República Bolivariana de Venezuela I.U.P “Santiago Mariño” Extensión Maracay
PUENTES (HISTORIA DE PUENTES EN VENEZUELA)
Profesor: Ing. German Ramírez. Materia: Puentes.
Alumnos: Emilio Salas C.I.: 20.988.315. Sección CM
Maracay, Noviembre 2016
INTRODUCCION
Los puentes son tan antiguos como la civilizaci ón misma, desde el momento que alguien utilizo el tronco de un árbol para cruzar una zanja o un rio empezó su historia, también se utilizaron losas de piedra para arroyos pequeños cuando no había arboles cerca los siguientes puentes fueron hechos con troncos o tablones y eventualmente con piedras usando un soporte simple y colocando vigas transversales. La mayoría de estos primeros puentes eran muy pobremente construidos y raramente soportaban cargas pesadas, fue esta insuficiencia la que llevo al desarrollo de mejores puentes, el arco fue usado por primera vez por el imperio romano para puentes y acueductos, algunos de los cuales todavía se mantienen en pie, los puentes basados en arcos podían soportar condiciones que antes se habían llevado por delante cualquier puente, los romanos fueron los grandes ingenieros históricos, no habiéndose superado su técnica y realizaciones hasta los últimos siglos. Los puentes de ladrillo y mortero fueron construidos después de la era romana, ya que la tecnología del cemento se perdió y más tarde fue redescubierta, los puentes de cuerda, un tipo sencillo de puentes suspendidos, fueron usados por la civilización inca en los andes de Suramérica, justo antes de la colonización europea en el siglo XVI. Durante el siglo XVIII hubo muchas innovaciones en el diseño de puentes con vigas por parte de Hans Ulrich, Johannes Grubenman, y otros. El primer libro de la ingeniería para la construcción de puentes fue escrito por Hubert Gautier en 1716, con la revolución industrial en el siglo XIX los sistemas de celosía de hierro forjado fueron desarrollados para puentes más grandes, pero el hierro no tenía la fuerza elástica para soportar grandes cargas, con la llegada del acero, que tiene un alto limite elástico fueron construidos puentes mucho más largos, muchos utilizando las ideas de Gustave Eiffel, con la aparición de nuevos materiales de construcción, dio paso a un replanteamiento de la situación, la teoría de estructuras elaboro los
modelos de cálculo para la comprobación de los diseños cada vez más atrevidos de los ingenieros, como arcos y armaduras para salvar grandes claros. El ferrocarril, como nuevo medio de transporte y como uno de los pilares fundamentales del mundo moderno, vino a acelerar todavía más el desarrollo de los puentes cada vez más grandes, de diseño más elaborado y con técnicas de construcción cada vez más desarrolladas y avanzadas, ya en el siglo XX el concreto armado y más tarde el concreto presforzado contribuyeron todavía más al desarrollo de esta técnica, abaratando costos, facilitando técnicas y en definitiva “popularizando” su construcción. En Venezuela, la reconstrucción de la memoria de nuestra historia de la ingeniería estructural, la consideración de las obras de infraestructura es obligada, entre ellas, la construcción de vías de comunicación, prácticamente inexistente a mediados del siglo XIX en nuestros país, facilitaron la creación y el desarrollo de lo que poco a poco se fue conformado como país, esto pudo lograrse, en buena medida, con la construcción de puentes. Desde los primeros puentes caraqueños, indispensables para desarrollar una trama urbana, cruzada por múltiples quebradas e irregularidades topográficas, hasta los puentes más modernos sobre el rio Orinoco. Se estima que en Venezuela hay más de 6100 puentes en servicios. El interés de esta crónica está centrada en cuatro grupos de estructuras: Los primeros puentes para salvar las fuertes irregularidades topográficas de caracas y los subsiguientes que acompañaron el crecimiento urbano; los principales puentes colgantes que comenzaron a cruzar nuestros grandes ríos, los puentes de hierro de la red ferroviaria de fines del siglo XIX hasta las primeras décadas del siglo XX, incluidos los primeros puentes de concreto armado; la expansión de las redes viales urbanas e interurbanas desde los años 30 hasta finales del siglo XX; puentes de grandes vanos desde el primer puente sobre el rio Caroní en 1964, en adelante.
