ES1060699U - Sistema metalico continuo para barreras de seguridad aplicable como proteccion para motociclistas compuesto por una pantalla metalica horizontal continua inferior sustentada en la barrera por medio de brazos metalicos dispuestos a intervalos regulares. - Google Patents
Sistema metalico continuo para barreras de seguridad aplicable como proteccion para motociclistas compuesto por una pantalla metalica horizontal continua inferior sustentada en la barrera por medio de brazos metalicos dispuestos a intervalos regulares.Info
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Abstract
1. Sistema metálico continuo de protección para motociclistas aplicable en las barreras metálicas de los constituidos por una pantalla metálica continua horizontal inferior suspendida en la barrera metálica mediante brazos metálicos dispuestos a intervalos regulares, que se caracteriza porque comprende un brazo metálico intermedio (6) fijado directamente en la parte posterior de la valla (1), preferentemente en el centro del vano existente entre dos postes (2) consecutivos, estando dicho brazo (6) unido sólidamente por medios adecuados de fijación, preferentemente mediante dos o más uniones atornilladas (12) y (13), a una abrazadera metálica (7), preferentemente en forma de "U" con ambas alas o flancos formando un ángulo con el alma preferentemente recto o bien mayor de un recto y menor de dos rectos, presentando ambas alas o flancos de la abrazadera en "U" (7) una longitud tal que, una vez ensamblado el conjunto de ambas piezas (6) y (7) con la valla (1), cada ala quede apoyada en el correspondiente seno interior de la cara posterior de la valla (1) y ejerciendo presión contra ella, imposibilitando de esta manera tanto la rotación relativa entre ambas piezas (6) y (7) como la rotación y el desplazamiento del conjunto rígido de ambas piezas (6) y (7) con respecto a la valla (1).
Description
Sistema metálico continuo para barreras de
seguridad aplicable como protección para motociclistas compuesto
por una pantalla metálica horizontal continua inferior sustentada en
la barrera por medio de brazos metálicos dispuestos a intervalos
regulares.
La presente invención se refiere a un sistema
metálico continuo para barreras de seguridad metálicas compuesto
por una viga horizontal continua situada por debajo de la valla o
baranda de la barrera y fijada a ésta mediante piezas de
sustentación dispuestas a intervalos regulares, que permite evitar
tanto que el cuerpo de un motociclista que se desliza sobre la
superficie de la carretera impacte directa o indirectamente contra
el poste de soporte de la barrera metálica como que atraviese la
barrera metálica pasando por debajo de la valla o baranda y sin que
la instalación de dicho sistema en la barrera metálica afecte
negativamente el comportamiento de la misma ante el impacto de
vehículos de cuatro ruedas.
Esta invención tiene su aplicación dentro de la
industria dedicada a la fabricación de sistemas, aparatos,
dispositivos y elementos auxiliares aplicables como componentes
para el equipamiento de seguridad vial incorporados sobre
carreteras y similares.
Existen en la práctica diversos tipos de sistemas
de contención de vehículos, entendiendo por tales todo dispositivo
instalado en una carretera cuya finalidad sea proporcionar retención
y redireccionamiento a un vehículo que, fuera de control, sale de
la calzada, reduciendo la gravedad de los accidentes producidos, de
tal manera que se limiten los daños y lesiones tanto para sus
ocupantes como para el resto de los usuarios de la carretera y
otras personas u objetos situados en las proximidades.
El sistema de contención más habitual en nuestras
carreteras y autopistas son las barreras de seguridad metálicas,
empleadas en márgenes y medianas de las carreteras. Las barreras de
seguridad tienen la finalidad de resistir impactos de vehículos
evitando que los atraviesen y, con ello, garantizar la protección a
terceros y, a la vez, producir un redireccionamiento y deceleración
controlados, de tal forma que el vehículo salga estable del impacto
y continúe en marcha a una velocidad reducida junto al sistema de
contención en la dirección original del tráfico y, de esta manera,
garantizar la seguridad de los ocupantes del vehículo y la de otros
usuarios de la vía.
De acuerdo con la normativa de aplicación
existente (EN 1317-2 en Europa y NCHRP 350 en
EE.UU.), las barreras de seguridad se someten, antes de su
utilización comercial, a unos ensayos de choque a escala real
normalizados en los que, de forma controlada, se lleva a cabo un
impacto entre un vehículo tipo y un sistema de contención,
permitiendo evaluar cualitativa y cuantitativamente su
comportamiento. Un sistema de contención cumple satisfactoriamente
un ensayo de choque a escala real cuando se cumplen los requisitos
y criterios de aceptación definidos en la normativa en cuanto al
nivel de contención, severidad del impacto, deformación y ángulo de
salida y, por tanto, garantiza unas adecuadas condiciones de
seguridad, principalmente, para los ocupantes del vehículo
impactado y terceros. Se afirma entonces que un sistema de
contención tiene la capacidad de contener un determinado vehículo
tipo.
De acuerdo con la normativa mencionada, un
sistema de alta contención (diseñado específicamente para recibir
el choque de vehículos pesados tales como camiones y autocares)
debe superar los ensayos de choque a escala real, tanto de
vehículos pesados (camiones y autocares) o turismos pesados como de
vehículos ligeros (turismos ligeros). Esto permite que los sistemas
de contención también garanticen la seguridad de los vehículos
ligeros, que constituyen el tipo de accidente más frecuente. Por
ejemplo, según la normativa europea EN 1317-2, el
nivel de contención N2 requiere de la superación del ensayo TB32
(impacto de un turismo de 1.500 Kg. de peso, a 110 Km/h de
velocidad, y con un ángulo de aproximación contra el sistema de
contención de 20º) más el ensayo TB11 (impacto de un turismo de 900
Kg. de peso, a 100 Km/h de velocidad y con un ángulo de
aproximación contra el sistema de contención de 20º).
