Source: https://es.scribd.com/doc/57930181/BARANDAS-DE-PUENTES
Timestamp: 2016-12-09 12:09:29+00:00

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NavegarInteresesBiography & MemoirBusiness & LeadershipFiction & LiteraturePolitics & EconomyHealth & WellnessSociety & CultureHappiness & Self-HelpMystery, Thriller & CrimeHistoryYoung AdultNavegar porLibrosAudio librosArticlesPartiturasExplorar todoSubirIniciar sesiónRegistrarseSECCIÓN 13 (SI) - BARANDAS CONTENIDO13.1 CAMPO DE APLICACIÓN ..................................................................................................................... 13-1 13.2 DEFINICIONES ...................................................................................................................................... 13-1 13.3 SIMBOLOGÍA ......................................................................................................................................... 13-3 13.4 REQUISITOS GENERALES ................................................................................................................. 13-4 13.5 MATERIALES ......................................................................................................................................... 13-5 13.6 ESTADOS LÍMITES Y FACTORES DE RESISTENCIA ..................................................................... 13-5 13.6.1 Estado Límite de Resistencia ........................................................................................................ 13-5 13.6.2 Estado Límite Correspondiente a Evento Extremo ........................................................................ 13-6 13.7 BARANDAS PARA TRÁFICO VEHICULAR ...................................................................................... 13-6 13.7.1 Barandas ........................................................................................................................................ 13-6 13.7.1.1 Requisitos Generales ............................................................................................................ 13-6 13.7.1.2 Barandas de Aproximación al Puente .................................................................................. 13-7 13.7.1.3 Tratamiento de los Extremos ................................................................................................ 13-7 13.7.2 Criterios para Seleccionar el Nivel de Ensayo ............................................................................. 13-8 13.7.3 Diseño de las Barandas ................................................................................................................. 13-9 13.7.3.1 Requisitos Generales ............................................................................................................ 13-9 13.7.3.1.1 Aplicación de Sistemas Previamente Ensayados ......................................................... 13-10 13.7.3.1.2 Sistemas Nuevos .......................................................................................................... 13-10 13.7.3.2 Altura del Parapeto o Baranda para Tráfico Vehicular ........................................................ 13-10 13.8 BARANDAS PARA PEATONES ........................................................................................................... 13-11 13.8.1 Geometría ..................................................................................................................................... 13-11 13.8.2 Sobrecargas de Diseño ................................................................................................................. 13-11 13.9 BARANDAS PARA CICLISTAS ........................................................................................................... 13-12 13.9.1 Requisitos Generales .................................................................................................................... 13-12 13.9.2 Geometría ..................................................................................................................................... 13-12 13.9.3 Sobrecargas de Diseño ................................................................................................................. 13-13 13.10 BARANDAS COMBINADAS ................................................................................................................ 13-14 13.10.1 Requisitos Generales .................................................................................................................. 13-14 13.10.2 Geometría ................................................................................................................................... 13-14 13.10.3 Sobrecargas de Diseño ............................................................................................................... 13-14 13.11 CORDONES Y ACERAS ........................................................................................................................ 13-14 13.11.1 Requisitos Generales .................................................................................................................. 13-14 13.11.2 Aceras ......................................................................................................................................... 13-14
13.11.3 Tratamiento de los Extremos y Barandas Divisorias .................................................................. 13-15 A13.1 GEOMETRÍA Y ANCLAJES ............................................................................................................. 13-17 A13.1.1 Separación de los Elementos de las Barandas ........................................................................... 13-17 A13.1.2 Anclajes ..................................................................................................................................... 13-19 A13.2 A13.3 FUERZAS DE DISEÑO PARA LAS BARANDAS PARA TRÁFICO VEHICULAR .................... 13-19 PROCEDIMIENTO DE DISEÑO DE LAS BARANDAS UTILIZADAS COMO PROBETAS DE ENSAYO ........................................................................... 13-21 A13.3.1 Barandas de Hormigón .............................................................................................................. 13-21 A13.3.2 Barandas Formadas por Postes y Vigas ..................................................................................... 13-24 A13.3.3 Parapeto de Hormigón y Riel Metálico ..................................................................................... 13-25 A13.3.4 Barreras de Madera .................................................................................................................... 13-28 A13.4 DISEÑO DE LOS VUELOS DEL TABLERO ................................................................................... 13-28 A13.4.1 Casos de Diseño ......................................................................................................................... 13-28 A13.4.2 Tableros que Soportan Parapetos de Hormigón ........................................................................ 13-28 A13.4.3 Tableros que Soportan Barandas Formadas por Postes y Vigas ................................................ 13-29 A13.4.3.1 Diseño del Vuelo ............................................................................................................... 13-29 A13.4.3.2 Resistencia al Corte por Punzonamiento ........................................................................... 13-30
SECCIÓN 13 (SI)
13.1 CAMPO DE APLICACIÓN Esta sección se aplica a las barandas para puentes nuevos y puentes rehabilitados al punto que se determina que el reemplazo de las barandas es adecuado. Esta sección indica seis niveles de ensayo para las barandas de puentes y los requisitos para los ensayos de choque asociados a las mismas. También contiene lineamientos para determinar el nivel necesario para satisfacer las Recomendaciones para los tipos de puentes más habituales y lineamientos para el diseño estructural y geométrico de las barandas. En el Apéndice A se describe un procedimiento para diseñar las muestras o probetas a ensayar para determinar su resistencia al choque. Esta metodología se basa en una aplicación de la teoría de las líneas de fluencia. Para otros usos más allá del diseño de muestras o probetas de ensayo con modos de falla anticipados similares a los ilustrados en las Figuras CA13.3.1-1 y CA13.3.1-2 se debería desarrollar una solución más rigurosa en base a líneas de fluencia o una solución por elementos finitos. Los procedimientos del Apéndice A no se aplican a las barandas para tráfico vehicular instaladas sobre estructuras rígidas tales como muros de sostenimiento o zapatas si se anticipa que el patrón de fisuración se extenderá hasta los elementos de apoyo. C13.1 En adelante todos los sistemas de barreras para el tráfico vehicular en puentes se denominarán barandas. No es necesario que el comportamiento de las barandas de los puentes sea idéntico en toda la red vial. Las barreras nuevas se deben diseñar considerando las necesidades locales y el concepto de nivel de ensayo múltiple, tal como se describe en el Informe 350 del NCHRP. Las barandas previamente ensayadas al choque deberían mantener la aprobación de su nivel de ensayo; no es necesario ensayarlas para satisfacer las actualizaciones del Informe 350 del NCHRP. En vista de los recursos finitos que tienen a su alcance los propietarios de puentes, no es razonable esperar que todas las barandas existentes sean actualizadas ni esperar que todas las construcciones existentes se actualicen cada vez que se aprueba un nuevo código. Muchas barandas de puentes existentes han demostrado ser funcionales y sólo será necesario reemplazarlas cuando se las retira para ensanchar el puente.
13.2 DEFINICIONES Agencia − Empresa responsable autorizada a actuar en representación de un tercero, como por ejemplo una oficina gubernamental, una empresa de consultoría en ingeniería, o del propietario de las instalaciones o estructuras. Cordón Barrera − Plataforma o bloque que se utiliza para separar una acera para peatones y/o ciclistas sobreelevada por encima del nivel de la calzada; ver Figura 13.7.1.1-1. Baranda para Ciclistas − Baranda o sistema de defensa, tal como se ilustra en la Figura 13.9.3-1, que constituye una guía física para los ciclistas que cruzan el puente con el objetivo de minimizar la probabilidad de que un ciclista caiga por encima del sistema. Baranda de Aproximación al Puente − Sistema de guardarrieles que precede a la estructura y está unido al sistema de barandas del puente; su intención es evitar que un vehículo impacte contra el extremo de la baranda del puente o parapeto. Baranda Combinada − Baranda para peatones o ciclistas, tal como se ilustra en las Figuras 13.8.2-1 y 13.9.3-1, sumado a una baranda o sistema de barrera para vehículos resistente al choque. Barrera de Hormigón − Baranda de hormigón armado que tiene una cara hacia el tráfico que generalmente, aunque no siempre, adopta algún tipo de geometría de seguridad.
tal como se ilustra en la Figura 13. Baranda de Uso Múltiple − Baranda que se puede utilizar con o sin una acera sobreelevada.13-2
Parapeto de Hormigón − Baranda de hormigón armado. las cuales pueden o no estar separadas la una de la otra por una franja ancha de terreno o por sistemas de protección y en la cual las intersecciones pueden o no estar resueltas mediante cruces a diferentes niveles. Cargas Longitudinales − Fuerzas de diseño horizontales que se aplican de forma paralela a la baranda o barrera. Elemento de una Baranda − Cualquier componente que forma parte de una baranda. También puede referirse a la indexación de la intensidad de un accidente de manera que un sistema de baranda pueda ser evaluado como una medida preventiva o de seguridad. Resistente al Choque − Se dice de un sistema que ha sido ensayado al choque con una matriz de choque y un nivel de ensayo aceptable. una para cada dirección.8. una para cada dirección. Autopista − Carretera principal de acceso limitado que tiene dos bandas de circulación. restringida o limitada de un sistema carretero. Generalmente se asocia con la caracterización de los accidentes como fatalidades. Invasión − Invasión de un área prohibida.
