Puentes

.- Sistema de Superestructura. Comprende todos los elementos del puente que están por encima de los apoyos.

1.- Losa de Calzada. Son de concreto armado, pueden ser también de planchas de acero o de entablado de madera.

2.- Miembros Principales. Distribuyen longitudinalmente las cargas rodantes a los apoyos a través de la losa de calzada, pueden ser de vigas de acero, de concreto normal o pre/postensadas, cerchas, etc.

3.- Miembros Secundarios. Son los separadores o arriostramientos de los miembros principales, evitan las deformaciones transversales y contribuyen en la distribución de las cargas a los miembros principales,.

4.- Carpeta de rodamiento. Pueden ser de asfalto o de concreto.

5.- Iluminación y Señalamiento, Defensas y Sistema de Drenaje.

.- Sistema de Infraestructura. Elementos del puente requeridos para apoyar la superestructura y trasmitir sus cargas al suelo.

1.- Estribos. Apoyos extremos del puente. Son los elementos que soportan verticalmente las reacciones de la superestructura y horizontalmente el empuje de tierra proveniente del terraplén de acceso.

2.- Pilas. Son las estructuras que sirven de apoyos intermedios del puente cuando este es continuo o tiene varias luces.

3.- Aparatos de Apoyo. Sistemas mecánicos que trasmiten las cargas de la superestructura a la infraestructura. Pueden ser fijos o móviles según su función.

4.- Muros Laterales. Tienen la función de proteger los terraplenes en los accesos.

5.- Losas de Acceso. Sirven de transición entre el puente y el terraplén de la vía y tienen la función de suavizar los posibles asentamientos diferenciales originados en el relleno del acceso.

Datos Necesarios para el Proyecto de Puentes

.- Datos Funcionales. Información que se relaciona con el futuro funcionamiento de la estructura a proyectarse.

1.- Tipo de Obstáculo a salvar:

curso de agua

paso vial a dos niveles

paso a dos niveles ferroviarios

distribuidor de tránsito

estructura elevada sobre depresión

2.- Planta de Ubicación mostrando:

geometría del eje vial

coordenadas de puntos característicos

representación del río o vía inferior

situación geográfica

edificaciones existentes

3.- Perfil Longitudinal del terreno indicando:

progresivas

cotas de terreno

cotas de rasante

cotas de río o de la vía inferior

obstáculos o restricciones topográficas

4.- Perfil Transversal indicando:

número y ancho de trochas

número y ancho de aceras

ancho y tipo de isla central

ancho de barandas ó defensas

trocha peatonal

.- Datos Naturales. Son los provenientes de la naturaleza física del puente.

.- Información Hidráulica.

Topografía del lecho

Luz mínima hidráulica (lecho)

Nivel de aguas de estiaje

Nivel de aguas normales

Nivel de aguas máximas

Tirante de aire

Niveles de socavación

Acción abrasiva de la corriente

.- Información Geotécnica.

Reconocimiento visual del sitio

Profundidad del nivel Freático

Parámetros mecánicos de resistencia

Parámetros para asentamiento y fluencia

Densidad y permeabilidad

Inestabilidad, fallas.

.- Información Climática

Viento y su velocidad (pilas altas)

Temperaturas y sus efectos

Oxidación por proximidad al mar

.- Información Sismológica

Coeficiente de aceleración

Clasificación e importancia

Categoría de comportamiento sísmico

Factores de modificación de respuesta

Espectros de frecuencia

Tipos de Puentes

Puentes Isostáticos

Son aquellos donde se aplican las condiciones de equilibrio (FH, FV, M) para calcular las solicitaciones internas y externas.

Ventajas:

• Gran simplicidad de cálculo estructural

• Métodos de construcción más sencillos.

• Mejor adaptabilidad a suelos de mala calidad.

Desventajas:

• Su gran peso propio.

• Salvan luces considerablemente menores.

• Comportamiento no tan adecuado ante eventos sísmicos.

1.- De un solo tramo: Es el tipo de puente más elemental y de construcción más sencilla. Construcción en concreto armado vaciado en sitio, concreto pretensado, vigas de alma de acero.

Luces entre 15 – 30 m.

2.- De varios tramos simples: Son los obtenidos uniendo varios tramos de vigas en una sola luz sin continuidad y con apoyos intermedios. Inconveniente de tener muchas juntas de dilatación. Son aptos para asentamientos diferenciales en terrenos de poca capacidad portante.

