Clasificación de Los Puentes

UNIVERSIDAD UNIVERSIDA D NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ

1. CL CLAS ASIF IFIC ICA ACI CIÓN ÓN DE DE LOS LOS PUE PUENT NTES ES 1.1 SE SEGÚN GÚN EN EN BASE BASE A SU SU DISEÑO DISEÑO CON CONSTR STRUCT UCTIV IVO: O: 1.1.1 1.1. 1 PUEN PUENTES TES ARCO ARCO:: El arco es una estructura que resiste gracias a la

forma que se le da. Mediante la forma del arco se reparten las tensiones de manera que se producen compresiones en todas las partes del arco. Del mismo modo es una estructura que salva una luz determinada sometida a esfuerzos de compresión donde las tracciones y exiones se evitan o reducen al mínimo con lo que conseguimos que materiales que no resistan tracciones puedan ser utilizables para la construcción de esta tipología de estructuras.

Se transmiten unas reacciones orizontales a los apoyos y! en consecuencia! el terreno de cimentación a de ser  capa ca pazz de resi resist stir ir tale taless esfuerz erzos. Dado que gener general almen mente te la forma forma del arco no permite que "sta misma sea la  plataforma donde discurra el tr#$co existen tres formas de colocar el tablero% & 'uentes de (ablero Superior  & 'uentes de (ablero )ntermedio & 'uentes de (ablero )nferior  Figu Figura ra 1 Puene uene !ari !aria a Pia Pia "#$r "#$re e e% Duer Duer# # en O&#r# 'e Ta$%er# Su&eri#r.

1.1.( PUENTES VIGA:

*os puente puentess viga viga est#n est#n const constitu ituido idoss por vigas vigas como su propia denominación indica! es e s decir! decir! piezas rectas orizontales o cuasi+orizontales apoyadas en dos o m#s puntos que soportan las cargas cargas que act,an act,an sobre sobre ella ellass median mediante te su capaci capacidad dad para para res resist istir  ir  exiones. En efecto esta resistencia de las vigas viene determinada por  su canto y el momento de inercia de sus secciones.

Se trata del puente m#s elemental de todos y entre las tipologías de  puentes viga se puede distinguir% & *o *osa sa ma maci ciza za de orm ormig igón ón armado o pretensado & *o *osa sa alig aliger erad ada% a% 'res 'resen enta ta la venta-a de reducir   considerablemente el peso. & (ablero ero de iga igas de /lma *lena. 'or lo que respecta a las luces las m#ximas son del orden de

DISEÑO DE PUENTES

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ 011 metros y por lo que se re$ere a su estructura cabe la  posibilidad de vigas simplemente apoyadas! viga continua apoyada en diversos  puntos y viga 2erber.

1.1.+

Figura ( Puene "#$re %a R)a 'e P#ne*e'ra en '#$%e *iga

PUENTES PÓRTICO: El puente pórtico m#s que un tipo de

estructura de puente con car#cter propio es una estructura intermedia entre el arco y la viga por lo que presenta características propias de ambos. (ienen pilas y tablero igual que los puentes viga pero "stos son solidarios! lo que da lugar a un mecanismo resistente comple-o porque en "l interviene la resistencia a exión de sus elementos. /l mismo tiempo se produce un efecto pórtico debido a las reacciones orizontales que aparecen en sus apoyos.

Figura + Puene &,ri-# "#$re e% r)# Ter en %a &re"a 'e Su"ue'a

1.1./

PUENTES COLGANTES: Este tipo de puentes! así como los

atirantados! presenta como característica principal que sus estructuras se basan en el cable. 'or ello los puentes de grandes luces que se construyen en la actualidad son colgantes o atirantados. *a utilización del cable en este tipo de puentes se debe a tres razones fundamentales% En primer lugar el cable es un elemento que traba-a exclusivamente a tracción! se aproveca al m#ximo su capacidad resistente puesto que con los tratamientos actuales se logran elevadas resistencia y por su gran exibilidad puede deformarse transversalmente sin que aparezcan exiones y permite utilizar en toda la sección toda su capacidad de resistencia y en tercer lugar el cable est# formado por mucos ilos y cordones lo que permite acer cables de gran di#metro en puentes de grandes luces. 'or lo que se re$ere a los puentes colgantes en concreto su estructura est# formada por los cables principales que se $-an en los extremos del vano a salvar y  tienen la eca necesaria para soportar a trav"s de un mecanismo de tracción pura las cargas que act,an sobre "l. 'ara evitar su gran deformabilidad se da rigidez a exión al tablero de manera que las cargas se reparten en una longitud grande del cable. 'or lo que se re$ere a la tipología de puentes colgantes en cuestión podemos

DISEÑO DE PUENTES

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ destacar%

Figura / Puene en e% B,"0#r# 'e %a -uara genera-i,n. 12 3er#" 'e %u4.