. Propietario − Autoridad u oficina gubernamental que representa a los inversores y/o contribuyentes y que es responsable por la seguridad y funcionalidad del diseño de un puente. Baranda para Peatones − Baranda o sistema de defensa. Las intersecciones están resueltas mediante cruces a diferentes niveles (pasos superiores o inferiores).2-1. como por ejemplo el cruce de un carril de circulación o el impacto sobre un sistema de barrera. heridas o daños materiales de manera que sea posible establecer un valor monetario para los estudios económicos. También se dice de la ocupación del derecho de paso de una carretera por parte de estructuras no viales u objetos de cualquier tipo o característica. o bien de uno que se ha evaluado geométrica y estructuralmente y se ha determinado equivalente a un sistema ensayado al choque. Cara del Cordón − Superficie vertical o inclinada del lado del cordón ubicado hacia la carretera. Ensayo al Choque de las Barandas de Puentes − Realización de una serie de ensayos de impacto a escala real sobre una baranda de puente de acuerdo con las recomendaciones del Informe 350 del NCHRP a fin de evaluar la resistencia y seguridad que ofrece la baranda. generalmente se considera como un muro de hormigón adecuadamente armado. Severidad − Caracterización del grado de un evento. Generalmente se refiere a los elementos longitudinales de las barandas. Autovía − Carretera principal de acceso limitado que tiene dos bandas de circulación. Poste − Elemento de apoyo vertical o inclinado de una baranda que ancla los elementos de la baranda al tablero. que constituye una guía física para los peatones que cruzan el puente con el objetivo de minimizar la probabilidad de que un peatón caiga por encima del sistema. separadas la una de la otra por una franja ancha de terreno o por sistemas de protección. Zona de Extremo − Área adyacente a cualquier junta abierta de una baranda de hormigón que requiere armadura adicional. Fuerza de Diseño − Fuerza estática equivalente que representa la fuerza dinámica aplicada a una baranda por un vehículo que impacta sobre la misma con una velocidad y ángulo de impacto determinados.
2) = longitud de la carga de impacto de un vehículo sobre una baranda o barrera tomada como Lb. según corresponda (mm) (A13.1) = longitud de distribución longitudinal de la fuerza de fricción FL.3. Baranda para Tráfico Vehicular − Sinónimo de baranda vehicular o baranda para vehículos.33 Ft (N) (A13.4) = altura del muro (mm) (13.2) = altura del muro (mm) (A13. Cargas Transversales − Fuerzas de diseño horizontales que se aplican de forma perpendicular a la baranda o barrera. Las Recomendaciones no constituyen requisitos absolutos.3 SIMBOLOGÍA B C FL Ft Fv G H HR Hw L Lc LL Lt Lv ℓ Mb Mc Md Mp = separación entre los bordes exteriores de las ruedas de un eje (mm) (A13.4.3. Recomendaciones − Documento que le proporciona al Diseñador una guía para evaluar los potenciales beneficios operativos y de seguridad de los dispositivos o características para el control del tráfico.2) = fuerza vertical que representa un vehículo apoyado sobre el riel (N) (A13.4.1) = resistencia plástica o para línea de fluencia del riel (N-mm) (A13.3.2) = longitud crítica de falla del muro (mm) (A13. Las velocidades altas generalmente están asociadas con el tráfico en autopistas o autovías donde las velocidades señalizadas son mayores o iguales que 80 km/h. Este término se utiliza si el vehículo vuelca como resultado de haber hecho contacto con una barrera. LL = Lt (mm) (A13.1) = resistencia última a la flexión del muro respecto del eje horizontal (N-mm/mm) (A13.
.3. Vuelco de un Vehículo − Término que se utiliza para describir un accidente en el cual un vehículo rota como mínimo 90º alrededor de su eje longitudinal luego de hacer contacto con una baranda.2) = longitud de distribución longitudinal de la fuerza de impacto Ft a o largo de la baranda ubicada a una altura He por encima del tablero (mm) (A13.4) = separación de los postes de un tramo simple (mm) (A13.1) = momento del vuelo del tablero (N-mm/mm) (A13.SECCIÓN 13 (SI) . se refiere a una baranda instalada sobre un puente o estructura.BARANDAS
Velocidades Baja/Alta − Velocidades de los vehículos en km/h.2) = distribución longitudinal de la fuerza vertical Fv en la parte superior de la baranda (mm) (A13. no cuando lo hace con otro vehículo.3. no a un guardarriel o barrera divisoria como en otras publicaciones.1) = altura del riel (mm) (13.2) = capacidad de un poste vertical o resistencia del ala comprimida de un poste en flexión (N-mm) (A13.1) = capacidad última de momento de la viga en la parte superior del muro (N-mm) (A13.3. Lv o LL.3) = fuerza de fricción longitudinal a lo largo de la baranda = 0.2) = fuerza transversal del impacto de un vehículo distribuida en una longitud Lt a un altura He sobre el tablero del puente (N) (A13.3.2) = altura del centro de gravedad del vehículo por encima del tablero del puente (mm) (A13.4. más bien constituyen una manera de expresar preocupación acerca de los potenciales riesgos para el tráfico.3. Las velocidades bajas generalmente están asociadas con el tráfico en áreas urbanas o rurales donde las velocidades están bien señalizadas y están por debajo de los 70 km/h.
Una acera peatonal puede estar separada de la calzada adyacente mediante un cordón barrera. Cuando la altura de estas barandas por encima de la superficie de la acera es menor que la altura mínima requerida para las barandas para peatones o ciclistas. según corresponda. una baranda para tráfico vehicular o una baranda combinada.
• En las carreteras de alta velocidad.2) = factor de resistencia para el estado límite de resistencia especificado en las Secciones 5.
En el documento AASHTO Roadside Design Guide se pueden obtener lineamientos adicionales aplicables a las alcantarillas de longitud igual a la de un puente. tal como se indica en la Figura 1.7.2) = ancho de la placa de base o bloque de distribución (mm) (A13.3.4.2) = sumatoria de las componentes horizontales de las resistencias de los rieles (N) (A13. La siguiente guía indica cuándo se utilizan los diferentes tipos de barandas:
• Se utiliza una baranda para tráfico vehicular cuando
el puente será utilizado exclusivamente por tráfico carretero.4
R W Wb X Y
13. de la Tabla 13. Se debería seleccionar una baranda que satisfaga los planteos de las Recomendaciones tanto como resulte posible y práctico.
• Solamente se utiliza una barrera combinada junto
con un cordón y una acera sobreelevados en las carreteras de baja velocidad. Las caras internas de las barandas combinadas que separan las aceras de las calzadas adyacentes funcionan como barandas para peatones o ciclistas. 7 y 8 o para el estado límite correspondiente a evento extremo especificado en la Sección 1 (A13.2-1 (N) (13.1) = altura de R por encima del tablero del puente (mm) (A13.1) = longitud del vuelo del tablero desde la cara del apoyo hasta la viga o alma exterior (mm) (A13.2) C13. A lo largo de los bordes de las estructuras se deberán disponer barandas para proteger al tráficos y a los peatones.3.4.1) = capacidad de carga última de un poste individual (N) (A13. el Diseñador puede agregar elementos adicionales.2) = peso del vehículo correspondiente al nivel de ensayo requerido.4 REQUISITOS GENERALES El Propietario deberá desarrollar las Recomendaciones correspondientes al sitio de emplazamiento del puente. 6. Para las alcantarillas de longitud igual a la de un puente pueden ser necesarias otras aplicaciones.4.3.3. tales como rieles
. la vía peatonal o
ciclovía debería tener tanto una baranda para peatones o ciclistas en su parte externa como una baranda combinada en su parte interna.3. y
• Se debería considerar el uso de puentes peatonales
independientes del puente carretero si la cantidad de tráfico peatonal o algún otro factor de riesgo así lo indican.13-4
Mw Pp
= resistencia última a la flexión del muro respecto del eje vertical (N-mm/mm) (A13. En las autovías urbanas de alta velocidad en las cuales se provee una acera peatonal.7. el área para circulación peatonal deberá estar separada de la calzada adyacente por medio de una baranda para tráfico vehicular o una baranda combinada.
2 Las cargas de diseño para las barandas peatonales deberán ser como se especifica en el Artículo 13.5 MATERIALES A menos que se especifique lo contrario.4-1 y las cargas aquí especificadas. 7. El lector encontrará los procedimientos de ensayo para barandas en el Informe 350 del NCHRP. Los factores de resistencia para los postes y elementos de las barandas deberán ser como se especifica en los Artículos 5.
