Asignatura: Ingeniería Ingeniería Civil Tema 7: Puentes
Escuela Politécnica Superior de Ávila Ingeniería Técnica de Topografía
7.PUENTES
7.1 DEFINI DEFINICION CIONES ES Y CONC CONCEPT EPTOS OS GENERA GENERALES LES Por lo general" el término puente se utili)a para describir a las estructuras viales" con tra)ado por encima de la superficie" *ue permiten vencer obst$culos naturales como ríos" *uebradas" +ondonadas" canales" entrantes de mar" estrec+os de mar" lagos" etc, Por su parte" el término viaducto est$ generalmente reservado para el caso en *ue esas estructuras viales se constru#an por necesidades urbanas o industriales -como los pasos elevados dentro de las ciudades o de los comple.os industriales/" o para evitar el cruce con otras vías de comunicaci0n -como los intercambiadores intercambiadores de tr$nsito en las autopistas/ autopistas/ adem$s el viaducto viaducto se compone compone de gran n1mero de
paa!e" e"aa es una obra reserv vanos vanos sucesiv sucesivos,2 os,2na na paa! reservada ada a los peatones peatones o dispues dispuesta ta para para soport soportar ar canali)aciones, 2n pont#n es un puente de dimensiones pe*ue3as -del orden de 4 a %5 metros/, 6os puentes constan fundamentalmente de dos partes: la superestructura # la infraestructura,
Supe!et!uctu!a$ Es la parte del puente en donde act1a la carga m0vil" # est$ constituida por: -Tablero -Vigas -Vigas longitudinales y transversales -Aceras y pasamanos
Capa de rodadura !tras instalaciones
In%!aet!uctu!a o u&et!uctu!a$ Es la parte del puente *ue se encarga de transmitir las solicitaciones al suelo de cimentaci0n" # est$ constituida por: Estribos Pilas
Profesor: Alberto illarino !tero Ingeniero
P$gina %&'('
Pi"a: son los apo#os intermedios de los puentes de dos o m$s tramos, 8eben soportar la carga permanentemente # sobrecargas sin asientos" ser insensibles a la acci0n de los agentes naturales -viento" riadas" etc,/,
'i(a "on(itudina"e ) t!anve!a"e son los elementos *ue permiten salvar el vano" pudiendo tener una gran variedad de formas como con las vigas rectas" arcos" p0rticos" reticulares" vigas ierendeel etc,
Ta&"e!o: soporta directamente las cargas din$micas -tr$fico/ # por medio de las armaduras transmite sus tensiones a estribos # pilas" *ue" a su ve)" las +acen llegar a los cimentos" donde se disipan en la roca o en el terreno circundante, Sobre el tablero # para dar continuidad a la rasante de la vía viene la capa de rodadura, 6os tableros van complementados por los bordillos *ue son el límite del anc+o libre de cal)ada # su misi0n es la de evitar *ue los ve+ículos suban suban a las aceras *ue van destinadas al paso peatonal # finalmente al borde van los postes # pasamanos,
Apo)o: son los elementos a través de los cuales el tablero transmite los acciones *ue le solicitan a las pilas #&o estribos, El mas com1n de los apo#os es el neopreno )unc+ado" est$ constituido por un cauc+o sintético *ue lleva intercaladas unas c+apas de acero completamente recubiertas por el material elast0mero, Tienen impedido el movimiento vertical,
Estribos: situados en los extremos del puente sostienen los terraplenes que conducen al puente. A diferencia de las p
estribos estribos est$n compuestos por un muro frontal *ue soporta el tablero tablero # muros en vuelta o murosaletas murosaletas *ue sirven para la contenci0n del terreno,
'ano: cada uno de los espacios de un puente u otra estructura" comprendida entre dos apo#os consec consecuti utivos vos,, 6a distanc distancia ia entre entre dos puntos puntos de apo#o apo#o consec consecutiv utivos os de los element elementos os portant portantes es principales es la lu) del vano9 no +a# *ue confundirla con la lu) libre *ue es la distancia entre los paramentos de los apo#os" ni con la longitud del puente,
Ta*a+a! : elemento etremo de la pila de un puente *ue adopta una forma de secci0n redondeada" almendrada o triangular para conducir suavemente la corriente de agua +acia los vanos para *ue disminu#a el empu.e sobre la obra # se facilite el desag;e
Pi"a: son los apo#os intermedios de los puentes de dos o m$s tramos, 8eben soportar la carga permanentemente # sobrecargas sin asientos" ser insensibles a la acci0n de los agentes naturales -viento" riadas" etc,/,
'i(a "on(itudina"e ) t!anve!a"e son los elementos *ue permiten salvar el vano" pudiendo tener una gran variedad de formas como con las vigas rectas" arcos" p0rticos" reticulares" vigas ierendeel etc,
Ta&"e!o: soporta directamente las cargas din$micas -tr$fico/ # por medio de las armaduras transmite sus tensiones a estribos # pilas" *ue" a su ve)" las +acen llegar a los cimentos" donde se disipan en la roca o en el terreno circundante, Sobre el tablero # para dar continuidad a la rasante de la vía viene la capa de rodadura, 6os tableros van complementados por los bordillos *ue son el límite del anc+o libre de cal)ada # su misi0n es la de evitar *ue los ve+ículos suban suban a las aceras *ue van destinadas al paso peatonal # finalmente al borde van los postes # pasamanos,
