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Jesura Mickael
2013-0069 Profesor: Ing. Gerardo Taveras Lorenzo Asignatura: Puentes Tema: HISTORIA DE PUENTES Cuatrimestre: 03-2017 Practica I Fecha de entrega: 21/ Septiembre / 2017
INTRODUCCIÓN A PUENTES Por donde quiera que el hombre camine y observe siempre encontrará a su paso una infinidad de obstáculos los cuales impedirían el normal traslado de un lugar a otro ya sea a personas, animales o cosas. Dichos obstáculos podrán ser salvados por todo tipo puentes muchos de los cuales a veces cruzamos sin darnos cuenta incluso de su presencia o existencia, amenos claro que sea un ejemplar muy particular que llame nuestra atención.
Hay muchos puentes que son dignos de ver, incluso los menos favorecidos, si nosotros sabemos observarlos y cómo observarlos. El objetivo de este texto es ayudar a conocer y aprender los aspectos mas importantes relacionados con los puentes, explicando en lenguaje simple, algunas de las características de su diseño y construcción. Los aspectos técnicos serán tratados detalladamente, no obstante es seguro que el estudiante aplicado encontrará cosas interesantes interesantes en esta herramienta. Hay muchas cosas interesantes para observar, especialmente cuando sabes algo sobre ellos. Desde cualquier punto de vista, la observación de puentes es una afición atractiva a lo largo de todo el mundo y es así que nosotros te enseñaremos a distinguir los distintos tipos existentes y además a calcularlos ya que quizás el siguiente puente que cruces este hecho por ti mismo.
Historia de los puentes La historia de los puentes, es también la historia de la ingeniería estructural. El problema de pasar un vano construyendo una estructura fija se ha repetido a lo largo del tiempo con distintas soluciones. Según se fue avanzando en el conocimiento de los materiales y la forma en que éstos resisten y se fracturan hizo que se construyeran cada vez puentes más altos y con mayor vano y con un menor uso de materiales. La madera quizás fuese el primer material usado, después la piedra y el ladrillo, que dieron paso al acero y al hormigón en el siglo XIX. Y aún la evolución continúa hoy en día: en la actualidad nuevos puentes de fibra de carbono son diseñados1 con luces mayores y espesores nunca antes vistos.
Puente de bambú sobre el río Serayu en Java, Indonesia Los orígenes del puente Los primeros puentes se realizaron con elementos naturales simples, como un tronco dejado caer sobre un arroyo o unas piedras dispuestas en un río. Estos primeros puentes serían una combinación de rocas apiladas como pilares sosteniendo los maderos que funcionaban como tableros. Se sabe que algunas tribus americanas usaron árboles y cañas para construir pasarelas que les permitían salvar agujeros en las cavernas. Con el tiempo
supieron crear cuerdas que permitían unir los distintos elementos del puente. Estas cuerdas también sirvieron para crear primitivos puentes de cuerdas atados a los dos lados que se querían cruzar. En cierta manera así nacieron los puentes colgantes.
Puentes de piedra. La era del arco El puente Arkadiko, de la cultura micénica, es uno de los cuatro puentes de falso arco que formaban parte de la red de carreteras, diseñada para acomodar las carretas que circulaban entre Tiryns y Epidauros en el Peloponeso, en Grecia. Datan de la Edad del Bronce, siendo uno de los puentes arco más antiguos que sigue en uso. Varios puentes arco intactos han sido encontrados en el Peloponeso que provienen de la Edad helenística en el sur de Grecia. La civilización romana fue la primera cultura en construir puentes de forma generalizada.3 La necesidad de tener una red de calzadas bien comunicada y fija hizo que los ingenieros romanos construyeran una gran cantidad de puentes para salvar los ríos y valles que debían atravesar. Los romanos fueron los precursores del hormigón y del cemento hidráulico.
