INSTRUCTIVO BARRERAS DE SEGURIDAD

Elaborado por: Unidad Técnica de Normalización y Seguridad de la CGC. Departamento de Seguridad Vial de la Dirección de Vialidad. Revisado por: Departamento de Estudios de la Dirección de Vialidad Ministerio de Obras Públicas.

ENERO 2000

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INDICE INSTRUCTIVO BARRERAS DE SEGURIDAD INDICE ....................................................................................................................... 1 Indice de Anexos........................................................................................................ 2 1.

Introducción...................................................................................................... 3

2.

La barrera de seguridad................................................................................... 3 2.1.

Nivel de Contención .................................................................................. 4

2.2.

Nivel de Severidad del Impacto................................................................ 4

2.3.

Deformación del Sistema. ......................................................................... 5

2.4.

Angulo de salida.......................................................................................... 6

3.

Requisitos de las barreras metálicas .............................................................. 6 3.1.

Nivel de Contención .................................................................................. 7

3.2.

Severidad del Impacto ............................................................................... 8

3.3.

Deformación ............................................................................................... 9

3.4.

Comportamiento de las Barreras de Seguridad................................... 12

4.

Tipos de barreras de seguridad .................................................................... 12 4.1

La barrera clase "I" .................................................................................. 12

4.2

La barrera clase “II” ................................................................................ 14

4.3

La barrera clase “III” ............................................................................... 14

5.

Componentes de una barrera metálica ....................................................... 16 5.1

Componentes ........................................................................................... 16

5.2

Protección Anticorrosiva ........................................................................ 16

6.

Ubicación de las barreras .............................................................................. 17 6.1.

7.

Destino de las barreras ............................................................................ 17 Instalación de las barreras............................................................................. 18

7.1

Sentido de las uniones y longitudes mínimas ........................................ 18

7.2.

Instalación de Postes................................................................................ 19

7.3.

Ensayo del suelo........................................................................................ 19

7.4.

Terminales de una barrera...................................................................... 20

8.

ANEXOS ................................................................................................... 22

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2

Indice de Anexos Anexo 1.

Defensa de Hormigón.......................................................

1

Anexo 2.

Configuración defensas en puntos duros........................

3

Anexo 3.

Modelos NCh2032.............................................................

6

Anexo 4.

Terminales enterrados.....................................................

7

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1.

3

Introducción

El presente instructivo, tiene como objetivo sentar las bases que aseguren un adecuado funcionamiento de las barreras de seguridad metálicas (defensas camineras) que se han de instalar en las rutas concesionadas, ya que por tratarse de carreteras de alto estándar con características técnicas distintas a las tradicionales se requiere de otro tipo de barreras. Para lograr este objetivo se definen los requisitos mínimos que se le deben exigir a las barreras metálicas, a su ubicación e instalación, con el fin de asegurar un adecuado comportamiento frente a las eventuales cargas a las que podrían ser expuestas. Se han tomado en cuenta para la determinación de estos requisitos la experiencia de países que han desarrollado grandes avances en el tema de la seguridad vial como Estados Unidos, Italia, y la Comunidad Europea en general.

2.

La barrera de seguridad

Básicamente una barrera tiene por finalidad reducir la gravedad de los accidentes producidos por usuarios que pierden el control de sus vehículos y abandonan su pista o calzada. La gravedad de este tipo de accidentes se debe a la presencia de obstáculos en las áreas adyacentes del camino tales como: postes, luminarias, muros de obras de arte, cepas, estribos, barandas de puentes, desniveles pronunciados, barrancos, cunetas, fosos, otra calzada con tránsito en sentido contrario, etc. Es en estos casos y cuando se han agotado las posibilidades para eliminar, remover o reducir la severidad (gravedad) del impacto con dichos obstáculos, cuando se debe pensar en la utilización de barreras. El objetivo de las barreras es siempre proteger a los usuarios de la vía y no a los elementos que en ella se encuentran, como se da a entender por un mal uso del lenguaje. Es común encontrar frases como “barreras de protección para postes” o “barreras para la protección de cepas y puntos duros”, con lo que se entiende erróneamente que las barreras están para proteger a los obstáculos. Existen dos familias de barreras de contención, las barreras metálicas y las barreras de hormigón, en ambas familias se han desarrollado una gran variedad de modelos, los que son probados y ensayados por sus fabricantes. La barrera de seguridad metálica es el sistema de contención vial más utilizado en el mundo y corresponde a la unión de tres elementos metálicos: poste, barrera y separador, en adelante el instructivo se refiere fundamentalmente a este tipo de barreras. Para que la barrera metálica efectivamente reduzca la gravedad del accidente, deberá asegurar un adecuado(a): • Nivel de contención; • Nivel de Severidad del Impacto; • Deformación del Sistema; • Angulo de salida (capacidad de redireccionamiento).

