PPTS PUENTES.pdf
- 1. CONCEPTOS GENERALES E IMPORTANCIA DE LOS PUENTES
- 2. INTRODUCCION Existen numerosas normas de diseño que han sido usadas durante muchos años como son las Normas DIN (Alemania), la Norma Francesa, la Norma Británica, el Eurocode (Unión Europea), las Normas AASHTO (USA), etc. Sin embargo, en nuestro país no se contaba con un reglamento oficial, es por ello que estas normas fueron de alguna manera adoptadas por los profesionales dedicados al diseño y construcción de puentes.
- 3. NOCIONES PRELIMINARES Los puentes generalmente son obras complejas, que requieren para su proyecto definitivo estudiar los siguientes aspectos: • Localización de la estructura o ubicación. • Luz y tipo de puente que resulte más adecuado para el sitio escogido teniendo en cuenta su estética, economía y seguridad. • Forma geométrica y dimensiones, analizando sus accesos, superestructura, subestructura, cauce de la corriente y cimentaciones. • Obras de arte y complementarias.
- 4. La utilidad de los puentes puede ser muy distinta. Los más modernos son los viaductos para transporte rápido masivo de pasajeros (TRM). Entre los distintos puentes tenemos: • Puentes peatonales. • Puentes para carreteras. • Puentes para vías férreas. • Puentes para el paso de tubería. • Viaductos para transporte rápido masivo de pasajeros (TRM). 1.2 Tipos de puentes 1.2.1 Según su utilidad
- 5. 1.2.2 Según el material En cuanto a los fines de clasificación se refiere, la identificación se hace en base al material utilizado en la estructura principal. Por ejemplo, cuando se habla de un puente de acero, se entiende que la estructura principal es de acero pero la losa puede ser de concreto. Los tipos más usados son: • Puentes de madera. • Puentes de concreto reforzado o preesforzado. • Puentes metálicos. • Puentes compuestos (metal con concreto).
- 6. 1.2.3 Según la localización de la calzada Esta clasificación está basada en la ubicación de la vía o calzada con respecto a la estructura (armadura o arco). • Puentes de calzada o vía inferior • Puentes de calzada o vía superior
- 7. 1.2.4 Según el tipo sistema estructural Longitudinalmente se puede optar por diversos sistemas estructurales. A continuación, presentamos los principales esquemas estructurales:
- 8. 1.2.5 Puentes tipo viga Los puentes tipo viga son los más comunes. Estructuralmente, también son los más sencillos, se pueden dividir en: • Puentes de tramos simplemente apoyados (una o varias luces simplemente apoyadas). Pueden ser los de losa maciza o de losas y vigas (ver fig. 1.8). Su desventaja se encuentra en el mayor número de juntas y dispositivos de apoyo.
- 9. • Puentes isostáticos con voladizos (Gerber). Existen vigas Gerber con apoyo interno y vigas Gerber con apoyo externo (fig. 1.9). En general, tiene las mismas ventajas y desventajas de las vigas simplemente apoyadas. En la actualidad, este tipo de puentes se ha dejado de utilizar.
- 10. 1.2.6 Puentes de estructura aporticada La principal característica de este puente es la unión rígida entre la superestructura y los pilares y/o estribos. Existen diversos esquemas de pórticos, entre los principales tipos tenemos:
- 11. • Pórtico con vigas conectoras. • Pórtico continuo. • Pórtico con vigas ligadas en voladizo. • Pórticos en T. • Puente acaballado simple. • Puente acaballado con tirantes. • Arco tri articulado tipo Maillart.
- 12. 1.2.7 Puentes tipo arco En este caso la estructura principal es el arco. La característica principal del arco es que gracias a su forma transmite gran parte de las cargas en compresión. Debe tenerse en cuenta que los arcos más isostáticos son los más simples de analizar pero sus dimensiones resultan mayores. Además, debe considerarse que las articulaciones son por lo general costosas. En cambio los arcos empotrados suelen alcanzar luces mayores con el inconveniente de hacerse más críticos los efectos de contracción de fragua, variación térmica y deformaciones. Los principales tipos de arco son: • Arco tri articulado. • Arco biarticulado. • Arco biarticulado con desplazamiento libre. • Arco empotrado.
- 13. 1.2.8 Puentes reticulados La estructura principal de este tipo de puentes está conformada por dos reticulados planos paralelos. El reticulado está formado por el ensamblaje triangular de elementos rectos, que por lo general son estructuras metálicas (ver fig. 1.14).
- 14. 1.2.9 Puentes colgantes Este tipo de estructura se utiliza para cubrir grandes luces. En el puente colgante la estructura principal la constituyen los cables curvos que soportan las cargas que transmiten las fuerzas a las torres y a los macizos de anclaje (ver fig. 1.15). Los cables sostienen el tablero por medio de tirantes llamados péndolas. Estructuralmente, un puente colgante es un “arco” invertido en el que la estructura principal (el cable) está sometida principalmente a tracción.
- 15. 1.2.10 Puentes Atirantados Los puentes atirantados son una variedad de puente colgante. El esquema consiste de una viga colgada de tirantes que van directamente hacia las torres (ver fig. 1.16). Estos puentes son más rígidos y tienen menos problemas de inestabilidad aerodinámica.
- 16. 1.3 Puentes tipo viga Este tipo de puentes son los de principal interés en esta tesis. A continuación, describiremos los principales elementos que componen este tipo de puentes. Más adelante, en el capítulo 2, se presentarán los diferentes tipos de carga a los que se encuentran expuestos estos elementos y en los capítulos restantes se estudiará el diseño de los mismos. En la fig. 1.17 se presentan los principales elementos de un puente tipo viga. Como se puede apreciar del gráfico un puente tipo viga está conformado por: losa, vigas, estribos y pilares, cimentación, sistemas de apoyos y juntas, y obras complementarias (barandas, separadores, drenaje, etc)
- 17. La losa es el elemento estructural que sirve para soportar el tránsito vehicular y peatonal para luego transmitir sus cargas al sistema de vigas. En estos casos la losa es cargada principalmente en la dirección transversal al tráfico (ver fig. 1.18). En puentes pequeños (L< 8 m), la losa puede ser cargada principalmente en la dirección del tráfico (ver fig. 1.19).
- 18. Además, para luces grandes (mayores a 5 m.) la losa puede ser aligerada. Esto se puede conseguir usando bloques o ladrillos de arcilla con viguetas spaciadas cada 0.53 m. Para evitar que los bloques se puedan desprender por la vibración producida por el paso de vehículos no conviene tener más de un bloque entre las viguetas. Herrera Mantilla (1996), recomienda dejar una plaqueta de 2 cm. debajo de los bloques de arcilla, con refuerzo secundario en ambas direcciones (ver Fig. 1.20).
- 19. 1.3.2 Vigas
- 20. 1.3.4 Apoyos y juntas Los sistemas de apoyos tienen la función de transmitir las cargas de la superestructura a la subestructura (ver fig. 1.21). Asimismo, los sistemas de apoyos restringen o admiten movimientos traslacionales o rotacionales de la superestructura.
- 21. 1.3.5 Obras complementarias El buen funcionamiento del puente requiere de obras complementarias que aseguren la durabilidad de las estructuras y que brinden seguridad y comodidad al tránsito. Entre las obras complementarias podemos encontrar las barandas, separadores, bermas, losas de transición, cortinas y alas, obras de iluminación, obras de señalización, drenaje, obras de captación, pavimentación, etc. En el capítulo 8, se estudiarán algunas recomendaciones para el diseño de estos elementos.