El Renacimiento traería una nueva dimensión al diseño de puentes. En 1415 se recuperan los manuscritos de Vitrubio y además por esta época empiezan a reaparecer las ruinas de la época romana. Estos hechos provocaron que los ingenieros de aquella época retomarán el estilo clásico de los puentes. Volvió a adoptarse el arco de medio punto. Ejemplos de esto son el puente de Rialto en Venecia, Pont Neuf de París o el puente della Trinitá en Florencia.6 Con el paso de los años el puente no sólo se considera un elemento funcional sino también un elemento artístico de una ciudad, y sin duda un signo de poder e influencia respecto a otras ciudades Puentes de acero y hormigón El 1 de enero de 1781 se inauguró el puente de Coalbrookdale, el primero fabricado en hierro fundido.7 El puente (aún hoy en pie) es un puente arco metálico, a imitación de los de piedra, pero el material es completamente distinto, más resistente y más liviano. En 1795 el río se desbordó destruyendo todos los puentes que encontró, excepto el de Coalbrookdale, lo que hizo que la gente empezara a confiar en este tipo de puentes
País Localidad
Inglaterra Garganta de Ironbridge, cerca a Coalbrookdale
Construcción 1777-1779 Cruza
Río Severn
Longitud
60 metros
Material
Hierro fundido
Puentes en celosía y ménsula En 1890 se construye en Escocia el Forth Bridge con dos luces de 521,3 m. Este puente representa una nueva tipología, la de los puentes en ménsula. Consistía en hacer trabajar las vigas como voladizos, lo que facilitaba la construcción del puente.
El puente de Forth es un puente en ménsula para ferrocarril que atraviesa el fiordo de Forth, en el este de Escocia (Reino Unido), a 14 km del centro de Edimburgo. En los últimos años se denomina frecuentemente Forth Rail Bridge('puente de tren de Forth') para distinguirlo del Forth Road Bridge ('puente de carretera de Forth'). El Forth Bridge conecta Edimburgo con Fife y sirve como arteria de comunicación entre el noreste y el sureste del país.
Puentes colgantes
En 1826 se completó el puente colgante de Menai, iniciando una nueva tipología de puentes. Al principio los puentes colgantes se construían de cadenas, lo que resultaba peligroso, ya que la rotura de un eslabón suponía la rotura del tensor. De esta forma también se construyó el puente de Clifton (1864). A pesar del éxito que suponían empezaron a aparecer problemas. En 1831 un regimiento de soldados que desfilaban sobre el puente de Broughton en Reino Unido hizo entrar al puente en vibración, debido al paso acompasado del desfile, lo que provocó su rotura
Puentes atirantados
Puente Baluarte, el puente atirantado más alto del mundo. Tienen su modelo más antiguo conocido en el diseño del humanista Fausto Verancio dibujado en su obra «Machinae Novae», publicada en 1595. Muchos puentes colgantes primitivos fueron en un principio híbridos de puentes colgantes y atirantados, incluyendo el puente peatonal Dryburgh Bridge construido en 1817. James Dredge patentaría el puente Victoria en Bath (Reino Unido, 1836) y más tarde el Albert Bridge en Londres en 1872. Los diseñadores de puentes descubrieron que la combinación de ambas tecnologías permitía construir puentes más rígidos, un ejemplo de esto es el puente de las cataratas del Niágara construido por John Augustus Roebling.