Apo)o: son los elementos a través de los cuales el tablero transmite los acciones *ue le solicitan a las pilas #&o estribos, El mas com1n de los apo#os es el neopreno )unc+ado" est$ constituido por un cauc+o sintético *ue lleva intercaladas unas c+apas de acero completamente recubiertas por el material elast0mero, Tienen impedido el movimiento vertical,
Estribos: situados en los extremos del puente sostienen los terraplenes que conducen al puente. A diferencia de las p
estribos estribos est$n compuestos por un muro frontal *ue soporta el tablero tablero # muros en vuelta o murosaletas murosaletas *ue sirven para la contenci0n del terreno,
'ano: cada uno de los espacios de un puente u otra estructura" comprendida entre dos apo#os consec consecuti utivos vos,, 6a distanc distancia ia entre entre dos puntos puntos de apo#o apo#o consec consecutiv utivos os de los element elementos os portant portantes es principales es la lu) del vano9 no +a# *ue confundirla con la lu) libre *ue es la distancia entre los paramentos de los apo#os" ni con la longitud del puente,
Ta*a+a! : elemento etremo de la pila de un puente *ue adopta una forma de secci0n redondeada" almendrada o triangular para conducir suavemente la corriente de agua +acia los vanos para *ue disminu#a el empu.e sobre la obra # se facilite el desag;e
Tajamar Tajamar
7., TIPOLOG-A DE PUENTES 6os puentes los podemos clasificar seg1n: %,6A
A 8E 6A ?A S!P!=TA8A Puentes de carretera Puentes de ferrocarril Puentescanal Puentesacueductos ', E6 @ATE=IA6 C!
8E @A8E=A 6a madera es el material *ue utili)0 el +ombre para +acer sus primeras construcciones9 un tronco de $rbol sobre un río fue seguramente seguramente el primer puente artificial, artificial, 6os puentes de madera son m$s f$ciles f$ciles # m$s r$pidos de construir *ue los de piedra" # +an resultado siempre m$s econ0micos9 por ello" los primeros *ue constru#0 el +ombre fueron de madera" # a lo largo de la istoria se +an construido innumerables puentes de este material" muc+os m$s *ue de piedra, 6os puentes de madera +an planteado siempre problemas de durabilidad # por ello se +an considerado siempre de una categoría inferior *ue los de piedra9 generalmente se les +a dado car$cter de obra provisional" se aspiraba a sustituirlos por uno de piedra en cuanto #ubiera dinero para ello !os dos problemas básicos de durabilidad de los puentes de madera son los siguientes$
A/ En primer lugar el propio material" *ue se deteriora con el paso del tiempo si no se cuida especialmente, B/ En segundo segundo lugar su vulnerabilid vulnerabilidad ad al efecto de las avenidas avenidas de los ríos, Cada avenida avenida etraordin etraordinaria aria se llevaba llevaba muc+os puentes de madera" # por ello siempre +a +abido una clara consciencia consciencia de su debilidad debilidad frente a las acciones destructivas del propio río o# en día se siguen constru#endo pasarelas de madera" aun*ue solamente en casos ecepcionales" por*ue resultan m$s caras *ue las met$licas o las de +ormig0n *ue son los materiales *ue se utili)an normalmente +o# en día para +acer puentes,
@ETÁ6IC!S 8e fundici0n 8e +ierro for.ado 8e acero
El empleo del +ierro signific0 una transformaci0n radical en la construcci0n en general" # en los puentes en particular9 sus posibilidades eran muc+o ma#ores *ue las de los materiales conocidos
+asta
entonces" # por ello se produ.o un desarrollo mu# r$pido de las estructuras met$licas" *ue pronto superaron en dimensiones a todas las construidas anteriormente, o# en día sigue siendo el material de las grandes obras" # en especial de los grandes puentes" si bien el +ierro *ue se utili)a a+ora no es el mismo *ue se utili)0 en los orígenes" por*ue el material también +a evolucionado significativamente9 +a# diferencia considerable de características # de calidad entre los aceros actuales" # el +ierro fundido *ue se utili)0 en un principio El r$pido desarrollo a principios del s, I de los puentes met$licos se debi0 b$sicamente a dos causas fundamentales A/ En primer lugar" el nuevo material tenía muc+as m$s posibilidades *ue los anteriores" por*ue su capacidad resistente era muc+o m$s alta, B/ En segundo lugar" se empe)0 a conocer con cierto rigor el comportamiento resistente de las estructuras" lo *ue permiti0" a la +ora de pro#ectar un puente" dimensionar sus distintos elementos cuantificando su grado de seguridad" # con ello a.ustar al m$imo sus dimensiones, 6os materiales derivados del +ierro *ue se +an utili)ado sucesivamente en la construcci0n +an sido" la fundici0n" el +ierro for.ado # el acero