DESARROLLO
¿Qué es un Puente?
Es una construcción, por lo general artificial que permite salvar un accidente geográfico o cualquier otro obstáculo físico como un rio, un cañón, un valle, un camino, una vía férrea, un cuerpo de agua o cualquier obstrucción. El diseño de cada puente varía dependiendo de su función y la naturaleza del terreno sobre el que el puente está construido. Su proyecto y su cálculo pertenecen a la ingeniería estructural, siendo numerosos los tipos de diseños que se han aplicado a lo largo de la historia, influidos por los materiales disponibles, las técnicas desarrolladas y las consideraciones económicas, entre otros factores.
Principales Tipos de Puentes
Puentes Viga
Trabaja a tracción en la zona inferior de la estructura y compresión en la superior, es decir, soporta un esfuerzo de flexión.
Puentes en Ménsula
Trabaja a tracción en la zona superior de la estructura y compresión en la inferior. Los puentes atirantados son una derivación de este est ilo.
Puentes en Arco
Trabaja a compresión en la mayor parte de la estructura, usado desde la antigüedad.
Colgantes
Trabaja a tracción en la mayor parte de la estructura.
Atirantados
Aquel cuyo tablero está suspendido de uno o varios pilones centrales mediante obenques (cables gruesos con que se sostiene y sujeta un palo).
Figura 1. Tipo de Puentes Viga.
Figura 2. Tipo de Puentes en Ménsula.
Figura 3. Tipo de Puentes en Arco.
Figura 4. Tipo de Puentes Colgantes.
Figura 5. Tipos de Puentes Atirantados.
Uso de los Puentes
Un puente es diseñado para trenes, tráfico automovilístico o peatonal, tuberías de gas o agua para su transporte o tráfico marítimo. En algunos casos puede haber restricciones en su uso, por ejemplo, puede ser un puente en una autopista y estar prohibido para peatones y bicicletas, o un puente peatonal, posiblemente también para bicicletas.
Los Puentes se Dividen en dos Partes
La Superestructura
Conjunto de tramos que salvan los vanos situados entre los soportes, ca da tramo de la superestructura está formado por un tablero o piso, una o varias armaduras de apoyo y por la riostras laterales. El tablero soportado directamente las cargas dinámicas y por medio de la armadura transmite las tensiones a pilas y estribos.
La Infraestructura
Las Pilas: Son los apoyos intermedios de los puentes de dos o más tramos, deben soportar la carga permanentemente y sobrecargas sin asientos, ser insensibles a la acción de los agentes naturales (Viento, Agua, etc.).
Los Estribos: Situados en los extremos del puente sostienen los terraplenes que conducen al puente, a veces son reemplazados por pilares hincados que permiten el desplazamiento del suelo en su derredor, deben resistir todo tipo de esfuerzos por lo que suelen construir en hormigón armado y tener formas diversas.
Los Cimientos: Son los apoyos de estribos y pilas encargados de transmitir al terreno todo los esfuerzos, están formados por las rocas, terreno o pilotes que soportan el peso de estribos y pilas.
Los Tramos de Un Puente Suelen Componerse
Una o Varias Armaduras de Apoyo
Placas, Vigas y Jabalcones que transmiten las cargas mediante flexión o curvatura principalmente. Cables que soportan la tensión. Vigas de celosía, cuyos componentes las transmiten por tensión directa o por compresión. Arcos y armaduras rígidas que lo hacen por flexión y compresión a un tiempo.
Tablero o Piso
Soporta directamente las cargas dinámicas (trafico) y por medio de las armaduras transmite sus tensiones a estribos y pilas, que a su vez las hacen llegar a los cimientos, donde se disipan en la roca o en el terreno circundante, está compuesto por: Planchas. Vigas longitudinales o largueros sobre los que se apoya el piso. Vigas transversales que soportan los largueros.