13.4.6 ESTADOS LÍMITES Y FACTORES DE RESISTENCIA 13. Las
.8. ductilidad.2.1 Estado Límite de Resistencia Los estados límites se deberán aplicar utilizando las combinaciones de cargas aplicables indicadas en la Tabla 3. "Recommended Procedures for the Safety Performance Evaluation of Highway Features.5.SECCIÓN 13 (SI) .
Aplicaciones de baja velocidad Baranda combinada para tráfico vehicular y peatones
Baranda para peatones
Aplicaciones de alta velocidad. 6. necesidades de mantenimiento.4-1 − Aceras peatonales Las barandas de los puentes nuevos y su unión al vuelo del tablero se deberán ensayar al choque para confirmar que satisfacen los requisitos estructurales y geométricos de un nivel de ensayo especificado utilizando los criterios de ensayo especificados en el Artículo 13.5 Los factores que se deben considerar al seleccionar los materiales a utilizar en un sistema de barandas incluyen su resistencia última." C13.2.
13. preferentemente no autopistas
Figura 13. durabilidad. según corresponda. no obstante lo cual deberían ser considerados. Los elementos adicionales se deben diseñar considerando las fuerzas de diseño para barandas para peatones o ciclistas.4. para los materiales empleados en los sistemas de barandas se deberán aplicar los requisitos de las Secciones 5.5.BARANDAS
Cordón barrera
metálicos en la parte superior de la baranda combinada.6.7. facilidad de reemplazo y comportamiento a largo plazo.5. Los dispositivos de señalización para peatones exceden el alcance de estas Especificaciones. 7 y 8. 6.5.4 y 8.
1 Barandas 13.13-6
cargas de diseño para las barandas para ciclistas deberán ser como se especifica en el Artículo 13.2-1 y 13. Los vuelos del tablero se deberán diseñar para las combinaciones de cargas correspondientes al estado límite de resistencia especificadas en la Tabla 3. Se deberá demostrar que todas las barreras para tráfico vehicular.9.4. y • Estética y visibilidad de los vehículos circulantes.7.10.
• Posibles mejoras futuras de las barandas. actividades y condiciones debajo de la estructura se combinan para producir una gran variación en los requisitos de comportamiento de las barreras para tráfico vehicular.3. 13. Para las barandas combinadas se deberán aplicar las cargas correspondientes a las barandas peatonales o para ciclistas como se especifica en el Artículo 13.
impacta contra la barrera.1. alineación de la carretera.3.
• Protección de otros vehículos próximos al lugar de
impacto. Se deberían considerar los siguientes factores:
• Protección de los ocupantes de un vehículo que
C13.7. • Relación costo-beneficio de las barandas.
Una baranda combinada que satisface las dimensiones indicadas en las Figuras 13.
• Protección de las personas y propiedades que
se encuentran en las carreteras y otras áreas debajo de la estructura. composición del tráfico. Dichas fuerzas se deberán considerar las cargas mayoradas en el estado límite correspondiente a evento extremo.6.9. las variaciones del volumen de tráfico. barandas para tráfico vehicular y barandas combinadas nuevas son estructural y geométricamente resistentes al choque.2 Estado Límite Correspondiente a Evento Extremo Las fuerzas que la baranda del puente transmite al tablero se pueden determinar mediante un análisis de la resistencia última del sistema utilizando las cargas indicadas en el Apéndice A.7.1-1. velocidad.8.7 BARANDAS PARA TRÁFICO VEHICULAR 13.3-1 y que ha sido ensayadas al choque junto con una acera se puede
. 13.1.1 Requisitos Generales El propósito principal de las barandas para tráfico vehicular deberá ser contener y corregir la dirección de desplazamiento de los vehículos desviados que utilizan la estructura.1 Entre otros factores.
además.1.3 Tratamiento de los Extremos En las zonas rurales con tráfico de alta velocidad. • Limitar la velocidad.SECCIÓN 13 (SI) . Las barandas de aproximación al puente deberían incluir una transición del guardarriel a la baranda rígida del puente que sea capaz de proveerle resistencia lateral a un vehículo desviado. el C13. Se deberá demostrar que una baranda diseñada para usos múltiples es resistente al choque con o sin la acera. 13. Para velocidades mayores o iguales que 80 km/h.7.1.1.7. estas barandas deberán ser ensayadas para los Niveles de Ensayo 1 o 2.7.2 En las áreas urbanas o cuando las calles urbanas y/o aceras no permiten utilizar transiciones o extremos resistentes al choque se deberían considerar las siguientes medidas:
• Prolongar la baranda del puente o el guardarriel de
manera que no sea posible que un vehículo pueda invadir cualquier sistema carretero ubicado debajo del puente.2 Barandas de Aproximación al Puente Se debería proveer un sistema de guardarrieles al inicio de todas las barandas de puentes en las zonas rurales con tráfico de alta velocidad.
• Utilizar un cordón barrera.3 Si la baranda de aproximación al puente está conectada
. • Señalizar las intersecciones.7.
Cara de la baranda
Óptimo 150 mm Máx. y • Proveer áreas de recuperación.
Debido a que recientemente se han realizado nuevos ensayos sobre aceras.1.7. El documento A Policy on Geometric Designo of Highways and Streets de AASHTO recomienda utilizar cordones barrera exclusivamente cuando las velocidades son menores o iguales que 70 km/h. El borde de ataque del guardarriel en la aproximación al puente deberá tener un extremo resistente al choque. El uso del riel combinado para vehículos y peatones ilustrado en la Figura 1 se deberá limitar a las carreteras en las cuales la velocidad máxima permitida es menor o igual que 70 km/h.1-1 − Típica acera sobreelevada 13.1. 200 mm 25 mm Calzada
Figura 13. en general se acepta para los cordones de las aceras una altura máxima de 200 mm. No es necesario ensayar sin la acera aquellas barandas que solamente se utilizarán en una acera.BARANDAS
considerar aceptable para utilizar con aceras de ancho mayor o igual que 1000 mm y cordones con alturas hasta la altura utilizada en el ensayo de choque.
Las instalaciones de drenaje en los extremos de los puentes se deberían considerar parte integral del diseño de la transición de la barrera. C13. para proteger a los peatones se puede utilizar una barrera para separarlos del tráfico vehicular.
13. el riesgo para los ocupantes del vehículo y el comportamiento del vehículo de ensayo luego del impacto.2 Criterios para Seleccionar el Nivel de Ensayo Se deberá especificar uno de los niveles de ensayo siguientes:
• TL-1 − Nivel de Ensayo Uno: Generalmente acepta-
a un sistema de barandas de la carretera.
• TL-2 − Nivel de Ensayo Dos: Generalmente acepta-
ble para las zonas de trabajo y la mayor parte de las calles locales y colectoras en las cuales las condiciones del sitio de emplazamiento son favorables. y solamente será necesario utilizar una transición de un sistema flexible a un sistema rígido.
• TL-4 − Nivel de Ensayo Cuatro: Generalmente
aceptable para la mayoría de las aplicaciones en carreteras de alta velocidad.
• TL-6 − Nivel de Ensayo Seis: Generalmente acepta-
ble para aplicaciones en las cuales se anticipa la presencia de camiones tipo tanque o cisterna u otros vehículos similares de centro de gravedad elevado. Los niveles de ensayo más elevados se aplican para evaluar y seleccionar barandas de puente a utilizar en carreteras de nivel de servicio más elevado o en ubicaciones que exigen un comportamiento especial.13-8
extremo de un parapeto o baranda por el cual se aproxima el tráfico deberá tener una configuración resistente al choque o bien deberá estar protegido mediante una barrera para tráfico vehicular resistente al choque. C13. particularmente cuando este tráfico se combina con condiciones desfavorables del sitio de emplazamiento. han sufrido vuelcos o penetraciones en el pasado. ésta puede ser continua con el sistema de aproximación al puente.7.7.
• TL-3 − Nivel de Ensayo Tres: Generalmente acepta-
ble para un amplio rango de carreteras principales de alta velocidad en las cuales la presencia de vehículos pesados es muy reducida y las condiciones del sitio de emplazamiento son favorables.
ble para las zonas de trabajo en las cuales las velocidades permitidas son bajas y para las calles locales de muy bajo volumen y baja velocidad." Los documentos A Policy on Geometric Design of Highways and Streets (AASHTO 2001) y Roadside Design Guide (AASHTO 2002) serán de gran ayuda a la hora de seleccionar un sistema de barandas para un puente. los cuales tienen su centro de gravedad a mayor altura. También se utiliza cuando las condiciones desfavorables del sitio de emplazamiento indican la necesidad de contar con barandas que tengan un nivel de resistencia muy elevado. El nivel TL-6 se utiliza para tomar en cuenta la presencia de camiones tipo tanque o cisterna para satisfacer los requisitos de diseño en aquellos casos en los cuales estos vehículos. Los ensayos individuales han sido diseñados para evaluar uno o más de los principales factores que afectan el comportamiento de la baranda del puente. de las barandas del puente.2 Los seis niveles de ensayo aquí listados se corresponden con los seis niveles de ensayo indicados en el Informe 350 del NCHRP. también donde se anticipa la presencia de un pequeño número de vehículos pesados y las velocidades permitidas son reducidas. los niveles de ensayo más bajos se aplican para evaluar y seleccionar barandas de puente a utilizar en segmentos de carreteras de bajo nivel de servicio y ciertos tipos de zonas de trabajo. autovías. En este sentido. También se utiliza cuando las condiciones del sitio de emplazamiento son tales que el vuelco o la penetración de un vehículo más allá de la baranda podría tener consecuencias severas. En general.