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2.1. Nivel de Contención Todos los vehículos que circulan por la carretera, por el hecho de estar en movimiento, llevan asociada una determinada energía cinética la que depende de su masa M y su velocidad V; Ec = 0,5*M*V2 Durante el impacto entre el móvil y la barrera, gran parte de esta energía se disipa y se transforma en ruido, calor y deformaciones tanto del vehículo como de la barrera. La energía de impacto se define como aquella parte de la energía cinética total que trae el móvil, correspondiente a la componente de la velocidad perpendicular a la barrera Vsen(α), véase la Figura 1, de esta forma se tiene: Ei = 0,5*M*(V*sen(α))2 Se entenderá por nivel de contención a la mayor energía de impacto que es capaz de absorber una defensa caminera (entendida como el conjunto poste, separador y barrera) manteniendo una adecuada deformación, deceleración y capacidad de reconducción. Angulo de Impacto

α V

Defensa

V*sen(α)

Figura N°1

2.2. Nivel de Severidad del Impacto La severidad del impacto es un concepto que se refiere al daño que sufrirán los pasajeros al interior de un vehículo que impacta la barrera metálica. Una barrera que sea capaz de contener un camión no sirve si al contener un auto pequeño causa graves daños y/o la muerte de sus ocupantes. Es por ello que se han desarrollado, a nivel mundial, parámetros que permiten cuantificar la severidad del impacto, entre ellos destacan el denominado THIV (velocidad teórica de choque de la cabeza), PHD (deceleración de la cabeza tras el choque) y ASI (Indice de Severidad de la aceleración). El primero de ellos THIV, es el más intuitivo y se refiere a la velocidad con que la cabeza choca el parabrisas, los otros dos, PHD y ASI corresponden a las deceleraciones que se producen al interior del vehículo. Si las deceleraciones son excesivas, se producen daños y desprendimiento de órganos

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internos que pueden causar la muerte de los ocupantes, por lo que sus valores deben ser limitados. 2

El ASI se determina como:

2

 a   ay   a  ASI =  x  +   +  z   12 g   9 g   10 g 

2

ax: componente de la aceleración en el sentido de movimiento del vehículo. ay: componente de la aceleración perpendicular a ax en el plano horizontal. az: componente de la aceleración perpendicular a ax en el plano vertical. g: aceleración de gravedad. Las deceleraciones se determinan en un punto cercano al baricentro del vehículo, durante un intervalo de 50 metros. Todos estos parámetros tiene por finalidad contar con indicadores que aseguren que las barreras no se conviertan en obstáculos tan rígidos que causen daños equivalentes o peores de los que se desea proteger a los usuarios. Cuanto mayor es la capacidad de contención de una barrera, mayor es la dificultad de los fabricantes por desarrollar diseños que presenten adecuados indicadores del nivel de severidad para vehículos livianos. No se debe olvidar que las barreras deben otorgar adecuadas deceleraciones a los usuarios de cualquier vehículo.

2.3. Deformación del Sistema. Durante el desarrollo del impacto la absorción de energía se realiza, en gran parte por la deformación del conjunto de elementos que componen la barrera de seguridad y el vehículo. Es por ello que las barreras deben ser deformables. La utilización de barreras en su mayoría pretende evitar que los usuarios que han perdido el control de sus vehículos, impacten elementos duros, caigan al vacío, o enfrenten el impacto de otro vehículo en sentido contrario, por ello las barreras, si bien han de ser deformables, éstas deformaciones deben ser limitadas. Por lo mencionado, las barreras se diseñan de modo de inducir deformaciones conocidas que permitan asegurar: • • • •

Un adecuado nivel de contención; Un adecuado nivel de severidad; Un comportamiento tal que mantenga sus principales características geométricas (altura y continuidad de la barrera); Y que las deformaciones tanto elásticas como permanentes sean compatibles con el lugar y entorno en el que será instalada.

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Básicamente son dos las deformaciones que interesa controlar, ellas se producen durante el desarrollo del impacto. La primera corresponde a una deformación en el plano horizontal y que posee características plásticas, ya que su valor alcanza un máximo y luego disminuye para quedar en forma permanente. Si esta deformación máxima, supera el espacio con que cuenta la barrera para deformarse, el vehículo impactará de todas maneras el obstáculo, o en el caso en que la barrera no tenga obstáculo físico que le impida deformarse, el hecho de deformarse demasiado no evitará que el vehículo caiga al vacío o que impacte con otro vehículo en sentido contrario. Otro problema que trae consigo una deformación horizontal excesiva, es el denominado “embolsamiento”, lo que genera un ángulo de salida mayor al de entrada, con lo que el vehículo puede impactar otros vehículos de la misma calzada pudiendo incluso volver a impactar la barrera del lado opuesto. La segunda corresponde a una deformación vertical al plano y es la deformación que afecta a la altura de la barrera, refiriéndonos a la cinta metálica, la cual debe mantener su posición durante el impacto para evitar que el vehículo pase sobre o bajo ella. Se han desarrollado diseños que inducen un comportamiento tal del sistema que aseguran estas características.