pesar de su mayor precio, el #ierro fué sustituyendo progresivamente a la fundicin en la construccin de puentes d
profundos # ríos anc+os en los *ue las cimbras resultaban mu# difíciles # costosas -%D5 m, de lu)/, inalmente" la soluci0n met$lica es la 1nica a plantearse para los puentes m0viles: giratorios # levadi)os, 6os primeros puentes grandes *ue se constru#eron con +ierro for.ado fueron el de ConFa#" # el Britannia en los estrec+os de @enai" dos puentes en viga ca.0n de grandes dimensiones para ferrocarril,A finales del s, I" cien a3os después de la iniciaci0n de los puentes met$licos" se empe)0 a utili)ar el acero para construir puentes, Conseguir *ue los materiales de construcci0n sean d1ctiles # no fr$giles" es uno de los logros importantes de su tecnología, El acero se conocía muc+o antes de *ue se empe)ara a fabricar industrialmente a finales del s, I" # de +ec+o se +abía utili)ado en alg1n puente aislado9 e.emplo de ello son las cadenas del puente colgante sobre el Canal del 8anubio en iena" de GH m de lu)" terminado en %('(,Pero era un material caro +asta *ue en %(HD el inglés enr# Bessemer patent0 un proceso para +acer acero barato # en cantidades industriales" mediante un convertidor donde se insuflaba aire en el +ierro fundido *ue reducía las impure)as # el contenido de carbono,
El primer gran puente cu#a estructura principal es de acero es el de San 6uis sobre el río @ississippi en los Estados 2nidos" pro#ecto de ames B, Eads en %(7J" con tres arcos de %H'K%H7K%H' m de lu), 6os dos grandes puentes de finales del s, I fueron también de los primeros *ue se +icieron con acero: el
puente de BrooLl#n # el puente de irt+ of ort+, 8esde finales de s, I el acero se impuso como material de construcci0n sobre el +ierro" # por ello" a partir de entonces" todos los puentes se +an +ec+o de acero, 8E !=@IMN<
Armado Pretensado Armado El +ormig0n armado es una colaboraci0n del acero # el +ormig0n" adecuado especialmente para resistir esfuer)os de flei0n, El +ormig0n es mu# adecuado para resistir compresiones # el acero en barras para resistir tracciones, Por ello las barras de acero se introducen en la pie)a de +ormig0n" en el borde *ue debe resistir las tracciones" # gracias a la ad+erencia entre los dos materiales" las primeras resisten las tracciones # el segundo las compresiones, 8urante muc+os a3os las barras de acero eran lisas" pero gracias a una serie de ensa#os" se comprob0 *ue la ad+erencia entre el acero # el +ormig0n" uno de los mecanismos b$sicos para *ue el +ormig0n armado funcione, mejoraba signi&cativamente #aciendo las barras corrugadas, es decir, con resaltos transversales, y
Se imponen dos soluciones cl$sicas: los de vigas de alma llena" *ue podían ser vigas en T unidas por la losa superior" o vigas de ca.0n para las luces ma#ores9 # los arcos" soluci0n id0nea para el +ormig0n" *ue es un material adecuado para resistir compresiones, Pretensado
El +ormig0n pretensado se puede considerar un nuevo material9 su diferencia con el +ormig0n armado es *ue en éste la armadura es pasiva" es decir" entra en carga cuando las acciones eteriores act1an sobre la estructura9 en el pretensado" en cambio" la armadura es activa" es decir se tesa previamente a la actuaci0n de las cargas *ue va a recibir la estructura -peso propio" carga muerta # cargas de tr$fico/" comprimiendo el +ormig0n" de forma *ue nunca tenga tracciones o *ue éstas tengan un valor reducido, 6a estructura se pone en tensi0n previamente a la actuaci0n de las cargas *ue van a gravitar sobre ella" # de a+í su nombre de +ormig0n pretensado, En definitiva" es adelantarse a las acciones *ue van a actuar sobre la estructura con unas contraacciones *ue es el momento en *ue se tesan las armaduras9 se pueden tesar antes de +ormigonar la pie)a" es decir" pretesarlas" o se les puede dar carga después de +ormigonada la pie)a" es decir" postesarlas,
El puente de Bendorf sobre el =in9 el de Caste.0n de %5% m de lu) de %GD79 el puente de 8oréna) sobre el =0dano" Sui)a" de JH m de lu) central" %G449 el puente de Esbl#" 7J m de lu)" %GH% sobre el río @arne9 etc, son e.emplos de puentes de +ormig0n pretensado @itos