En las barreras de seguridad, todos los elementos
constitutivos tienen, generalmente, la capacidad de reaccionar de
forma similar y en conjunto, mediante deformación, ante un impacto
tanto de un vehículo ligero como de uno pesado.
Las barreras de seguridad metálicas corresponden
a la unión de tres elementos metálicos básicos:
1º.- La(s) valla(s) o
baranda(s), elementos longitudinales dispuesto(s)
horizontalmente en uno o varios niveles a determinada altura y de
manera continua, cuya función es la de contener y guiar el vehículo
que la impacta, evitando que éste la atraviese, limitando la
deformación transversal y guiándolo de modo que pueda ser
redireccionado por el sistema en forma adecuada. La valla puede
presentar diferentes configuraciones: uno o varios perfiles
longitudinales de sección abierta o casi-cerrada, en
forma de doble o triple onda o en forma de "C" o de
"sigma", unidos al poste mediante un elemento separador;
cables o varillas metálicas tensadas sujetas directamente al poste;
perfiles longitudinales en forma de doble o triple onda unidos en su
parte inferior a láminas metálicas con capacidad de movimiento
libre y calibradas para oponer una cierta resistencia ante un
impacto.
2º.- El poste, dispuesto verticalmente a
intervalos regulares y fijado a la(s) valla(s) o
baranda(s), cuya función es sostener y mantener la(s)
valla(s) o baranda(s) de la barrera a una determinada
altura durante el impacto. Los postes son generalmente perfiles
metálicos de sección en "C", en "U", en "I", en
"Sigma", en "Z", secciones tubulares cerradas redonda o
rectangulares u otro tipo de sección, que se insertan en un
terraplén o mediana de una carretera de manera que una parte de su
longitud queda embebida en el terreno o bien a través de una placa
con pernos de anclaje insertados en el terreno. Ante el impacto de
un vehículo y en función de la energía de dicho impacto, el poste se
deforma en mayor o menor medida doblándose y/o torsionando con
respecto a la sección de empotramiento o de anclaje.
3º.- El elemento separador es la pieza
intermedia de conexión entre una valla o baranda y el poste, cuya
función es la de:
- (I)
- Unir, a cierta altura, la valla o baranda a los postes de fijación,
- (II)
- actuar de elemento distanciador entre dicha valla o baranda y el poste para evitar el enganchamiento en el poste de la rueda del vehículo durante el impacto contra la barrera y
- (III)
- mantener la altura de la valla o baranda a medida que el poste deforma por flexión, de manera que el contacto con el vehículo se produzca sin que aparezca una diferencia de altura del centro de gravedad del mismo con respecto a la valla, la cual puede generar en el vehículo cierta tendencia al vuelco.
Determinados tipos de separadores, concretamente
los separadores no-rígidos empleados en barreras
metálicas rígidas de alta contención, cumplen una función
adicional, la de
- (IV)
- atenuar o absorber parte de la energía del impacto y contribuir al redireccionamiento del vehículo durante el impacto. En este último caso, el separador recibe el nombre de absorbedor de energía. La función absorbedora del separador es característica de las barreras de alta contención puesto que dichas barreras presentan una estructura básica muy robusta o rígida, compuesta por la o las vallas y unos postes robustos dispuestos a corta distancia capaz de contener vehículos pesados y, por ello, dicha estructura resulta demasiado rígida para el impacto de vehículos ligeros. El separador-absorbedor está diseñado específicamente para reducir la severidad del impacto de los vehículos ligeros contra estas estructuras básicas rígidas, suavizando en contacto con el poste y favoreciendo el redireccionamiento del vehículo. En unas ocasiones, este elemento consiste en un componente único o bien un conjunto ensamblado a partir de pletinas y/o perfiles metálicos conformados de forma más o menos compleja, o en perfiles tubulares de sección cuadrada o rectangular, abiertos o cerrados.
En algunas ocasiones, podemos encontrar barreras
en las que no existe elemento separador, estando la valla sujeta
directamente al poste.
Las barreras metálicas de seguridad se diseñan y
ensayan, en la mayor parte de los casos, para contener impactos
únicamente de vehículos de cuatro o más ruedas pero, en general, no
tienen en cuenta la seguridad de los usuarios más vulnerables de la
vía, tales como motociclistas y ciclistas.
El escenario más habitual y más grave de colisión
de un motociclista contra una barrera de seguridad, es el producido
por la pérdida de verticalidad de la motocicleta, caída del
motociclista, trayectoria divergente de la motocicleta y
motociclista con deslizamiento del motociclista sobre el pavimento
e impacto del cuerpo del motociclista contra la barrera de seguridad
o paso a través de ella e impacto con obstáculos infraestructurales
situados por detrás de ella. La fatalidad y heridas muy graves que
se producen en este tipo de accidente se deben mayormente a
lesiones que se localizan en la cabeza y cuello del
motociclista.
La norma española UNE 135 900 regula los
procedimientos de ensayo y criterios de aceptación para
dispositivos instalados sobre las barreras metálicas para
protección de los motociclistas o bien para barreras diseñadas para
garantizar la seguridad de los motociclistas, los cuales permiten
evaluar su comportamiento ante impacto del cuerpo de un
motociclista que colisiona contra el sistema a cierta velocidad y
deslizando sobre la superficie del pavimento. Los procedimientos de
ensayo consisten en el choque a escala real con lanzamiento de
maniquíes instrumentados contra el sistema, a 60 km/h y 30º de
ángulo de incidencia. Los parámetros de eficacia y criterios de
aceptación relativos a la severidad del impacto sobre el cuerpo del
motociclista se materializan a través de diversos índices
biomecánicos y bio-fieles medidos en la cabeza
(aceleraciones) y en el cuello (fuerzas y momentos) de los
maniquíes.