Los Arriostrados Laterales
Van colocados entre las armaduras para unirlas y proporcionar la necesaria rigidez lateral, también transmite a los estribos y pilas, las tensiones producidas por las fuerzas laterales, como las debidas a los vientos, y las centrifugas producidas por las cargas dinámicas que pasan por los puentes situados en curvas
Principales Puentes Existentes en Venezuela
Puente General Rafael Urdaneta
Historia: El puente fue licitado internacionalmente en el gobierno del General Marco Pérez Jiménez, quien a causa de su derrocamiento no logra concluir la
contratación, luego se licito la obra nuevamente iniciándose los trabajos de la obra y tres (3) años después es inaugurado, el 24 de agosto de 1962 por el presidente de Venezuela, para la época Rómulo Betancourt, fue durante varios años el puente más largo del mundo en su tipo y sigue siendo una de las estructuras en hormigos armado más grande del mundo. Es importante destacar que se l e considera el primer puente moderno de su tipo, de hecho la tecnología para construcción costa afuera fue diseñada enteram ente por Venezolanos, lo cual involucro el diseño de gabarras para hincado de pilotes (gabarras martillo) y pilotes para el tipo de lecho que presenta el lago, accesorios para la distribución de las cargas a ser izadas, hitos tecnológicos que han pasado desapercibidos y de los cuales existen pocos registros históricos. El 6 de abril de 1964, el tanquero “Esso Maracaibo” de 36.000 toneladas de desplazamiento, cargado de petróleo crudo, se quedó sin energía, lo cual hizo que chocara de lado, contra dos pilotes del puente, causando la ruptura de la estructura. Lamentablemente varios vehículos que se desplazaban por el puente, no se dieron cuenta del accidente y cayeron al vacío, ocasionando la muerte de siete (7) pers onas, ocho (8) meses después, el puente fue reconstruido por la Creole Petroleum Corporation, dueña del tanquero. En el año 1989 se reventaron por corrosión de las guayas de la pila 22, con el agravante que las guayas reventadas estaban en la capa inferior del sillín, hecho que imposibilitaba el cambio de ellas, el gobierno de la época busco a los proyectistas constructores originales como era lo obvio, por lo que se diseñó sobre la marcha una fórmula para el rescate y definitiva solución al problema por parte de las Firmas Precomprimido C. A. y Wayss & Freytag A.G. La solución definitiva total fue diseñada por el Dr. Juan Otaola donde se preveía el cambio de guayas de forma simple con un sillín tipo "peine" y guayas de mayor diámetro que en cualquier eventualidad de cambio, tomaran la carga provisionalmente permiti endo seguridad, esta solución está publicada en la revista de ASCE pág. 79-82 oct 89.
Figura 6. Historia y Construcción del Puente Sobre el Lago de Maracaibo.
Características: El puente General Rafael Urdaneta o puente sobre el Lago, como es llamado localmente, cruza la parte más angosta del Lago de Maracaibo con el resto del país, fue nombrado en honor del General Rafael Urdaneta, Héroe Zuliano de la independencia de Venezuela, es el cuarto (4) puente atirantado más grande de América Latina y el numero cincuenta (50) en el mundo. Diseñado por el Ing. Ricardo Morandi y posteriormente modificado por El Consorcio Puente Maracaibo "CPM”, según la publicación oficial del Ministerio de Obras Públicas (MOP), 1962 y el libro “El Puente Sobre el Lago de Maracaibo en Venezuela” Bauverlag GmbH, Wiesbaden-Berlin (1962), se emplearon en su construcción 270 mil m³ de concreto, 35.660 m de pilotes de perforación, 27.170 m de pilotes de hinca de d=91.4 cm, 6.260 m de pilotes de hinca 50/50 cm, 5.000 t de cables de pretensado, 19.000 t de cabillas, 2.600 personas. Fue construido en hormigón armado y pretensado y tiene una longitud de 8.678 m y 134 pilas, en su parte central el puente es del tipo atirantado, sus bases se encuentran ancladas en el fondo del Lago de Maracaibo, a una profundidad de 60 metros (para permitir que embarcaciones de hasta 45 m de altura puedan entrar al lago y luz de 235 m), cuenta con dos carriles por sentido, soporta un tráfico promedio de 45 mil vehículos diarios. En este puente se encuentra el monumento de luces más grande de América Latina y el tercero del mundo que a comienzos del siglo XXI fue remozado e iluminado en sus seis pilares mayores, utilizando para ello 96 luminarias de 600 W,
que puedan cambiar de color, dicho sistema de iluminación de fabricación danesa fue diseñado para ser contemplado desde la ciudad de Maracaibo. Los proyectos iniciales para el puente fueron descartados pues se consideró que una estructura de metal requeriría mucho mantenimiento, dado el cli ma húmedo de la zona además de requerir poco mantenimiento, en Venezuela el cemento es un material menos costoso que el acero y mantendría los requerimientos estéticos de la obra.
