Cargas dinámicas inducidas por vehículos de alta velocidad en estructuras verticales de señalización de carreteras

• Autores: Felisa Consuelo Gragera Peña
• Directores de la Tesis: Fernando Zayas Hinojosa (dir. tes.), Ángel Sanz Andrés (codir. tes.)
• Lectura: En la Universidad de Extremadura ( España ) en 2009
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: José Meseguer Ruiz (presid.), Joaquín Fernández Francos (secret.), Alvaro Cuerva Tejero (voc.), Jaume Gibert Pedrosa (voc.), Jesús Gonzalo de Grado (voc.)
• Materias:
  • Ciencias tecnológicas
    • Ingeniería y tecnología aeronáuticas
      • Cargas aerodinámicas
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• Resumen

  • En esta Tesis se ha desarrollado y puesto a punto una nueva instalación experimental con el objeto de llevar a cabo una serie de ensayos en el laboratorio para estudiar el efecto aerodinámico producido por un vehículo en movimiento sobre un obstáculo fijo situado en sus proximidades, como por ejemplo las señales de tráfico o los viandantes situados en las proximidades de una pista o carretera en las cercanías del paso de un vehículo que circula a alta velocidad. Se intenta evitar en la medida de lo posible la realización de los ensayos a pie de pista o carretera reemplazándolos por ensayos en el laboratorio, que presentan un conjunto de evidentes ventajas en términos de coste, factibilidad, confort, repetitividad o facilidad de acceso. Dentro de los trabajos de la Tesis se han realizado un elevado número de ensayos preliminares hasta conseguir un correcto funcionamiento y puesta a punto de la instalación experimental. Debido a las dificultades para poder generar un movimiento rectilíneo del modelo de vehículo, la instalación se ha basado en el movimiento circular de dicho modelo, fijado en el extremo de un brazo giratorio actuado por un motor y montado en una estructura soporte. El principal problema encontrado en la experimentación ha sido la pequeña magnitud de las cargas no estacionarias objeto de la medida, que ha impuesto severos requerimientos en lo que se refiere al equipo de medida y al soporte de los objetos con los que se ha ensayado. Los resultados obtenidos en los ensayos con distintos tipos de vehículos y obstáculos han permitido caracterizar el fenómeno y analizar la influencia de las distintas variables involucradas como son la distancia entre el vehículo y el obstáculo, la velocidad y tipo de vehículo, el tipo de obstáculo, la altura, la orientación y la porosidad de la placa. Las cargas inducidas sobre un obstáculo situado cerca de la trayectoria de un vehículo han sido tratadas por diversos autores, tanto desde el punto de vista experimental como teórico (Gerhardt y otros (1998), Johns y otros (1998), Cali y otros (2000), Quinn y otros (2001), Sanz-Andrés y otros (2002, 2003)). Aunque no se conoce un modelo teórico avalado con resultados experimentales que sea capaz de justificar por completo el fenómeno. Sanz-Andrés y otros (2003) proponen que la variación inicial de la carga causada por el paso del morro del vehículo se puede explicar mediante un modelo potencial, por lo que no se incluye el estudio del efecto de la estela generada por el vehículo, que puede ser influenciada por la fuerza centrifuga (en este caso su situación se aleja de la semejanza con el problema real). Las hipótesis en las que se basa el modelo potencial se pueden validar mediante el desarrollo experimental presentado, investigándose el rango de validez del modelo teórico.