6a estructura mita es una nueva forma de colaboraci0n del acero # el +ormig0n" en este caso #utapuestos" no me)clados como en el +ormig0n armado # pretensado" pero sí conectados entre sí para *ue traba.en con.untamente, 2na de las dificultades de los puentes met$licos fue durante muc+o tiempo la materiali)aci0n de la plataforma de rodadura de las carreteras, Inicialmente la ma#oría de los tableros de los puentes met$licos eran de madera9 cuando apareci0 el +ormig0n armado se utili)aron con frecuencia losas de +ormig0n9 también +abía puentes con tablero abierto" +ec+o con una re.illa de pletinas met$licas ortogonales colocadas verticalmente para conseguir rigide) a flei0n9 este tipo de tablero se usaba muc+o en los puentes m0viles" pero es inc0modo para el tr$fico, A pesar de ello se +a utili)ado en puentes bastante recientes, Parte de la plataforma de rodadura del puente colgante de 6isboa sobre el Ta.o" construido en %GDD" es de este tipo. !a innovacin de la estructura mixta #a sido incorporar la losa de #ormign de la plataforma a la estructu
2na de las principales venta.as de los puentes mitos" # por ello sustitu#en a los puentes pretensados" incluso en luces pe*ue3as" es *ue su construcci0n se puede +acer igual *ue la de un puente met$lico con las venta.as *ue esto representa por su ma#or ligere)a, Es m$s f$cil montar un ca.0n met$lico de 45 0 J5 m de lu) *ue uno de +ormig0n9 una ve) montado el ca.0n met$lico s0lo *ueda +acer el tablero de +ormig0n" bien in situ" o bien prefabricado, Esta soluci0n es cl$sica en pasos superiores sobre autopistas en funcionamiento, El problema singular de las estructuras mitas es la conei0n entre el +ormig0n # el acero para asegurar *ue ambos materiales traba.en con.untamente9 para ello se debe transmitir el esfuer)o rasante *ue se desarrolla en la uni0n de un material a otro, Esta conei0n se reali)a normalmente con elementos met$licos" los conectores" *ue van soldados al acero # embebidos en el +ormig0n" al *ue se unen por ad+erencia, Entre los grandes puentes mitos se pueden citar los siguientes: puente @erstla sobre el río @euse # sobre el canal Albert" el puente de Tortosa sobre el río Ebro" el puente sobre el río Caroní en Ciudad Mu#ana" ene)uela" para ferrocarril # carretera" tiene una lu) m$ima de '%4 m9 se termin0 en %GG' # es actualmente el puente viga mito de ma#or lu),
Puente mito
Tipos de conectores
4, E6 TAB6E=! SEA I! ! @NI6 I!S @NI6ES 6os puentes m0viles son a*uellos en *ue el tablero o parte de él es m0vil" con tal de permitir el paso alternativo a dos tipos de tr$fico mu# diferente" generalmente el terrestre # el marítimo, 8e este modo
cuando están cerrados permiten el paso de los ve#%culos rodados o ferrocarriles y cuando están abiertos permiten el p construir un puente de gran altura para permitir el pasaje de los buques. 'or otra parte, cuando la
intensidad de tr$nsito sobre el puente es moderada o alta se producen largas colas de ve+ículos a la espera de *ue el puente vuelva a estar +abilitado al tr$nsito, !tra desventa.a es la espera *ue se produce en el tr$nsito de bu*ues cu#as maniobras se complican en condiciones de mal tiempo o poca visibilidad,
Basculantes 2n puente basculante es un tipo de puente m0vil *ue se constru#e sobre canales navegables a fin de facilitar el paso de embarcaciones por deba.o sin necesidad de elevar la tra)a de la carretera, Est$n compuestos por ' secciones *ue se abren en direcci0n perpendicular al plano del puente con la a#uda de contrapesos situados ba.o la plataforma, Son los m$s cl$sicos de los m0viles # los *ue m$s se utili)an actualmente,
El puente de la Torre de 6ondres" con una lu) de 7G m" sigue siendo uno de los puentes basculantes m$s grandes del mundo9 su movimiento se debe al giro del con.unto tablerocontrapeso sobre una r0tula simple situada en el centro de gravedad del sistema" # se acciona mediante un sistema +idr$ulico, Este sistema es el *ue se utili)a +o# día en la ma#oría de los puentes basculantes, El con.unto del puente es una estructura mu# singular" por*ue sobre las pilas del tramo m0vil +a# unas torres neog0ticas *ue soportan una pasarela superior que sirve para dar paso a los peatones con el puente abierto y para compensar los tramos colgados asimétricos laterales, cuya estructura resistente es r%gida. (u singularidad #ace de este puente una de las estampas más t%picas de !ondres, y el puente mvil más conocido del mu
+a sido renovada en varias ocasiones9 la 1ltima ve) en %G7',
Puente de la Torre de 6ondres
6evadi)os 2n puente levadi)o es un tipo de puente m0vil *ue se puede levantar con la a#uda de una instalaci0n mec$nica para así permitir la entrada a través de un port0n" o bien para permitir el tr$fico marítimo a través de un cuerpo de agua, 6a parte *ue se mueve se gira a través de un e.e +ori)ontal o a modo de bisagra,
Puente 8iffenébr;cLe en @ann+eim" Alemania
Puente de Erasmus en =otterdam
iratorios )n los puentes giratorios de eje vertical caben dos posibilidades de apertura$ o bien girar dos vanos
