UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO
FACULTAD: INGENIERÍA
ESCUELA PROFESIONAL: INGENIERÍA CIVIL
CURSO: ING TRANS Y DISEÑO VIAL URB
DOCENTE: ING. CANCINO RODAS, CESAR
TEMA: TIPOLOGIA DE PUENTES
INTEGRANTES: ESTRADA PIZAN, THALIA GUERRA OLIVERA, PEDRO MARIÑOS CATALAN, DIEGO PUERTA PINGOS, MARLITH TELLO ISHIKANE, AMELIA
TURNO: VIERNES 7:00 AM. – 10:35 AM.
CICLO: X
TRUJILLO – PERÚ 2015 – II
Los puentes atirantados soportan las cargas principales de dirección vertical actuando en las vigas. Los cables atirantados proporcionan apoyos intermedios para las vigas, esto hace que se tengan vanos largos.
La forma estructural básica de un puente atirantado es una serie de triángulos sobrepuestos que comprimen la pila o torre, tensionando los cables y comprimiendo las vigas .Como se puede apreciar en estos miembros predomina la fuerza axial. Los miembros cargados axialmente son más eficientes que los miembros sometidos a flexión. Este hecho contribuye a la economía del pu ente atirantado.
Los elementos fundamentales de la estructura resistente de un puente atirantado son los tirantes (cables), las torres (pilón) nos sirve para subir el anclaje fijo de los tirantes de forma que introduzcan fuerzas verticales en el tablero para crear pseudo apoyos, también el tablero interviene en el esquema resistente porque los tirantes, al ser inclinados introducen fuerzas horizontales que se deben ser equilibrados a través. Por todo ello los tres elementos, tirantes (cables), tablero y torres constituyen la estructura resistente básica del puente atirantado. Los cables son los elementos más importantes de un puente atirantado, ellos soportan la carga viva y la transfieren a la torre y nuevamente al anclaje del cable. Los cables en un puente atirantado
todos son inclinados, la rigidez real de un cable inclinado varia con la inclinación del ángulo a, el peso total del cable, y de la fuerza de tensión del cable. Es importante notar que si el espaciamiento del cable es pequeño los momentos de flexión entre los cables también son pequeños. Las configuraciones de los cables pueden ser de tres tipos: radiales o en abanico, paralelos o en arpa y divergentes. Tipos de tirantes
Los sistemas de suspensión
Es muy importante dentro el esquema básico resistente de la estructura de p uente atirantado, ya que va a resistir los componentes horizontales que le transmiten los tirantes. Estas componentes generalmente se equilibran en el propio tablero porque su resultante igual que en la torre debe ser nula. Son la parte más importante dentro la estructura de los puentes atirantados ya que van a soportar toda la carga que se va a distribuir del tablero a los cables y estos al pilón o torres. Longitudinalmente pueden tener dos torres y ser simétricos, o una sola torre d onde se atiranta todo el vano principal. Dentro las torres existen diferentes posibilidades.
El puente de Armadura es un tipo de puente basado en la repartición conjuntan del peso hacia elementos metálicos
diagonales, verticales y horizontales, ensamblados conjuntamente,
soportando esfuerzos de tensión y compresión principalmente. Este tipo de puente en la mayoría de los casos no tiene muchos elementos de soporte inferiores, y mucho del apoyo proveniente de la colocación de diferentes pi ezas de metal por encima de él. Al inicio, los primeros puentes tipo armadura se hicieron de madera ,pero al momento que el ferrocarril se hizo popular en la década de 1880 y 1890, este tipo de puente empezó a ser construido de hierro y otros metales fuertes.
PuentedearmadurasobreelRioKwai
Los puentes de armadura tienden a ser más económicos para claros más largos porque los miembros de la armadura están sometidos a cargas axiales sin ningún tipo de flexión. Los puentes de armadura pueden ser clasificados además por la posición de la cubierta con respecto a las cuerdas inferiores o superiores de la armadura. a)
: La cubierta es sostenida en los puntos superiores de la armadura. La armadura está por lo tanto, completamente por debajo de la superficie de la carretera.
b)
La cubierta es sostenida por las cuerdas inferiores de la armadura. La armadura misma puede obstaculizar la visión de los conductores y es una amenaza de colisiones.
c)
La cubierta está sostenida por cuerdas tanto inferiores como superiores. Este tipo de armadura es usualmente requerido para estructuras de armaduras de claros muy grandes.
Un puente de armadura puede cubrir pequeñas aberturas que separan pequeños ríos o quebradas hasta longitudes de medio kilómetro, con una increíble eficiencia.
Entre sus principales ventajas tenemos rapidez de montaje, gran cantidad de formas y tamaños, posibilidad de prefabricar los miembros, no produce muchos residuos y es relativamente económico respecto a los claros que cubre, usado en terrenos inestables. Al ser una estructura casi en su totalidad de metal, la corrosión y los cambios de temperatura que generan deformaciones son un constante problema, Poco agradable estéticamente. Posibilidad de pandeo.
El seleccionar el tipo de armadura para el puente depende de muchos factores, como la dimensión del claro a cubrir, las facilidades de apoyo, cantidad de usuarios en la obra, y otros aspectos técnicos y constructivos. Entre los más usados tenemos:
Lasarmadurastipo“K”yPETTITusadasparalargosclarosylasPratt,HoweyWarrenpara distanciasmáscortas.
Los miembros de la armadura se unen mediante platinas, soldadas o pernadas.
Vista inferior de las vigas transversales y longitudinales de un puente tipo armadura.
