CERCA DE PROTECCIÓN CONTRA EL VIENTO PARA PUENTES PANACOR WB
La barrera contra el viento está diseñada para reducir la velocidad del viento en áreas de viento extremo, como puentes y carreteras, para evitar que el vehículo vuelque o se salga de la vía y proporcionar una conducción cómoda.
Los viaductos de las carreteras y las autopistas están diseñados para reducir la velocidad del viento cuando hay vientos extremos, como sucede en muchos puentes, para evitar que el vehículo sufra un accidente y para proporcionar una conducción cómoda. Estos productos, también llamados barreras contra el viento o vallas contra el viento, tienen como objetivo reducir el efecto provocado por los vientos fuertes dividiendo el viento entrante. Lo consigue porque la barrera de viento, soporta la mayor parte de la carga de viento aunque parte de ella la deja pasar a su través. Los procesos de diseño, fabricación, instalación y mantenimiento deben gestionarse muy bien para cada caso particular. El cálculo estático es también importante en la fase de diseño.
Un camión vuelca al recibir la presión del viento al entrar en un viaducto cerca de Barcelona
Figura 1: Vista desde el interior de la barrera contra el viento.
Figura 2: Vista desde el interior de la barrera contra el viento.
Por lo general, se necesita una barrera contra el viento o una valla de protección contra el viento para garantizar un tráfico ininterrumpido en prácticamente todas las condiciones climáticas con velocidades de viento de hasta 180 km / h (50 m / s) sobre el puente.
Figura 3: Vista interior de la barrera de viento modelizada junto con el pretil metálico del puente.
Figura 4: Vista general de la modelización de la barrera contra el viento
Figura 4: Vista general de la modelización de la barrera contra el viento
DISEÑO MEDIANTE ANALISIS COMPUTACIONAL DE FLUIDOS
Para evaluar la eficiencia de la barrera del viento y facilitar el análisis en términos de seguridad vial, se analiza una sección transversal característica de cada puente en particular. En los análisis de eficiencia de los sistemas de protección contra el viento, se toma la velocidad del viento de 180 km / h (50 m / s), que se considera el límite superior de velocidad a la que el tráfico reducido de vehículos personales en la trayectoria abierta de la vía rápida todavía se puede mantener.
Figura 6: Vista de la barrera de viento desde el exterior del viaducto
Figura 6: Vista de la barrera de viento desde el exterior del viaducto
La simulación se realiza en condición de viadcuto desprotegido y protegido con la barrera contra el viento. El siguiente paso es analizar el impacto del viento en el vehículo, que se encuentra en los diferentes carriles de circulación. Se realiza el análisis con una comparación entre el viaducto protegido y no protegido. Sobre la base de los resultados del análisis y la reducción de las presiones sobre los vehículos, se concluye la solución óptima a adoptar con la altura de la barreara de viento y la cantidad de paneles acrílicos termoformados con forma ondulada y la altura de éstas, que se fabrican de vidrio acrílico resistente a los rayos UV, reforzado con fibra de poliamida o con cables de acero inoxidable. También se define la distancia entre los paneles
Figuras 8 y 9: Presión sobre la barreara contra el viento
Análisis CFD – puente con / sin barrera
Para evaluar la eficiencia de la barrera del viento y facilitar el análisis en términos de seguridad vial, se analiza una sección transversal característica de cada puente en particular. En los análisis de eficiencia de los sistemas de protección contra el viento, se toma la velocidad del viento de 180 km / h (50 m / s), que se considera el límite superior de velocidad a la que el tráfico reducido de vehículos personales en la trayectoria abierta de la vía rápida todavía se puede mantener.
Sobre la base del CFD (Dinámica de Fluidos Computacional) para la dirección del viento 0 ° y ± 6 ° y la observación de las normas europeas (EN 1794-1 / 1794-2) diseñamos, construimos y suministramos cualquier tipo de barreara de protección contra el viento. Un ejemplo de diseño puede ser con las siguientes características:
- La barrera de protección contra el viento tiene 3,20 m de altura y 7 elementos acrílicos convexos (en forma de “C”). El espacio entre los elementos de vidrio es de 125 a 175 mm.
- Las columnas de acero pueden tener una separación longitudinal de 3,0 metros y son rectangulares con dimensiones de 250/150/8 mm.