En dichos ensayos de choque a escala real con
maniquíes simulando el cuerpo de los motociclistas, los maniquíes
se lanzan contra la barrera deslizando sobre el pavimento tumbados
boca arriba, a ras de suelo, totalmente extendidos con los brazos
paralelos al tronco y la cabeza en avance. Se llevan a cabo
impactos en la zona del poste y en el centro del vano o punto medio
del espacio longitudinal entre dos postes consecutivos. El eje
vertebral del maniquí está paralelo a la dirección de impacto, que
forma 30º con respecto a la alineación longitudinal de barrera de
seguridad. De esta manera, el impacto primario (que es el más
severo) se produce con la cabeza del maniquí (que está provista de
un casco protector), de tal forma que los efectos más importantes y
lesivos sobre el mismo son:
- (i)
- la "sacudida" de la cabeza, que se evalúa mediante el llamado índice HIC, el cual es una magnitud proporcional a las aceleraciones que experimenta el centro de la cabeza del maniquí, y
- (ii)
- Los esfuerzos sobre el cuello, incluyendo todas las fuerzas y momentos. El cuello es muy vulnerable en este tipo de impactos, debido, principalmente, a las fuerzas de compresión en la dirección del eje vertebral del maniquí, que en la norma española UNE 135 900 se identifican como F_{Z}.
Cuando una barrera de seguridad que incorpora un
sistema de protección para motociclistas o bien una barrera de
seguridad específicamente diseñada para la seguridad de estos
usuarios, supera satisfactoriamente los ensayos de la norma UNE 135
900, cumpliendo todos los criterios de aceptación, se considera que
garantiza la seguridad ante el impacto de motociclistas y
ciclistas.
De acuerdo con lo establecido en la norma
española UNE 135 900, toda barrera de seguridad que incorpora un
sistema de protección para motociclistas o bien toda barrera de
seguridad específicamente diseñada para la seguridad de estos
usuarios debe, además, garantizar su comportamiento ante impacto de
vehículo de cuatro o más ruedas según la norma europea EN
1317-2.
Tradicionalmente, se han venido utilizando dos
tipologías de dispositivos para protección de motociclistas en las
barreras de seguridad metálicas:
- 1.
- Absorbedores de impacto. Son dispositivos instalados puntualmente, a modo de recubrimiento, alrededor de los postes de la barrera, para reducir la severidad del impacto del motociclista contra el poste. Su eficacia es bastante reducida (no va más allá de los 30 km/h) y no evitan el paso del motociclista por debajo de la valla atravesando la barrera.
- 2.
- Sistemas continuos. Son dispositivos instalados de manera continua en el sentido longitudinal de la barrera, que funcionan conteniendo y redireccionando el cuerpo del motociclista durante el impacto, evitando tanto que impacte directamente contra el poste como que pase a través de la barrera e impacte contra el obstáculo o desnivel que la barrera está protegiendo. Los sistemas continuos funcionan también como sistemas puntuales y son, en general, más eficaces que los anteriores.
Los sistemas continuos se componen, normalmente,
de un miembro continuo horizontal destinado a contener el impacto
del motociclista y situado siempre por debajo de la valla (aunque a
veces se extiende hacia arriba superponiéndose a la barrera por
encima de la valla) cubriendo el espacio vertical entre ésta y el
nivel del terreno y fijado a la barrera bien a través de piezas de
sustentación dispuestas a intervalos regulares y conectadas a la
barrera bien en el poste, en la valla o en el separador o bien
fijado el miembro continuo horizontal directamente al poste o a la
valla de la barrera de seguridad.
Este miembro horizontal continuo suele ser bien
un perfil metálico, un perfil de plástico, varios perfiles
metálicos o de plástico paralelos, uno o varios tubos de plástico,
una viga de plástico horizontal continua embebiendo los postes o
bien una simple malla de plástico situada entre postes. El miembro
horizontal puede ser una viga metálica de distinto perfil (perfil
de valla doble onda tipo A, perfil de valla doble onda tipo B,
perfil trapezoidal plano, ...). Cuando el perfil metálico o de
cualquier otro material, considerado según su posición de
colocación en la barrera, presenta poco ancho frente a su altura
(p.e. en relación menor de 100:370) y una buena parte del perfil es
plana o de poco relieve, el perfil recibe el nombre de
pantalla.
Los sistemas continuos más empleados son los
metálicos del tipo perfil doble onda y las pantallas trapezoidales
(cuya superficie es mayormente plana con sendas pestañas formando
ángulos de menos de 90º en sus extremos, pudiendo estar redondeadas
estas pestañas).
La continuidad del miembro horizontal compuesto
por perfiles de longitud finita se consigue normalmente mediante
solapamiento parcial de los perfiles adyacentes y unión
atornillada, en dichos solapes.
Las piezas de sustentación de las pantallas o
perfiles presentan diversas configuraciones y, en general, reciben
el nombre de brazos. Suelen ser metálicas e ir fijadas mediante
uniones atornilladas, por un lado a la pantalla o perfil continuo
horizontal y, por el otro, bien directamente al separador, bien al
tornillo de unión entre la valla y el separador o bien directamente
a la valla o al poste.
Las piezas de sustentación o brazos suelen ir
fijadas tanto al miembro horizontal de contención del impacto de
motociclistas como a la barrera de seguridad mediante uniones
atornilladas.
En los ensayos de impacto a escala real con
maniquíes descritos anteriormente, con sistemas metálicos continuos
de los constituidos por un perfil metálico continuo horizontal
inferior y brazos metálicos de sustentación dispuestos a intervalos
regulares, la colisión del maniquí se produce contra el miembro
horizontal continuo inferior que es el que mantiene el contacto con
el maniquí durante todo el impacto, guiándolo durante el fenómeno
redirectivo, hasta que se separa del sistema.