Este tipo de puentes fueron inventados por los antiguos griegos, quienes los construyeron en piedra. Más tarde los romanos usaron cemento en sus puentes de arco. Algunos de aquellos antiguos puentes siguen estando en pie. Los romanos usaron solamente puentes de arco de medio punto, pero se pueden construir puentes más largos y esbeltos mediante figuras elípticas o de catenaria invertida. 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 flexiones 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 horizontales a los apoyos y, en consecuencia, el terreno de cimentación ha de ser capaz de resistir tales esfuerzos. Dado que generalmente la forma del arco no permite que ésta misma sea la plataforma donde discurra el tráfico existen tres formas de colocar el tablero:
Los puentes en arco trabajan transfiriendo el peso propio del puente y las sobrecargas de uso hacia los apoyos mediante la compresión del arco, donde se transforma en un empuje horizontal y una carga vertical. Normalmente la esbeltez del arco (relación entre la flecha máxima y la luz) es alta, haciendo que los esfuerzos horizontales sean mucho mayores que los verticales. Por este motivo son adecuados en sitios capaces de proporcionar una buena resistencia al empuje horizontal.
Es una estructura que resiste gracias a su forma; en este caso salva una determinada luz, puede ser hasta de 2200 metros, mediante un mecanismo resistente que funciona exclusivamente a tracción, evitando gracias a su flexibilidad, que aparezcan flexiones en él. El puente propiamente dicho queda sujeto por grandes cables que descansan en altas torres y que se extienden a lo largo del puente sujetándose en sus extremos con anclajes, gran parte del peso del puente se transmite a través de estos cables a los anclajes que están incrustados en roca solida o en bloques de hormigón. Los cables están fabricados por miles de alambres de acero, uno solo de estos alambres de un diámetro de 2.5mm puede soportar un peso de media tonelada sin romperse. Debido a que los puentes colgantes son muy ligeros y flexibles los vientos fuertes suponen siempre una gran amenaza por ello en su diseño es obligatorio realizar pruebas de aerodinámica
Para el diseño de un puente colgante se debe tomar en cuenta las f uerzas que intervienen para que sea funcional.
La fuerza de tracción es el esfuerzo a que está sometido un cuerpo por la aplicación de dos fuerzas que actúan en sentido opuesto, y tienden a estirarlo. En un puente colgante la fuerza de tracción se localiza en los cables principales. El hecho de trabajar a tracción todos los componentes principales del puente colgante ha sido causa del escaso desarrollo que ha tenido este tipo de puente hasta el pasado siglo; así, ha permanecido en el estado primitivo que aún se encuentra en las zonas montañosas de Asia y América del Sur (simples pasarelas formadas por trenzados de fibras vegetales) hasta que se dispuso de materiales de suficiente resistencia y fiabilidad para sustituirlas.
Compresión es el estado de tensión en el cual las partículas se “aprietan” entre sí. Una columna sobre la cual se apoya un peso se halla sometido a compresión, por ese motivo su altura disminuye por efecto de la carga. Las deformaciones provocadas por la compresión son de sentido contrari o a las producidas por tracción, hay un acortamiento en la dirección de la aplicación de la carga y un ensanchamiento perpendicular a esta dirección, esto debido a que la cantidad de masa del cuerpo no varía. Las solicitaciones normales son aquellas fuerzas que actúan de forma perpendicular a la sección; por lo tanto, la compresión es una solicitación normal a la sección ya que en las estructuras de compresión dominante la forma de la estructura coincide con el camino de las cargas hacia los apoyos, de esta forma, las solicitaciones actúan de forma perpendicular provocando que las secciones tienden a acercarse y “apretarse”.
La gravitación es la fuerza de atracción mutua que experimentan los cuerpos por el hecho de tener una masa determinada. Las principales fuerzas en el puente colgante son la carga que tiene que soportar y el peso propio del puente (por supuesto ahí es donde interviene la gravedad). Después tienes la acción de los vientos, del agua si está construido sobre ella, etc. Digamos que el aspecto principal a tener en cuenta es que el puente debe soportar su propio peso y la carga transmitiéndolo a los cimientos a través de las columnas.
La tensión cortante o tensión de corte es aquella que, fij ado un plano, actúa tangente al mismo. En piezas prismáticas, las tensiones cortantes aparecen en caso de aplicación de un esfuerzo cortante o bien de un momento torsor. En piezas alargadas, como vigas y pilares, el plano de referencia suele ser uno perpendicular al eje longitudinal. A diferencia del esfuerzo normal, es más difícil de apreciar en las vigas ya que su efecto es menos evidente.
Los puentes viga están constituidos por vigas como su propia denominación indica, es decir, piezas rectas horizontales o cuasi-horizontales apoyadas en dos o más puntos que sopor tan las cargas que actúan sobre ellas mediante su capacidad para resistir flexiones. En efecto esta resistencia de las vigas viene determinada por su canto y el momento de inercia de sus secciones. Los puentes de vigas más comunes son: Vigas simplemente apoyadas. Vigas Gerber. Vigas continuas.
Como cargas vivas, tales como automóviles y camiones, viajar a través del puente, la fuerza de compresión actúa sobre la parte superior de la calzada y pasa hacia abajo en los muelles. La fuerza de tensión actúa en la parte inferior de la calzada, que se separan por las cargas vivas presionando hacia abajo sobre la parte superior de la calzada.
Son una de las posibles alternativas para vigas continuas, evita aparatos de apoyo y provee un buen sistema estructural para soportar acciones horizontales como ser los terremotos, estos puentes pueden ser adoptados con pilas verticales o pilas inclinadas. Los puentes pórticos son empotrados con sus estribos y pilares, esto reduce los momentos actuantes en el pórtico con lo que se consigue alturas constructivas extraordinariamente reducidas.