El nivel TL-5 se utiliza para tomar en cuenta la presencia de un número elevado de vehículos tipo camión con remolque para satisfacer los requisitos de diseño en aquellos casos en los cuales las barandas TL-4 no se consideran adecuadas. autopistas y carreteras interestatales en las cuales el tráfico incluye camiones y vehículos pesados. los cuales incluyen el comportamiento estructural. "Recommended Procedures for the Safety Performance Evaluation of Highway Features.
• TL-5 − Nivel de Ensayo Cinco: Generalmente
aceptable para las mismas aplicaciones que el TL-4 y también cuando el tráfico medio diario contiene una proporción significativa de grandes camiones o cuando las condiciones desfavorables del sitio de emplazamiento justifican un mayor nivel de resistencia de las barandas. superior. las barandas TL-4 satisfarán la mayoría de los requisitos de diseño para carreteras interestatales.
Estos criterios. la presencia de pendientes descendientes pronunciadas combinadas con una curva horizontal y las condiciones meteorológicas adversas. profundidad o geometría no eviten que la baranda satisfaga los criterios de evaluación del ensayo de choque.1 Requisitos Generales Normalmente una baranda para tráfico vehicular debería tener una cara de riel continua y hacia el lado del tráfico.000 2300 1250 15º N/A N/A N/A 80 N/A N/A Camión con remolque 220. θ Nivel de Ensayo TL-1 TL-2 TL-3 TL-4 TL-5 TL-6 50 70 100 100 100 100 50 70 100 100 100 100 Pequeños automóviles 7000 1700 550 20º 8000 1700 550 20º Camionetas (Pickups) 20.SECCIÓN 13 (SI) . Las agencias deberían desarrollar lineamientos objetivos para aplicar a las barandas de los puentes.3. el volumen y la composición del tráfico. se describen detalladamente en el Informe 350 del NCHRP.
Los criterios de ensayo para el nivel de ensayo seleccionado deberán corresponder a los pesos y velocidades de los vehículos y los ángulos de impacto especificados en la Tabla 1.7.2.000 2450 1850 15º N/A N/A N/A N/A 80 N/A Camión cisterna 355.000 2450 2050 15º N/A N/A N/A N/A N/A 80
VELOCIDADES DE ENSAYO (km/h)
. incluyendo las características y la tolerancia de otros tipos de vehículos. el costo y el comportamiento en servicio y el costo del ciclo de vida de las barandas existentes. Los postes de acero que sostienen los rieles se deberían estar retirados de la cara del riel. Se debería considerar la continuidad estructural de los rieles y anclajes de los extremos.BARANDAS
Será responsabilidad de la agencia que utiliza el puente determinar cuál de los niveles de ensayo es más adecuado para el predio donde está ubicado el puente. siempre que su espesor.1 − Niveles de ensayo para las barandas de puentes y criterios para los ensayos de choque
Características de los vehículos W (N) B (mm) G (mm) Ángulo de impacto.7. Un sistema de barandas y su conexión al tablero sólo podrá ser aprobado una vez que mediante ensayos de choque se haya determinado que son satisfactorios para el nivel de ensayo deseado.000 2000 700 25º 50 70 100 100 100 100 Camión semiremolque 80.3 Diseño de las Barandas 13. Estos lineamientos deberían tomar en cuenta factores tales como las condiciones del tráfico.
Entre las condiciones desfavorables de un sitio de emplazamiento se pueden mencionar un radio de curvatura reducido.3.000 2450 1630 15º N/A N/A N/A N/A N/A N/A 355.
Tabla 13.7.1 Las salientes o depresiones en las aberturas del riel pueden ser aceptables. C13.7.
3. Se deberán tomar precauciones para transferir las cargas del sistema de barandas al tablero.2.7. siempre y cuando mediante ensayos de choque a escala real se demuestre que su comportamiento es aceptable.1
Cuando se modifica algún detalle de un sistema de barandas que ya ha sido ensayado y aprobado o cuando se introduce alguna modificación. Las cargas que actúan sobre las barandas se deberán tomar del Apéndice A de la presente sección.1.7. dejando un labio de 25 mm. Mediante ensayos de choque se ha determinado que esta solución es satisfactoria.2 Altura del Parapeto o Baranda para Tráfico Vehicular Las barandas para tráfico vehicular deberán tener como mínimo una altura de 685 mm si se trata de barandas TL-3.7. La probeta utilizada para realizar el análisis de choque para un sistema de barandas se podrá diseñar de manera que resista las cargas aplicadas de acuerdo con el Apéndice A de la presente sección o de acuerdo con el Informe 350 del NCHRP y sus revisiones. Si el programa de ensayo de la baranda modela satisfactoriamente el tablero del puente.1. La mínima altura de un parapeto de hormigón de cara vertical deberá ser de 685 mm.2
C13.7.1 Aplicación de Sistemas Previamente Ensayados
Se podrán utilizar sistemas de barandas resistentes al choque sin realizar análisis y/o ensayos adicionales. Durante el programa de ensayos de la baranda se deberá determinar si la armadura del tablero es adecuada para distribuir las cargas de anclaje de los postes al tablero. el mínimo espesor de borde de los vuelos de tablero de hormigón se deberá tomar como:
• Para vuelos de tablero de hormigón que soportan un
sistema de postes montados en el tablero: 200 mm
• Para sistemas de postes montados lateralmente: 300
El diseño preliminar del tablero del puente debería satisfacer los requisitos de la Sección A13.3. A menos que durante el procedimiento del ensayo de choque se pueda demostrar que un espesor menor resulta satisfactorio.
• Para vuelos de tablero de hormigón que soportan
paramentos o barreras de hormigón: 200 mm
13.7.1. siempre y cuando la instalación propuesta no tenga características que están ausentes en la configuración ensayada y que pudieran hacer que el sistema propuesto no se comporte como el sistema ensayado.1. C13.3. La altura de otros tipos de barandas combinadas de metal y hormigón no deberá ser menor que 685 mm y se deberá demostrar que son
C13.3. En los vuelos de tablero correctamente diseñados los mayores daños provocados por el impacto de los vehículos ocurren en secciones cortas de las áreas de la losa en las cuales se produce el impacto contra la barrera.13-10
13. para determinar si es necesario o no realizar ensayos de choque adicionales el Ingeniero deberá aplicar su criterio profesional.2
Se podrán utilizar sistemas de barandas nuevos. Para anticipar la posible colocación de sobrecapas futuras sobre el tablero se han utilizado invasiones de 50 mm.1.2 Mediante ensayos de choque se ha determinado que estas alturas son satisfactorias. los daños al borde en el tablero se podrán evaluar en el momento de la realización de los ensayos.3. El labio inferior de 75 mm no se deberá aumentar en anticipación de posibles sobrecapas futuras. 810 mm si se trata de barandas TL-4 y 2290 si se trata de barandas TL-6.
en un punto ubicado 1500 mm por encima de la superficie superior de la acera. Las separaciones arriba indicadas no se deben aplicar a las barandas tipo cerco eslabonado o de malla metálica ni a sus postes.
.SECCIÓN 13 (SI) .BARANDAS
adecuadas mediante ensayos de choque utilizando el nivel de ensayo deseado. La abertura libre entre los elementos deberá ser tal que no permita el paso de una esfera de 150 mm de diámetro. en N.8. PLL.2 Sobrecargas de Diseño La sobrecarga de diseño para las barandas para peatones se deberá tomar como w = 0. El valor de la sobrecarga concentrada de diseño para los postes. cada elemento longitudinal deberá estar diseñado para una carga concentrada de 890 N. La sobrecarga peatonal especificada en el Artículo 3. Se debería proveer un riel de seguridad o un cordón al nivel de la superficie de rodamiento. tanto transversal como verticalmente. 13. En este tipo de barandas las aberturas no deberán ser mayores que 50 mm.1. Los mínimos requisitos geométricos para las barandas combinadas más allá de los exigibles para satisfacer los requisitos del ensayo de choque se deberán tomar como se especifica en los Artículos 13.
