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PUENTES
DEFINICIÓN
Son estructuras que proporciona una vía de paso para salvar obstáculos
sobre ríos, lagos, quebradas, valles, pasos a desnivel, carreteras, entre otros.
LOS PRIMEROS PUENTES
Es probable que los primeros puentes se realizaran colocando uno o más
troncos para cruzar un arroyo o atando cuerdas y cables en valles estrechos.
Este tipo de puentes todavía se utiliza. Los puentes de un tramo (llamamos
tramo a la distancia entre dos apoyos) son un desarrollo de estas formas
elementales. El método de colocar piedras para cruzar un río, mejorado con
troncos situados entre las piedras para comunicarlas, es el prototipo de puente
de múltiples tramos. Los postes de madera clavados en el fondo del río para
servir de apoyo de troncos o vigas permitieron atravesar corrientes más anchas
y caudalosas. Estos puentes, llamados de caballete, se utilizan todavía para
atravesar valles y ríos en los que no interfieren con la navegación. El uso de
pilas de piedra como apoyo para los troncos o maderos fue otro avance
importante en la construcción de puentes con vigas de madera. La utilización
de flotadores en lugar de apoyos fijos creó el puente de pontones. Los puentes
de vigas de madera han sido los más utilizados desde la antigüedad, aunque
según la tradición se construyó un puente de arco de ladrillos hacia el 1800
A.C. en Babilonia. Otros tipos de construcción, como los puentes colgantes y
los cantilever, se han utilizado en la India, China y Tibet. Los puentes de
pontones los utilizaban los reyes persas Darío I y Jerjes I en sus expediciones
militares.
Los romanos construyeron muchos puentes de caballete con madera, uno
de los cuales se describe con detalle en la obra Comentarios de Julio Cesar.
Sin embargo, los puentes romanos que se mantienen en pie suelen sustentarse
en uno o más arcos de piedra, como el puente de Martorell cerca de Barcelona,
en España, construido hacia el 219 A.C., y el Ponte di Augusto en Rimini, Italia,
del siglo I A.C. El Pont du Gard en Nîmes, Francia, tiene tres hileras de arcos
que elevan el puente a 47 m sobre el río Gard; con una longitud de 261 m es el
ejemplo mejor conservado de gran puente romano; fue construido en el siglo I
A.C. La utilización de arcos de medio punto derivó más tarde en la de arcos
apuntados. Los arcos modernos suelen ser escárzanos o con forma
semielíptica, ya que permiten tramos más largos sin interrumpir la
navegabilidad y con altura moderada. El puente sobre el río Tweed (1803) en
Kelso, Escocia, ejemplo de puente de arco semielíptico, fue diseñado por el
ingeniero británico John Rennie.
Los puentes de vigas tienen limitada la longitud de los tramos por la
resistencia de las vigas. Esta limitación se supera ensamblando las vigas en
triángulos. Leonardo da Vinci esbozó puentes de este tipo, y el arquitecto
italiano Andrea Palladio probablemente construyó varios. En Suiza se
construyeron dos puentes de vigas trianguladas en 1760. Sin embargo, la
construcción de estos puentes no se desarrolló a gran escala hasta después de
1840.
TIPOS DE PUENTES
Los Puentes pueden clasificarse en tipos diferentes, de acuerdo a
diversos conceptos, entre los cuales citaremos los siguientes: tipo de
material utilizado en su construcción, sistema estructural predominante,
sistema constructivo empleado, uso que tendrá el puente, ubicación de la
calzada en la estructura del puente, etc.
Aclarando lo enunciado anteriormente, vamos a ampliar cada uno de los
conceptos, haciendo una enumeración de algunos ejemplos, los mas
comunes.
1. Según el material con el cual se construyen.
1.1.Mampostería ( ladrillo ).
1.2.Madera.
1.3.Concreto armado.
1.4.Concreto precomprimido.
1.5.Acero.
1.6.Hierro forjado.
1.7.Compuestos.
La estructura de un puente no esta constituida por un solo tipo de
material, por lo cual esta clasificación no siempre se adaptara totalmente a la
realidad. Aun así no deja de ser válida.
Los puentes de arcos hechos con mampostería de ladrillos,
preferiblemente tendrán las bases construidas con mampostería de piedra, con
el objeto de darles mayor consistencia y hacerlas más duraderas al embate de
las aguas de un río.
Así mismo, un puente cuyo tablero sea de madera podría tener las
fundaciones de mampostería de piedra ó de concreto. Los puentes con tableros
metálicos, cuando son de cierta envergadura o cuando el suelo es agresivo al
metal, químicamente hablando, tendrán sus bases construidas con otro
material.
En general, la losa de calzada de los puentes cuyo material portante
de los tableros es el acero, será de concreto armado, aún cuando hay muchos
ejemplos de calzadas constituidas por láminas de acero, recubiertas ó no con
concreto asfáltico ó con compuestos de arena y epoxy (puentes elevados, por
ejemplo); en este caso, el recubrimiento serviría para proveer a la calzada de
un coeficiente de fricción adecuado ó para hacerla menos ruidosa al paso de
los vehículos.