simétricos sobre una pila situada en el centro del canal de navegaci0n" aun*ue en alg1n caso ecepcional puede estar situada en un borde9 o bien girar dos semivanos con sus compensaciones" sobre dos pilas situadas en los bordes del canal, 6a ma*uinaria para el giro es siempre parecida9 consiste en una cremallera circular sobre la *ue se mueve un pi30n al *ue se aplica la fuer)a motri), El movimiento del pi30n por la cremallera circular es lo *ue +ace girar el puente, Meneralmente toda la ma*uinaria est$ alo.ada en una gran pila circular 6a estructura de la ma#oría de los puentes giratorios de dos vanos simétricos es una viga continua de dos vanos con el puente cerrado" # un doble voladi)o con el puente abierto,
ano simétrico sobre pila
Miro dos semivanos
El puente de irdan sobre el canal de Sue) en Egipto" es también de dos semivanos compensados" tiene %D( m de lu) # es el ma#or puente giratorio del mundo,
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8e despla)amiento vertical 6os puentes de despla)amiento vertical son tableros simplemente apo#ados" cu#os apo#os se pueden mover verticalmente para elevarlos a la cota *ue re*uiere el g$libo de navegaci0n,
El ma#or de todos ellos es el Art+ur Oill cerca de
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Puente Transbordador 2n puente transbordador consiste en una viga fi.a" situada a la altura re*uerida por el g$libo" de la *ue se cuelga una plataforma m0vil" generalmente mediante cables" *ue transporta los ve+ículos de una orilla a la opuesta9 con esta soluci0n se puede llegar a luces an$logas a los puentes colgantes por*ue no se plantean problemas en la estructura fi.a" diferentes a los de los puentes normales,Este tipo de puentes son m$s econ0micos *ue un puente convencional para un mismo g$libo para el tr$fico marítimo, 6os puentes transbordadores +an estado # estar$n siempre unidos al nombre del ingeniero francés erdinand Arnodin" por*ue fue el primero *ue patent0 la idea" e intervino en la ma#oría de los *ue se +an construido, Sin embargo" realmente" *uien inici0 este sistema fue el ar*uitecto espa3ol A, del Palacio en el transbordado sobre la ría del
En todo el mundo se conservan ( e.emplares de los '5 *ue se constru#eron" 4 de ellos en =eino 2nido" concretamente en -
Puente de i)ca#a
8esli)antes -retractable o de despla)amiento +ori)ontal/ 2n puente retractable" desli)ante o de despla)amiento +ori)ontal es un puente m0vil con una cal)ada *ue se mueve en sentido +ori)ontal, 6a cal)ada se retira en direcci0n longitudinal para de.ar paso a los navíos, Este tipo de puentes pueden encontrarse en Suecia #
mediante gatos # traslad$ndolo sobre ruedas,
Cal)ada sobre rodillos del puente retractable en 2ppsala
lotantes Se apo#an sobre flotadores *ue pueden tener diversos tama3os, Consisten fundamentalmente en un tablero apo#ado sobre una serie de elementos flotantes *ue sirven para mantenerlo en una situaci0n m$s o menos fi.a, Estos elementos flotantes son mu# variados tales como barcas" pontones cerrados" etc, 6os primeros puentes flotantes fueron de odres o barcas # datan del Siglo antes de Cristo, a desde esta fec+a a nuestros días se vienen utili)ando este tipo de puentes flotantes en ríos profundos o donde resulta difícil cimentar,
J,2
Eisten diversas secciones transversales de los elementos +ori)ontales" *ue pueden ser vigas # losas: Para secciones de +ormig0n: iga 8oble T # viga artesa: son prefabricadas # perfiladas para obtener la m$ima inercia con el mínimo peso" se instalan en tramos biapo#ados" se le da continuidad con una losa superior,
iga Artesa
iga 8oble T
Puente de vigas prefabricadas
6osa aligerada: la construcci0n es in situ -cimbrando vano a vano o mediante autocimbra/"tiene ma#or facilidad para acomodarse a tra)ados en planta oblicuos,
Ca.0n o 8ovelas: son puentes construidos vano a vano de unos J5 metros, También se constru#en por empu.e -ca.0n de canto constante/, Ca.0n prefabricado: se le da continuidad estructural # después se reali)a la losa,
T
Para secciones de acero Se utili)an vigas doble T # secciones ca.0n
'2)3T)( A456 2n puente de arco es un puente con apoyos a los extremos de la lu, entre los cuales se #ace una estructura con for
transfiriendo el peso propio del puente # las sobrecargas de uso +acia los apo#os mediante la compresi0n del arco" donde se transforma en un empu.e +ori)ontal # una carga vertical, Se transmiten unas reacciones +ori)ontales a los apo#os #" en consecuencia" el terreno de cimentaci0n +a de ser ca pa) de resistir tales esfuer)os, Cuando la distancia a salvar es grande pueden estar +ec+os con una serie de arcos" aun*ue a+ora es frecuente utili)ar otras estructuras m$s econ0micas, El rango 0ptimo esta comprendido entre D5 # '55 metros,
El tablero puede estar apo#ado o colgado de esta estructura principal" dando origen a distintos tipos de puentes, Se pueden clasificar en: Arco con Tablero Superior
'uente de acero 78ar%a '%a9, :6porto;, ustavo )i. !ongitud del vano central$ *?+ m.