Figura 7. Características del Puente Sobre el Lago de Maracaibo.
Puente de Angostura
Historia: El 19 de diciembre de 1962 Rómulo Betancourt colocó la primera piedra sobre la cual se construiría el primer puente arriba del río Orinoco, la construcción de esa estructura inicio en 1963 y se terminaron los trabajos el 6 de enero de 1967. Lo inauguró el presidente, Raúl Leoni, en ese momento era el noveno (9) puente colgante del mundo y el primero y más grande de Latinoamérica, es decir, Ciudad Bolívar tenía en su tierra una joya muy importante, está ubicado a
5 km. aproximadamente de Ciudad Bolívar, atravesando el rio Orinoco, en su zona más estrecha y conecta los estados Anzoátegui y Bolívar. La construcción del puente era parte del sistema vial que se extendía en todo el país, lo importante de la obra que buscaba el desarrollo de la región Guayana, además, el paso de vehículo entre el sur de Venezuela y otros estados. La construcción del Puente comenzó desde febrero de 1963 cuando el Ministro Leopoldo Sucre Figarella firmó el contrato con el Consorcio Puente Orinoco (Precomprimido C.A. & Constructora América S.A.) El contrato para el suministro y construcción de la superestructura colgante fue otorgado a United States Steel International, Ltd. Ese mismo año, último de su gobierno, el Presidente Rómulo Betancourt, en ceremonia especial colocó la primera piedra, acompañado del Gobernador del Estado, Ingeniero Rafael Sanoja Valladares y Presidente de la Asamblea Legislativa, Américo Fernández, la construcción de la obra tardó cuatro años. Para entonces, el ingeniero Leopoldo Sucre Figarella continuaba siendo Ministro de Obras Públicas.
Figura 8. Historia y Construcción del Puente de Angostura.
Características: La construcción formal de la obra se llevó a cabo entre enero 1963 y diciembre 1966, el puente construido es netamente carretero y de tipo mixto, es decir, la parte principal es colgante, mientras que los tramos de acceso norte y sur descansan en bases de concreto pre-tensado. Posee una longitud total entre estribos de 1678,5 metros, de la cual, 1272 metros corresponden a la sección colgante, de cuyo espacio, 712 metros forman parte de la zona colgante entre las torres, posee un ancho total de 16,60 metros, distribuidos en cuatro canales de circulación de 3,65 metros cada uno, más dos aceras de un metro cada cual. En el tramo colgante, el puente posee una altura libre de 57 metros sobre el nivel de aguas mínimas del Orinoco lo que representa 41 metros de altura sobre el nivel de aguas máximas, respetando las normas internacionales para el tránsito naviero bajo la estructura. También está constituido por un armazón metálico de 1.678 metros de largo y 14,6 metros de ancho. Sus impresionantes torres tienen cada una 119 metros de altura y son las que soportan el tendido de los cables, los cajones de acceso apoyados en 2 nervios que a la época fueron un réc ord así como el vaciado continuo bajo agua de 120 m3/h. Tuvo participación especial de Juan Otaola.