Las piezas de sustentación del perfil horizontal
o brazos tienen la capacidad de deformarse, rotando y doblándose
hacia la parte anterior del poste de la barrera (la opuesta al lado
del tráfico), proveyendo así al sistema de la capacidad de
deformación transversal suficiente para absorber el impacto de
manera controlada y reconducir el cuerpo del maniquí. La
deformación transversal está limitada por la distancia entre la
parte trasera del brazo y la parte anterior de poste, hasta que se
produce el contacto del brazo situado frente al poste con dicho
poste. La Figura 14 muestra las sucesivas etapas de este tipo de
comportamiento en el sistema metálico continuo objeto de la
presente descripción.
Dentro de los sistemas continuos, cuyo
comportamiento es, en general, superior al de los absorbedores de
impactos, los sistemas metálicos constituidos por un perfil o
miembro horizontal continuo colocado por debajo de la valla de la
barrera de seguridad, cubriendo el espacio vertical entre el borde
inferior de ésta y el terreno, son los más frecuentes y los más
efectivos por su excelente relación de beneficio/coste.
Ahora bien, de acuerdo con los parámetros de
eficacia establecidos en la norma española UNE 135 900 para evaluar
el comportamiento de los sistemas de protección para motociclistas
en las barreras de seguridad metálicas, definidos a partir de
índices biomecánicos que reproducen con fidelidad los daños
previsibles en los cuerpos de los motociclistas, los sistemas
metálicos continuos anteriormente mencionados presentan los
siguientes problemas:
- (i)
- Posibilidad de franqueo del sistema en impactos en el centro del vano. Cuando la distancia entre postes consecutivos de la barrera de seguridad es superior a 2 m, la deformación de pantalla en un impacto en el centro del vano es enorme, dando origen al embolsamiento del cuerpo del motociclista que, bien levantando la pantalla o perfil y/o doblándola, puede atravesar total o parcialmente la pantalla o perfil, con el consiguiente riesgo probable de impacto contra el poste, corte con la propia pantalla o perfil o de colisión con los peligros infraestructurales que la barrera está protegiendo, situados por detrás de la misma.
- (ii)
- Enganchamiento de una extremidad por debajo de la pantalla. Debido a que siempre queda un hueco libre, aunque pequeño, entre la pantalla o perfil y el nivel del terreno y a que, en los ensayos (y también en la realidad), el brazo del maniquí/motociclista está extendido paralelo al cuerpo, tanto la mano como la muñeca del mismo pueden engancharse entre el borde inferior de la pantalla o perfil y el terreno.
- (iii)
- Elevado valor de la compresión vertical del cuello. Puesto que, en los sistemas existentes, los perfiles y pantallas metálicos continuos horizontales inferiores se disponen verticalmente, durante el impacto, el primer contacto de la cabeza con la pantalla o perfil se produce con un plano vertical y, con ello, la fuerza de compresión del cuello F_{Z} en la dirección del eje vertebral del cuerpo del maniquí (que coincide con la trayectoria del impacto) que se origina por la reacción del perfil o pantalla sobre la cabeza del maniquí, alcanza valores muy elevados, a menudo, por encima de los máximos tolerables por el cuerpo humano.
La presente invención se refiere a un sistema
metálico continuo para protección de motociclistas instalable en
una barrera metálica de seguridad convencional, compuesto por una
pantalla metálica (4) horizontal continua dispuesta por debajo de
la valla (1) de la barrera metálica, cubriendo mayormente el
espacio vertical entre el borde inferior de la valla (1) y el nivel
del terreno (40), estando la pantalla (4) suspendida de la valla (1)
mediante piezas de sustentación o brazos (5) situados frente al
poste (2) y situados en el centro del vano (6) solidarios con una
abrazadera (7), fijados ambos brazos (5) y (6) a la valla (1) en el
mismo tornillo de unión (8) de ésta con el separador (3) y en un
punto intermedio de la misma (12), respectivamente. La pantalla (4)
es de perfil plano-trapezoidal con una
protuberancia (22) en forma de "nariz" orientada hacia el lado
del tráfico y situada en el borde inferior de la pantalla.
La pantalla metálica (4) es un perfil
plano-trapezoidal que presenta una cara plana
central que ocupa la mayor parte de la altura de pantalla y con una
protuberancia (22) en el extremo inferior de la pantalla que está
orientada hacia la parte anterior de la barrera o lado del tráfico,
mientras que el extremo superior de la pantalla presenta
preferentemente una pestaña orientada hacia el lado posterior de la
barrera formando cierto ángulo con la cara plana del perfil o puede
presentar una protuberancia similar a la del extremo inferior
(22).
La protuberancia (22) de la pantalla (4) presenta
un perfil preferentemente trapezoidal o en forma de greca (22),
pero también puede presentar formas o perfiles similares que
funcionen también como elementos salientes, bien de forma
redondeada circular o aplastada tales como las protuberancias
(22^{I}) y (22^{II}) de las pantallas (4^{I}) y (4^{II}),
respectivamente, bien formas triangulares rectas con el lado
inferior sensiblemente horizontal (22^{III}) o bien triangulares
isósceles tales como las protuberancias (22^{IV}) y (22^{V}) de
las pantallas (4^{III}), (4^{IV}) y (4^{V}), respectivamente,
o bien en forma corrugada de doble onda triangular o redondeada
tales como las protuberancias (22^{VI}) y (22^{VII}) de las
pantallas (4^{VI}) y (4^{VII}), respectivamente, o bien en forma
de saliente (22^{VIII}) en forma de nariz con un lado inclinado
redondeado cóncavo hacia el lado anterior o del tráfico y un lado
horizontal convexo hacia el lado posterior tal como en la pantalla
(22^{VIII}).
La pantalla (4) se coloca en la barrera de
seguridad de manera que su cara plana forme un cierto ángulo
(aunque nunca superior a 15º) con la vertical, en el sentido de
giro contrario al de las agujas del reloj, de manera que la parte
inferior de la pantalla (4) se sitúe más próxima al tráfico, esto
es, de forma que la protuberancia inferior (22) se presente en
avance según el sentido del impacto.