C13. en el caso de las barandas cuya altura total es mayor que 1500 mm.10. Una baranda para peatones puede estar compuesta por elementos horizontales y/o verticales. La mínima altura de las barandas para peatones o ciclistas se debería medir por encima de la superficie de la acera o ciclovía. Además. actuando en forma simultánea.1-2.73 N/mm. Las barandas se deberían proyectar más allá de la cara de los postes tal como se ilustra en la Figura A13. Si se utilizan tanto elementos horizontales como verticales. 13. medidos a partir de la cara superior de la acera. Los postes de las barandas para peatones se deberán diseñar para una sobrecarga concentrada de diseño aplicada transversalmente en el centro de gravedad del elemento longitudinal suprior o bien. se deberá tomar C13. la cual deberá actuar simultáneamente con las cargas previamente indicadas en cualquier punto y en cualquier dirección en la parte superior del elemento longitudinal. mientras que la separación en la parte superior deberá ser tal que no permita el paso de una esfera de 200 mm de diámetro.1.9 y 13.8. 13.8.2 Estas sobrecargas se aplican a las barandas.1
El tamaño de las aberturas debería poder retener una lata de refrescos de tamaño estándar.8.6 se aplica a la acera.1 Geometría La mínima altura de las barandas para peatones deberá ser de 1060 mm. la abertura libre de 150 mm se deberá aplicar a los 685 mm inferiores de la baranda.6.8.8 BARANDAS PARA PEATONES 13.
9.9 BARANDAS PARA CICLISTAS 13. 13.2 × 10-4 MPa actuando de forma normal a la totalidad de la superficie.2
.5. Las geometrías de las barandas son simplemente ilustrativas) 13.8.
1060 mm Min.2-1 − Cargas que actúan sobre las barandas para peatones. Las cargas se deberán aplicar como se ilustra en la Figura 1.73 L
(13.9.
1060 mm Min. (A utilizar en el borde exterior de una acera cuando el tráfico vehicular está separado del tráfico peatonal mediante una baranda para tráfico vehicular. en la cual las geometrías de los elementos de las barandas sirven apenas a título ilustrativo. Se pueden utilizar cualesquiera de los materiales o combinaciones de materiales especificados en el Artículo 13.13-12
PLL = 890 + 0.1 Requisitos Generales Se deberán utilizar barandas para ciclistas en aquellos puentes específicamente diseñados para soportar tráfico ciclista y en aquellos puentes en los cuales se considera necesario contar con una protección específica para los ciclistas. medidos a partir de la cara superior de la superficie de rodamiento.9.2 Geometría La altura de las barandas para ciclistas no deberá ser menor que 1370 mm.2-1)
L = separación entre postes (mm)
La carga de diseño para los cercos eslabonados o de malla metálica deberá ser igual a 7.8. La altura de las zonas superior e inferior de las C13.
W Superficie de la acera
Superficie de la acera
Las geometrías de las barandas son simplemente ilustrativas)
.BARANDAS
barandas para ciclistas deberán ser de al menos 685 mm. Si se utilizan mallas. excepto que en el caso de las barandas cuya altura total es mayor que 1370 mm la sobrecarga de los postes se deberá aplicar en un punto ubicado a una altura de 1370 mm de la superficie de rodamiento.8. Se pueden utilizar cualesquiera de los materiales o combinaciones de materiales especificados en el Artículo 13. En las zonas superior e inferior la separación de los rieles deberá satisfacer los requisitos correspondientes del Artículo 13. 1370 mm Min. 13. cercos o caras macizas se podrá reducir el número de rieles. las cargas de diseño deberán ser determinadas por el Diseñador.3-1 − Cargas que actúan sobre las barandas para ciclistas. Las cargas de diseño para los 1370 mm inferiores de las barandas para ciclistas no deberán ser menores que las especificadas en el Artículo 13.3 Sobrecargas de Diseño Si el riel está ubicado a una altura mayor que 1370 mm por encima de la superficie de rodamiento.9.8.2. Si se consideran necesarios.1.5. los rieles de fricción que se unen a la baranda o cerco para evitar que los ciclistas se enganche deben tener una profundidad suficiente para proteger bicicletas con una amplia variedad de alturas de manubrio. al riel de fricción
Superficie de la ciclovía
Figura 13. (A utilizar en el borde exterior de una ciclovía cuando el tráfico vehicular está separado del tráfico ciclista mediante una baranda para tráfico vehicular. al riel de fricción
1060 mm.9. Las cargas se deberán aplicar como se ilustra en la Figura 1.SECCIÓN 13 (SI) .
1370 mm Min.
La necesidad de contar o no con rieles de fricción es un tema controversial entre los ciclistas.
La parte de la baranda combinada correspondiente al tráfico vehicular deberá satisfacer los requisitos de la Sección 13.9 se deberán aplicar a las partes correspondientes de las barandas combinadas.9. la altura del cordón no debería ser menor que 150 mm. C13. Si la altura del cordón en el puente difiere de la altura del cordón fuera del puente se deberá proveer una transición uniforme en una distancia mayor o igual que 20 veces el cambio de altura.7.10.10.11.11. especificadas en las Secciones 13.1.10 BARANDAS COMBINADAS 13. 13.2 Generalmente no se proveen aceras sobreelevadas en aquellos puentes en los cuales el acceso al puente no tiene un cordón para peatones o si la estructura no ha sido diseñada para su uso por parte de peatones. 13.8 y 13.1 Requisitos Generales Las barandas combinadas deberán satisfacer los requisitos correspondientes ya sea a las barandas para peatones o a las barandas para ciclistas.11 CORDONES Y ACERAS 13. 13.3 Sobrecargas de Diseño Las sobrecargas de diseño. Un cordón de una acera ubicado del lado de una baranda de un puente correspondiente al tráfico se deberá considerar parte integral de la baranda y estará sujeto a los requisitos sobre ensayo de choque especificados en la Sección 13.13-14
13. no se deberán aplicar simultáneamente con las cargas de impacto vehiculares.9. Durante la etapa constructiva se deberán aplicar las mismas consideraciones respecto de proveer una transición para las rampas que unen la acera del puente y la superficie de acceso.7. 13.10. Si se requiere un cordón barrera.8 y 13.2 Aceras Cuando en los accesos carreteros se utilizan cordones cuneta con acera.7.7. El lector puede consultar recomendaciones acerca del ancho de las aceras en la Figura 13. según corresponda. 13.8 y 13. la altura del cordón para las aceras sobreelevadas en el puente no debería ser mayor que 200 mm.2 Geometría Los requisitos referentes a la geometría de las barandas especificados en los Artículos 13.1-1 y en la publicación AASHTO A Policy on Geometric Design of Highways and Streets.11.1 Requisitos Generales Las mediciones horizontales del ancho de la calzada se deberán tomar a partir de la parte inferior de la cara del cordón. tal como se especifican en las Secciones 13.
7.3.1.1.SECCIÓN 13 (SI) .3 Tratamiento de los Extremos y Barandas Divisorias El tratamiento de los extremos de cualquier baranda o barrera para tráfico vehicular deberá satisfacer los requisitos especificados en las Secciones 13.7.
.11.2 y 13.BARANDAS
1986. Zimmer y J.A. Griffin.D. D. DC. U. Zimmer y W. Sicking.07-m Vertical Wall Bridge Railing. 1993. Campise." NHCRP Report 350. "Performance Limits of Longitudinal Barriers. H. Michie. Department of Transportation. TRB.S.. Washington. DC.E. C. Inc.E. Menges. D. R. DC. M. Washington.. 2002. Sicking. "NCHRP Report 350 Compliance Test 5-12 of the 1. R.L. American Association of State Highway and Transportation Officials. A Policy on Geometric Design of Highways and Streets.
. Roadside Design Guide. Federal Highway Administration. National Research Council. W.S. DC. Federal Highway Administration. _____.C. Love y D. Ross. U.13-16
AASHTO. DC.L. Buth. American Association of State Highway and Transportation Officials.L. Washington.A. Department of Transportation.L. "Recommended Procedures for the Safety Performance Evaluation of Highway Features. 2001. Alberson..L.I." FHWA/RD-96/199. Inc. 1997. L. Washington. Washington." FHWA/RD-86/153.
libre vertical. y la máxima abertura entre rieles. y
• En el caso de las barandas con postes. S. cb.
• El ancho total del riel o los rieles en contacto con el
vehículo. deberá estar dentro o por encima del área sombreada ilustrada en la Figura 3.1 Separación de los Elementos de las Barandas Para las barandas para tráfico vehicular. ∑A. implican que.1. c. se deberán basar en los criterios siguientes:
• Los anchos de contacto de los rieles de las barandas
típicas se pueden tomar como se ilustra en la Figura 1. S. Las diferentes definiciones del retiro. ilustrado en la Figura 2 para postes de diferentes geometrías. especificado a partir de la cara de los rieles.1 GEOMETRÍA Y ANCLAJES A13. los criterios para definir la máxima abertura libre debajo del riel inferior. el retiro de los postes.
• En el caso de las barandas con postes. S. deberá estar dentro o por debajo del área sombreada ilustrada en la Figura 2. S.1. y el retiro de los postes. a igualdad de los demás factores. la
combinación de (∑A/H) y el retiro de los postes. El retiro de los postes. c. el espacio entre un riel y la cara de un poste rectangular será mayor que la distancia entre un riel y la cara de un poste circular.SECCIÓN 13 (SI) . reconoce la tendencia que tienen algunas geometrías de enganchar las ruedas de los vehículos.1 El retiro de los postes. no deberá ser menor que 25 por ciento de la altura de la baranda.1-1 − Típicas barandas para tráfico vehicular
. Como parte del programa de ensayos de choque se debería evaluar el potencial de enganchar las ruedas que involucra un determinado diseño en particular.