iaducto de +ormig0n de Teruel
Arco con Tablero Intermedio
Puente de remont" Portland -2SA/" %G74, 6ongitud del vano: 4(4 m,
Puente 6upu en S+anga# es le puente arco mas grande del mundo inagurado el '( .unio '554
Arco con Tablero Inferior -BoFString/
Puente de Tangermunde sobre el Elba" -Alemania/" , 6eon+ardt, 6ongitud del vano: %(H m,
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de
acero :cable principal;, del que se suspende el tablero del puente mediante tirantes verticales. )l puente colgante es, i
gracias a su fleibilidad" *ue apare)can fleiones en él, 6as fuer)as principales en un puente colgante son de tracci0n en los cables principales # de compresi0n en los pilares, Todas las fuer)as en los pilares deben ser casi verticales # +acia aba.o" # son estabili)adas por los cables principales, El rango 0ptimo es partir de 4H5m,
El cable principal es un elemento fleible" lo *ue *uiere decir *ue no tiene rigide) # por tanto no resiste fleiones, Si se le aplica un sistema de fuer)as" tomar$ la forma necesaria para *ue en él s0lo se produ)can esfuer)os ailes de tracci0n9 si esto no fuera posible no resistiría, Por tanto" la forma del cable coincidir$ for)osamente con la línea generada por la tra#ectoria de una de las posibles composiciones del sistema de fuer)as *ue act1an sobre él, 6a curva del cable principal de un puente colgante es una combinaci0n de la catenaria" por*ue el cable principal pesa" # de la par$bola" por*ue también pesa el tablero9 sin embargo la diferencia entre ambas curvas es mínima" # por ello en los c$lculos generalmente se +a utili)ado la par$bola de segundo grado, 6os cables *ue constitu#en el arco invertido de los puentes colgantes deben estar anclados en cada etremo del puente #a *ue son los encargados de transmitir una parte importante de la carga *ue tiene *ue soportar la estructura, 6as torres +an sido siempre los elementos m$s difíciles de pro#ectar de los puentes colgantes" por*ue son los *ue permiten ma#or libertad, Por eso en ellas se +an dado toda clase de variantes, 6as torres no plantean problemas especiales de construcci0n" salvo la dificultad *ue supone elevar pie)as o materiales a grandes alturas, 6as torres de los puentes met$licos se montan generalmente mediante gr1as trepadoras ancladas a ellas" *ue se van elevando a la ve) *ue van subiendo las torres, 6as de los puentes de +ormig0n se constru#en mediante encofrados trepadores, )l tablero suele estar suspendido mediante tirantes verticales que conectan con dic#os cables y se usan estructuras d
6as venta.as de los puentes colgantes son:
El vano central puede ser mu# largo en relaci0n a la cantidad de material empleado" permitiendo comunicar ca3ones o vías de agua mu# anc+os Pueden tener la plataforma a gran altura permitiendo el paso de barcos mu# altos
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Molden Mate Bridge" uno de los m$s famosos" # récord de longitud del vano central durante muc+os a3os
Mran Puente del Estrec+o ALas+i OaiL#U,Tiene una longitud de 4,G%% m # su vano central de %,GG% m es actualmente el m$s largo del mundo
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6os elementos fundamentales de la estructura resistente del puente atirantado son los tirantes" *ue son cables rectos *ue atirantan el tablero" proporcion$ndoles una serie de apo#os intermedios m$s o menos rígidos, Pero no s0lo ellos forman la estructura resistente b$sica del puente atirantado9 son necesarias las torres para elevar el ancla.e fi.o de los tirantes" de forma *ue introdu)can fuer)as verticales en el tablero para crear los pseudoapo#os9 también el tablero interviene en el es*uema resistente" por*ue los tirantes" al ser inclinados" introducen fuer)as +ori)ontales *ue generalmente se e*uilibran en el propio tablero por*ue su resultante" igual *ue en la torre" debe ser nula,, Por todo ello" los tres elementos" tirantes" tablero # torres" constitu#en la estructura resistente b$sica del puente atirantado
En cuanto a la tipología" el puente atirantado admite variaciones significativas" tanto en su estructura como en su forma A/ 6ongitudinalmente pueden tener dos torres # ser simétricos" o una sola torre desde donde se atiranta todo el vano principal B/ Pueden tener dos planos de atirantamiento situados en los bordes del tablero" o un solo plano situado en su eje 'ueden tener muc#os tirantes muy prximos, o pocos tirantes muy separados !os tirantes paralelos llamado disposicin en arpa y tirantes radiales, en abanico.