& Puene" -aenaria: Se trata de los primeros puentes colgantes  primitivos que se construyeron en 3ina e 4imalaya si bien en la actualidad ,nicamente se construyen pasarelas peatonales con esta tipología. & Puene" Au#an-%a'#":  5acen de la necesidad de anclar los cables al terreno mediante contrapesos. Si bien en numerosas ocasiones el elevado coste de los contrapesos o la defectuosa calidad del terreno de cimentación determinan que no sea posible esta solución con lo que se anclan los cables principales al tablero en los extremos de los vanos de compensación. & Puene" C#%gane" 'e Ta$%er#: 'ueden ser de (ablero )nferior! )ntermedio o Superior. & Puene" -#%gane" 'e *ari#" *an#":   6sta tipología actualmente  puede considerarse que a caído en el desuso.

1.1.5 PUENTES RETICULADOS: *a palabra reticulado signi$ca que tiene forma de red. 7n puente reticulado tiene una cubierta! o carretera! apoyada en un armazón! que es una estructura de montantes y refuerzos. *os reticulados suelen ser estructuras relativamente livianas comparadas con las vigas armadas de alma llena por e-emplo! estos puentes se caracterizan porque son armaduras formadas solamente por barras cuyos esfuerzos son ,nicamente de tracción o compresión! evitando las solicitaciones a exión. Se utilizan a menudo tri#ngulos en el dise8o del armazón! ya que transmiten fuerza a la estructura. *os constructores de  puentes norteamericanos icieron mucos puentes reticulados en el siglo 9)9! para dar cabida a la red ferroviaria que existía en aquella "poca y que estaba en plena expansión. *os puentes reticulados pueden ser de madera o de metal! en el caso de la madera! ubo mucos casos de puentes ferroviarios colapsados.

DISEÑO DE PUENTES

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ

Figura 5 Puene Rei-u%a'#"

1.1.6 PUENTES ATIRANTADOS: Sus elementos fundamentales son los

tirantes que son cables rectos que atirantan el tablero proporcion#ndole una serie de apoyos intermedios m#s o menos rígidos. /dem#s de los tirantes son necesarias las torres para elevar el ancla-e $-o de los tirantes de forma que introduzcan fuerzas verticales en el tablero para crear pseudo+apoyos. (ambi"n el tablero interviene en el esquema de "ste tipo de puentes puesto que los tirantes al ser inclinados introducen fuerzas orizontales que se deben equilibrar a trav"s de "l. /ctualmente son los m#s frecuentes debido a numerosas razones tales como la trascendencia de su estructura por encima del tablero! lo que los ace  presentes al via-ero que pasa por ellos! permite acer puentes ligeros con tableros de canto reducido! pueden tener mucos tirantes muy   próximos o pocos muy separados! las torres se pueden iniciar en los cimientos o a partir del tablero de forma que el con-unto formado por el tablero! las torres y los tirantes se apoye sobre pilas convencionales. Desde el punto de vista est"tico es una tipología muy apreciada.

DISEÑO DE PUENTES

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ

Figura 6 Puene 'e Ting7au en 8#ng9#ng

1.1.; PUENTES FLOTANTES: Se apoyan sobre otadores que pueden tener  diversos tama8os. 3onsisten fundamentalmente en un tablero apoyado sobre una serie de elementos otantes que sirven para mantenerlo en una situación m#s o menos $-a.

Estos elementos otantes son muy  variados tales como barcas! pontones cerrados! etc. *os  primeros puentes otantes fueron de odres o barcas y   datan del Siglo   antes de 3risto. :a desde esta feca a nuestros días se vienen utilizando este tipo de puentes otantes en ríos  profundos o donde resulta difícil cimentar. Figura ; Puene <#ane

1.1.= PUENTES !ÓVILES: *os puentes móviles son aquellos en que el

tablero o parte de "l es móvil con tal de permitir el paso alternativo a dos tipos de tr#$co muy diferente! generalmente el terrestre y el marítimo. De este modo cuando est#n cerrados permiten el paso de los veículos rodados o ferrocarriles y cuando est#n abiertos permiten el  paso de los barcos. *os primeros puentes móviles aparecen en la Edad Media con una función defensiva si bien actualmente se utilizan para la alternancia de tr#$cos.

