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FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGÍAS
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
INFORME DE INVESTIGACION DOCENTE: ING. NEIL FLORES TEMA: TIPOS DE PUENTES CARACTERISTICAS Y LAS CARGAS QUE LOS SOLICITAN MATERIA: PUENTES AREA: FACULTAD DE INGENIERIA Y TECNOLOGIAS UNIVERSITARIOS: RU: EVANDER SABENE CARRILLO 12771 NOVENO SEMESTRE COBIJA-PANDO-BOLIVIA 10/04/
CARRERA INGENIERIA CIVIL 9 no^ semestre PUENTES
MAPA
CONCEP
TUAL
CARRERA INGENIERIA CIVIL
- TIPOLOGIAS DE PUENTES................................................................................................................. INDICE
- 1.1. PUENTES ARCO.................................................................................................................................
- 1.1.1. Evolución histórica............................................................................................................................
- 1.1.2. Procedimientos constructivos..........................................................................................................
- 1.2. PUENTES VIGA................................................................................................................................
- 1.2.1. Evolución histórica..........................................................................................................................
- 1.2.2. Procedimientos constructivos..........................................................................................................
- 1.3. PUENTES PÓRTICO.........................................................................................................................
- 1.3.1. Evolución histórica..........................................................................................................................
- 1.3.2. Procesos Constructivos....................................................................................................................
- 1.4. PUENTES COLGANTES..................................................................................................................
- 1.4.1. Evolución histórica..........................................................................................................................
- 1.4.2. Proceso constructivo........................................................................................................................
- 1.5. PUENTES ATIRANTADOS.............................................................................................................
- 1.5.1. Evolución histórica..........................................................................................................................
- 1.5.2. Procesos constructivos.....................................................................................................................
- 1.6. OTRAS TIPOLOGIAS.......................................................................................................................
- 1.6.1. Puentes flotantes..............................................................................................................................
- 1.6.2. Puentes móviles...............................................................................................................................
- 1.6.3. Puentes Transbordadores.................................................................................................................
- Conceptos y Normas para las Cargas.....................................................................................................
- 2.1 Conceptos y Normas para las Cargas...................................................................................................
- 2.2 Carga Viva..........................................................................................................................................
- 2.3 Las Cargas Reales...............................................................................................................................
- 2.4 Las Cargas Maximas Legales
- 2.5 Cargas Viva de Diseño.........................................................................................................................
- 2.6 Cargas Viva para Puentes de Carreteras..............................................................................................
- 2.7 Camión de Diseño (Camiones tipo).....................................................................................................
- 2.8 Carga equivalente.................................................................................................................................
- 2.9 Eje Tamden..........................................................................................................................................
- 2.10 Otras cargas mayores (Sobrecargas)..................................................................................................
- 2.11 Reducción de la intensidad de cargas
- 2.12 Fajas de transito.................................................................................................................................
- 2.13 Impacto..............................................................................................................................................
- 2.14 Fuerza centrífuga...............................................................................................................................
- 2.15 Cargas en las aceras...........................................................................................................................
- 2.16 Choque...............................................................................................................................................
- 2.17 Parapetos, postes y pasamanos..........................................................................................................
- 2.18 Parapetos y barreras vehiculares........................................................................................................
- 2.19 Postes y pasamanos peatonales..........................................................................................................
- 2.20 Parapetos, pestes, barreras y pasamanos mixtos................................................................................
- 2.21 Fuerzas longitudinales.......................................................................................................................
- 2.22 Cargas debidas al viento.................................................................................................................... 9 no semestre PUENTES
- 2.23 Viento en la superestructura...............................................................................................................
- 2.24 Viento en la carga viva......................................................................................................................
- 2.25 Viento en la infraestructura................................................................................................................
- DEFINICION...........................................................................................................................................
- 3.1. Construccion de una Linea de influencia..............................................................................................
- 3.2. Metodo Directo....................................................................................................................................
- 3.3. Conclusiones......................................................................................................................................
- 3.4. Bibliografia........................................................................................................................................
- Cedex. (1996). Curso sobre cimentaciones de puentes. MOPTMA. Carlos..............................................