E/ 6as torres se pueden iniciar en los cimientos" o se pueden iniciar a partir del tablero" de forma *ue el con.unto tablerotorrestirantes se apo#a sobre pilas convencionales / 6as torres pueden tener diversas formas9 pueden estar formadas por dos pilas" por una sola" pueden tener forma de A" forma de " de invertida" de A" de A cerrada por la parte inferior -diamante/" una sola pila
2na sola torre desde donde se atiranta todo el vano principal
8os torres en el Embalse de Barrios de 6una
Puente atirantado" dise3o en abanico
Puente atirantado" dise3o en arpa
8iferentes tipos de torres para puente atirantado
6os puentes atirantados" sobre todo si tienen varias torres" pueden parecer mu# parecidos a los colgantes" pero no lo son, En la construcci0n" en un puente colgante se disponen muc+os cables de pe*ue3o di$metro entre los pilares # los etremos donde se anclan al suelo o un contrapeso" estos cables" son la estructura primaria de carga del puente, 8espués" antes de montar el tablero" se suspenden cables del cable principal" # m$s tarde se monta este" sosteniéndolo de dic+os cables" para ello" el tablero se eleva en secciones separadas # se instala, 6as cargas del tablero se transmiten a los cables" # de este al cable principal" # luego" a las torres" los contrapesos de los etremos" reciben una gran fuer)a +ori)ontal, En los puentes atirantados" las cargas" se transmiten la torre o pilar central a través de los cables" pero al estar inclinados" también se transmiten por la propia secci0n" +asta el pilar" donde se compensa con la fuer)a recibida por el otro lado" no con un contrapeso en el etremo" por ello" no re*uieren ancla.es en los etremos,
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Tienen especial aplicaci0n en tramos mu# largos, =eciben su nombre de los bra)os voladi)os -cantiléver/ *ue se pro#ectan desde las pilas, 6os bra)os voladi)os también pueden pro#ectarse +acia las orillas para sustentar los etremos de dos tramos suspendidos, Es posible reali)ar combinaciones variadas como las *ue incorpora el puente del ort+" #a *ue pueden utili)arse todos los sistemas de armaduras a excepcin de la @oe. )l principio del puente cantiléver puede aplicarse fácilmente a los puentes de armadura de acero y
tablero superior, Eisten viaductos de +ormig0n armado o de vigas armadas met$licas en cantiléver9 puentes de armadura de +ierro *ue combinan el principio cantiléver con el arco para formar el sistema conocido con el nombre de puente de arco cantiléver, El arco puede estar articulado en las pilas9 en tal caso se aseme.a a un puente de doble articulaci0n" *ue puede convertirse en triple a3adiendo otra articulaci0n a la clave,El puente de irt+ of ort+ construido por o+n oFler # Ben.amín BaLer entre los a3os %((% # %(G5 sobre el estuario del ort+ cerca de Edimburgo inicia la estirpe de puentes comple.os con m$s de un vano principal 6a famosa fotografía de Ben.amín BaLer" en la *ue un modelo vivo figuraba el principio de voladi)os en *ue se basa la soluci0n al puente sobre el ort+, Cuando se pone una carga en la viga central" sent$ndose una persona en ella" los bra)os de los +ombres # los cuerpos de los +ombres" de +ombros aba.o # los bastones entran en compresi0n, 6as sillas representan las pilas de granito,
otografia Ben.amin BaLer
'artes de un puente 5antiléver
El Puente de ort+"es un puente en ménsula para ferrocarril *ue atraviesa el iordo de ort+" en el este de Escocia %J Lm del centro de Edimburgo
7. PROCEDI/IENTOS CONSTRUTI'OS
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Cont!ucci#n con Ci+&!a Et0tica Para puentes de pe*ue3a altura -(%5m/ +ormigonados in situ, Ideal para pasos superiores, En caso de varios vanos la construcci0n se +ace tramo a tramo ,2na ve) +ormigonado un tramo se pretesa" descimbra # desencofra # se pasa al tramo siguiente
2n e*uipo de cimbra # un encofrado
8os e*uipos de cimbra # un encofrado
Cont!ucci#n con Ci+&!a Dep"aa&"e Igual *ue le caso anterior pero a+ora la cimbra se puede despla)ar sobre elementos de rodadura
@ovimiento de la cimbra # del encofrado sobre carril de rodadura inferior
Cimbras Autoportantes o Autocimbras
)quipo de trabajo formado por una viga de lanamiento que permite la ejecucin de tableros
+ormig0n en puentes # viaductos de gran altura" con vanos de gran longitud" mediante un proceso constructivo autolan)able # sin necesidad de apo#arse en el terreno,
Avance en 'o"adio El tablero se apo#a en unos puntos fi.os" a partir de los cuales se establece una progresi0n e la construcci0n de manera *ue se determine las estructuras parciales en voladi)o autoportantes o a#udadas por elementos auiliares" este procedimiento se puede llevar acabo mediante carro de avance o mediante vigas autolan)ables,