2.4. Angulo de salida. El ángulo de salida es un parámetro utilizado para medir la capacidad que presenta un determinado tipo de barrera de otorgar al vehículo que la impacta una dirección de salida, lo más paralela posible al eje de la calzada. En general se limita que el ángulo de salida β sea menor o igual a un tercio del ángulo de impacto α.

β ≤

3.

1 α 3

Requisitos de las barreras metálicas

Para poder exigir un adecuado comportamiento a las barreras metálicas, es necesario definir parámetros que permitan cuantificar su comportamiento. Una vez que se cuenta con estos parámetros, se somete a la barrera metálica a una prueba real, denominada test de impacto en donde en forma controlada se lleva a cabo un impacto entre un vehículo tipo y la barrera. Los test de impacto se encuentran normalizados en Estados Unidos (NCHRP 350) y en la Comunidad Europea (prEN1317-2) y hoy en día para poder utilizar una barrera se debe certificar que sus características cumplen con las normas establecidas según corresponda. Este tipo de pruebas o ensayos tienen un costo pero necesarios e irremplazables para determinar en forma empírica el comportamiento que se puede esperar del sistema de contención, y a la vez chequear que se cumplan los requisitos de contención, deformación y nivel de severidad. No será requisito la realización de test de impacto para diseños que

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hayan cumplido con los que se exigen en la Norma Europea prEN1317-2 los cuales se presentan como referencia a continuación. En la Norma de la Comunidad Europea prEN 1317-2 se han definido los siguientes test de impacto: Tabla N°1 Test de Impacto Test TB 11

Velocidad de Ángulo de Impacto Impacto Km./h. Sexagesimal 100 20

Masa Total del vehículo Kg. 900

Tipo de Vehículo Auto

TB 21

80

8

1300

Auto

TB 22

80

15

1300

Auto

TB 31

80

20

1500

Auto

TB 32

110

20

1500

Auto

TB 41

70

8

10000

Camión Rígido

TB 42

70

15

10000

Camión Rígido

TB 51

70

20

13000

Bus

TB 61

80

20

16000

Camión Rígido

TB 71

65

20

30000

Camión Rígido

TB 81

65

20

38000

Camión Articulado Fuente prEN 1317-2

Un sistema de contención, barreras metálicas, cumple o acepta un test de impacto, cuando se cumplen los requisitos definidos en la norma mencionada y presentados como referencia en los puntos 3.1, 3.2 y 3.3

3.1. Nivel de Contención El nivel de contención de una barrera queda definido por la capacidad que tiene la barrera de contener el impacto de los test definidos en la Tabla 1. De esta manera se obtienen distintos niveles de contención de acuerdo a la siguiente tabla:

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Tabla N°2 Niveles de Contención Nivel de Contención

8

Acepta Test

T1

TB 21

T2

TB 22

T3

TB 41 y TB 21

N1

TB 31

N2

TB 32 y TB 11

H1

TB 42 y TB 11

H2

TB 51 y TB 11

H3

TB 61 y TB 11

H4a

TB 71 y TB 11

H4b

TB 81 y TB 11 Fuente prEN 1317-2

Los niveles de contención T1,T2 y T3 se desarrollan sólo para barreras de contención temporales. Éstas barreras pueden también ser probadas para niveles de contención más altos. La evaluación de un sistema de contención de mayor capacidad, debe asegurar siempre que es seguro para los ocupantes de un vehículo liviano (900 Kg) de acuerdo con los niveles de severidad del impacto que se presentan en 3.2. Esto permite que los sistemas de alta contención, pensados para vehículos pesados tales como camiones y buses, aseguren una adecuada deceleración e índices de severidad a los vehículos livianos.

3.2. Severidad del Impacto Los índices de severidad de los ocupantes de un vehículo ASI, THIV y PHD, deberán cumplir con los requisitos de la tabla 3.

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Tabla N°3 Niveles de severidad del Impacto Nivel de Severidad del impacto A

Indice de valores ASI ≤ 1,0 y

B

ASI ≤ 1,4

THIV ≤ 33 km/h PHD ≤ 20g Fuente prEN 1317-2

El nivel de severidad del impacto A, ofrece un mayor grado de seguridad a los usuarios que el nivel B , y es preferido en igualdad de condiciones.

3.3. Deformación El grado de deformación de las barreras de seguridad durante el impacto debe ser compatible con el espacio o distancia disponible tras la barrera y se expresa mediante las siguientes variables: La deflexión dinámica (D): Desplazamiento lateral máximo de la cara frontal de la barrera. El ancho de trabajo (W): La distancia entre la cara frontal de la barrera antes del impacto y la ubicación del punto más alejado del sistema después del impacto. Ver figura 3.1. La deformación del sistema de contención deberá cumplir con los requerimientos de la tabla 4.