- Fernández Casado. (1997). Puentes I.........................................................................................................
Puentes
El puente es una construcción que permite salvar un accidente geográfico como un rio, un cañón un valle o un cuerpo de agua, o cualquier otro obstáculo físico, como una carretera, un camino, una vía férrea. El diseño de cada puente varia dependiendo de su función y de la naturaleza del terreno sobre el que se construye. ¿Qué es un puente y para que cargas debe servir?
Muro de Contención
Son elementos constructivos que cumplen la función de cerramiento, soportado por lo general los esfuerzos horizontales producidos por el empuje de tierras.
Puentes de Armadura
Diseños de puentes muy populares que usan malla diagonal de postes sobre el puente. Los dos diseños más comunes son los postes principales (dos postes diagonales soportados por una sola columna vertical en el centro) y postes principales (dos postes diagonales, dos postes verticales y postes horizontales que conectan dos postes verticales en la parte superior).
Puentes Voladizos
De apariencia similar a los puentes en arco, pero soportan su carga no a través de los soportes verticales sino a través de los arriostramientos diagonales. A menudo utilizan la formación de truss tanto debajo como encima del puente.
Armaduras de Refuerzo
Son unas bandas de acero galvanizado con sección y longitud variable según se determine en cada situación. Estas pueden ser lisas o con pequeños relieves. Van unidas al paramento mediante la utilización de tornillería.
Tirante de Agua
Distancia entre el nivel máximo de aguas y la parte inferior del tablero.
Puentes vigas
Tipo muy básico de puentes apoyados por varios travesaños de varias formas y tamaños. Pueden ser inclinados o en forma de V.
Puentes de Arco
Estos puentes usan el arco como componente estructural principal. Están hechos con una o más bisagras, dependiendo de qué tipo de carga y fuerzas de estrés deben soportar.
Sección de Desagüe
La sección de desagüe debe proporcionar un cruce con seguridad de un curso de aguas en cualquier oportunidad, durante las crecientes probables en el tiempo útil.
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DESARR
OLLO DE
LA
PRACTIC
A
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- TIPOLOGIAS DE PUENTES Para comenzar el estudio aplicado primeramente es necesario realizar una primera introducción sobre las tipologías más habituales de construcción de puentes. De este modo se hace una pequeña reseña sobre las tipologías empleadas, su evolución histórica y los métodos constructivos de uso más recomendado para cada tipo. 1.1. PUENTES ARCO 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. Figura 2-1 Puente Maria Pita sobre el Duero en Oporto de Tablero Superior. 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: Puentes de Tablero Superior Puentes de Tablero Intermedio Puentes de Tablero Inferior
CARRERA INGENIERIA CIVIL 9 no^ semestre PUENTES hasta quinientos metros. Otro material utilizado para estas construcciones, a parte del acero, es el hormigón ya que resiste adecuadamente las compresiones. Armando el hormigón se pueden conseguir, así mismo, resistir flexiones con lo que el rango de flexibilidad se eleva considerablemente. El primer puente arco de hormigón es de 1875 y se trató de una pasarela peatonal de dieciséis metros de luz y a partir de ésta construcción hubo un gran crecimiento de ésta tipología de puentes. Una figura relevante cuanto a la construcción de puentes arco fue Rober Maillart, ingeniero de finales de siglo XIX especializado en esta tipología de puentes. Construyó gran cantidad de puentes arco, muchos de ellos innovadores para la época. Figura 2-4 Puente de Tablero Inferior. Alemania. 255 metros de luz 1.1.2. Procedimientos constructivos Los procesos constructivos más frecuentes son los siguientes: Construcción por voladizos sucesivos: Éste es el método más frecuente donde se avanza desde las pilas o estribos. Presenta numerosas variantes. Construcción sobre cimbra: Se trata del sistema clásico donde las dovelas se apoyan en una estructura auxiliar hasta cerrar el arco. Construcción por autocimbra: En éste método el arco metálico hace de autocimbra y armadura para el definitivo. Abatimiento de los semiarcos: Consiste en construir los dos semiarcos en la vertical de los estribos y una vez concluidos abatirlos mediante un giro hasta cerrarlos en clave. Construcción mediante cable colgado: Se construyen torres provisionales en los estribos y se cuelgan cables de los cuales penden las dovelas que se