A3 Muro o parapeto Viga o riel Poste
Cordón o parapeto
PARAPETO DE HORMIGÓN
RIEL DE HORMIGÓN
RIEL DE METAL Y HORMIGÓN
A1 Poste
Instalación superior Instalación exterior
RIEL DE METAL O MADERA
Figura A13. para diferentes geometrías de postes se basa en una cantidad limitada de datos de ensayos de choque. S.BARANDAS
0.1.7 RECOMENDADO 0.3
0.13-18
400 350 300 250 S 200 S 150 Postes 100 50 0 S S C C Riel
Los rieles en esta zona han cumplido los lineamientos para la evaluación de la seguridad de la norma NCHRP 230
C = Abertura libre vertical (mm)
S = Retiro de los postes (mm)
Figura A13. paragolpes o capó contra los postes
= RELACIÓN ENTRE EL ANCHO DE CONTACTO DEL RIEL Y LA ALTURA
0.1.2 NO RECOMENDABLE
0.1-3 − Criterios para determinar el retiro de los postes
A H 0.4
Figura A13.1-2 − Potencial de impacto de las ruedas.
de una baranda formada por postes y vigas con múltiples rieles es significativamente mayor que la carga aplicada.1. La resistencia ideal total reducida del riel y su altura efectiva deben satisfacer las Ecuaciones 2 y 3.21 (mm) Ft = fuerza transversal correspondiente al nivel de ensayo requerido. El valor reducido de R aumentará el valor calculado de Y . tal como se especifica en la Tabla 13. epoxi o un compuesto de fosfato de magnesio. se podrá reducir la resistencia.9 y 13. No es necesario aplicar las cargas transversales y longitudinales indicadas en la Tabla 1 simultáneamente con las cargas verticales.7.2 Como agente de adherencia no corrosivos se puede utilizar mortero de cemento.BARANDAS
La máxima abertura vertical libre entre rieles o postes sucesivos deberá ser como se especifica en las Secciones 13.8. No se deberían utilizar morteros con azufre ni morteros expansivos. R .
C. La longitud de anclaje de las barras de armadura se especifica en la Sección 5. fijación a placas embebidas en hormigón o cualquier combinación de estos mecanismos.SECCIÓN 13 (SI) . 13.10. tal como se especifica en la Tabla 13.7. Las armaduras de las barandas de hormigón deberán tener una longitud embebida suficiente para desarrollar la tensión de fluencia. A13.2
A13.1. se deben evitar estos agentes.1-1 correspondientes. tal como se especifica en la Tabla 13. se deberán aplicar el estado límite correspondiente a evento extremo y las combinaciones de cargas de la Tabla 3. del riel inferior utilizada en los cálculos. tal como se especifica en la Tabla 1 (N)
Si la resistencia total.4. Algunos de los agentes de adherencia disponibles en el mercado tienen propiedades corrosivas. Las fuerzas de diseño para las barandas y los criterios geométricos a utilizar al desarrollar probetas de ensayo para el programa de ensayos de choque se deberían tomar como se especifica en la Tabla 1. La altura efectiva de la fuerza de vuelco de un vehículo se toma de la siguiente manera:
La Figura C1 ilustra la simbología utilizada en las Ecuaciones 1 y 2. Ri. CA13.G
R1 R Y1 Y2 R2 Y
He = G − donde:
WB 2 Ft
(A13.2-1 − Baranda para tráfico vehicular
G = altura del centro de gravedad del vehículo por encima del tablero del puente. Ft.2 Anclajes La tensión de fluencia de los bulones de anclaje utilizados en las barandas de acero se deberá desarrollar completamente mediante adherencia.2 FUERZAS DE DISEÑO PARA LAS BARANDAS PARA TRÁFICO VEHICULAR A menos que en la presente se establezca lo contrario. CA13.7.21 (N) B = separación entre los bordes exteriores de las ruedas de un eje.
. ganchos.2-1)
Figura CA13.2-1 (mm) W = peso del vehículo correspondiente al nivel de ensayo requerido.
La altura mínima.2-2) (A13. es decir el peso de un vehículo ubicado encima del riel del puente. Lv. Fv. He. A modo de ejemplo del significado de los datos incluidos en la Tabla 1. La mínima altura efectiva. Se ha demostrado que la Ecuación 1 permite predecir razonablemente la altura efectiva requerida para evitar vuelcos. La longitud de 2440 mm para barandas TL-5 y TL-6 corresponde a la longitud de los ejes tandem traseros: dos neumáticos de 1070 mm de diámetro más 300 mm entre los mismos. H. La distribución de las cargas longitudinales a los postes deberá ser consistente con la continuidad de los elementos de los rieles. se consideró que una baranda de 810 mm de altura es aceptable. igual a 857 mm para el Nivel de Ensayo TL-4.2-5) (A13. listada para TL-1. Sin embargo. Si la carga de diseño ubicada en He se encuentra en un espacio entre rieles. La longitud de 1070 mm para las barandas TL4 corresponde al diámetro de los neumáticos del eje trasero del camión.2-3)
∑ ( Ri / Yi )
y donde: Ri = resistencia del riel (N) Yi = distancia desde el tablero del puente hasta el riel i (mm) Todas las fuerzas se deberán aplicar a los elementos longitudinales. para TL-1 corresponde a una estimación en base a la limitada cantidad de información disponible para este nivel de ensayo. En el caso de las barandas de hormigón. ya que se han construido numerosas barandas de esta altura. TL-2 y TL-3 se basa en la mínima altura de baranda utilizada en el pasado.2-4) (A13. la Ecuación 1 da como resultado una altura teórica requerida. la longitud de 1220 mm para Lt y LL corresponde a la longitud de contacto significativo entre vehículo y baranda observada en filmaciones de ensayos de choque. esta carga se debería distribuir proporcionalmente entre los elementos por encima y por debajo de He de manera tal que Y ≥ He. como se indica en la Tabla 1. se distribuye en la longitud del vehículo en contacto con el riel. La distribución de las cargas longitudinales deberá ser consistente con el mecanismo de falla supuesto para la baranda.13-20
Las barandas se deberán dimensionar de manera que: R ≥ Ft Y ≥ He para lo cual: R = ∑ Ri Y= (A13.
. las cuales parecen estar comportándose satisfactoriamente. H.
de 1070 mm indicada en la Tabla 1 para TL-5 se basa en la altura utilizada para barreras de hormigón ensayadas al choque exitosamente involucrando sólo los neumáticos del camión.000 183. indicada en la Tabla 1 para TL-6 es la altura requerida para involucrar el lateral del tanque de acuerdo con lo determinado mediante ensayos de choque.
L Lty L
R1 R H Y R2 Ft He
Figura A13. H.3 PROCEDIMIENTO DE DISEÑO DE LAS BARANDAS UTILIZADAS COMO PROBETAS DE ENSAYO A13.000 2440 12.000 1220 5500 460 685 TL-2 120.1
Para las barreras o parapetos de hormigón armado y pretensado se podrán utilizar análisis por líneas de fluencia y diseño por resistencia.000 80.200 1420 2290
LV FV FL
La Figura 1 ilustra las fuerzas de diseño listadas en la Tabla 1 aplicadas a una baranda formada por postes y vigas.000 1070 5500 810 810 TL-5 550.000 40.000 355. ubicación en altura y longitud de distribución horizontal A13.2-1 − Fuerzas de diseño en una baranda metálica.000 1220 5500 510 685 TL-3 240.
El análisis por líneas de fluencia ilustrado en las Figuras C1 y C2 incluye sólo la capacidad flexional última del elemento de hormigón.000 355.2-1 − Fuerzas de diseño para las barreras para tráfico vehicular
Fuerzas de diseño y simbología Transversal Ft (N) Longitudinal FL (N) Vertical descendente Fv (N) Lt y LL (mm) Lv (mm) He (mín.SECCIÓN 13 (SI) .) (mm) Mínima altura del riel H (mm) Niveles de Ensayo para las Barandas TL-1 60.BARANDAS
La altura mínima.1 Barandas de Hormigón CA13.000 20. Esta figura se incluye exclusivamente a título ilustrativo. Las fuerzas y longitudes de distribución ilustradas se aplican para cualquier tipo de baranda.3.
Tabla A13.000 2440 12.000 20.3.200 1070 1070 TL-6 780. Para resistir el corte y/o las
.000 260.000 1220 5500 610 685 TL-4 240. Para las barandas de puentes formadas por postes y vigas metálicas puede ser prudente aumentar esta altura sumándole 305 mm de manera de considerar también el lecho del camión.000 20.000 20. H.000 80. La mínima altura.000 80.