Figura 9. Vista del Puente de Angostura.
Puente Orinoquia
Historia: El segundo puente sobre el rio Orinoco o “Puente Orinoquia" como fue bautizado por el presidente Hugo Chávez el día de su inauguración, es un puente atirantado de hormigón y acero, una de las obras de infraestructura más importantes de la zona, que fue construida cerca de Ciudad Guayana, en el sur de Venezuela, une a los estados Bolívar y Anzoátegui convirtiéndose en la segunda estructura en ser levantada sobre el Río Orinoco, después del Puente de Angostura; fue inaugurada el 13 de Noviembre 2006. El diseño del puente viene de la mano del legendario ingeniero guayanés Paul Lustgarten (también diseñador del puente Rafael Urdaneta y el primero de Angostura). La obra fue coordinada por la Corporación Venezolana de Guayana, y constituye un Sistema Vial Mixto que también conecta a la región con el estado Monagas. El proyecto empieza con los primeros estudios de factibilidad, realizados por CVG - Corporación Venezolana de Guayana, a partir de 1966, para la construcción de un puente en Ciudad Guayana, fueron realizados estudios de localización, topográficos, geológicos, soluciones estructurales, transporte, desarrollo urbano, regional y estudios de factibilidad económico-financiero en un total de ocho sitios comprendidos entre el Este de San Félix y Oeste de Sidor, la decisión final de construcción comienza por órdenes del presidente de la República Bolivariana de Venezuela Hugo Chávez en el año 2001. La compañía constructora es la brasileña Odebrecht y el capital es su mayoría provino del ejecutivo nacional, a través de Fonden (Fondo de Desarrollo Nacional). En principio se estimó una inversión de 480 millones de dólares para realizar el proyecto Sistema Vial Puente Mixto sobre el Río Orinoco, pero en la actua lidad el costo final ronda los 1000 millones de dólares, por las obras conexas, y por problemas que surgieron durante la construcción. 886 millones fueron destinados para la construcción del puente, 270 millones para los 166 km de vía conexa y los cuatro distribuidores viales, mientras que para los seis puentes anexos se invirtier on 127 millones de dólares.
Figura 10. Historia y Construcción del Puente Orinoquia.
Características: Es un proyecto con una extensión de 3.156 metros, cuatro torres principales de 120 m de altura, 39 pilas, 2 estribos, 388 pilotes, una altura libre sobre el nivel de aguas máxima de 40 m y un ancho total del tablero de 24.7 m. con cuatro canales de circulación más una trocha ferroviaria. Además posee:
Enlace desde la Autopista Ciudad Bolívar-Ciudad Guayana: 6 km y 4 canales de 3,6 m. Enlace desde Los Pozos (Monagas): 35 km y 2 canales de 3,6 m. Desde La Viuda (Anzoátegui) hasta el puente se recorrerán 125 km con 2 canales de 3,6 m.
El puente mixto (carretero-ferroviario) sobre el río Orinoco es de tipo atirantado con configuración de abanico y torres en forma de H. El transporte de la vía férrea facilita el transporte hacia el resto del país y los puertos de exportación de los productos de hierro, acero, aluminio y madera de la región Guayana. Las torres del Puente Orinoquia están conformadas por dos columnas y dos vigas, todas de concreto armado, tienen una forma semejante a una doble H, en sentido transversal. Las columnas tienen un perímetro rectangular, con la cara transversal de 4 metros fijo, y la cara longitudinal de tamaño variable (de 7.5 a 4 m)
decreciendo en altura, hasta el nivel de la viga superior, a partir de la cual mantiene fija la dimensión de 4 metros. La sección de las columnas es hueca, con paredes de espesores de 65 cm en el sentido longitudinal y de 1 m en el sentido transversal hasta la altura de la viga superior, y a partir de esta viga, el espesor de las paredes es de 1.004 m en el sentido longitudinal y de 55 cm en el sentido transversal.
