 Masa de carga 1ª sobre eje 1º (kg) = q1 * ((Lc - kp) ^ 2 - (kp - dc1) ^ 2) / (6 * Bt) Masa de carga 1ª sobre eje 2º (kg) = q1 * ((Lc - kp) ^ 2 - (kp - dc1) ^ 2) / (6 * Bt) Masa de carga 1ª sobre eje 3º (kg) = q1 * ((Lc - kp) ^ 2 - (kp - dc1) ^ 2) / (6 * Bt) Masa carga 2: Masa de carga 2ª sobre kp (kg) = q2 * dc2 - (Pcarga 2,1) * 3 Masa de carga 2ª sobre eje 1º (kg) = q2 * dc2 * (Lc kp + dc2) / (6 * Bt) Masa de carga 2ª sobre eje 2º (kg) = q2 * dc2 * (Lc kp + dc2) / (6 * Bt) Masa de carga 2ª sobre eje 3º (kg) = q2 * dc2 * (Lc kp + dc2) / (6 * Bt) 148

149 Masa carga puntual opcional i: Masa de carga opcional i sobre kp (kg) = Pi * (Bt - Di) / Bt Masa de carga opcional i sobre eje 1º (kg) = Pi * Di / (Bt * 3) Masa de carga opcional i sobre eje 2º (kg) = Pi * Di / (Bt * 3) Masa de carga opcional i sobre eje 3º (kg) = Pi * Di / (Bt * 3) Una vez introducido el último dato el programa genera automáticamente una tabla donde muestra el reparto de pesos por ejes en orden de marcha donde se detallan los pesos que recaen sobre cada eje. La suma de ellos da como resultado la TARA y la carga TOTAL. Debe cumplirse que las cargas totales no superan la MMA de cada uno de los ejes en orden de marcha, ni la MMA del vehículo. En caso de necesitar modificar datos, ya sea por sobrepeso en alguno de los ejes o por error al introducir los mismos sólo hay que volver a la página de datos y modificar los mismos manualmente en función de las necesidades que haya. Para ello no hay más que entrar en la celda y modificar el valor según corresponda al caso estudiado. No hay por qué ejecutar una nueva entrada de datos completa, aunque, evidentemente, se puede hacer si así se desea. En la figura siguiente aparecen dos tablas. En la primera aparece el reparto de pesos por eje y el total. En la segunda se aprecia un reparto de pesos por apoyos. Dentro de esta en su primera columna se muestra el peso de cada carga que recae sobre el king-pin y en la segunda, la suma de las columnas de los ejes del vehículo. Se ha hecho de este modo porque a la hora de comprobar el semirremolque es mucho más sencillo pesar los ejes traseros en báscula conjuntamente que por separado. Figura 3. Reparto de pesos en orden de marcha 149

150 Momentos flectores en orden de marcha. A continuación se muestra en la Figura 4 los esfuerzos sufridos por el bastidor en orden de marcha, tanto tabulados como graficados. También se muestra el máximo momento flector en valor absoluto. Figura 4. Hoja de esfuerzos del programa Se observan dos gráficos distintos, el de la izquierda es un gráfico auxiliar (correspondiente a la grúa como carga puntual) para poder comprobar de forma visual los esfuerzos que cada carga por separado introduce sobre el bastidor. Para ello es necesario que el usuario elija la columna del esfuerzo a verificar ya que el gráfico aparece en la última columna que se comprobó. El gráfico de la derecha muestra el total de los esfuerzos sufridos por el semirremolque. Inercias Se adjuntará la imagen correspondiente al caso tanto de la página web, como de la página del programa. También se detallan cada uno de los datos a introducir por el usuario. 150

151 Figura 5. Introducción de datos del bastidor en web Datos del chasis cuello: Altura del chasis (mm) Anchura del chasis (mm) Espesor del chasis (mm) (240 mm) (120 mm) (7 mm) Datos del chasis cama: Altura del chasis (mm) Anchura del chasis (mm) Espesor del chasis (mm) (400 mm) (160 mm) (8 mm) Datos del sobrechasis (en el caso que se está estudiando sólo se introduce el tipo de UPN que se haya elegido): Altura del sobrechasis (mm) Anchura del sobrechasis (mm) Espesor del sobrechasis (mm) (80 mm) (45 mm) (6 mm) 151