La medida de la resistencia de una baranda de hormigón es Rw. El análisis también se basa en la hipótesis de que existe una longitud suficiente de parapeto para lograr el patrón de falla ilustrado. se puede determinar utilizando un enfoque por líneas de fluencia de la siguiente manera:
• Para impactos dentro de un segmento de muro:
⎛ ⎞⎛ M c Lc 2 ⎞ 2 Rw = ⎜ ⎟⎜ 8M b + 8M w + ⎟ H ⎠ ⎝ 2 Lc − Lt ⎠ ⎝ (A13.3. la resistencia del parapeto se debería calcular utilizando un análisis apropiado.1-3)
Lc = donde:
Lt ⎛ L ⎞ H (Mb + Mw ) + ⎜ t⎟ + Mc 2 ⎝2⎠
(A13. Si el patrón de falla se extiende hacia el tablero. si corresponde. Si el ancho de la baranda de hormigón varía en función de la altura. el valor de Mc utilizado en las Ecuaciones 1 a 4 para determinar la resistencia del muro se debería tomar como el promedio de su valor en toda la altura de la baranda.1-2)
• Para impactos en el extremo de un muro o en una
junta: ⎛ ⎞⎛ M c Lc 2 ⎞ 2 Rw = ⎜ ⎟⎜ M b + M w + ⎟ H ⎠ ⎝ 2 Lc − Lt ⎠ ⎝ (A13. Mb. En la terminología de estas Especificaciones.13-22
La resistencia nominal de la branda frente a la carga transversal. se relacionan con la resistencia del sistema Rw a través del análisis por líneas de fluencia representado por las Ecuaciones 1 y 2.2-1. en la parte superior del muro (N-mm) Mc = resistencia flexional de los muros en voladizo respecto de un eje paralelo al eje longitudinal del puente (N-mm/mm)
fuerzas de tracción diagonal se deberían disponer estribos o zunchos. las expresiones para calcular la resistencia del parapeto pierden su validez. valor que se compara con las cargas indicadas en la Tabla A13. del tablero de puente o la losa se debería determinar reconociendo que el tablero también resiste una fuerza de tracción provocada por la componente de las fuerzas de impacto. Rw. La resistencia última a flexión.2-1 para determinar si la baranda es estructuralmente adecuada.2-1 que se supone actuando en la parte superior de un muro de hormigón (N) H = altura del muro (mm) Lc = longitud crítica del patrón de falla por líneas de fluencia (mm) Lt = longitud de distribución longitudinal de la fuerza de impacto Ft (mm) Rw = resistencia transversal total de la baranda (N) Mb = resistencia flexional adicional de la viga acumulativa con Mw. se deberá tomar como:
Lc = Lt ⎛ L ⎞ 8H ( M b + M w ) + ⎜ t⎟ + 2 Mc ⎝2⎠
(A13. Ms. Este análisis se basa en la hipótesis de que los momentos resistentes negativo y positivo del muro son iguales y que los momentos resistentes negativo y positivo de la viga son iguales. Esto significa que el tablero debe tener suficiente resistencia para obligar a que el patrón de falla se mantenga dentro del parapeto. Las resistencias flexionales. Ft. Rw es la "resistencia nominal.1-4)
Ft = fuerza transversal especificada en la Tabla A13." ya que este valor se compara con la "carga nominal" indicada en la Tabla A13. Lc. En este análisis se supone que el patrón de falla por líneas de fluencia ocurre exclusivamente en el parapeto y no se propaga hacia el tablero. Este tipo de patrón de falla es admisible.
.1-1) La longitud crítica de muro en la cual se produce el mecanismo de la línea de fluencia.3. Si el parapeto tiene poca longitud es posible que se forme una única línea de fluencia a lo largo de la unión entre el parapeto y el tablero. Mw y Mc.3.3.
Lc Mb Mb Mw Mc Mc
Figura CA13. En otros casos se debería realizar un análisis riguroso mediante líneas de fluencia.SECCIÓN 13 (SI) .3.BARANDAS
Mw = resistencia flexional del muro respecto de su eje vertical (N-mm/mm) Para poder ser utilizados en las expresiones anteriores.1-1 − Análisis mediante líneas de fluencia de un muro de hormigón para el caso de un impacto cerca del extremo de un segmento del muro
.1-1 − Análisis mediante líneas de fluencia de un muro de hormigón para el caso de un impacto dentro de un segmento del muro
Figura CA13.3. Mc y Mw no deberían variar significativamente con la altura del muro.
3. Si la falla no involucra el poste final de un segmento. se deberá tomar como el menor valor entre los determinados mediante las Ecuaciones 1 y 2 para diferentes números de tramos de baranda.13-24
A13. N.
L Mp Mp R Lt Modo de falla para un solo tramo Mp Mp
2L Pp Mp Mp R Lt Modo de falla para dos tramos Mp Mp
3L P p Mp R Lt Modo de falla para tres tramos P p Mp Mp
Figura CA13.
• Para los modos de falla que involucran un número
de tramos de baranda.3. par: R= donde: L = separación de los postes o longitud de un tramo simple (mm) 16M p + N 2 Pp L 2 NL − Lt (A13.3. la resistencia nominal crítica de los rieles.
En la Figura C1 se ilustra una posible base para aplicar un análisis inelástico.2 Barandas Formadas por Postes y Vigas
CA13.3.3.2-1 − Modos de falla posibles para las barandas formadas por postes y vigas
de tramos de baranda.2-1)
Este procedimiento de diseño se puede aplicar para las barandas formadas por postes y vigas metálicas y de hormigón. impar:
16M p + ( N − 1)( N + 1) Pp L 2 NL − Lt
(A13. N. El poste en cada extremo del mecanismo plástico debe ser capaz de resistir el corte del riel o la viga.2
Para diseñar las barandas formadas por postes y vigas bajo condiciones de falla se deberán utilizar análisis inelásticos. R. N.2-2)
. se deberá calcular utilizando la Ecuación 3.3
A13. Pp. es decir su resistencia nominal (N) Lt.2-3)
CA13.3. RR. La resistencia del conjunto formado por el parapeto y el riel se deberá tomar como la menor de las resistencias determinadas para los dos modos de falla ilustrados en las Figuras 1 y 2. R. R'R.BARANDAS
Mp = resistencia inelástica o para línea de fluencia de todos los rieles que contribuyen a una rótula plástica (N-mm) Pp = resistencia última a la carga transversal de un único poste ubicado a una altura Y por encima del tablero (N) R = resistencia última total de la baranda. la resistencia nominal crítica del riel.3.SECCIÓN 13 (SI) . Se deberá determinar la resistencia del poste sobre el muro. y para dos tramos.1 y A13. Ft y FL (mm) Para considerar un impacto en el extremo de un segmento de riel que provoca la caída del poste ubicado en el extremo de la baranda.2.
2M p + 2 Pp L ∑ i
2 NL − Lt
(A13. LL = longitud transversal de las cargas distribuidas debidas al impacto de vehículos.3 Parapeto de Hormigón y Riel Metálico
La resistencia de cada elemento de un riel combinado se deberá determinar como se especifica en los Artículos A13. dependiendo de la rotación correspondiente a su posición vertical.3. La resistencia flexional del riel se deberá determinar para un tramo. incluyendo la resistencia de los bulones de anclaje o poste. N:
En los sistemas de múltiples rieles cada uno de los rieles puede contribuir al mecanismo de fluencia esquematizado en la Figura C1.3.
• Para cualquier número de tramos de baranda.
Riel RR R Poste RW
Muro Y HW
Figura A13.3.
.3-1 − Evaluación del conjunto formado por un muro de hormigón y un riel metálico − Impacto a la mitad de la longitud del riel
Riel PP + R'R R Poste R'W
Tablero R'R PP
Figura A13.3.3-2 − Evaluación del conjunto formado por un muro de hormigón y un riel metálico − Impacto en un poste
Si el impacto del vehículo se produce a la mitad de la longitud del riel metálico (como se ilustra en la Figura 1).
calculada mediante la Ecuación A13.3-5)
Pp = resistencia transversal última del poste (N) R'R = resistencia transversal última del riel en dos tramos (N) Rw = resistencia transversal última del muro como se especifica en el Artículo A13. R .3-2)
Ver el comentario CA13. sólo igual a la capacidad del poste.3. Y . HR. ubicada a una altura Y . R .3. y una resistencia reducida del muro. RR. El riel metálico ayudará a distribuir la carga a través de estas juntas. se deberá tomar de la siguiente manera: R = RR + Rw Y= RR H R + Rw H w R (A13. Este análisis no considera los impactos que pueden ocurrir cerca de las juntas abiertas del muro o parapeto.3. calculada mediante la Ecuación A13. más la resistencia del riel metálico en un tramo.1 (N) R'w = capacidad del muro. se deberán sumar entre sí para determinar la resistencia combinada resultante.3-3)
También se debe reconocer que se podría obtener una máxima altura efectiva. la resistencia del riel.3.3-1) (A13.1 (N) Hw = altura del muro (mm) HR = altura del riel (mm) Si el impacto del vehículo se produce en un poste (como se ilustra en la Figura 2).
