En ingeniería civil , el espacio libre se refiere a la diferencia entre el gálibo de carga y el gálibo de la estructura en el caso de vagones de ferrocarril o tranvías , o la diferencia entre el tamaño de cualquier vehículo y el ancho/alto de las puertas, el ancho/alto de un paso elevado. o el diámetro de un túnel así como el calado de aire bajo un puente , el ancho de una esclusa o el diámetro de un túnel en el caso de embarcaciones . Además, existe la diferencia entre el calado profundo y el lecho de un arroyo o fondo marino de una vía fluvial .
Para carreteras y vías navegables, el espacio libre generalmente se especifica como el ancho/alto de una estructura que el vehículo necesita pasar en lugar de la diferencia entre el vehículo y la estructura.
En ferrocarriles, el espacio libre es la diferencia entre el gálibo de carga y el gálibo de estructura . Se establece un estándar de espacio libre utilizando el contorno del material rodante estático (ancho estático) como punto de partida. Este es un esquema transversal de un material rodante de tamaño máximo cuando no está en circulación. Luego, la norma define el contorno máximo del material rodante cinemático para cuando el material rodante está en marcha para tener en cuenta la suspensión y el movimiento lateral en la vía. Esto también se conoce como " envoltura cinemática ". La norma también define el estándar operativo base para el espacio libre que es mayor que la envolvente cinemática. Este debe ser el esquema máximo de la operación ferroviaria normal y sólo podrá infringirse en circunstancias especiales. Luego, el estándar agrega otro esquema llamado esquema estándar de intervención de mantenimiento que es más grande que el estándar operativo base al definir un margen de seguridad (brecha de contingencia) de la envolvente cinemática. Cuando exista una infracción de este esquema, se requerirá un trabajo de mantenimiento para llevarlo al nivel de autorización. Esto establece el gálibo de carga. Finalmente, la norma incluye el contorno de la estructura o gálibo de la estructura, dejando un espacio entre el gálibo de carga y el gálibo de la estructura como espacio libre. [1]
En las carreteras, el espacio libre vertical es la medida desde el suelo o el pavimento de la carretera hasta la parte inferior de los pasos elevados o puentes. [2] [3]
La Asociación Estadounidense de Funcionarios de Carreteras Estatales (AASHO) estableció estándares para carreteras interestatales que incluían un espacio libre vertical mínimo de 14 pies (4,3 m). Posteriormente, el Departamento de Defensa informó que el espacio libre no era suficiente para fines de defensa nacional y quería que el espacio libre vertical se elevara a 17 pies (5,2 m). Finalmente, las nuevas normas se aprobaron en 1960 para que el espacio vertical mínimo de las estructuras nuevas fuera de 16 pies (4,9 m). En 1967 había hasta 2.650 pasos elevados que no cumplían con las nuevas normas. Se tomó la decisión de levantar sólo aquellos 350 pasos elevados que daban servicio al 95% de las principales instalaciones militares. Otros pasos elevados quedaron para ser reconstruidos con el nuevo espacio vertical mínimo en momentos posteriores. [2]
Australia define el espacio libre vertical mínimo según los tipos de carreteras. El espacio libre vertical mínimo es de 5,4 metros (17 pies 9 pulgadas) para carreteras principales y autopistas, y de 4,6 metros (15 pies 1 pulgada) para otras carreteras locales con aprobación de la autoridad vial. Para caminos con espacio libre alto y muy alto, los valores están entre 5,9 metros (19 pies 4 pulgadas) y 6,5 metros (21 pies 4 pulgadas). [4]
Eurocódigo 1: Actuaciones sobre estructuras tiene una definición de "espacio libre físico" entre la superficie de la calzada y la parte inferior del elemento del puente. El código también define el espacio libre que es más corto que el espacio libre físico para tener en cuenta las curvas de hundimiento , la deflexión del puente y los asentamientos esperados) con una recomendación de espacio libre mínimo de 5 metros (16 pies 5 pulgadas). [5]
En Singapur, la distancia vertical mínima es de 5,4 metros (17 pies 9 pulgadas). El espacio libre para las señales elevadas es de 5,7 metros (18 pies 8 pulgadas) y el espacio libre para el plafón o la parte inferior de los pasos elevados es de 10 metros (32 pies 10 pulgadas). [6]
En Sudáfrica y la región sur de África, el espacio vertical mínimo de los puentes modernos es de 5 metros (16 pies 5 pulgadas), aunque el límite legal de altura de los vehículos de carretera sigue siendo de 4,3 metros (14 pies 1 pulgada). [7]
Reino Unido tiene un estándar sobre la distancia mínima en una vía pública de 16 pies y 6 pulgadas (5,03 m). Cualquier puente que no cumpla con el requisito de autorización se considera "puente bajo" y debe tener señalización que indique la autorización. [8]
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Los choques con puentes o túneles son colisiones de vehículos con estructuras de puentes o túneles. Estos pueden involucrar vehículos de gran altura o puentes o túneles de poco espacio vertical. Estos accidentes ocurren con frecuencia y son un problema importante en todo el mundo. En el Reino Unido, las huelgas de puentes ferroviarios ocurren en promedio una vez cada cuatro horas y media, con un total de 1789 veces en 2019. Varios puentes fueron golpeados más de 20 veces en un solo año. El coste total asumido por el Estado fue de unos 23 millones de libras esterlinas. En Beijing, China, el 20% de todos los daños a puentes son causados por golpes de puentes. El Departamento de Transporte de Texas estimó en 2013 que el costo promedio de reparar la huelga de un puente es de 180.000 dólares. [9] [10]