DISEÑO DE PUENTES

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ

Figura = Puene" 3,*i% en San Peer"$urg#.

1.1.2 PUENTES TRASBORDADORES%  /l igual que en el caso anterior   participa de la característica de la movilidad contraria a la idea de  puente. Su precursor fue el ingeniero ;erdinand /rnodin. Se utilizan  para luces grandes o muy grandes. El trasbordador consiste en una viga $-a situada a la altura requerida por el g#libo de la cual se cuelga una  plataforma móvil generalmente mediante cables que transporta los veículos de una orilla a la opuesta. Esta tipología en seguida pasó de moda y desde <=<> no se a vuelto a construir  ninguno con la sola excepción del S?y@ide de 3icago para la exposición universal de <=AA.

Figura 2 Tran"$#r'a'#r airana'# en Nane"

1.( CLASIFICACIÓN POR EL TIPO DE !ATERIAL >UE SE CONSTRU?E. 1.(.1 PUENTES DE !ADERA.

*os puentes de madera son m#s f#ciles y m#s r#pidos de construir que los de piedra! y an resultado siempre m#s económicosB por ello! los primeros que construyó el ombre fueron de madera! y a lo largo de la 4istoria

DISEÑO DE PUENTES

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ se an construido innumerables puentes de este material! mucos m#s que de piedra. *os puentes de madera an planteado siempre problemas de durabilidad! por "sta razón se an considerado siempre de una categoría inferior que los de piedraB generalmente se les a dado car#cter de obra provisionalB la cual se aspiraba a sustituirlos por  uno de piedra en cuanto ubiera dinero. 'ero a pesar de esto! asta muy entrado el siglo 9)9 cuando se impusieron los puentes met#licos! abía m#s puentes de madera que de piedra.

Fig. 1 Puene A@#%i # An@#%i Se*i%%a E"&aa.

1.(.( PUENTES DE !A!POSTERA.  /l

igual que la madera! la  piedra es un material natural que se obtiene directamente de la naturaleza y se utiliza sin ninguna transformación! ,nicamente es necesario darles forma. /parte de la piedra! se a utilizado tambi"n materiales como el ladrillo o el concreto en masa. El ladrillo! para el constructor de puentes! es un peque8o sillar con el que se pueden acer arcos de dovelas yuxtapuestasB por tanto la morfología de los puentes de ladrillo es la misma que la de los  puentes de piedra.

Fig.11 Puene 'e La Li$era' Gua'a%a@ara 'e Buga C#%#3$ia.

1.(.+ PUENTES !ETLICOS.

Los puentes metálicos se diiden en t!es" Puentes de #undici$n% Puentes de &ie!!o ' Puentes de Ace!o(

DISEÑO DE PUENTES

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ

1.1.1.1

Puene" 'e Fun'i-i,n. *os puentes de fundición aparecen

 por primera vez a $nes de siglo 9))) en )nglaterra y luego en ;rancia. *as disposiciones de estos puentes de fundición se inspiran directamente en los puentes de madera. *astimosamente la mayoría de estos puentes tuvieron una vida relativamente corta. En efecto! la fundición es un material fr#gil con una d"bil resistencia a tracción! el cual ba-o el efecto de esfuerzos comple-os ofrecía una resistencia mínima al colapso. *a mayoría de estos puentes tuvieron que ser  demolidos y reemplazados! debido a que ninguna de las tentativas de reparación de este tipo de puente abía dado resultados satisfactorios! entonces el ,nico remedio era la reconstrucción del puente. 'ero a pesar de todo todavía quedan muestras de estos puentes! tal es el caso del puente de *a 'asarela de *as /rtes en 'aris! la cual fue terminada en
Fig.1( Puene 'e Triana E"&aa.