Pp H R + R 'R H R + R 'w H w R
(A13.
donde: RR = capacidad última del riel en un tramo (N) Rw = capacidad última del muro como se especifica en el Artículo A13.3. R'R. igual a la altura del baricentro del riel.1-3.
R = Pp + R 'R + R 'w (A13.SECCIÓN 13 (SI) . la resistencia nominal se puede calcular como la sumatoria de la resistencia del muro. R'R. se deberá tomar como la sumatoria de la capacidad del poste.3. pero para una resistencia resultante reducida. Pp. R . la máxima resistencia resultante. y la capacidad del riel. R'w.2-3.3.3. Rw. Y . y la máxima resistencia del muro de hormigón. reducida para resistir la carga del poste (N)
la resistencia flexional del riel. Pp.3.2. La resistencia del riel se mejora si se minimiza el uso de juntas de expansión y contracción. En el caso de un impacto cerca del extremo de un segmento de baranda.3-4)
donde: R 'w = Rw H w − Pp H R Hw
(A13. y la altura efectiva.
3. se puede tomar de la siguiente manera:
T= R Lc + 2 H
(A13.2 − Estado Límite Correspondiente a Evento Extremo Caso de Diseño 2: fuerzas verticales especificadas en el Artículo A13. el tablero del puente se puede diseñar para proveer una resistencia flexional.3.3. En este caso las Ecuaciones A13.4 Barreras de Madera
CA13.4 DISEÑO DE LOS VUELOS DEL TABLERO A13. en Nmm/mm.3.13-28
A13. especificadas en la Sección 8. utilizando los estados límites de resistencia y las combinaciones de cargas aplicables especificadas en la Tabla 3. T.4
Las barreras de madera se deberán diseñar mediante análisis elásticos lineales. especificadas en el Artículo 3.1 (N) Lc = longitud crítica del patrón de falla por líneas de fluencia (mm)
Los vuelos del tablero de un puente se deberán diseñar considerando separadamente los siguientes casos de diseño: Caso de Diseño 1: fuerzas transversales y longitudinales especificadas en el Artículo A13. lo cual podría llevar que también el vuelo del tablero resulte sobredimensionado. La fuerza de tracción axial.2-1)
Si la capacidad del vuelo del tablero es menor que la especificada es posible que no se desarrolle el mecanismo de falla por líneas de fluencia como se ilustra en la Figura CA13. no necesariamente a la identificación de su resistencia última.3.1-1 y A13.3.1-1.4.4.4.1 Casos de Diseño
Para las barandas de madera no se recomienda ningún límite ni mecanismo de falla. Esto significa que se podría lograr una baranda significativamente sobredimensionada.2 Tableros que Soportan Parapetos de Hormigón
CA13.1-2 perderán su validez.4. dimensionando las secciones de los elementos en base a sus resistencias. que actuando conjuntamente con la fuerza de tracción T en N/mm aquí especificada sea mayor que la Mc del parapeto en su base.2 − Estado Límite Correspondiente a Evento Extremo Caso de Diseño 3: cargas que ocupan el vuelo.
Rw = resistencia del parapeto especificada en el Artículo A13.2
Para el Caso de Diseño 1.6.4.
A13. El programa de ensayos de choque se orienta hacia la supervivencia del sistema de barandas.1 − Estado Límite de Resistencia
A13. Ms.1-1.
Para el Caso de Diseño 1 el momento por mm.1-4)
b = 2 X + Wb ≤ L y donde:
(A13.1 Diseño del Vuelo CA13.3.BARANDAS
H = altura del muro (mm) T
= fuerza de tracción por unidad de longitud del tablero (N/mm)
El diseño del vuelo del tablero para las fuerzas verticales especificadas en el Caso de Diseño 2 se deberá basar en la porción del tablero en voladizo. Md. imponen al tablero importantes momentos y fuerzas concentradas en los puntos de unión de los postes al tablero.1-5)
Mposte = resistencia flexional del poste de la baranda (N) Pp = corte correspondiente a Mposte (N) X = distancia desde el borde exterior de la placa de base del poste hasta la sección investigada.4. se pueden tomar de la siguiente manera:
M poste Wb + D Pp
(A13.3.SECCIÓN 13 (SI) .4.3.1-2)
Para el Caso de Diseño 2 la fuerza de corte por punzonamiento y el momento en el vuelo se pueden tomar de la siguiente manera:
Pv = Fv L Lv
Pv X b
(A13. como por ejemplo los sistemas metálicos con postes de ala ancha o tubulares.4.
A13.4.4.1-3)
(A13.4.3.4. tal como se especifica en la Figura 1 (mm) Wb = ancho de la placa de base (mm) T = fuerza de tracción en el tablero (N/mm)
. y el esfuerzo normal por mm de tablero.
Wb + D
(A13.1-1)
Los sistemas formados por vigas y postes.3 Tableros que Soportan Barandas Formadas por Postes y Vigas A13. T.
Para el Caso de Diseño 1. Para resistir este tipo de fallas se debería proveer un espesor h adecuado.3. una distancia al borde E adecuada. B o espesor).4.
⎡ B h ⎞⎤ ⎛ Vn = Vc ⎢Wb + h + 2 ⎜ E + + ⎟ ⎥ h 2 2 ⎠⎦ ⎝ ⎣
(A13. C.2 Resistencia al Corte por Punzonamiento CA13.4.2-1)
La resistencia mayorada al corte por punzonamiento de un vuelo de tablero se puede tomar como:
Muchas veces las losas o tableros de hormigón fallan por el corte por punzonamiento que provoca la fuerza que ejerce el ala comprimida del poste.2-3)
. mientras que si se utiliza un parapeto. transversales o verticales A13. o una placa de base de tamaño adecuado (Wb. la longitud efectiva de losa que resiste las cargas de un poste deberá ser igual a E = 0.8 x + 1520 mm.3. esta longitud deberá ser igual a E = 0."
2X + Wb = b El ancho de la losa no debe ser mayor que la separación de los postes
BORDE DE LA VIGA LONGITUDINAL
Figura A13.3.3.4.4.1-1 − Longitud efectiva del voladizo para soportar las cargas concentradas de los postes.4. siendo x la distancia en mm desde el centro del poste hasta el punto investigado.8 x + 1140 mm.3.3.2-2) (A13. el corte mayorado se puede tomar de la siguiente manera: Vu = Af Fy (A13.13-30
D = distancia desde el borde exterior de la placa de base hasta la fila de bulones más interna. tal como se ilustra en la Figura 1 (mm) L = separación de los postes (mm) Lv = distribución longitudinal de la fuerza vertical Fv sobre la baranda (mm) Fv = fuerza vertical que representa un vehículo que yace sobre el riel una vez concluidas las fuerzas de impacto Ft y FL (N)
BORDE DEL TABLERO W
b 45° D
En las ediciones anteriores de las Especificaciones Estándares las cargas de las barandas o postes se distribuían a la losa utilizando un análisis simplificado similar: "Si no se utiliza ningún parapeto.
pero esta armadura de corte no será efectiva para
.332 ⎞ Vc = ⎜ 0.3. El uso de diferentes tipos de armadura de corte puede aumentar la resistencia última de las conexiones postetablero. Tanto mediante resultados de ensayos como mediante experiencia práctica se ha demostrado que.4.2-4)
(A13.BARANDAS
⎛ 0.332
(A13. el modo de falla es de tipo corte por punzonamiento con pérdida de integridad estructural entre el hormigón y el acero de las armaduras.SECCIÓN 13 (SI) .3.2-5)
donde: βc = Wb / D y donde: h = altura de la losa (mm)
Wb = ancho de la placa de base (mm) Af = área del ala comprimida del poste (mm2) Fy = tensión de fluencia del ala comprimida del poste (MPa) b = longitud de tablero que resiste la resistencia o carga de corte del poste = h + Wb B = distancia entre los baricentros de las resultantes de las tensiones de tracción y compresión en el poste (mm) D = espesor de la placa de base (mm) E = distancia entre el borde de la losa y el baricentro de la resultante de la tensión de compresión en el poste (mm)
f'c = resistencia a la compresión del hormigón a 28 días (MPa) φ = factor de resistencia = 1.4. cuando ocurre una falla del tablero de un puente.0 La distribución supuesta para las fuerzas que intervienen en el cálculo del corte por punzonamiento deberá ser como se ilustra en la Figura 1.166 + ⎟ βc ⎠ ⎝
B h + ≤B 2 2
f c' ≤ φ 0.
4. o la distancia al borde. el ancho y el espesor de la placa de base.
Área de carga supuesta Perímetro crítico para el corte
C = Af F y
Figura A13. La resistencia al corte se puede incrementar aumentando el espesor de la losa.13-32
h/2 Wb T h/2
reducir el corte. la tracción diagonal ni la fisuración en el tablero.3.2-1 − Modo de falla por corte por punzonamiento
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