El Albert Bridge, con varias embarcaciones en las aguas del
Támesis País
Reino Unido
Localidad
Londres
Construcción
1870 - 1873
Cruza
Río Támesis
Longitud
220 m
Ancho
12 m
Altura
20 m
Número de vanos
4 (3 1973)
Longitud del vano
56 m (117,27 hasta 1973)
Número de pilares
6 (4 1973)
Gálibo de navegación
11,5 m1
hasta
hasta
CLASIFICACIÓN DE LOS PUENTES Los puentes se pueden clasificar en diferentes tipos, de acuerdo a diversos conceptos como el tipo de material utilizado en su construcción, el sistema estructural predominante, el sistema constructivo utilizado, el uso del puente, la ubicación de la calzada en la estructura del puente, etc. Los puentes pueden ser clasificados según muchas características[1] que presentan, entre las clasificaciones más comunes se tienen las siguientes: Por su longitud: Puentes mayores (Luces de vano mayores a los 50 m.). (Fotografía 1.2) Puentes menores (Luces entre 10 y 50 m.). Alcantarillas (Luces menores a 10 m.) Por el servicio que presta: Puentes camineros. Puentes ferroviarios. Puentes en pistas de aterrizaje Puentes acueducto (para el paso de agua solamente). Puentes canal (para vías de navegación). Puentes para oleoductos. Puentes basculantes (en zonas navegables) Puentes parpadeantes (en cruces de navegación) Pasarelas (o puentes peatonales) Puentes mixtos (resultado de la combinación de casos)
Puente para acueducto construido por los romanos Por el material del que se construye la superestructura Puentes de madera
Puente con vigas longitudinales de madera Puentes de mampostería de ladrillo. Puentes de mampostería de piedra. Puentes de hormigón ciclópeo. Puentes de hormigón simple. Puentes de hormigón armado. Puentes de hormigón pretensado. Puentes de sección mixta. Puentes metálicos.
Por la ubicación del tablero: Puentes de tablero superior. Puentes de tablero inferior.
Puente de Draw construido en New London con tablero inferior y superior Por los mecanismos de transmisión de cargas a la infraestructura: Puentes de vigas. Puentes aporticados.
Por sus condiciones estáticas : Isostáticos : Puentes simplemente apoyados. Puentes continuos con articulaciones Puentes en arco (articulados) Hiperestáticos: Puentes continuos.
Puentes en arco. Puentes aporticados. Puentes isotrópicos o espaciales. Transición: Puentes en volados sucesivos (pasan de isostáticos a hiperestáticos). Por el ángulo que forma el eje del puente con el del paso inferior (o de la corriente de agua): Puentes rectos (Ángulo de esviaje 90º). Puentes esviajados (Ángulo de esviaje menor a 90º). Puentes curvos (Ángulo variable a lo largo del eje)
Por su duración : Puentes definitivos. Puentes temporales o provisionales.
TIPOS DE PUENTES Puente viga Un puente viga es un puente cuyos vanos (luz) son soportados por vigas. Este tipo de puentes deriva directamente del puente tronco. Se construyen con madera, acero u hormigón (armado, pretensado o postensado). Puente en arco Un puente en arco es un puente con apoyos situados en los extremos de la luz a salvar, entre los cuales se dispone una estructura con forma de arco con la que se transmiten las cargas. El tablero puede estar apoyado o colgado de esta estructura principal, dando origen a distintos tipos de puentes arco en función de la posición relativa del tablero respecto al arco. Puente en ménsula Un puente en ménsula o cantilever es un puente en el cual una o más vigas principales trabajan como ménsula o voladizo. Normalmente, las grandes estructuras se construyen por la técnica de volados sucesivos, mediante ménsulas consecutivas que se proyectan en el espacio a partir de la ménsula previa. Puente transbordador Un puente transbordador es un vagón colgante que se desplaza sobre un cuerpo de agua. No está en suspensión, sino que cuelga de cordones o un transportador fijo y se desplaza desde una orilla de un cuerpo de agua a la otra. Este tipo de puente es más económico que un puente convencional para un mismo gálibo para el tráfico marítimo. Puente atirantado de pilón contrapeso Un puente atirantado de pilón contrapeso es una variación del puente atirantado asimétrico, en el que el pilón hace de contrapeso del puente. Los
tirantes del puente que salen de la plataforma van hasta el pilar, y en vez de continuar hasta un contrapeso, están unidos al propio pilar. El pilar compensa la tracción de los cables por su propio peso y el anclaje del terreno, en vez de tener algún cable u otro pilar unido atrás que transmita la fuerza al contrapeso del suelo. Puente levadizo Un puente levadizo es un tipo de puente móvil que se puede levantar con la ayuda de una instalación mecánica para así permitir la entrada a través de un portón, o bien para permitir el tráfico marítimo a través de un cuerpo de agua. La parte que se mueve es muy ancha se gira a través de un eje horizontal o a modo de bisagra
Puente colgante Un puente colgante es un puente cuyo tablero, en vez de estar apoyado sobre pilas o arcos, se sujeta mediante cables o piezas atirantadas desde una estructura a la que van sujetas. Una de sus variantes más conocidas es el que tiene una catenaria formada por numerosos cables de acero, de la que se suspende el tablero del puente mediante tirantes verticales. Puente Bailey Un puente Bailey es un puente portátil prefabricado diseñado para uso militar. Se utiliza para salvar luces de hasta 60 metros mediante el ensamblado de elementos de unos 3 metros de longitud, fácilmente transportables en camión. Puente acuífero Un puente acuífero o puente canal es un tipo de puente que contiene agua y permite el transporte de barcos sobre obstáculos como valles o ríos. Comúnmente se utilizan esclusas para elevar y descender las naves.