3.- De vigas articulada o Gerber: Están compuestos de vigas simples, en cuyos extremos se articulan y apoyan tramos simples, resultando un sistema estáticamente determinado. Aptos para terreno de mala calidad. Requieren de mayor mantenimiento debido a las juntas de dilatación y las articulaciones indispensables.

4.- Con pilas tipo Consolas. Aptos para puentes en curva, debido a que la consola puede tener un ancho radial, permitiendo construir puentes en curva con tramos rectos.

Puentes Hiperestáticos:

Son aquellos donde para determinar las solicitaciones internas y externas se deben aplicar métodos de estructuras hiperestáticas. Diseños más elaborados y más complejos. Aptos en suelos de buena capacidad portante.

Ventajas:

• Posibilidad de salvar luces considerablemente grandes.

• Comportamiento estructural más efectivo.

• Su uso permite un mayor aprovechamiento del material.

• Disminución del peso propio en la sección central de las luces. (Secciones no uniformes)

• Mayor seguridad ante fallas de un elemento portante por la colaboración de los elementos adyacentes.

• Mayor esbeltez y mayor elegancia de formas.

• Mejor comportamiento y seguridad ante las acciones sísmicas (mayor amortiguación dinámica)

Desventajas:

• Procedimiento de diseño más laborioso.

• Métodos de construcción más sofisticados.

• Influencia destructiva de los asentamientos diferenciales.

• Pueden presentar problemas ante descensos diferenciales de los apoyos. (por asentamientos desiguales en las fundaciones)

• Dilatación por temperatura en luces muy grandes.

1.- Continuos: Pueden ser de losas macizas, vigas cajón celular de concreto, vigas palastro de acero, vigas cajón de acero.

L= 35m. (Sección uniforme)

L> 35 m. (Sección longitudinal variable)

2.- Aporticados: Superestructura e infraestructura unidas rígidamente en los nodos. Pueden ser de acero, Concreto Armado, Pretensado. Aptos para paso a dos niveles.

L= 30m. (Sección uniforme)

L> 30 m. (Sección longitudinal variable, postensados)

2.1 Doblemente Articulado. Generalmente de sección variable. No trasmiten momentos flectores a las fundaciones.

2.2 Pórticos con soportes inclinados. Variedad de pórticos de 3 luces, soportes centrales inclinados. Mayor luz central. Fundados sobre sitios rocosos o en su defecto un buen sistema de fundación.

3.- En Arco. Aptos en suelos rocosos y muy estables. Las secciones trabajan a compresión.

4.- Colgantes. El tablero se sustenta por medio de tirantes verticales los cuales a su vez están unidos a los cables principales. Los cables principales tienen forma de catenaria y están apoyados en torres altas y atirantadas en los extremos por medio de macizos de anclajes (sometidos a tensión)

5.- Atirantados: Los cables tienen la misma función que los puentes colgantes. Anclados en puntos de apoyo en la losa de calzada a distancias de 10 y 20 m.

Etapas para la elaboración del Proyecto

1.- Inspección Ocular.

Es la visita al sitio de la obra con especialistas en vialidad, geotecnia e hidráulica para así obtener una imagen visual del sitio y sus características. Esta visita permitirá tomar las primeras decisiones sobre el tipo de puente más conveniente a ante-proyectar. El informe se debe acompañar de un reporte fotográfico de la zona.

2.- Anteproyecto.

Para la elaboración del anteproyecto se debe tener:

• El Estudio Preliminar tanta de geotecnia para poder tomar la decisión sobre el tipo de fundaciones, como Hidráulico para establecer luz mínima, niveles de socavación, etc.

• Una investigación de tipo económico, para establecer los costos primarios de las alternativas propuestas, así como la comparación económica de los mismos

• Basado en estas premisas es posible seleccionar los tipos de estructuras posibles que deberán anteproyectarse,

• Ello implica paralelamente la realización del pre-cálculo estructural de las alternativas.

3.- Proyecto Definitivo.

A partir de la etapa anterior la cual ha permitido la selección final de la estructura que en definitiva se realizará, se puede proceder a la elaboración de los cálculos definitivos y sus correspondientes planos de detalles. Los cómputos métricos servirán para la evaluación final del costo del puente. El método de Construcción y Erección servirá de guía al constructor y al inspector de la obra para una mejor ejecución de la misma.

Autor:

Héctor Márquez