Figura 11. Vista del Puente Orinoquia.
Viaducto Autopista Caracas-La Guaira
Historia: Esta vialidad que comunica actualmente Caracas con La Guaira y viceversa, la inició Minfra en septiembre del año 2000, con los estudios de suelos correspondientes; posteriormente a estas acciones, se inició la construcción de un galpón en el estribo La Guaira, el cual sirvió de punto de lanzamiento y para ensamblar los módulos de la estructura metálica de las vigas de acero que permitieron la construcción del viaducto. Dichas estructuras metálicas, elaboradas
con acero A-588 tipo corten (antioxidante), fueron cortadas en los talleres de Puerto Ordaz y trasladadas desde Bolívar hasta el puerto de La Guaira. La obra física se inició con la ejecución de la primera parte de los nichos de protección de las fundaciones, estructuras tipos pantalla atirantadas, que sirven para alojar cada pila del viaducto. Posterior a esos nichos, se llegó a lo que se llama la cota de fundación, elemento que garantiza que estén sobre roca; a partir de allí se hizo la perforación de los pilotes.
Figura 12. Construcción del Viaducto Caracas-La guaira.
Características: Todo este trabajo, implico el levantamiento de siete pilas, con sus respectivos nichos en la base, construyéndose la primera de ellas, la número 7, por el estribo La Guaira, paralelamente se ejecutaron una a una, hasta llegar a la uno, que está pegada al estribo Caracas, para esta obra se necesitó la utilización de cinco mil toneladas de acero, importados de Brasil. El nuevo viaducto tiene como características específicas que es de concreto y acero, cuenta con cuatro canales de circulación, con sus respectivas islas de separación y hombrillos. Se procede a la construcción del cabezal de fundación, estructura de concreto, que aloja los arranques de acero del punto de la pila como tal. Una vez que estaba vaciado el cabezal, se comenzó con la ejecución de la pila mediante un encofrado deslizante, el cual se armó inicialmente en la parte inferior y se fue izando mediante
un sistema de gatos, en un avance continuo de 24 horas. Las pilas, construidas mediante encofrado deslizante, son unos elementos también de concreto de sección hueca de 8x 5 metros, con paredes de 40 cm de espesor en la parte inferior y de 30 cm en la parte superior, la altura van desde 55 a 60 metros. La estructura metálica es una sección conformada por 3 vigas metálicas de alma llena de 5 metros de altura, debidamente arriostradas ,una vez culminado los trabajos de lanzamiento de toda la estructura metálica, sobre las siete pilas se colocaron los apoyos definitivos. Al finalizar este trabajo, se procedió a la colocación de las losas de concreto prefabricada de 14 toneladas cada una. Al mismo tiempo se realiza el vaciado del concreto y plástico, para unir todas las losas. Posteriormente a estos trabajos, se procedió a la colocación de la capa asfáltica, y a la instalación de las defensas laterales y centrales, además del alumbrado y demarcación vial.
Figura 13. Viaducto Caracas-La Guaira.
CONCLUSION
Los puentes son una parte importante del patrimonio en infraestructura de un país, ya que son puntos medulares en una red vial para la transportación en general y en consecuencia para el desarrollo de los habitantes. Preservar este patrimonio de una degradación prematura es, una de las tareas más importantes de cualquier administración de carreteras sea pública o privada. Para ello hay que dedicar medios humanos y técnicos suficientes que permitan tener un conocimiento completo y actualizado de su estado, que permita definir el volumen de re cursos necesarios para su conservación, y garanticen el empleo óptimo y eficaz de dichos r ecursos. Los puentes son estructuras que pueden cambiar la vida de los 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 más importante en lugares 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. La fabricación del puente y la elección de sus materiales estará dado principalmente por un análisis del territorio donde se pretende construir, junto con sus factores ambientales y en base a un estudio de materiales donde se analizará su coeficiente de elasticidad y su tendencia a la dilatación, siendo elegidos para contribuir con la resistencia del puente a la compresión, flexión o tracción.
