Fabricación de pórticos de autopista

Un pórtico de autopista (abreviado como pórtico) es una gran estructura metálica instalada en autopistas, que normalmente se extiende sobre la carretera, compuesta por pilares laterales y una viga transversal, con forma de “puerta”, de ahí su nombre “pórtico”. Se utiliza para colgar señales de tráfico, cámaras, pantallas de información electrónica o equipos de sistemas de peaje abierto, y es adecuado para tramos de carretera con múltiples carriles y alto tráfico, ya que las señales laterales pueden quedar ocultas por vehículos grandes.

Tipos de estructura

• Pórtico completo: La viga transversal abarca toda la carretera, con pilares de soporte a ambos lados, similar a un puente, adecuado para autopistas de varios carriles.
• Medio pórtico (en voladizo / en forma de mariposa): Un solo pilar soporta la viga transversal, adecuado para tramos de carretera con espacio limitado o cerca de salidas.
• Tipo celosía: Utiliza una estructura de celosía (tubo redondo o cuadrado), que proporciona mayor rigidez y estabilidad, y se utiliza a menudo para equipos pesados.
• Pórtico flexible: Como el Flexgantry de Forster, conectado a barreras de hormigón móviles, que puede moverse lateralmente en caso de impacto, mejorando la seguridad.

Materiales y diseño

• Materiales:
  • Acero: Se utiliza principalmente acero de baja aleación de alta resistencia Q235 o Q345, con un límite elástico de 235-345 MPa y un espesor de 4-10 mm, tratado con galvanizado en caliente (espesor de 60-80 μm) para evitar la corrosión.
  • Aleación de aluminio: Diseño ligero, con una densidad de aproximadamente 2700 kg/m³, resistente a la corrosión, adecuado para escenarios específicos.
  • Hormigón: La base de algunos pilares utiliza hormigón de alta resistencia (C30-C40) para mejorar la estabilidad.
• Características de diseño:
  • Dimensiones: La luz de la viga transversal es de 10-40 metros (dependiendo del número de carriles), la altura de los pilares es de 6-12 metros, y debe soportar la carga del viento (aproximadamente 1,2 kN/m²) y el peso del equipo.
  • Estructura: La viga transversal suele ser una estructura de caja o de celosía, los pilares son columnas cilíndricas o rectangulares, y la base suele ser empotrada o fijada con pernos.
  • Modularidad: Facilita el transporte y la instalación, reduciendo el tiempo de construcción en el sitio.
  • Seguridad: Debe cumplir con las normas de resistencia al viento y a los terremotos (como la "Norma para el diseño de puentes y alcantarillas de carreteras" de China), y tener en cuenta la seguridad contra impactos (como la prueba REBLOC H4b).

Proceso de fabricación

(1) Diseño y preparación

• Diseño: Utilizar software CAD o BIM para el modelado tridimensional, calcular las cargas (carga estática, carga dinámica, carga de viento) y optimizar la estructura. El análisis de elementos finitos (FEA) garantiza la resistencia y la rigidez.
• Preparación de materiales: Adquirir placas de acero o tubos Q235/Q345, comprobar la calidad de la superficie (sin grietas ni óxido) y cortarlos a las dimensiones requeridas.

(2) Fabricación de componentes

• Conformado de vigas transversales / pilares:
  • Estampado / Laminado: La placa de acero se conforma en una viga de caja o estructura tubular mediante una prensa hidráulica (1000-3000 toneladas) o una laminadora, con una tolerancia de ±1 mm.
  • Curvado de tubos: Los pilares o vigas en voladizo se curvan con una curvadora CNC, con una precisión angular de ±0,5°.
• Perforación:
  • Perforar orificios de instalación (para fijar señales, equipos), con un diámetro de 10-50 mm y una cantidad de 100-300.
  • Punzonado CNC: Alta precisión (±0,2 mm), adecuado para la producción de múltiples variedades.
  • Corte por plasma / láser: Se utiliza para orificios de gran tamaño o formas complejas, con una precisión de ±0,5 mm.
• Soldadura:
  • Utilizar soldadura TIG/MIG o soldadura por arco, las soldaduras deben estar libres de poros y tener una resistencia superior al 90% del material base.
  • Utilizar abrazaderas para garantizar la precisión de la soldadura, con una desviación de <±1 mm.

(3) Tratamiento de superficie

• Granallado / Arenado: Eliminar la capa de óxido, con una rugosidad superficial Ra de 3,2-6,3 μm, para mejorar la adherencia del recubrimiento.
• Galvanizado en caliente: El espesor de la capa de zinc es de 60-80 μm, con una vida útil de resistencia a la corrosión de 10-20 años.
• Pintura: Imprimación epoxi + pintura de acabado de poliuretano (espesor total de 80-120 μm), el color suele ser verde (China/Canadá) o gris plateado, y en algunos casos azul (como en tramos de carretera de aeropuertos).

(4) Montaje e instalación

• Pre-ensamblaje en fábrica: Realizar un montaje de prueba en la fábrica para verificar las dimensiones y la precisión de la conexión.
• Instalación en el sitio:
  • Construcción de la base: Verter la base de hormigón (C30-C40), pre-incrustar pernos o placas de acero.
  • Elevación: Utilizar una grúa (50-100 toneladas) para instalar la viga transversal y los pilares, con una desviación de <±5 mm.
  • Instalación del equipo: Las señales, las cámaras o los equipos de peaje se fijan con pernos, y es necesario calibrar el ángulo (como en la región de Quebec en Canadá, donde las señales se inclinan hacia abajo para que los conductores las vean).