CARRERA INGENIERIA CIVIL 9 no^ semestre PUENTES empalman hasta cerrar el arco. Traslación horizontal o vertical: Se utiliza para arcos de tablero inferior habitualmente. 1.2. PUENTES VIGA 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 soportan 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. Figura 2-5 Puente sobre la Ría de Pontevedra en doble viga // Parque de dovelas de vigas de cajón. 1968 Se trata del puente más elemental de todos y entre las tipologías de puentes viga se puede distinguir: Losa maciza de hormigón armado o pretensazo Losa aligerada: Presenta la ventaja de reducir considerablemente el peso. Tablero de Vigas de Alma Llena. Por lo que respecta a las luces las máximas son del orden de 500 metros y por lo que se refiere a su estructura cabe la posibilidad de vigas simplemente apoyadas, viga continua apoyada en diversos puntos y viga Gerber. 1.2.1. Evolución histórica Los primeros puentes viga se construyeron con madera y posteriormente con la introducción del acero y del hormigón estos primeros puentes viga de madera desaparecieron de manera que en la actualidad solamente se utilizan para pasarelas peatonales u obras singulares.
CARRERA INGENIERIA CIVIL 9 no^ semestre PUENTES Figura 2-8 Construcción del viaducto Eltzal con cimbra autoportante. Voladizos sucesivos: Presenta numerosas variantes tales como las dovelas prefabricadas o la viga auxiliar. Puente empujado: Consiste en montar el tablero en un parque fijo alineado con el puente y trasladarlo longitudinalmente deslizando sobre el estribo y las pilas hasta llegar al extremo opuesto. Figura 2-9 Puente empujado sobre el Danubio. // Puente Empujado sobre el Duero. Puentes girados: El puente se construye a uno de los lados y más tarde se gira sobre las pilas hasta su posición definitiva. 1.3. PUENTES PÓRTICO El puente pórtico más que un tipo de estructura de puente con carácter propio es una estructura intermedia entre el arco y la viga por lo que presenta características propias de ambos. Tienen pilas y tablero igual que los puentes viga pero éstos son solidarios, lo que da lugar a un mecanismo resistente complejo por que en él interviene la resistencia a flexión de sus elementos.
CARRERA INGENIERIA CIVIL 9 no^ semestre PUENTES Figura 2-10 Puente pórtico sobre el río Ter en la presa de Susqueda.
CARRERA INGENIERIA CIVIL 9 no^ semestre PUENTES Puentes catenaria: Se trata de los primeros puentes colgantes primitivos que se construyeron en China e Himalaya si bien en la actualidad únicamente se construyen pasarelas peatonales con esta tipología. Puentes Autoanclados: Nacen de la necesidad de anclar los cables al terreno mediante contrapesos. Si bien en numerosas ocasiones el elevado coste de los contrapesos o la defectuosa calidad del terreno de cimentación determinan que no sea posible esta solución con lo que se anclan los cables principales al tablero en los extremos de los vanos de compensación. Puentes Colgantes de Tablero: Pueden ser de Tablero Inferior, Intermedio o Superior. Puentes colgantes de varios vanos: Ésta tipología actualmente puede considerarse que ha caído en el desuso. 1.4.1. Evolución histórica Podemos distinguir cuatro fases. La primera fase son puentes de catenaria hechos de cuerda y elementos naturales o de hierro. La segunda fase se inicia a finales del siglo XVIII cuando se colocó el tablero independiente del cable principal mediante péndolas, método impulsado por el ingeniero James Fin Ley, que utilizaba eslabones de cadena para los cables principales. Figura 2-11 Puentes catenaria en China.