1.1.1.( Puene" 'e 8ierr#. *os puentes de ierro fueron iniciados a  principios del siglo 9)9 paralelamente la fundición! el empleo del ierro se desarrolló r#pidamente. El ierro era m#s caro que la fundición! al exigir m#s traba-o de elaboración! pero  poseía una resistencia a la tracción muy superior al de fundición. De este modo! los constructores disponían por   primera vez de un material que permitía realizar los tres grandes tipos de puentes% puentes suspendidos! puentes de vigas y los puentes de arco. *os primeros puentes construidos gracias al ierro fueron los puentes colgantes! fue la invención de las cadenas articuladas formadas por barras de ierro articuladas!  patentadas en
DISEÑO DE PUENTES

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ formado por ilos de ierro! el cual dio las  propiedades necesarias  para la construcción de  puentes con luces considerablemente largas. 1.1.1.+ Puene" 'e A-er#. ;ue asta  cuando empezó la fabricación comercial del acero! que permitió su empleo en los  puentes. 2racias a sus características y! sobre todo su resistencia! iba a sustituir totalmente a la fundición y al ierro. Sin embargo! tal evolución no se produ-o m#s que de un modo  progresivo! a medida que las posibilidades del acero eran me-or apreciadas. El primer gran puente en el que el acero fue muy ampliamente usado es el de Saint+*ouis sobre el Mississipi! al cual le siguió el puente de roo?lyn. El primero un  puente de A arcos de <0A! <0= y <0Amts.! de luz! y el segundo un puente colgante de /cero con GCmts.! dePuene luz central. 5o Fi .1+ 'e ay duda que la llegada del acero vino a reemplazar de manera satisfactoria los alcances ya logrados por el ierro! d#ndole un gran impulso al desarrollo de los puentes! aci"ndolos m#s resistentes! económicos y seguros.

Fig.1/ Puene 'e a-er#

1.(./ PUENTES DE CONCRETO REFORADO (

*os primeros pasos del concreto se remontan al siglo ))) /. de 3. *os romanos utilizaban ya conglomerantes idr#ulicos% morteros de cal e incluso! para ciertas construcciones! cal idr#ulica. 'ero fue asta que se dispuso de cemento y ierro! y varios inventores tuvieron la idea de sumergir elementos met#licos en mortero  pl#stico! con esto! se inventó el concreto reforzado. / partir de <=1>! la construcción de los puentes de concreto reforzado se desarrolló ampliamente! siguiendo b#sicamente los tres grandes tipos empleados desde las primeras realizaciones% la losa! la viga  y el arco. Durante mucos a8os las barras de acero eran lisas!  pero gracias a una serie de ensayos! se comprobó que la aderencia entre el acero y el concreto! uno de los mecanismos b#sicos para que el concreto reforzado funcione! me-oraba Signi$cativamente aciendo las barras corrugadas! es decir! con resaltos transversales! y así son las barras actuales. Mientras se

DISEÑO DE PUENTES

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ desarrollaba la tecnología del concreto reforzado! empezaron a construirse estructuras comple-as con este material. /l principio! ,nicamente losas planas de <1mts.! de claro m#ximo y!  posteriormente! losas sobre varias nervaduras asta de <0mts.! de claro. 'ara claros mayores se seguía recurriendo al acero estructural. Sin embargo! pronto se observó que el concreto era un material muco m#s económico que el acero! porque se fabricaba al pie de la obra con elementos locales. 'ero no sólo "sta característica a eco del concreto un A< material sobresaliente en la construcción de puentes! sino tambi"n! se le a8aden las estupendas propiedades mec#nicas y la gran durabilidad que tiene! con un mantenimiento muco menor al de un puente de acero.

Fig.1/ Puene 'e -#n-re# re0#r4a'#

1.(.5 PUENTES DE CONCRETO PREESFORADO (  /unque

la idea del concreto preesforzado es muy antigua! no pudo materializarse en las obras de ingeniería civil mientras no se desarrollaron los concretos y aceros de alta resistencia que! por  una parte! permitían la aplicación de grandes fuerzas externas y!  por la otra! reducían las p"rdidas que esas fuerzas experimentaban! como consecuencia de las deformaciones diferidas. El concreto preesforzado se puede considerar un nuevo materialB su diferencia con el concreto reforzado es que en "ste la armadura es pasiva! es decir! entra en carga cuando las acciones exteriores act,an sobre la estructuraB en el preesforzado! en cambio! la armadura es activa! es decir se tiesa previamente a la actuación de las cargas que va a recibir la estructura Hpeso propio! carga muerta y cargas de tr#$coI! comprimiendo el concreto! de forma que nunca tenga tracciones o que "stas tengan un valor  reducido. *a estructura se pone en tensión previamente a la actuación de las cargas que van a gravitar sobre ella! y de aí su nombre de concreto preesforzado. *a aplicación del concreto  preesforzado a los puentes se da! por primera vez! en Europa! al t"rmino de la segunda guerra mundial y se ve impulsada en ese AJ continente! por la necesidad de reconstruir numerosos puentes destruidos por la guerra. En los a8os >1! el concreto pretensado se desarrolló r#pidamente en el campo de los puentes. El incremento de la industria del preesfuerzo y la prefabricación