152 Datos del refuerzo de la grúa (en el caso que se está estudiando sólo se introduce el tipo de HEB que se haya elegido): Altura del chasis (mm) Anchura del chasis (mm) Espesor del chasis (mm) Distancia al inicio del refuerzo de la grúa desde inicio de semirremolque Longitud del refuerzo de la grúa (300 mm) (300 mm) (11 mm) (9000 mm) (1400 mm) Número de refuerzos adicionales (0) En la zona de refuerzo de la grúa se puede decidir si el sobrechasis del bastidor es continúo en dicha zona en caso contrario, si hay o no sobrechasis además del refuerzo de la grúa. En el caso de haber previsto refuerzos adicionales, se introducirá el número de ellos que se deseen, y se pedirían datos referentes a los refuerzos: altura, anchura, espesor y distancia desde el c.d.g. del refuerzo a la fibra de referencia. Una vez introducidos todos los datos el programa calculará la inercia, el momento resistente, el área, la altura y la distancia de la fibra neutra a la línea de referencia en todos los puntos del bastidor en forma de tabla, como a continuación se muestra. 152

153 Figura 6. Recorrido a lo largo del bastidor del vehículo El bastidor está discretizado en los mismos intervalos empleados en el cálculo de los esfuerzos. Las columnas no tienen dificultad de interpretación salvo la última. Ésta es una columna auxiliar para el cálculo del momento resistente, ya que para el cálculo de éste se necesita la mayor Y (distancia de la fibra de referencia al extremo más alejado). Porque a la hora de calcular el coeficiente de seguridad del bastidor se debe tener en cuenta que Y se ha utilizado ya que el acero de los refuerzos puede ser de distinta resistencia al del bastidor. Los cálculos necesarios para la realización de la tabla ya se han mostrado con anterioridad. En la Figura 7 se muestra cómo quedará la hoja de inercias. En los datos referentes al chasis hay dos columnas a diferencia de las demás tablas, debido a que tiene dos perfiles de distinta altura. Los refuerzos adicionales aparecerán bajo la tabla Refuerzo Grúa, cuando los haya. Nota: Los valores de inercias y el momento resistente se encuentran multiplicados por dos por estar compuesto el bastidor de dos largueros. 153

154 Figura 7. Hoja de inercias del programa Estabilidad en orden de marcha. Tras el cálculo del reparto de pesos y sus diagramas de momentos flectores se continúa con el cálculo de la estabilidad del vehículo en orden de marcha. A continuación se adjunta la imagen correspondiente al espacio web reservado para la introducción de los datos requeridos para ello al usuario. Figura 8a. Recogida datos estabilidad en web Para el cálculo de la estabilidad longitudinal y transversal en orden de marcha hay que acudir a la hoja ESTABILIDAD. En esta ocasión no toda la tabla se mostrará en blanco. Hay valores que se toman de otras hojas Excel que son necesarios para distintos cálculos por lo que estos valores no deben borrarse para no alterar otros resultados. Para el cálculo de la estabilidad se debe ejecutar el botón ESTABILIDAD. Los datos que se piden en esta ocasión son las alturas de 154

155 cada una de las cargas respecto al suelo y las vías tanto delantera como trasera en el orden que a continuación se muestra: Distancia del centro de gravedad de la carga 1 al suelo Distancia del centro de gravedad de la carga 2 al suelo Distancia del centro de gravedad de la carga 3 al suelo (1450 mm) (1000 mm) (0 mm) Distancia del centro de gravedad del autobastidor al suelo (dato del fabricante) (700 mm) Distancia de c.d.g. de los gatos al suelo (600 mm) Distancia del centro de gravedad del sobrechasis al suelo: el centro de gravedad del sobrechasis se toma como si estuviese en su centro geométrico (1100 mm) Distancia del centro de gravedad de la grúa al suelo: este se considera que está en su centro geométrico (1300 mm) Distancia del c.d.g. del peso puntual opcional i al suelo: Vía delantera Vía trasera (0 mm) (3000 mm) (3500 mm) Las cargas opcionales son cero, ya que no hay ninguna. Los resultados y los datos solicitados para esta hoja se muestran en la Figura 8. Se hace notar que en caso de que se cumplan los criterios de estabilidad, aparecerán en la parte inferior de la tabla en la celda correspondiente OK!!, en caso contrario aparecerá INESTABLE. 155

156 Figura 8b. Estabilidad en orden de marcha Distribución de momentos y estabilidad con la grúa accionada. Se procede como en los apartados anteriores. Se adjunta imagen de web correspondiente al punto estudiado y posteriormente se detalla cada uno de los datos introducidos, así como su volcado al programa. Figura 9. Datos de grúa en página web 156