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Tabla N°4 Niveles del ancho de trabajo

Clases de niveles del ancho de trabajo

Niveles del ancho de trabajo (m)

W1

W ≤ 0,6

W2

W ≤ 0,8

W3

W ≤ 1,0

W4

W ≤ 1,3

W5

W ≤ 1,7

W6

W ≤ 2,1

W7

W ≤ 2,5

W8

W ≤ 3,5 Fuente prEN 1317-2

Los valores de la deflexión dinámica y del ancho de trabajo permiten determinar condiciones de instalación seguras para cada tipo de barrera y además permiten definir distancias que deben ser mantenidas libres frente a los obstáculos para permitir que la barrera pueda deformarse libremente.

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Figura 3.1

DEFLEXIÓN DINÁMICA (D) Y ANCHO DE TRABAJO (W)

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3.4. Comportamiento de las Barreras de Seguridad Además de cumplir con los test de impacto definidos en la norma prEN 1317-2, las barreras deben presentar un adecuado comportamiento durante los impactos. Algunos de estos requisitos son: 1.- La barrera de seguridad deberá contener y redireccionar el vehículo sin que la cinta metálica pierda su continuidad. 2.- Ninguna pieza de la barrera debe llegar a desprenderse presentando un excesivo riesgo para el trafico, peatones o personal en una zona de trabajo. 3.- Los elementos del la barrera de seguridad no deben penetrar el compartimento de pasajeros del vehículo. Deformaciones o intrusiones en el compartimento de pasajeros no están permitidas.

4.

Tipos de barreras de seguridad

La composición del flujo vehícular y los elementos de riesgo de los que se debe proteger a los usuarios, son muy variados. Una vía con un flujo vehicular en que predominen buses y camiones, requerirá una barrera con mayor capacidad de contención que si el flujo fuese de vehículos livianos. De igual modo, la barrera destinada a separar tráficos en sentidos opuestos tendrá un diseño diferente a la utilizada en los bordes de un terraplén. Es por ello que existen distintos tipos de barreras, siendo los más comunes la barrera separadora de tráfico y las barreras de borde para toda una gama de capacidades de contención. De toda la gama de barreras definidas en la norma europea, el presente instructivo ha seleccionado aquellas que mejor se adecuan a nuestra realidad, a la vez que se simplifica su utilización, acotando su aplicación a tan sólo tres tipos de barreras, a instalar en sectores que cumplan con los requisitos mínimos de colocación.

4.1

La barrera clase "I"

Las barreras definidas como clase “I” han sido concebidas para otorgar un adecuado nivel de contención a los vehículos livianos y ser utilizadas como barrera mínima en las carreteras concesionadas para ordenar el tráfico, evitando giros en U y cruces no permitidos a través de la mediana. Para cumplir con lo anterior, esta clase de barreras considera barreras simples y dobles.

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Se define como barrera clase “I”, a aquel mecanismo de contención que cumpla con los siguientes requisitos definidos en la norma europea: Tabla N°2.1 Requisitos de la barrera “I” simple Requisitos

Nivel

Nivel de contención

H1

Severidad del impacto

A

Ancho de trabajo

W7 (*)

Tabla N°2.2 Requisitos de la barrera “I” doble Requisitos

Nivel

Nivel de contención

H1

Severidad del impacto

A

Ancho de trabajo

W5 (*)

Nota : El nivel de contención de una barrera H1 es mayor o igual a 120 kN-m. (*) La restricción de ancho de trabajo puede variar de acuerdo a las necesidades especificas del lugar en que se instalará la barrera. Se han analizado los diseños de defensas aprobados por el Instituto Nacional de Normalización con fecha 5 de Enero de 1999 en la reciente Norma Chilena NCh2032/2. Estos diseños corresponden a los denominados “Barrera simple con baranda de doble onda y riel inferior” y “Barrera simétrica con baranda de doble onda y riel inferior” en versiones con postes a 2 y 4 metros, los cuales son muy similares a diseños que sí cuentan con certificación de acuerdo a la Norma Europea prEN1317-2 , en niveles de contención H1, de severidad “A” y de deformación W7 y W5 respectivamente. Con el objeto de mejorar al más breve plazo el estándar de las defensas camineras en las vías concesionadas, se ha estimado necesario considerar en la selección de las defensas tipo “I”, en primer lugar aquellas con certificación de su nivel de contención, severidad y deformación, y en segundo lugar, los diseños de la norma NCh2032-2 antes mencionados, los cuales podrán instalarse temporalmente en reemplazo de las barreras con certificación H1 hasta Octubre del año 2000, después de esta fecha, todas las barreras que se instalen deben presentar certificación. Para conocer su aplicación ver la tabla N° 2.5.