La continuidad horizontal entre pantallas (4) se
consigue mediante solapamiento parcial entre cada dos pantallas
consecutivas en sus extremos y uniones atornilladas conseguidas por
medio de múltiples conjuntos de tornillo+arandela+tuerca que
atraviesan sucesivamente los agujeros (11) correspondientes, dos a
dos, a cada extremo de cada pantalla (4), en el solapamiento.
Los brazos metálicos (5) y (6) del sistema
instalado en barreras de seguridad aplicable como protección para
motociclista, objeto de esta descripción, están constituidos por
una pletina metálica de anchura constante configurada en forma de
"omega" acostada vertical, que sujeta la pantalla (4) a la
valla (1), quedando la pantalla (4) en suspensión con respecto a la
valla (1).
El brazo constituye el elemento intermedio de
conexión entre la barrera metálica, concretamente la valla (1), y
la pantalla (4) y, además, provee el mecanismo para la deformación
en caso de impacto de un motociclista contra la pantalla (4).
El sistema objeto de la presente descripción,
incorpora dos tipos de brazos:
- (i)
- Brazo de Soporte (5). Es la pieza de sustentación que conecta la pantalla (4) con la valla (1) justo en el tornillo de unión (8) de ésta con el separador (3) y, por consiguiente, la posición de este brazo (5) se corresponde siempre con la posición de un poste (2) y separador (3).
- (ii)
- Brazo Intermedio (6). Es la pieza de sustentación que sujeta la pantalla (4) directamente con la valla (1) en el intermedio (preferentemente, en el punto medio) del vano o espacio longitudinal entre dos postes consecutivos. La posición del Brazo Intermedio no corresponde con ningún poste (2) ni separador (3) sino que se dispone en una sección intermedia entre postes consecutivos.
El Brazo Intermedio (6) va unido, preferentemente
mediante tornillos (12) y (13), a una abrazadera metálica o
Abrazadera Intermedia (7), en forma de "U" (cuyas alas
o flancos forman preferentemente ángulo recto con el alma aunque
también puede ser una "U" de forma trapezoidal con las alas
formando cierto ángulo mayor de 90º con el alma), presentando
dichas alas o flancos una longitud igual o ligeramente mayor que la
distancia entre la cara superior del Brazo Intermedio (6) y la valla
(1), de tal forma que ambas alas de la Abrazadera Intermedia (7)
apoyan frontalmente por sus extremos contra los senos internos de
las crestas del perfil de la valla (1), ejerciendo presión en grado
suficiente para que el Brazo Intermedio (6) quede bloqueado o
"gripado" contra la parte interna o posterior de la valla (1) y
evitando, con ello, la posible rotación del Brazo Intermedio (6)
según un eje horizontal perpendicular a la valla (1) alrededor del
punto de unión (12) de éste (6) con la propia valla (1).
El Brazo de Soporte (5) presenta cinco caras
sucesivamente de arriba abajo, referenciadas con (28), (29), (30),
(31) y (32) y cuatro pliegues de charnela horizontal entre caras
consecutivas.
La cara superior (28) está ligeramente inclinada
hacia el lado del tráfico y es la que mantiene contacto con la
valla (1) y el separador (3). La cara (29) forma una ángulo
aproximadamente recto con la cara superior adyacente (28) y está
inclinada hacia arriba de manera que el segundo pliegue entre las
caras (29) y (30) nunca llega a apoyar con el ala inferior del
separador (3) una vez colocado el dispositivo en la barrera
metálica. La cara (30) es sensiblemente vertical, de manera que el
pliegue entre la cara (30) y (31) no llega a contactar en la cara
anterior del poste (2) una vez colocado el dispositivo en la barrera
metálica. La cara (31) está inclinada hacia abajo y la cara
inferior (32) está ligeramente inclinada con respecto a la vertical
de manera que el borde inferior de esta cara (32), que coincide con
el borde inferior del Brazo de Soporte (5), está orientado en
avance hacia el lado del tráfico o anterior de la barrera. La cara
inferior (32) es la cara del Brazo de Soporte (5) que mantiene el
contacto con la pantalla (4).
El Brazo de Soporte (5) está sujeto a la barrera
metálica, justo en la misma unión (8) entre la valla (1) y el
separador (3), que se corresponde con el centro de la unión entre
vallas consecutivas mediante solapamiento, por medio del mismo
tornillo (8) que, después de atravesar el agujero alargado
horizontal central (38) de las vallas (1) en la unión entre ellas
mediante solapamiento, atraviesa un agujero alargado (24) dispuesto
horizontalmente en la cara superior (28) del Brazo de Soporte (5),
practicado a tal efecto.
La conexión del Brazo de Soporte (5) con la
barrera en la unión (8) existente entre la valla (1) y el separador
(3), tiene por objeto evitar que la colocación de la invención
afecte al comportamiento de la barrera metálica ante el impacto de
un vehículo de cuatro ruedas, a la vez que facilita notablemente la
operación de colocación, al requerir única y exclusivamente el
aflojado de un tornillo para insertar la cara superior del brazo
entre la valla y el separador, evitando de esta forma la necesidad
de desmontar, es decir, de proceder al desensamblaje la barrera
metálica.
El Brazo de Soporte (5) dispone de un agujero
alargado horizontal (25) en su cara superior (28), situado por
debajo del agujero de fijación (24) también horizontal, cuyo objeto
es dejar libre el paso del ala inferior del separador (3), evitando
así la interferencia entre éste y el Brazo de Soporte.
El Brazo de Soporte (5) dispone en la cara
superior (28) de una nervadura vertical (26) o superficie acanalada
vertical que se extiende desde el borde o arista superior hasta las
proximidades del pliegue entre la cara superior (28) y la
consecutiva (29) y que presenta una sección preferente y
sensiblemente semicircular aunque también puede ser triangular o
trapezoidal. La nervadura vertical (26) está situada muy próxima a
la arista vertical de la cara superior (28) del lado opuesto al de
las aberturas de los agujeros alargados horizontales (24) y (25).