157 Si el vehículo lleva grúa habrá que pasar a la hoja de cálculo en la que se resuelve dicho caso. Se volverá a hacer un nuevo reparto de pesos además de una nueva distribución de momentos. Serán necesarios nuevos datos referentes a la grúa: Datos de la grúa: Máximo momento de elevación de la grúa (kg*mm) Alcance estándar del brazo de la grúa (mm) (20000 kg*m) (17000 mm) Peso de la carga en punta del brazo de la grúa cuando ésta está extendida el alcance máximo (1000 kg) Distancia entre apoyos estabilizadores transversales en la zona de la grúa (mm) (3500 mm) Vía delantera (mm) (Gatos estabilizadores delanteros o en su defecto cero por ser el king-pin el apoyo). (3000 mm) El programa calculará un nuevo reparto de pesos igual que en orden de marcha, con la diferencia de que aquí se calcula con la grúa actuando totalmente extendida hacia la parte delantera del vehículo y cargando el peso máximo (peso en punta), por ser ésta la situación más desfavorable. Además los ejes traseros no están apoyados en el suelo sino que es el apoyo transversal estabilizador de la grúa quien hace esta función. Si se tienen gatos estabilizadores delanteros serán estos quienes hagan de apoyo en la parte anterior del semirremolque, en el caso de que no existan será el king-pin (estando sobre la cabeza tractora) quien sustente la góndola. Tras la estabilidad de la grúa se obtiene el máximo momento flector que actúa sobre el bastidor cuando la grúa trabaja. Con dicho valor y el momento resistente del chasis, en ese punto, se calcula el coeficiente de seguridad del semirremolque. Éste debe ser mayor que el valor prefijado por el usuario (en este caso, 2:1) para que la situación sea admisible. En caso contrario, habría que aumentar el momento resistente del bastidor o montar una grúa más pequeña. A continuación se adjunta el diagrama de momentos flectores totales y su correspondiente reparto de pesos con el dispositivo actuando. 157

158 Figura 10 Hoja de grúa, momento flector total Cuyo reparto de pesos es: Figura 11. Reparto de pesos, grúa actuando 158

159 Figura 11. Gráficos de momentos flectores grúa actuando Como en la hoja de esfuerzos, también se disponen de dos gráficos, uno para los momentos totales y otro para comprobar los momentos que cada carga introduce sobre el bastidor. De la columna de coeficientes de seguridad se hace otro gráfico, pero este en una hoja aparte (Coef. Seg.), en el cual se ven tramos constantes con valor cinco, esto se ha hecho cuando el coeficiente de seguridad es superior al valor indicado. Debido a que se obtendrían valores muy grandes en las zonas donde los esfuerzos son muy pequeños y no se podría apreciar con claridad las zonas donde el coeficiente es relativamente pequeño respecto de esos valores. Se aprecia en el figura 13. Figura 13. Coeficiente seguridad 159

160 Estabilidad longitudinal: Para el cálculo de la estabilidad transversal y longitudinal de la grúa el valor de peso del vehículo que se usa es la TARA, por ser ésta la situación más desfavorable. Ya que es la que menos masa aporta para compensar el momento de elevación de la grúa. Y se debe cumplir que 1,15 * Mom.tara > Mom.peso.punta, por defecto o el coeficiente de seguridad que el usuario considere oportuno. En esta situación a la carga se le ha restado el peso en punta de la grúa, ya que en la situación más desfavorable la grúa estaría cargada con el peso en punta y si no se restase el valor del peso en punta a la carga el vehículo superaría su MMA. Debido a que una grúa autocarga está destinada únicamente a la carga y descarga de mercancías sobre el propio vehículo que la porta. Resultados. El último paso antes de finalizar la ejecución de la herramienta es pasar a la hoja de resultados donde se podrá comprobar el coeficiente de seguridad con el que trabaja el vehículo tanto en orden de marcha como actuando la grúa. En el semirremolque no se verificará la seguridad en la conducción ya que no está recogido por norma. Figura 14. Resultados Góndola En esta hoja no se muestra el coeficiente de seguridad mínimo con el que se trabaja, sino que se muestra el coeficiente de seguridad del momento flector máximo, que como ya se ha dicho no tiene que coincidir con el menor coeficiente de seguridad. 160