DISEÑO DE PUENTES

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ  permitió el empleo cada vez m#s frecuente de vigas  preesforzadas y prefabricadas en los puentes. 3on estos elementos se evitaban las obras falsas y se reducían los tiempos de construcción. 3on el concreto preesforzado se evita la $suración que se produce en el concreto reforzado y por ello! se  pueden utilizar aceros de mayor resistencia! inadmisibles en el concreto reforzado porque se produciría una $guración excesiva.

Fig.15 Puene -#n *iga" 'e -#n-re# &ree"0#r4a'# &a"# 'e"ni*e% 8er3an# Le@an#.

Tabla de contenido

INDICE............................................................................................................................ I CLASIFICACION DE LOS PUENTES........................................................................ 1.1 SEGÚN EN BASE A SU DISEÑO CONSTRUCTIVO............................................ 1.1.1 PUENTES ARCO............................................................................................... 1.1.2 PUENTES VIGA................................................................................................ 1.1.3 PUENTES PORTICO......................................................................................... 1.1.4 PUENTES COLGANTES.................................................................................. 1.1.5 PUENTES RETICULADOS............................................................................. . 1.1.6 PUENTES ATIRANTADOS............................................................................... 1.1.7 PUENTES FLOTANTES.................................................................................... 1.1.8 PUENTES MOVILES........................................................................................ 1.1.9 PUENTES TRANSBORDADORES.................................................................. 1.2 CLASIFICACION POR EL TIPO DE MATERIAL UE SE CONSTRU!E.......... 1.2.1 PUENTES DE MADERA................................................................................... 1.2.2 PUENTES DE MAMPOSTERIA....................................................................... 1.2.3 PUENTES METALICOS.................................................................................... 1.2.3.1 PUENTES DE FUNDICION........................................................................ 1.2.3.2 PUENTES DE "IERRO............................................................................... 1.2.3.3 PUENTES DE ACERO................................................................................. 1.2.4 PUENTES DE CONCRETO REFOR#ADO.....................................................

DISEÑO DE PUENTES

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ 1.2.5 PUENTES DE CONCRETO PREESFOR#ADO............................................... II OTRAS CLASIFICACIONES..................................................................................... 2.1 SEGÚN SU LONGITUD$$$$$$$$$$............................................... 2.2 SEGÚN SU USO$$$$$$$$$$$$$$........................................... 2.3 SEGÚN EL ANGULO UE FORMA CON EL E%E DEL OBST&CULO )))(

(. OTRAS CLASIFICACIONES (.1 SEGÚN SU LONGITUD Esta es una clasi$cación muy relativa! ya que un puente considerado grande construido en un material! puede resultar peque8o si se construye en otro tipo de materialB por lo tanto! es posible que esta clasi$cación enca-e ,nicamente dentro de efectos visuales. En nuestro medio pueden clasi$carse de la siguiente forma% a. 'uentes alcantarilla o peque8os

* K >.1 m.

b. 'uentes medianos

> K * K 01.1 m.

c. 'uentes grandes HlargosI

* L 01.1 m.

(.( SEGÚN SU USO Esta clasi$cación es llamada tambi"n SE25 */ 5/(7@/*EN/ DE */ )/ SO'O@(/D/! ya que corresponde al estado de cargas con el cual se calcular# el puente. a. 'uentes de carreteras b. 'uentes de ferrocarriles c. 'uentes peatonales d. 'uentes de acueductos e. 'uentes de viaductos 'uede incluirse en esta clasi$cación los puentes para aviones en los aeropuertos! siendo los m#s comunes los puentes de carreteras <. *

DISEÑO DE PUENTES

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ (.+ SEGÚN EL ANGULO >UE FOR!A CON EL EE DEL OBSTCULO E+E DEL O,STACULO

-

a. 'uentes rectos

β  P =1Q

b. 'uentes curvos

β  P ariable

c. 'uentes esvia-ados

β  P =1Q

DISEÑO DE PUENTES

E+E DEL PUENTE