Un puente acuífero difiere de un acueducto en que este último tiene como fin transportar agua, mientras que el primero utiliza el agua sólo como un medio para transportar los botes. PARTES DE UN PUENTE Se compone de las siguientes partes principales: 1. Subestructura o Infraestructura. Compuesta por estribos y pilares. Estribos, son los apoyos extremos del puente, que transfieren la carga de éste al terreno y que sirven además para sostener el relleno de los accesos al puente. Pilares, son los apoyos intermedios, es decir, que reciben reacciones de dos tramos de puente, transmitiendo la carga al terreno 2. Superestructura. Compuesta de tablero y estructura portante. El tablero, está formado por la losa de concreto, enmaderado o piso metálico, el mismo descansa sobre las vigas principales en forma directa ó a través de largueros y viguetas transversales, siendo el elemento que soporta directamente las cargas.
Elementos para puentes Se refiere a lo elementos estructurales prefabricados de hormigón utilizados en la construcción de puentes (puentes de carreteras, puentes de ferrocarril y pasarelas). Por ejemplo: - elementos de tableros: vigas, losas, elementos nervados o celulares; - estribos: elementos capaces de soportar las acciones verticales y horizontales aplicadas por el tablero y el empuje de las tierras debido al material del terraplén.; elementos para pilas y - arcos prefabricados. ESTUDIOS BÁSICOS PARA LA CONSTRUCCIÓN DE PUENTES Antes de proceder con el diseño del proyecto de un puente, es indispensable realizar los estudios básicos que permitan tomar conocimiento pleno de la zona, que redunde en la generación de información básica necesaria y suficiente que concluya en el planteamiento de soluciones satisfactorias plasmadas primero en anteproyectos y luego en proyectos definitivos reales, y ejecutables. El proyectista deberá informarse adecuadamente de las dificultades y bondades que le caracterizan a la zona antes de definir el emplazamiento del puente.. 1. Datos de las condiciones naturales del lugar donde se requiere construir el puente. Topografía. Debe contener como mínimo, un plano de ubicación, planimetría con curvas de nivel cada metro si la quebrada es profunda o más juntas si el terreno es llano ó las barrancas son poco definidas. Secciones transversales en el eje propuesto enlazado con el eje de la vía, otras aguas arriba y abajo, situadas cada 10 ó 20 metros según la necesidad, y condiciones topográficas, un perfil
longitudinal del eje del lecho del rió en 500 metros (ó mas según la necesidad) aguas arriba y abajo Hidrológia. Este estudio debe contener por lo menos la media anual de las precipitaciones, las crecidas máximas y mínimas, la velocidad máxima de la corriente, el caudal, las variaciones climatéricas y materiales de arrastre (palizada, témpanos de hielo, y otros). En los planos de puentes sobre ríos, se deben registrar siempre los niveles de agua (ver figura 1.4 Pág. 1-11), cuya notación presentamos a continuación: M.A.M.E. = Nivel de aguas máximas extraordinarias. N.A.M. = Nivel de aguas máximas N.A.O. = Nivel de aguas ordinarias N.A.m. = Nivel de aguas mínimas . Geología. Estudio geotécnico con sondeos geofísicos y perforación de pozos en los ejes de los probables emplazamientos de la infraestructura, traducidos en perfiles geológicos con identificación de capas, espesores, tipos de suelos, clasificación, tamaño medio de sus partículas, dureza, profundidad de ubicación de la roca madre y todas sus características mecánicas. Igualmente deberá incorporarse el material predominante del lecho del río, su tamaño medio, la variabilidad del lecho del río, la cota mas baja de este, sus tendencias de socavación, y finalmente un informe en el que debe recomendarse la cota y tipo de fundación.