- Los paneles acrílicos son de forma ondulada, de 140 mm de ancho y 300 mm de alto. El espesor del panel acrílico es de 15 mm. El panel está reforzado con hilos de poliamida o varillas o alambres de acero inoxidable, que evitan la fractura frágil en caso de cargas de choque.
- Los paneles acrílicos se fijan sobre columnas de acero mediante piezas especiales en los que se instalan bandas de EPDM (caucho) que permiten las dilatación de la pieza con la variación de la temperatura y evitan la fijación rígida de estos paneles, permitiendo la rotación de los paneles sobre las piezas especiales con amortiguación simultánea de las vibraciones
- Se planifica la instalación de paneles acrílicos de manera que se pueda realizar el montaje y desmontaje de forma sencilla para la reposición de éstos elementos en caso de avería. También para facilitar la limpieza.
- Las barreras contra el viento también sirven como valla de seguridad (Permitan diseñar zonas de inspección en los bordes del tablero del puente).
Figura 10: Presión sobre la barrera contra el viento. Sección transversal
ENSAYOS A ESCALA REAL – DURABILIDAD
Los elementos acrílicos están fabricados en polimetacrilato reforzado con hilos de poliamida, varillas de acero inoxidable o con policarbonato. Hemos realizado pruebas de fatiga a escala real para verificar la durabilidad a largo plazo, consiguiendo una durabilidad mínima de 30 años en cualquier ambiente incluso el marino.
Imagen 1: Paneles acrílicos termoformados preparados para ser ensayados.
Fotografía 2 y 3: Paneles acrílicos termoformados en el banco de pruebas durante el ensayo de fatiga
Las barreras contra el viento utilizan piezas termoformadas para obtener la máxima rigidez, el mínimo esfuerzo y la deformación adecuada frente a la acción del viento:
Figura 11: Deformación del panel acrílico cuando está bajo carga.
Figura 12a: Tensiones en el panel cuando está sometido a carga. Vista desde el exterior.
Figura 12 b: Tensiones en el panel cuando está sometido a carga. Vista desde el interior.
Figura 12 b: Tensiones en el panel cuando está sometido a carga. Vista desde el interior.
Figura 12 b: Tensiones en el panel cuando está sometido a carga. Vista desde el interior.
Nuestros paneles acrílicos para barreras contra el viento tienen una excelente resistencia a la intemperie, alta transparencia y ligereza. Si la transparencia no es un requisito arquitectónico, se pueden usar otros materiales para la fabricación de las lamas de las barreras contra el viento.
La estructura de la barrera contra el viento está hecha de acero grado S355 según EN 10025-2. La protección anticorrosión de la protección galvanizada en caliente se determina para la categoría de corrosión y la durabilidad esperada de la protección (larga) durante 15 años de acuerdo con la norma ISO 12944-5.
La corrosividad de clase del medio ambiente en el sitio del puente determina el sistema de protección anticorrosión. Por ejemplo, para una corrosividad Clase C5M, un doble sistema de protección anticorrosión de 85 micrómetros galvanizado en caliente y una coloración adicional en tres capas (capa base, capa intermedia y capa de acabado, un espesor de película individual de 80 µm, total 320 µm) se puede adoptar. Los recubrimientos base e intermedios se basan en resinas epoxi y una capa de acabado se basa en poliuretano.
La protección contra la corrosión debe elegirse de manera que permita la reparación y el mantenimiento sin ningún efecto perceptible en la calidad de la atención. Tenga en cuenta el efecto sobre el medio ambiente, evitando el uso de sustancias peligrosas.
Nuestros servicios incluyen toda la mano de obra, equipos y materiales necesarios para la producción de barreras contra el viento, incluida la estructura de acero necesaria para anclar la construcción de la barrera contra el viento y las juntas de goma en el cerramiento y la protección contra la corrosión. También la ejecución, control de calidad y cálculo según el programa de control y aseguramiento de la calidad.
Secciones de puentes con diferente velocidad del viento:
Figura 15: Detalle de la sección transversal obtenida de la dinámica de fluidos computacional
Figura 15: Detalle de la sección transversal obtenida de la dinámica de fluidos computacional
Figura 17: Vista desde el exterior del viaducto obtenida de la dinámica de fluidos computacional
Figura 18: Vista general del puente y de la barrera contra el viento. Se puede ver la zona de sombra generada por la barrera contra el viento
Figura 19: Vista desde el interior del viaducto del comportamiento del viento obtenida de la dinámica de fluidos computacional