La nervadura vertical (26) tiene por objeto rigidizar la cara
superior (28) del Brazo de Soporte (5) en la zona comprendida entre
el agujero horizontal inferior (25) y la arista, evitando así que
durante el impacto el Brazo de Soporte (5) se doble por esta
zona.
La cara inferior (32) del Brazo de Soporte (5)
presenta un agujero alargado vertical (21), no necesariamente
centrado en la cara, que permite la unión entre el Brazo de Soporte
(5) y la pantalla (4) por medio de un conjunto de
tornillo+arandela+tuerca (20) que atraviesa sucesivamente el taladro
alargado horizontal central (9) de cada una de las dos pantallas
(4) consecutivas en el solapamiento entre ambas y el taladro
alargado vertical (21) del Brazo de Soporte (5). El taladro
alargado horizontal central (9) de las pantallas (4) en el
solapamiento permite el ajuste de la posición horizontal de las
pantallas (4) en relación al poste (2) y al propio Brazo de Soporte
(5) y el taladro alargado vertical (21) del Brazo de Soporte (5)
permite el ajuste de la posición vertical de las pantallas (4) en
relación a la valla (1) y el nivel del terreno (40).
El Brazo Intermedio (6) presenta cinco caras
sucesivamente de arriba abajo, referenciadas con (33), (34), (35),
(36) y (37) y cuatro pliegues de charnela horizontal entre caras
consecutivas. El perfil del Brazo Intermedio (6) es sensiblemente
igual o igual al del Brazo de Soporte (5).
La cara superior (33) está ligeramente inclinada
hacia el lado del tráfico y es la que mantiene contacto con la
valla (1). La cara (34) forma una ángulo aproximadamente recto con
la cara superior adyacente (33) y está inclinada hacia arriba. La
cara (35) es sensiblemente vertical. La cara (36) está inclinada
hacia abajo y la cara inferior (37) está ligeramente inclinada con
respecto a la vertical de manera que el borde inferior de esta cara
(37), que coincide con el borde inferior del Brazo Intermedio (6),
está en orientado en avance hacia el lado del tráfico o anterior de
la barrera. La cara inferior (37) es la cara del Brazo Intermedio
(6) que mantiene el contacto con la pantalla (4).
El Brazo Intermedio (6) está unido a la valla
(1), mediante un conjunto de tornillo+arandela+tuerca (12) que
atraviesa sucesivamente el agujero alargado horizontalmente (18) en
el centro de la sección recta de la valla (1) en una sección de la
barrera intermedia entre dos postes consecutivos, un agujero (16),
preferentemente redondo, de la Abrazadera Intermedia (7) y un
agujero (14), preferentemente redondo, del Brazo Intermedio (6).
Además del tornillo anterior (12), la Abrazadera Intermedia (7) se
fija al Brazo Intermedio (6), mediante un conjunto de
tornillo+tuerca+arandela (13) que atraviesa, sucesivamente, un
agujero (17), preferentemente redondo, de la Abrazadera Intermedia
(7) y un agujero, preferentemente redondo (15), del Brazo
Intermedio (6).
Los agujeros (14) y (15) de la cara superior del
Brazo Intermedio (6) están preferentemente alineados en misma
vertical y su posición relativa se corresponde con la posición de
los agujeros (16) y (17) de la Abrazadera Intermedia (7), de tal
manera que queda anulada, una vez apretadas las uniones (12) y
(13), la posibilidad de rotación de una pieza (6) con respecto a la
otra (7) y, gracias a la presión ejercida por los extremos de las
alas de la Abrazadera Intermedia (7) contra los senos del perfil
doble onda de la valla (1), se consigue evitar la rotación de ambas
piezas (6) y (7) con respecto a la valla (1) que, ante el impacto
de un motociclista, se comporta como un elemento rígido y fijo.
El Brazo Intermedio (6) dispone en la cara
superior (33) de una nervadura vertical (27) que se extiende desde
el borde o arista superior hasta las proximidades del pliegue entre
la cara superior (33) y la consecutiva (34) y que presenta una
sección preferente y sensiblemente semicircular aunque también
puede ser triangular o trapezoidal. La nervadura vertical (27) está
situada muy próxima a la arista vertical de la cara superior (33)
del lado opuesto al de los agujeros redondos (14) y (15). La
nervadura vertical (27) tiene por objeto rigidizar la cara superior
(33) del Brazo Intermedio (6).
La cara inferior (37) del Brazo Intermedio (6)
presenta un agujero alargado vertical (23), no necesariamente
centrado en la cara, que permite la unión entre el Brazo Intermedio
(6) y la pantalla (4) por medio de un conjunto de
tornillo+arandela+tuerca (19) que atraviesa sucesivamente el taladro
alargado horizontal central (10) situado en la sección central o
media de la pantalla (4) y el taladro alargado vertical (23) del
Brazo Intermedio (6). El taladro alargado horizontal central (10)
de la sección media de la pantalla (4) permite el ajuste de la
posición horizontal de la pantalla (4) en relación a la posición
vertical de los postes (2) consecutivos y al propio Brazo Intermedio
(6) y el taladro alargado vertical (23) del Brazo Intermedio (6)
permite el ajuste de la posición vertical de la pantalla (4) en
relación a la valla (1) y el nivel del terreno (40).