. Riesgo sísmico Se llama riesgo sísmico a la probabilidad de ocurrencia dentro de un plazo dado, de que un sismo cause, en un lugar determinado, cierto efecto definido como pérdidas o daños determinados. En el riesgo influyen el peligro potencial sísmico, los posibles efectos locales de amplificación, la vulnerabilidad de las construcciones (e instituciones) y las pérdidas posibles (en vidas y bienes). El riesgo sísmico depende fuertemente de la cantidad y tipo de asentamientos humanos y de la cantidad e importancia de las obras que se encuentran localizados en el lugar. . Datos de las condiciones funcionales. Los datos de las condiciones funcionales son en general fijados por el propietario o su representante (Ministerio de transportes, Municipalidades) y por las normas y/o las especificaciones correspondientes. Entre los datos funcionales más importantes que se deben fijar antes de iniciar el proyecto del puente tenemos: Datos geométricos. Ancho de la calzada (número de vías) Dimensiones de la vereda, barandas, etc. Peralte, sobre ancho, pendientes, curvatura, gálibo. Datos de las cargas vivas. Sistemas de cargas de diseño Cargas excepcionales Cargas futuras
Otros datos. Velocidad de diseño Volumen de tráfico Accesorios del tablero: vereda, barandas, ductos. Datos socio económicos. Este es un aspecto sumamente importante que debe tomar en cuenta todo proyectista al igual que los funcionarios públicos involucrados en el proyecto. Geometría. Los datos anteriores deben ser traducidos en lo posible en un mismo plano cuyas escalas vertical y horizontal sean iguales, porque en él se tiene que ir dibujando el puente, definiendo de esta manera las dimensiones del puente. . Longitud. Cuando el lecho del río a salvar esta bien definida, el problema estará resuelto. En cambio tratándose de zonas llanas donde generalmente los ríos son del tipo maduro, con meandros que dificultan determinar la longitud del puente.
Conclusiones Como se ha podido apreciar, los puentes son estructuras que pueden cambiar la vida delos seres humanos, pues significan más que el acceso a un territorio inicialmente dividido por características geográficas, sino que representan una serie de oportunidades para las sociedades involucradas, ya sea en el ámbito social, cultural y económico. Es por eso que la fabricación de puentes se torna tan importante, y en particular en el caso de la sierra del Perú, donde existen abundantes desniveles territoriales y características geográficas que pueden dividir y aislar pueblos enteros. Esto muestra que las ventajas superan significativamente a las desventajas, convirtiendo la construcción de puentes en una inversión rentable y de gran beneficio para las comunidades involucradas, ya sea como parte del plan de gobierno brindando inclusión a pueblos o en el ámbito de empresas particulares acortando trechos para agilizar su recorrido de producción.
ANEXOS
puente en arco
puente en ménsula contrapeso
puente levadizo
puente viga
puente atirantado de pilón
Puente de viga metálica
Puente de troncos
puente transbordador
puente Bailey
Puentes móviles
Puente suspendido
puente colgante
puente canal
