APOYOS ESTRUCTURALES

APOYOS ESTRUCTURALES CONCEPTOS GENERALES.Sirven para transmitir a la infraestructura las reacciones verticales y horizontales  producidas por las diferentes acciones y solicitaciones, debiendo responder lo más fielme fielmente nte posib posible le a las con condic dicion iones es de vincu vinculac lación ión estab establec lecida idass en la hipóte hipótesis sis de cálculo. En función de la magnitud de las luces y de los materiales, se emplean apoyos desde simples chapa sobre chapa metálica, hasta complicados y sofisticados aparatos de apoyo. Los apoyos pueden ser clasificados de la siguiente manera:

• Fijos, que permiten rotación pero no desplazamiento. • Móviles, que permiten rotación y desplazamiento. desplazamiento. • Mixtos, constituidos por placas de plomo o similares, apoyos de goma llamados de neopreno y los más modernos denominados neoflón, de gran aplicación en la actualidad por las múltiples ventajas que ofrecen en relación a otras soluciones.

Los aparatos de apoyo pueden ser solucionados en formas diversas en función de la long longit itud ud de los los puen puente tess o más más prop propia iame ment ntee de la magn magnitu itudd de las las reac reacci cion ones es transmitidas, así como del material de la parte de la superestructura que transmite la carga a los aparatos de apoyo. Lo propio en cuanto a la definición de apoyo fijo o móvil que en el caso de tramos simplemente apoyados resulta sencilla su definición porque a un lado va el fijo y al otro extremo el móvil; sin embargo en correspondencia con la pila o el estribo habrá que analizar la influencia de la componente horizontal que transmite el apoyo fijo, por ello en tramos simplemente apoyados conviene introducir apoyos mixtos que prorratean la componente horizontal entre sus dos extremos.

DESCRIPCIÓN DE ALGUNOS TIPOS DE APOYO.Comenzando Comenzando por lo más elemental para losas alcantarilla es suficiente materializar  las articu articulac lacion iones es utiliz utilizand andoo cartón cartón asfált asfáltico ico para para separa separarr la supere superestr struct uctura ura de su infraestructura, en cambio si la losa es de hormigón pretensado que permite mayores luces y en consecuencia transmite reacciones importantes, el apoyo será una lámina de  plomo de aproximadamente aproximadamente 2 cm de espesor. En puentes cortos con vigas de hormigón armado también se utilizan placas de  plomo de sección rectangular y que funcionan como apoyos mixtos, pudiendo a su vez ser utilizadas como apoyos fijos si son atravesados con un pasador (ver figura 1) con lo que los apoyos del otro extremo que no llevan pasador se comportan como apoyos móviles. Las resistencias a la compresión para el plomo blando están comprendidas entre 125 y 300 Kg/cm2, pudiendo llegar hasta 500 Kg/cm2 para el plomo endurecido que contiene 5 a 10 % de antimonio. En la práctica no es posible aprovechar estas fatigas porque la tasa de trabajo de la albañilería de apoyo es muy baja, así por ejemplo  para un buen hormigón armado sólo se diseñará con 100 Kg/cm2; por lo que en los

coronamientos se debe prever pedestales de hormigón armado por debajo de estos aparatos de apoyo, un tanto perdidos en el coronamiento y de manera que se produzca una adecuada transmisión de esfuerzos. El diseño de estos pedestales es similar al de las fundaciones aisladas en hormigón armado.

FIGURA1.- Placa con pasador para funcionar como apoyo fijo

Para las vigas metálicas los apoyos fijos pueden ser fabricados con una placa metálica a la que se sueldan otras dos pequeñas placas a manera de guías. De la placa  principal salen pasadores constituidos por trozos de barras o mejor pernos que atraviesan a las vigas que llevan huecos ojivales y con elementos de anclaje en su cara inferior (ver figura 2). Vanos menores a 15 m no necesitan previsiones para la deformación por flexión de la superestructura, pero sí deben estar firmemente anclados. Cuando los vanos son mayores a 15 m se debe emplear apoyos dotados de articulaciones, placas abombadas, rótulas que permitan la adecuada flexión de la viga.

FIGURA 2.- Apoyo fijo para pequeñas vigas metálicas

APARATOS DE APOYO EN ACERO MOLDEADO.Están conformados por balancines relativamente macizos de sección rectangular e  planta y con una sección transversal como la que muestra la figura 3, quedando la superficie de contacto constituida por la generatriz de un cilindro de radio R.

El reglaje de estos balancines está garantizado por un dentellón longitudinal introducido en una guía.

FIGURA 3.- Balancines

Al igual que en los casos anteriores las dimensiones en planta está limitadas por el hormigón de coronamiento que recibe una presión de contacto de : σ  

=

 Nu  A

Donde: A = Área en planta de la placa en metros.  Nu = Reacción en estado límite último sobre cada apoyo en K  N. Luego de aplicar las fórmulas de Hertz y de acuerdo a la figura 4, la presión máxima teórica se determina con la siguiente expresión:

σ  max

6 * H  * e    1 1    Nu =    +  *  −    L    L    r  r      2

1

(MPa)

2

Donde: L = Longitud real de la generatriz en metros. H = Empuje paralelo a las generatrices de la superficie cilíndrica en K  N. e = Distancia entre el punto de aplicación de H y la generatriz de contacto en m. r 1 yr 2 = Radios de curvatura de las dos superficies cilíndricas en m. ( r 2 > r 1 ). En muchos casos r  = ∞ (superficie plana). 2

FIGURA 4.- Gráfico para la fórmula de Hertz

El ancho b de la superficie de contacto está dado por:  Nu

b = 0.00021*

 1 1   −     r    1 r 2  

 L * 

(m)

Debiendo satisfacer las dos condiciones siguientes en cada una de las superficies de contacto: b <= b <=

e

10 r 

10

Donde: r = Radio en m ( r 1 ó r  ). e = Espesor de la pieza en m ( e ó e2 ). L = Longitud de la generatriz en m. En vanos menores a 15 m se puede aceptar el deslizamiento entre placas con superficies lisas y sin previsión para la flexión. Los vanos mayores deben estar   provistos de rodillos o placas especiales para el deslizamiento. El apoyo deberá estar  dotado de articulaciones, chapas abombadas o rótulas que permitan la adecuada flexión de las vigas. 2

1

En estructuras de poca importancia puede un apoyo móvil estar constituido por  dos placas deslizantes. Estas independientemente de su comprobación a flexión, se dimensionan de manera que se cumpla lo siguiente:  N   A

<= 0.8 *  fyd 

Donde:  N = Carga máxima en estado de servicio en M N. A = Superficie teórica de contacto entre placas en m2. Fyd = Resistencia de cálculo del acero de las placas en Mpa.