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4.2

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La barrera clase “II”

Las barreras definidas como clase “II” han sido concebidas para otorgar un adecuado nivel de contención a los buses con una masa de hasta 13 toneladas. Serán utilizadas en aquellos tramos y puntos singulares en que por el flujo de estos vehículos o las características geométricas de la vía sean necesarias y para la protección de puntos duros (cepas, muros, postes, etc.) Para cumplir con lo anterior, esta clase de barreras considera barreras simples y dobles. Se define como barrera clase “II”, a aquel mecanismo de contención que cumpla con los siguientes requisitos definidos en la norma europea: Tabla N°2.3 Requisitos de la barrera “II” simple y doble Requisitos

Nivel

Nivel de contención

H2

Severidad del impacto

A

Ancho de trabajo

W5 (*)

Nota : El nivel de contención de una barrera H2 es mayor o igual a 280 kN-m. (*) La restricción de ancho de trabajo puede variar de acuerdo a las necesidades especificas del lugar en que se instalará la barrera. Para conocer su aplicación ver a la tabla N° 2.5.

4.3

La barrera clase “III”

Las barreras definidas como clase “III” han sido concebidas para otorgar un adecuado nivel de contención a los vehículos pesados, transporte de carga, en general a camiones articulados con una masa de hasta 38 toneladas. Serán utilizadas en aquellos tramos o puntos singulares en que por el flujo de estos vehículos o las características geométricas de la vía sean necesarias. Para cumplir con lo anterior, esta clase de barreras considera barreras simples y dobles. Se define como barrera clase “III”, a aquel mecanismo de contención que cumpla con los siguientes requisitos definidos en la norma europea:

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Tabla N°2.4 Requisitos de la barrera “III” Requisitos Nivel Nivel de contención

H4b

Severidad del impacto

B

Ancho de trabajo

W5 (*)

Nota : El nivel de contención de una barrera H4b es mayor o igual a 720 kN-m. (*) La restricción de ancho de trabajo puede variar de acuerdo a las necesidades especificas del lugar en que se instalará la barrera. Para conocer su aplicación ver la Tabla N° 2.5, siguiente:

Condiciones De alzado Si: i ( %) < 3, o L∙ i2 < 30 Si: i (%) ≥ 3, y L∙ i2 ≥ 30

Tabla N° 2.5 Criterios de aplicación de barreras de contención tipo Tramos Tramos Obstáculos Observaciones Rectos Curvos laterales Tipo I Tipo II

Tipo I / II (1)

Tipo II

Tipo II / III (2)

Tipo II / III (2)

i : pendiente longitudinal. L(km.) : Longitud del tramo.

Notas: (Tabla Nº 2.5) 1. Usar Barrera de Contención Tipo II, si Radio de la curva en análisis es menor que el radio correspondiente a la Velocidad de Diseño de la ruta aumentada en 20 km/hr. 2. Usar Barrera de Contención Tipo III, si se cumple que el volumen de tránsito de Camiones de más de 2 ejes más los Buses, es superior al 15 % del Total de vehículos(TMDA). 3. La Barrera de Contención Tipo I, puede ser sustituida por la recomendada en la Norma NCH 2032/1 y 2, con riel inferior y postes distanciados cada 2 m. en el caso de curvas, y con postes distanciados cada 4 m., en el caso de tramos rectos. Situación excepcional vigente hasta el mes de Octubre del año 2000 4. Los criterios de aplicación indicados en Tabla Nº 2.5, corresponden a criterios de diseño mínimos, los cuales pueden variar, dependiendo de las reales y particulares condiciones del camino y/o sector en análisis. 5. En la etapa de proyecto, el proyectista vial, asesorado por un especialista en seguridad vial, deberá justificar fundadamente los diseños propuestos a nivel definitivo, tomando en consideración las reales características del camino, su entorno, transito, accidentalidad histórica, velocidades de operación, etc. MINISTERIO DE OBRAS PUBLICAS-DIRECCION DE VIALIDAD

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5.

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Componentes de una barrera metálica 5.1