A 2,7 m (8 pies 10+El puente elevado de 1 ⁄ 4 pulgadas de altocerca de San Petersburgo, Rusia, es conocido como el "Puente de la Estupidez" porque a menudo es atropellado por vehículos a pesar de muchas señales de advertencia. En mayo de 2018, después de que un camión GAZelle lo atropellara por 150ª vez, se entregó un pastel de cumpleaños en el puente. Esto fue noticia nacional. [11] [12]
De manera similar, un paso elevado de 3,56 m (11 pies 8 pulgadas) en Durham, Carolina del Norte, EE. UU., fue atropellado con frecuencia por vehículos y fue noticia varias veces hasta que se mencionó en 2019. [13]
Sólo después de varios incidentes se instalaron sensores infrarrojos en un paso subterráneo en Frauenfeld , Suiza, que activan señales de advertencia cuando se acerca un vehículo alto. [14] [15]
Una situación similar existe en un paso subterráneo en Guy Street en Montreal , que tiene un espacio libre de 3,75 m (12 pies 4 pulgadas). [16] [17] [18]
En Estados Unidos, el término "liquidación horizontal" se utiliza indistintamente con "compensación lateral". Este es el espacio desde el borde de la carretera que está libre de obstrucciones verticales como carteles, postes de servicios públicos y bocas de incendio. El espacio libre horizontal se utiliza en entornos urbanos donde se espera que estos objetos estén cerca de las carreteras. El espacio libre horizontal tiene como objetivo evitar que los elementos que sobresalen, como los espejos laterales de los vehículos grandes que circulan por el borde extremo de la carretera, choquen con dichos objetos. También permite abrir las puertas de la acera de los vehículos estacionados. El espacio libre horizontal mínimo según la norma estadounidense es de 0,46 m (1,5 pies). Cabe señalar que el espacio libre horizontal no es el mismo concepto que el de zona libre que se utiliza en las carreteras no urbanas. [19] [20]
Algunos países tienen distancias horizontales específicas desde el borde de las carreteras para tipos específicos de objetos al lado de las carreteras. Por ejemplo, India tiene un espacio libre horizontal de 10 metros (32 pies 10 pulgadas) para postes eléctricos y de telecomunicaciones, y de 30 centímetros (12 pulgadas) para postes de alumbrado público en carreteras con bordillos. Para carreteras sin bordillos, el espacio libre es de 1,5 metros (4 pies 11 pulgadas), dado que el espacio libre mínimo desde la línea central de las carreteras es de 5 metros (16 pies 5 pulgadas). [21]
Para las carreteras que requieren pasar por debajo de algunas estructuras, como túneles, existen normas en todo el ancho de las carreteras conocidas como espacios libres horizontales de acera a acera y de pared a pared. La Asociación Estadounidense de Funcionarios Estatales de Carreteras y Transporte (AASHTO) recomienda tener un espacio libre mínimo de acera a acera para carreteras de dos carriles de 24 pies (7,3 m) y un espacio libre de pared a pared de 30 pies (9,1 m), mientras que la acera deseada La distancia entre la acera y la acera debe ser de 39 pies (12 m) y la distancia entre paredes debe ser de 44 pies (13 m). [22]
Para los carriles bici , existen dos tipos de espacios libres horizontales. El primer tipo es la eliminación horizontal de posibles obstáculos en los caminos. Un ejemplo es el uso de bolardos para evitar que los coches entren en los carriles bici. El espacio libre horizontal en los caminos define un espacio mínimo de obstáculos adyacentes, como los bolardos, para permitir un flujo claro del tráfico de bicicletas. Algunos países europeos tienen esa especificación entre 1,6 metros (5 pies 3 pulgadas) y 1,75 metros (5 pies 9 pulgadas). El segundo tipo es el espacio libre horizontal junto a los caminos. Este espacio libre es una distancia desde el borde de los senderos para bicicletas hasta cualquier obstáculo vertical, como postes, cercas y ramas de árboles, para evitar que el pedal o el manillar golpeen dichos obstáculos. Los valores de distancia libre pueden depender de las alturas y los tipos de obstáculos. Por ejemplo, en Flandes , el espacio libre horizontal junto a los caminos para postes, farolas y árboles es de 0,75 metros (2 pies 6 pulgadas), y para muros y vallas es de 1 metro (3 pies 3 pulgadas). El espacio libre horizontal desde el borde del camino hasta la acera se basa en la altura de la acera. Para bordillos de alturas de hasta 7 centímetros (2,8 pulgadas), el espacio libre horizontal es de 0,25 metros (9,8 pulgadas) y para bordillos más altos, el espacio libre es de 0,5 metros (1 pie 8 pulgadas). [23]
En las vías fluviales, el "espacio libre del tramo del puente" es una medida desde la superficie del agua hasta la parte inferior del tramo del puente . La autorización más conservadora utiliza el nivel del agua en la marea alta media más alta (MHHW), el valor promedio de la marea alta más alta de un período de medición. Esto se conoce como "espacio libre debajo", "espacio libre vertical" y "altura trazada" [3] [24] [25]
Por otro lado, el "espacio libre superior" es una medida desde la parte superior de un buque determinado hasta la parte inferior del puente. El "espacio libre bajo la quilla" es la distancia entre la parte más baja de un buque determinado y el lecho del canal. [25]
El otro tipo de espacio libre para los puentes es el "espacio libre por encima" del piso del puente. Se trata de los espacios libres verticales para el tráfico rodado en el puente. [3]