5arro de avance
Carro de avance
Profesor: Alberto illarino !tero Ingeniero
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Puente E+pu*ado
Profesor: Alberto illarino !tero Ingeniero
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Cont!ucci#n con Ci+&!a Et0tica
ista general de cimbra # andamia.e
8etalle de secci0n en ca.0n del arco
8etalle de cimbra # encofrados
Avance en 'o"adio con Ri(idiaci#n po! Ti!ante
Imagen de medio arco en voladi)o con los tirantes a tracci0n
Imagen de los dos voladi)os # la viga de lan)amiento de dovelas
!anamiento y colocacin de dovela del arco
Puente finali)ado Arco de =icoba#o, 6ongitud del vano: %D( m,
Cont!ucci#n de" A!co con 'o"adio Co+penado Es*uema de etapas de la construcci0n
Colocaci0n de dovelas del arco
5onstruccin de vanos de aproximacin
Colocaci0n de la dovela central del arco
5olocacin del tablero y los tirantes
Puente eong.ang" Corea del Sur,6ongitud del vano: %(5 m,
Cont!ucci#n de" A!co con Eta&i"iaci#n po! Ti!ante Es*uema de las fases de construcci0n
Construcci0n del arco, !bsérvese la secci0n de +ormig0n del arco en ca.0n
Imagen del arco durante la construcci0n
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6as principales fases del proceso constructivo son:
%, Construcci0n de las Torres # Contrapesos: Por lo *ue se refiere a la construcci0n de las torres se montan generalmente mediante gr1as trepadoras ancladas en ellas *ue se van elevando a la ve) *ue van subiendo las torres, En cuanto a los contrapesos tampoco plantean especiales problemas, Su dificultad radica simplemente en la precisi0n *ue re*uiere la colocaci0n de las pie)as met$licas *ue sirven de ancla.e a las pie)as *ue forman el cable ', @onta.e de los Cables Principales: Es la fase de ma#or comple.idad pues es la tarea b$sica, Para montar los cables principales generalmente se lan)an primero unos cables auiliares *ue sustenten los cables principales durante la fase de construcci0n,
4, @onta.e del Tablero: Meneralmente se reali)a por voladi)os sucesivos avan)ando la ménsula desde un tirante al siguiente" del *ue se cuelga, El avance se +ace simétricamente desde la torre +acia el centro del vano principal # +acia los etremos, 8esde el tablero una ve) construido se van montando pie)as elev$ndolas mediante gr1as situadas sobre él +asta cerrar el tablero en el centro del vano, !tros métodos para el monta.e del tablero son la divisi0n del tablero en dovelas de secci0n completa *ue se llevan por flotaci0n ba.o su posici0n definitiva # se elevan a ella desde los cables principales mediante cabrestantes" una ve) situadas en su situaci0n definitiva se cuelgan de los tirantes,
Profesor: Alberto illarino !tero Ingeniero
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6os procesos constructivos m$s +abituales son los siguientes:
oladi)os sucesivos: Es el m$s conocido # en éste sistema las estructura s parciales *ue se van generando durante el proceso est$n atirantadas de la misma forma *ue el puente completo,
Profesor: Alberto illarino !tero Ingeniero
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Cont!ucci#n o&!e Apo)o P!oviiona"e Consiste en construir el tablero completo del puente sobre un sistema de apo#os provisionales antes de atirantarlo, Terminado el tablero se montan los tirantes # se les va dando carga sucesivamente +asta de.ar el puente en el aire,
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6as grandes estructuras cu#o principio es el sistema cantiléver" se constru#en por la técnica de voladi)os sucesivos" mediante ménsulas consecutivas *ue se pro#ectan en el espacio a partir de la ménsula previa, 2n e.emplo de este sistema constructivo es el puente de Xuebec -Canad$/ *ue est$ situado al oeste de la ciudad # cru)a la parte inferior del río San 6oren)o, Se comen)0 a construir en el a3o %G5J por @r Cooper # por errores en el c$lculo la parte central del puente se vino aba.o en el a3o %G57, Tras el colapso intervinieron tres ingenieros: autelet" un e ingeniero de la Canadian Pacific =ailFa#s" @aurice it)maurice" de Mran Breta3a" *ue traba.0 en la construcci0n del puente ort+" # =alp+ @od.esLi de C+icago, El puente se finali)0 en agosto de %G%7" después de +aber sufrido otro accidente en el a3o %G%D, )l puente está realiado con acero, es un puente en ménsula :cantilever; realiado con un sistema de pernos y articul
secuencia de fotos siguiente -de i)*uierda a derec+a # de arriba aba.o/ muestra el proceso constructivo,