En puentes cuyo tablero es de concreto precomprimido, las columnas
de las Pilas y sus fundaciones, así como los estribos y muros, serán de
concreto armado. Las anteriores descripciones solo son un ejemplo de las
combinaciones que pueden lograrse.
2. Según el obstáculo que salva.
2.1.Acueductos. Soportan un canal o conductos de agua.
2.2.Viaductos. Son puentes construidos sobre terreno seco o en un valle y
formados por un conjunto de tramos cortos.
2.3.Pasos elevados. Puentes que cruzan las autopistas y las vías de tren.
2.4.Carretera elevada. Un puente bajo, pavimentado, sobre aguas pantanosas
o en una bahía y formado por muchos tramos cortos.
2.5.Alcantarillas. Un puente por debajo del cual transitan las aguas de un río o
quebrada.
3. De acuerdo al sistema estructural predominante.
3.1.Isostáticos.
3.2.Hiperestáticos.
Esto nunca será cierto en toda la estructura de un puente; a menos
que se quisiera lograr con mucho empeño, todos los elementos de un
puente no podrán ser isostáticos; basta decir que un tablero simplemente
apoyado de un puente, está formado por un conjunto altamente hiperestático
de losa de calzada, vigas y diafragmas transversales (separadores), cuyo
análisis estático es complicado de realizar. Hoy en día, con la posibilidad
de utilizar las computadoras las complicaciones se han reducido
notablemente.
Aun así, la clasificación es cierta si se hacen algunas
consideraciones, por ejemplo:
Se denomina "Puente isostático" a aquel cuyos tableros son
estáticamente independientes uno de otro y, a su vez, independientes, desde
el punto de vista de flexión, de los apoyos que lo sostienen.
“Puente hiperestático" es aquel cuyos tableros son dependientes
uno de otro desde el punto de vista estático, pudiendo establecerse ó no
una dependencia entre los tableros y sus apoyos.
Otra clasificación podría incluir:
Puentes en arco, en los cuales el elemento estructural predominante
es el arco. A su vez, el material de construcción utilizado, sería el concreto el
acero, y podría ser isostático o hiperestático.
Puentes colgantes, cuyos elementos portantes primordiales son los
cables, de los cuales cuelgan las péndolas que, a su vez, soportan el tablero.
Los puentes colgantes pueden ser total o parcialmente suspendidos; estos
últimos son los que tienen los tramos de acceso sin péndolas, o sea , el
tablero de los £ramos secundarios se soportan a si mismo, sin depender de los
cables.
Puentes de vigas Gerber; - tienen tableros isostáticos apoyados - -
sobre voladizos de otros tramos también isostáticos o hiperestáticos.
4. Según su uso.
4.1.Peatonal: es cuando su uso se circunscribe al tráfico de peatones,
exclusivamente.
4.2.Carretero: es el más corriente. Se utiliza para el paso de una carretera
sobre un cursó de agua o el paso sobre otra vía, o a cierta altura sobre un
valle.
4.3.Ferrocarrilero: para el paso del ferrocarril.
4.4.Compuestos.
4.5.Acueducto, para el soporte dé tuberías de agua, gas, petróleo etc.
5. De acuerdo al Sistema Constructivo empleado.
En general esta clasificación se refiere al tablero.
5.1.Vaciado en sitio, si la colada de concreto se hace sobre un encofrado
dispuesto en el lugar definitivo.
5.2.Losa de concreto armado o postensado sobre vigas prefabricadas (de
concreto armado o precomprimido vigas inetálicas, etc.).
5.3.Tablero construido por voladizo sucesivos (por dovelas prefabricadas o
vaciadas en sitio); puede ser construido por adición sucesiva de
elementos de acero, soldados 6 empernados.
5.4.Tableros atirantados (tipos de puente sobre el Lago de Maracaibo).
5.5.Tableros tipo arpa, con doble fila de soporte o una sola fila.
5.6.Tablero lanzado, en el cual el tablero se construye en uno de los extremos
del vano a cubrir y se lleva a su sitio deslizándolo sobre rodillos,
suplementando el extremo delantero de la estructura con un elemento
estructural auxiliar, llamado "nariz de lanzamiento"; algunas veces se
utilizan apoyos auxiliares provisionales para facilitar el lanzamiento; otras
veces se enlazan provisionalmente varias estructuras isostáticas para
realizar el lanzamiento:, después del cual se desacoplan para que trabajen
de forma isostática.
6. Según la ubicación de la calzada
6.1.De calzada superior es cuando la estructura portante tablero está ubicada
íntegramente debajo de la calzada
6.2.De calzada inferior son los tableros cuya estructura portante esta
ubicada a los lados de la calzada sobresaliendo de su superficie o que esté
ubicada por encima de la misma.
Hay casos de puentes que tienen estructura por encima de calzada en
algunos sectores y por debajo de ella, en otro (puente sobre la Bahía de
Sydney, Puente Forth en Escocia, etc.