Componentes

Con la finalidad de asegurar el adecuado funcionamiento de las barreras hacia los vehículos que circulan por las carreteras concesionadas se definen como elementos básicos de una barrera metálica los siguientes: Poste de fijación: Su función es la de sostener y mantener la barrera a una determinada altura durante el impacto. En un sistema de poste flexible éste se deforma completamente, separándose de la cinta metálica para no arrastrarla al suelo. En un sistema de poste rígido éste trabaja como elemento resistente y por lo tanto no necesariamente debe separarse de la barrera. Separador: Una de sus funciones es la de separar la barrera de los postes de fijación y este es diseñado para romperse de manera que el poste al doblarse no arrastre consigo a la barrera. Cinta Metálica: Su función es la de contener el vehículo que la impacta, embolsándolo de modo que pueda ser redireccionado por el sistema en forma adecuada. Riel: Su función es evitar que el neumático de los vehículos pequeños que impacten la barrera se enganche en el poste, con lo que a su vez ayuda a redireccionarlo. Golillas: Su función es muy importante ya que debe evitar que las planchas de acero que forman la barrera se separen entre sí. Si el sistema es flexible, el poste se debe separar de la barrera, por lo tanto, no se debe poner golilla al perno entre el poste y la barrera. Pernos: Tienen como función conectar los diferentes elementos de la barrera, deben ser instalados de acuerdo a las indicaciones del fabricante (posición, apriete y otras). En ningún caso el perno debe sobresalir hacia la calzada convirtiéndose en un elemento de roce o atascamiento con un vehículo que impacte la barrera. Elementos retrorreflectantes: Para mejorar la visibilidad de las barreras durante la noche. Estos elementos deben cumplir los requisitos indicados en la norma NCH2032-2.

5.2

Protección Anticorrosiva

La vida útil de una defensa sometida únicamente a la acción de la intemperie, excluyendo su deterioro por impacto, constituye un valor esencial de su comportamiento. En la intemperie la corrosión va menoscabando en forma lenta pero acumulativa las propiedades del acero, elemento constituyente de las barreras hasta llegar el momento en que las barreras han perdido las características necesarias para otorgar un comportamiento adecuado, en ese momento las barreras deben ser reemplazadas. El método más utilizado en el mundo hoy en día consiste en dar a todos los elementos que conforman la barrera: poste, separador, barrera, golillas, y pernos un recubrimiento de Zinc, mediante un proceso de inmersión en caliente con lo cual es posible evitar que la corrosión alcance al acero, si el proceso de recubrimiento esta bien realizado, entonces no habrá corrosión.

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El presente instructivo ha resuelto establecer como estándar mínimo de protección anticorrosiva un espesor promedio de galvanizado de 70 micras, permitiendo lecturas individuales de hasta un mínimo de 55 micras, ello en base a la norma EN-ISO 1461.

6.

Ubicación de las barreras 6.1. Destino de las barreras

Las barreras de seguridad de acuerdo al uso que se les de, tienen como destino el ser ubicadas en tres puntos característicos: Zona de Mediana: Las barreras aquí instaladas tienen generalmente por finalidad evitar que un vehículo cuyo usuario ha perdido el control, ingrese a la calzada contraria. En estos casos es posible utilizar barreras dobles cuando la mediana se encuentra a nivel con ambas calzadas, de no ser así, o si existiera cuneta central en la mediana, se deberá utilizar barreras simples a cada lado de ella. Si la mediana es muy estrecha, inferior a 1.5 m., sin desniveles y/o cunetas, se deberá instalar barreras rígidas (hormigón) en esos tramos. Zona de bordes: Cuando no es posible despejar la zona adyacente a la calzada de obstáculos en una distancia de al menos 9 metros en tramos rectos, y de 13 metros en curvas, es necesario en la mayoría de los casos, proteger al usuario de él o los obstáculos existentes. En el caso de terraplenes, como regla general, si la pendiente del talud es mayor a 4:1 (H:V) entonces se requiere el uso de barreras laterales, según los criterios indicados en Tabla Nº 2.5, de este instructivo. Zonas de Puntos duros: Siempre se debe evitar la posibilidad que un usuario impacte un “punto duro” como estructuras hormigón cercana a la vía, cepas y estribos de pasos superiores, barandas de puentes, postes, etc. En todos los casos se debe estudiar la posibilidad de eliminar o trasladar estos obstáculos, generalmente los postes pueden ser trasladados, pero no es posible en la mayoría de los casos trasladar o eliminar una cepa o estribo de un puente. En aquellos casos en las que corresponda proteger puntos duros con defensas de un mayor nivel de contención que el que trae el tramo anterior de la carretera, el sistema de defensas a instalar debe asegurar un incremento gradual de su contención, para lo cual se utiliza la configuración en 7 tramos que se indica a continuación.

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Tabla N°6.1

7.

TRAMO

DESCRIPCIÓN

LONGITUD (m)

1

Defensa Tipo "I"

8

2

Defensa Tipo "I" con postes cada 1.33 m.