CARRERA INGENIERIA CIVIL 9 no^ semestre PUENTES La tercera fase en la evolución se inicia a mediados del Siglo XIX a raíz del impulso de grandes ingenieros americanos. En un inicio se construyeron puentes con una elevada rigidez en el tablero y aumentando la rigidez en los cables principales mediante un sistema de tirante. Pero con la evolución del cálculo estático surgieron tableros cada vez más delgados pero todo el auge americano por este tipo de puentes se vio frustrado por el hundimiento del puente Tacoma en 1940. La cuarta generación se inicia a partir de los estudios derivados de la caída del mencionado puente donde se llega a dos conclusiones. La primera de ellas consisten en seguir haciéndolos con vigas trianguladas pero dándoles la suficiente rigidez a flexión y torsión para que soporten los efectos del viento. La segunda consiste en la adopción de una sección en forma de cajón cerrado aerodinámica, lo que reduce los problemas de estabilidad. Figura 2-12 Puente en el Bósforo de la cuarta generación. 1090 metros de luz. 1.4.2. Proceso constructivo Las principales fases del proceso constructivo son: Construcción de las torres y contrapesos: Por lo que se refiere a la construcción de las torres se montan generalmente mediante grúas trepadoras ancladas en ellas que se van elevando a la vez que van subiendo las torres. En cuanto a los contrapesos tampoco plantean especiales problemas. Su dificultad radica simplemente en la precisión que requiere la colocación de las piezas metálicas que sirven de anclaje a las piezas que forman el cable.
CARRERA INGENIERIA CIVIL 9 no^ semestre PUENTES el tablero interviene en el esquema de éste tipo de puentes puesto que los tirantes al ser inclinados introducen fuerzas horizontales que se deben equilibrar a través de él. Actualmente son los más frecuentes debido a numerosas razones tales como la trascendencia de su estructura por encima del tablero, lo que los hace presentes al viajero que pasa por ellos, permite hacer puentes ligeros con tableros de canto reducido, pueden tener muchos tirantes muy próximos o pocos muy separados, las torres se pueden iniciar en los cimientos o a partir del tablero de forma que el conjunto formado por el tablero, las torres y los tirantes se apoye sobre pilas convencionales. Desde el punto de vista estético es una tipología muy apreciada. Figura 2-15 Puente de Tingkau en Hong-Kong El tablero es el segundo elemento resistente básico e interviene en el esquema resistiendo las componentes horizontales que transmiten los tirantes. Estas componentes generalmente se equilibran en el propio tablero por que su resultante, igual que en la torre, debe ser nula. Su sección transversal depende en gran medida de la disposición de los tirantes. El tercer elemento resistente son las torres que pueden adoptar formas muy diversas. Así en caso de grandes puentes atirantados a ambos bordes del tablero las torres pueden ser análogas a los de los puentes colgantes (dos pilares verticales unidos entre sí por vigas horizontales o cruces de San Andrés). Si los tirantes están contenidos en planos inclinados la solución clásica es la torre en forma de A de la cual caben diversas variantes.
CARRERA INGENIERIA CIVIL 9 no^ semestre PUENTES 1.5.1. Evolución histórica La primera etapa de su evolución surgió en Alemania donde surgen puentes con pocos tirantes y con distancias grandes entre los anclajes del tablero. En la segunda etapa aparecen puentes con muchos tirantes y, por lo tanto, las distancias entre los anclajes son pequeñas. Esta segunda generación se extendió por todo el mundo y se puede considerar que se inició con el puente de Saint Nazaire. Algunos científicos consideran que existe una tercera fase en evolución actualmente con los puentes de Normandía y Tatara de 856 y 890 metros de luz. 1.5.2. Procesos constructivos Los procesos constructivos más habituales son los siguientes: Voladizos sucesivos: Es el más conocido y en éste sistema las estructuras parciales que se van generando durante el proceso están atirantadas de la misma forma que el puente completo. Figura 2-16 Construcción de puente por voladizos sucesivos // Montaje de las losas prefabricadas // Hormigonado de las juntas Construcción sobre apoyos provisionales: Consiste en construir el tablero completo del puente sobre un sistema de apoyos provisionales antes de atirantarlo. Terminado el tablero se montan los tirantes y se les va dando carga sucesivamente hasta dejar el puente en el aire. Traslación del puente mediante movimientos horizontales: Consiste en construir el puente en un lugar diferente al de su posición definitiva. En este lugar se construye sobre apoyos provisionales y una vez finalizado el puente se lleva a su lugar definitivo.