La presente invención presenta cuatro
innovaciones como solución a los tres problemas fundamentales de
los sistemas metálicos continuos existentes hasta la actualidad y
descritos en el estado de la técnica:
- (i)
- Incorporación de un Brazo Intermedio (6) en el centro del vano que incorpora una Abrazadera Intermedia (7) para evitar la rotación del Brazo Intermedio según un eje perpendicular a su cara superior y alrededor de su punto unión con la valla (1). El brazo intermedio limita la deformación de la pantalla (4) ante impacto en el centro del vano y la Abrazadera Intermedia (7) evita la rotación del brazo intermedio lo cual limita de una forma definitiva cualquier posibilidad de que la flecha central aumente por dicho concepto. Cuando el Brazo Intermedio rota en la dirección y por efecto del impacto (de tal manera que la unión (19) de dicho brazo (6) con la pantalla se desplaza en el sentido de impacto), permite una mayor deformación en el espacio longitudinal comprendido entre el centro del vano y el siguiente poste, favoreciendo el embolsamiento del maniquí en esta zona.
- (ii)
- Presencia de nervaduras verticales (26) y (27) en la cara superior de los Brazos de Soporte (5) y Brazo Intermedio (6), respectivamente. Las nervaduras verticales (26) y (27) aumentan la rigidez de las piezas (5) y (6), respectivamente, lo cual contribuye a reducir la deformación transversal de las mismas durante el impacto del cuerpo de un motociclista contra la pantalla (4) y, con ello, evitar que una deformación transversal excesiva del conjunto pantalla (4) y brazos (5) y (6) permita el paso del cuerpo del motociclista a través de la barrera, por debajo de la valla (1), bien como consecuencia del levantamiento parcial de la pantalla (4) o de una deformación plástica por pandeo local de la misma.
- (iii)
- La disposición de una protuberancia (22) en forma de "nariz" orientada hacia el lado del impacto y situada justo en el borde inferior de la pantalla (4), durante el contacto primario con el maniquí, le produce a éste una fuerza de reacción hacia arriba que levanta ligeramente la extremidad superior del maniquí evitando el enganchamiento de la mano y muñeca en el espacio libre vertical existente entre el borde inferior de la pantalla y el terreno.
- (iv)
- La disposición inclinada de la pantalla (4) formando un pequeño ángulo (menor de 15º) con la vertical, de tal manera que el borde inferior de la misma aparece avanzado en dirección al tráfico, permite, durante el primer contacto de la cabeza con la pantalla, reducir notablemente la componente horizontal de la fuerza de reacción de la pantalla sobre el cuello del maniquí, lo cual se traduce en una disminución de la compresión en cuello según eje vertebral (F_{z}) hasta valores fácilmente tolerables por el cuello humano.
La Figura 14 ilustra las sucesivas etapas (14a,
14b y 14c) del comportamiento del conjunto de barrera metálica con
el sistema metálico continuo, ante el impacto del cuerpo de un
motociclista que se aproxima deslizando tumbado y extendido sobre
el pavimento y que colisiona contra la pantalla (4) a cierta
velocidad y bajo un cierto ángulo. El contacto entre el cuerpo del
motociclista y la barrera se produce entre éste y la pantalla (4).
Ante la fuerza transmitida por el motociclista a la pantalla, el
Brazo de Soporte (5)- lo mismo le ocurre al Brazo Intermedio (6) -
se deforma rotando en un plano vertical sucesivamente alrededor de
los pliegues entre caras consecutivas. Inicialmente, el brazo rota
alrededor del pliegue entre las caras (28) y (29) hasta que el
pliegue entre las caras (29) y (30) apoya contra el ala inferior del
separador (3). A partir de entonces, el brazo sigue rotando
alrededor del pliegue entre las caras (29) y (30) hasta que el
pliegue entre las caras (30) y (31) apoya contra la cara anterior
del poste (2). El brazo sigue rotando alrededor del pliegue entre
las caras (31) y (32) hasta que la cara inferior del brazo (32)
apoya directamente contra la cara anterior del poste (2). Se
completa así toda la capacidad de rotación del brazo pasando, a
partir de entonces, a deformarse la propia pantalla (4).
Para complementar la descripción que se está
realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las
características de la invención, se acompaña a la presente memoria
descriptiva, como parte integrante de la misma, trece hojas de
planos en las cuales con carácter ilustrativo y no limitativo, se
ha representado lo siguiente:
Figura 1.- Corresponde a una vista frontal en
perspectiva de una barrera de seguridad metálica para carreteras
con el sistema metálico continuo.
Figura 2.- Corresponde a una vista posterior en
perspectiva de una barrera de seguridad metálica para carreteras
con el sistema metálico continuo.
Figura 3.- Representa una sección recta de la
barrera de seguridad con el sistema metálico continuo
correspondiente a la posición de un poste.
Figura 4.- Representa una sección recta de la
barrera de seguridad con el sistema metálico continuo
correspondiente a la posición intermedia entre dos postes
consecutivos o centro de vano.
Figura 5.- Representa un vista frontal en
perspectiva con los componentes en explosión de la barrera de
seguridad con el sistema metálico continuo, en la zona
correspondiente al poste.
Figura 6.- Representa una vista frontal en
perspectiva de un tramo de pantalla.
Figura 7.- Representa una vista en perspectiva
del Brazo de Soporte (7a) y una vista del perfil del Brazo de
Soporte (7b).
\newpage
Figura 8.- Representa una vista en perspectiva
del Brazo Intermedio (8a) y una vista del perfil del Brazo
Intermedio (8b).
Figura 9.- Representa una vista en perspectiva de
la Abrazadera Intermedia en forma de "U".
Figura 10.- Representa el perfil en sección recta
de la pantalla.
Figura 11.- Corresponde a diversas variantes
(11a, 11b, 11c, 11d, 11e, 11f, 11g y 11h) del perfil de la pantalla
para diversas geometrías de la protuberancia o "nariz"
inferior.
Figura 12.- Representa una vista trasera o
posterior de la barrera en perspectiva con los componentes
ensamblados (12a) y en explosión (12b), de la zona correspondiente
al poste.
Figura 13.- Representa una vista trasera o
posterior de la barrera metálica en perspectiva con los componentes
ensamblados (13a) y en explosión (13b), de la zona correspondiente
al centro del vano o punto medio de la barrera entre dos postes
consecutivos.