16

3

Elemento de unión entre Defensas Tipo "I" y "II"

4

4

Defensa Tipo "II"

40

5

Defensa Tipo "II"

Igual a la longitud del obstáculo

6

Defensa Tipo "II"

20

7

Elemento de unión entre Defensas Tipo "I" y "II"

4

Instalación de las barreras 7.1

Sentido de las uniones y longitudes mínimas

En toda instalación de barreras metálicas, el traslape entre planchas deberá ser hecho de modo que al poner una placa sobre otra se produzca un descenso en el traslape en el sentido del tráfico, para asegurar que frente a un eventual impacto, el vehículo pueda deslizar sobre el perfil sin tener posibilidad alguna de engancharse con una plancha y mucho menos separarla. Para que la barrera metálica sea efectiva en su misión de redireccionar y absorber energía, su inicio debe estar empotrado al suelo y en los tramos discontinuos deben tener una longitud mínima, de acuerdo a la siguiente tabla: Tabla N°7.1 Longitudes mínimas de la barrera metálica Velocidad de Diseño (Km/h) < 70 70-100 >100

Longitud Mínima (m) 28 48 60 Fuente MOPTMA 1994

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7.2. Instalación de Postes Se puede esperar dos comportamientos extremos de los postes, un comportamiento rígido o uno flexible. En ambos casos este comportamiento define el diseño del sistema de contención. Cuando se ha desarrollado un poste rígido, el sistema presenta una deformación lateral limitada y una severidad un tanto mayor. En este caso, durante el impacto, la barrera traspasa la carga a los postes rígidos los que se convierten en elementos resistentes. Por el contrario, cuando el poste es flexible éste se dobla con una relativa facilidad y la unión de la barrera con el poste se diseña para romperse de manera que el poste no arrastre a la barrera, la cual se transforma en el elemento resistente actuando como un cable. El comportamiento rígido o flexible de un poste de acero depende de dos factores: el primero de estos factores corresponde a la sección del poste, el segundo factor depende de la instalación que se haga de él. Por ello es fundamental que dicha instalación se realice de acuerdo con las instrucciones del fabricante. En general los postes serán hincados en el terreno, salvo que su dureza lo haga imposible o su resistencia sea insuficiente.

7.3. Ensayo del suelo Para determinar si el suelo presenta una resistencia suficiente, se realizará el siguiente ensayo cada 500 metros, o a distancias menores en aquellos tramos o sectores en que la Inspección Fiscal así lo estime necesario. Sobre un poste aislado e hincado en el terreno en la ubicación proyectada, se aplicará una fuerza paralela al terreno, normal a la dirección de la circulación adyacente y dirigida hacia el exterior de la carretera. El punto de aplicación de esta fuerza se encontrará ubicado a 55 cm sobre el nivel del suelo. Se medirá el desplazamiento de este punto (L) y el de la sección del poste al nivel del terreno (Lo). La fuerza aplicada se incrementará hasta que el desplazamiento del punto de aplicación (L) sea de 45 cm. Se considerará que la resistencia del terreno es adecuada si se cumplen simultáneamente las siguientes condiciones: •

La fuerza que produce un desplazamiento L de 25 cm del punto de aplicación es superior a 8 kN.

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•

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Para un desplazamiento L de 45 cm del punto de aplicación, el desplazamiento del poste a nivel de terreno (Lo), es inferior a 15 cm. Esquema del Ensayo

F

L

55 cm

X

Lo

De lo anterior, se desprende que el grado de contención del sistema no sólo depende del diseño de la barrera, sino que también de las características del suelo y del método utilizado en su instalación. Por ello es que el proveedor deberá hacerse responsable de su instalación y armado, respetando las especificaciones del fabricante, determinando la profundidad optima de hincado de acuerdo a los niveles especificados y resolviendo los problemas particulares que se presentan durante la instalación. Algunos de los problemas que se presentan ocurren en el borde de terraplenes o de quebradas, en esos casos se debe poner especial cuidado en que exista suelo disponible para hincar el poste, ya que si se instala una barrera muy cerca al borde de un terraplén, ésta no tendrá suelo tras de sí para traspasarle su carga y el resultado será que la barrera al ser impactada se desplazará con el vehículo siendo incapaz de contenerlo. En caso de no ser posible el hincado se deberá optar por excavar o perforar el lugar donde irá el poste, ubicarlo y rellenarlo con hormigón grado H-5.

7.4. Terminales de una barrera Los terminales de inicio y fin de una barrera en ningún caso deben convertirse en obstáculos que constituyan por si mismos un peligro adicional, obviamente se encontrarán ubicados en lugares en donde no se requiere barreras de contención. Básicamente existen tres tipos de terminales:

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Terminal Vertical o Brusco: Este tipo de terminal consiste en poner al termino o inicio de la barrera una pieza metálica con forma de espolón o cola de pez. Su utilización los convierte en puntos de gran rigidez, lo que genera deceleraciones muy altas a los ocupantes de un vehículo que llega a impactarlos, provocándoles graves daños o la muerte, otro inconveniente es que la barrera ingresa al compartimento de pasajeros de los vehículos con las graves consecuencias que ello trae, por lo que no deben ser utilizados. Terminales de Abatimiento: En este caso para terminar una barrera se comienza a bajar la altura de la misma, hasta que ella queda anclada bajo suelo. Esta solución se puede utilizar al inicio de las barreras pero el inconveniente es su tendencia a producir vuelco cuando quedan expuestas de frente al flujo. Terminales con Amortiguadores de Impacto: Consiste en la instalación de un dispositivo especialmente diseñado para amortiguar el impacto de un vehículo que lo golpea de frente, estos dispositivos se denominan genéricamente como “Amortiguadores de impacto”, entre los cuales existe una amplia gama de modelos que varían en sus características de acuerdo al lugar en que se utilizaran. Esta solución no produce deceleraciones bruscas, vuelco ni penetración en el vehículo que los impacta. De todos los tipos de terminales, se deberá utilizar como primera opción los amortiguadores de impacto, en caso que ello no sea posible se deberá utilizar el método de enterrar los terminales tal como se indica en Anexos, pero en ningún caso se deberá utilizar terminales verticales o bruscos. En el caso especial de transición de corte a terraplén, la barrera debe iniciarse dentro del corte y quedar armónicamente pegada al talud, de modo de constituir una prolongación del corte.