Los puentes de doble nivel de calzada constituyen u mezcla
auténtica de los dos tipos de calzada (Puente sobre Bahía de Oakland,
Puente Brooklin, etc.).
7. Puentes en Esviaje.
Se dice que el tablero de un puente tiene esviaje, que está construido
en esviaje, cuando la forma en planta del tablero no es rectangular. Esto
quiere decir que los apoyos del tablero forman un ángulo distinto a 90 grados,
con el eje longitudinal del tablero.
Consto que no se habla de relación geométrica de ejes calzada
superior con vías inferiores, ya que el caso de esviaje que se presentara por
estas condiciones, podría resolverse con pilas monocolumnas.
Generalmente, los apoyos de un puente suele ubicarse paralelos a las vías
inferiores por razones simplicidad, de menor molestia a los usuarios de las
calzadas que pasan debajo de los tableros, o para facilitar el flujo del flujo de
agua. Sin embargo el esviaje en el tablero, complica análisis y diseño y su
construcción.
Los tableros con planta curva también tienen las mismas dificultades,
las cuales aumentan mientras menor sea el radio de curvatura, mayor la
longitud de los tramos.
8. Alcantarillas.
Son estructuras menores, aunque pueden llegar a ser obras de cierta
importancia, de acuerdo a circunstancias específicas.
Generalmente se utilizan como pasos a través de terraplene. por lo cual
quedan enterradas, detectándose su presencia por (cabezales que asoman
en cada extremo por una cierta prolongación de la misma alcantarilla).
Pueden ser de cuatro tipos:
8.1. Alcantarillas de cajón, formadas por dos pared laterales, tapa y
fondo, generalmente de sección constante y cartelas en las esquinas.
Algunas veces no tienen relleno encima por lo cual las cargas rodantes
estarán en contacto con la lo. de tapa; otras veces tienen relleno
encima, no mayor de unos 8 mts A menor tamaño del cajón, el relleno
puede ser mayor.
8.2. Alcantarillas circulares. Son tubos enterrado, diámetros no menores
de 90 cm, para facilitar Sin limpieza;. tubos de diámetros grandes son
muy costosos.
8.3. Bóvedas de concreto armado. Son estructuras que resisten grandes
rellenos encima de su techo. Casi siempre formadas por secciones de
espesores variables y con geometría de arcos circulares 6
parabólicos.
8.4. Alcantarillas metálicas, formadas por chapas acanaladas, de acero
galvanizado, premoldeadas para formar tubos de diámetro, previsto.
Funcionan como estructuras elásticas ó flexibles, por lo cual se
adaptan a las presiones del relleno que soportan.
El relleno mínimo sobre las alcantarillas metálicas será de 60 cm. y
pueden soportar el paso de grandes cargas rodantes sobre la calzada.
9. Según el fundamento arquitectónico utilizado.
9.1.Colgantes.
9.1.1. Con armadura superior.
9.1.2. Con armadura Inferior.
9.2.Atirantado.
9.2.1. Forma de arpa.
9.2.2. Forma de abanico.
9.2.3. Forma de haz.
9.3.En arco.
9.3.1. Superior.
9.3.2. Inferior.
9.3.3. A nivel intermedio.
9.4.Móviles.
9.4.1. Giratorio.
9.4.2. Basculase.
9.4.3. Levadizo.
9.5.Losa maciza.
9.5.1. Un tramo.
9.5.2. Varios tramos ( isostática e hiperestatica )
9.5.3. Articuladas o gerber.
9.6.Con vigas simplemente apoyadas.
9.6.1. Un tramo.
9.6.2. Varios tramos.
9.6.3. Articuladas o gerber.
9.6.4. Articuladas o gerber con pilas tipo consolas.
9.6.5. Losa apoyada en vigas cajón.
9.7.Pórticos.
9.7.1. Empotrados.
9.7.2. Trilátero biarticulado.
9.7.3. Con soportes inclinados.
9.7.4. De pórticos triangulados.
9.8.Armadura metálica.
9.8.1. Armadura y arriostramiento inferior.
9.8.2. Armadura y arriostramiento superior.
9.8.3. Tipo Bayley.
9.9.Compuestos.
ALGUNOS TIPOS DE PUENTES
PUENTE DE VIGAS SIMPLEMENTE APOYADAS ( ISOSTATICOS ) UN
TRAMO
PUENTE DE VIGAS SIMPLEMENTE APOYADAS ( ISOSTATICOS ) VARIOS TRAMOS
PUENTE DE LOSA MACIZA DE CONCRETO ARMADO
PUENTE DE ARCO EN MAMPOSTERÍA
PUENTE DE PÓRTICOS
CAJÓN DE CONCRETO ARMADO
PUENTE CON ARMADURA METÁLICA Y ARRIOSTRAMIENTO INFERIOR
PUENTE CON ARMADURA METÁLICA Y ARRIOSTRAMIENTO SUPERIOR
PUENTE CON ARMADURA METÁLICA INFERIOR TIPO BAYLEY
PUENTE CON ARMADURA METÁLICA SUPERIOR TIPO BAYLEY
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