Figura 14.- Representa la secuencia de
comportamiento (14a, 14b y 14c) de la barrera metálica de seguridad
con el sistema metálico continuo para protección de motociclistas,
durante el impacto del cuerpo de un motociclista contra la
pantalla.
Claims (5)
1. Sistema metálico continuo de protección para
motociclistas aplicable en las barreras metálicas de los
constituidos por una pantalla metálica continua horizontal inferior
suspendida en la barrera metálica mediante brazos metálicos
dispuestos a intervalos regulares, que se caracteriza porque
comprende un brazo metálico intermedio (6) fijado directamente en la
parte posterior de la valla (1), preferentemente en el centro del
vano existente entre dos postes (2) consecutivos, estando dicho
brazo (6) unido sólidamente por medios adecuados de fijación,
preferentemente mediante dos o más uniones atornilladas (12) y
(13), a una abrazadera metálica (7), preferentemente en forma de
"U" con ambas alas o flancos formando un ángulo con el alma
preferentemente recto o bien mayor de un recto y menor de dos
rectos, presentando ambas alas o flancos de la abrazadera en
"U" (7) una longitud tal que, una vez ensamblado el conjunto
de ambas piezas (6) y (7) con la valla (1), cada ala quede apoyada
en el correspondiente seno interior de la cara posterior de la
valla (1) y ejerciendo presión contra ella, imposibilitando de esta
manera tanto la rotación relativa entre ambas piezas (6) y (7) como
la rotación y el desplazamiento del conjunto rígido de ambas piezas
(6) y (7) con respecto a la valla (1).
2. Sistema metálico continuo de protección para
motociclistas aplicable en las barreras metálicas de los
constituidos por una pantalla metálica continua horizontal inferior
suspendida en la barrera metálica mediante brazos metálicos
dispuestos a intervalos regulares, con una pantalla metálica (4) de
tipo plano-trapezoidal, con una parte central plana,
según reivindicación 1ª, que se caracteriza por presentar la
pantalla (4), al menos en su borde inferior, una protuberancia
saliente o "nariz" (22) orientada hacia el lado del tráfico o
parte anterior de la barrera, de tal manera que dicha
protuberancia, durante el impacto de un motociclista contra la
pantalla (4), actúa sobre el cuerpo del motociclista empujando
hacia arriba el hombro y la extremidad superior para evitar que la
mano, muñeca o antebrazo de dicha extremidad se enganche en el
reducido hueco existente entre el borde inferior de la pantalla (4)
y el nivel del terreno (40) y dotando a dicha pantalla (4) de la
rigidez suficiente para evitar que la deformación de la misma
permita el paso del cuerpo del motociclista a través de la barrera,
por debajo de la valla (1).
3. Sistema metálico continuo de protección para
motociclistas aplicable en las barreras metálicas de los
constituidos por una pantalla metálica continua horizontal inferior
suspendida en la barrera metálica mediante brazos metálicos
dispuestos a intervalos regulares, según reivindicación 2ª, que se
caracteriza porque el perfil de la protuberancia (22) del
borde inferior de la pantalla (4) es preferentemente trapezoidal en
forma de greca (22) pudiendo configurarse también con perfiles
redondeados (22^{I}), (22^{II}), (22^{VIII}), triangular
recto (22^{III}), triangular isósceles (22^{IV}), (22^{V}) o
bien corrugado con dos o más ondas triangulares (22^{VI}) o
redondeadas (22^{VII}).
4. Sistema metálico continuo de protección para
motociclistas aplicable en las barreras metálicas de los
constituidos por una pantalla metálica continua horizontal inferior
suspendida en la barrera metálica mediante brazos metálicos
dispuestos a intervalos regulares, según reivindicaciones
anteriores, que se caracteriza porque la pantalla (4) está
inclinada un pequeño ángulo, preferentemente no mayor de 15º, con
respecto a la vertical, en sentido contrario a las agujas del
reloj, de manera que el borde inferior de la pantalla con la
protuberancia (22) está avanzado en el sentido del tráfico, hacia
la parte anterior de la barrera, produciendo tal inclinación una
reducción de la componente en la dirección del eje vertebral del
motociclista de la fuerza reactiva inicial de compresión sobre el
cuello del motociclista, durante el contacto inicial de la cabeza
del motociclista contra la parte plana de la pantalla metálica
(4).
5. Sistema metálico continuo de protección para
motociclistas aplicable en las barreras metálicas de los
constituidos por una pantalla metálica continua horizontal inferior
suspendida en la barrera metálica mediante brazos metálicos
dispuestos a intervalos regulares, según reivindicaciones
anteriores, se caracteriza porque el brazo metálico de
soporte (5) y el brazo metálico intermedio (6) presentan, en su cara
superior (28) y (33), respectivamente, una nervadura vertical (26)
y (27), respectivamente, de perfil preferentemente semicircular, en
forma de arco circular o elíptico, triangular o trapezoidal, que
arranca desde la arista horizontal superior de la cara superior
(28) y (33), respectivamente, del brazo (5) y (6), respectivamente,
o desde sus proximidades y se extiende hasta las proximidades del
pliegue existente entre la cara superior (28) y (33),
respectivamente, y la cara adyacente inferior (29) y (34),
respectivamente, estando posicionada esta nervadura vertical (26) y
(27), respectivamente, preferentemente en el lado de la cara
superior del brazo (28) y (34), respectivamente, que es contrario
al de las aberturas de los agujeros alargados horizontales (24) y
(25) del brazo de soporte (5) y de los agujeros, preferentemente
redondos, (14) y (15) del brazo intermedio (6), con el objeto de
proveer a la piezas metálicas (5) y (6) de la rigidez suficiente
para que, durante el impacto de un motociclista contra la pantalla
(4), el brazo de soporte (5) no pueda doblarse por su cara superior
(28) y el brazo intermedio (6) presente una deformación transversal
limitada.
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