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8.

ANEXOS

Anexo 1: Defensa de Hormigón Las barreras de hormigón son barreras rígidas, la deformación que se espera de ellas es mínima si se compara con las barreras metálicas, por lo tanto, a diferencia de aquellas, no absorbe energía por deformación. El modelo de barrera de hormigón denominado New Jersey, presenta un perfil de dimensiones establecidas, se define por un ángulo recto hasta una altura de 75 mm, un ángulo de 55° hasta una altura de 330 mm. en donde el perfil cambia a un ángulo de 84° hasta completar una altura total de 810 mm (ver figura 1a).

New Jersey.

Tipo F.

480

555 84°

255

84°

55°

180

55°

75

75 75

Figura 1b Modelo utilizado hoy en día.

Figura 1a Modelo 1960

Figura N°1

Este perfil desarrollado en los años 60 presentó muy buenas características para los automóviles de aquel tiempo. Hoy en día con vehículos más livianos se ha realizado una modificación a la barrera New Jersey, disminuyendo la altura de 330 mm a 255 mm en que se termina el perfil con un ángulo de 55°, tal como se aprecia en la figura N° 1, este tipo de barrera se denomino “Tipo F”. Una ventaja de este tipo de barreras, radica en su capacidad de ser reutilizables, por lo que han tenido un gran éxito como barreras en zonas de trabajo, desvíos y actividades similares. Otra característica es que al ser elementos rígidos, trabajan bien en zonas en las que no se dispone de espacio, tales como en medianas angostas o nulas, barandas de puentes, bordes de túneles, bordes de estribos, etc.

La capacidad de contención de este tipo de barreras se ha ensayado en Estados Unidos de acuerdo a NCHRP 350, en estos ensayos, las barreras han resistido el impacto de vehículos de 2000 Kg a 100 Km/h con un ángulo de 25°. Respecto a la severidad, han cumplido con la norma mencionada para un vehículo liviano de 820 Kg a 100 Km/h en un ángulo de 20°. Por lo tanto este tipo de barreras sólo contienen vehículos livianos. Si el tráfico en el lugar en que serán instaladas presenta una fuerte componente de vehículos pesados (camiones o buses), se recomienda estudiar otros elementos de contención.

Anexo 2: Configuración defensas en punto duros

Anexo 3: Modelos NCh2032 Tipo

Distancia entre postes

Barrera Simple con

2.0

Baranda de Doble Onda

4.0

Barrera Simple con Baranda de Doble Onda y Riel Inferior

2.0 4.0

Barrera Simple Dúplex con Baranda de Doble Onda

2.0

Barrera Simétrica con Baranda de Doble Onda y Riel Inferior

2.0

Barrera Simétrica Dúplex con Baranda de Doble Onda y Riel Inferior

2.0

4.0

4.0

4.0

Dimensiones en metros

Esquema

Anexo 4: Detalle de Abatimiento de Barreras de Seguridad

DETALLE DE ABATIMIENTO DE BARRERAS DE SEGURIDAD ABATIMIENTO NORMAL

ABATIMIENTO CORTO

(1): (2): (3): (4):

El ángulo dependerá de la altura proyectada para la barrera. Los 5 primeros postes no llevarán separador. Los 2 primeros postes no llevarán separador. Cuando exista disponibilidad de espacio es recomendable que en toda la longitud de abatimiento se emplace la barrera en forma de embudo. El ángulo respecto al eje del camino deberá fluctuar en lo posible entre 3´ y 5´. (5): la configuración de la barrera dependerá de su finalidad y de las características y velocidad de los móviles que lo solicitarán.

DETALLE DE ABATIMIENTO DE BARRERAS DE SEGURIDAD ELEVACION PIEZA TERMINAL EMPOTRADA

PLANTA

BERMA PISTA (1): Los 2 primeros postes no llevarán separador (2): El ángulo α dependerá de la distancia del borde de berma al talud del corte, con un ángulo máximo de 20º. (3): La configuración de la barrera dependerá de su finalidad y de las características y velocidad de los móviles que la solicitarán