Puentes

PUENTES

Introducción

Un puente es una construcción que permite salvar un accidente geográfico o cualquier otro obstáculo físico como un río, un cañón, un valle, un camino, una vía férrea, un cuerpo de agua, o cualquier otro obstáculo. El diseño de cada puente varía dependiendo de su función y la naturaleza del terreno sobre el que el puente es construido.

Su proyecto y su cálculo pertenecen a la ingeniería estructural, siendo numerosos los tipos de diseños que se han aplicado a lo largo de la historia, influidos por los materiales disponibles, las técnicas desarrolladas y las consideraciones económicas, entre otros factores.

La necesidad humana de cruzar pequeños arroyos y ríos fue el comienzo de la historia de los puentes. Hasta el día de hoy la técnica ha pasado desde una simple losa hasta grandes puentes colgantes que miden varios kilómetros y que cruzan bahías. Los puentes se han convertido a lo largo de la historia no solo en un elemento muy básico para una sociedad sino en símbolo de su capacidad tecnológica.

Historia del puente

El arte de construir puentes tiene su origen en la misma prehistoria. Puede decirse que nace cuando un buen día se le ocurrió al hombre prehistórico derribar un árbol en forma que, al caer, enlazara las dos riberas de una corriente sobre la que deseaba establecer un vado. La genial ocurrencia le eximía de esperar a que la caída casual de un árbol le proporcionara un puente fortuito. También utilizó el hombre primitivo losas de piedra para salvar las corrientes de pequeña anchura cuando no había árboles a mano. En cuanto a la ciencia de erigir puentes, no se remonta más allá de unos siglo y nace precisamente al establecerse los principios que permitían conformar cada componente a las fatigas a que le sometieran las cargas.

El arte de construir puentes no experimentó cambios sustanciales durante más de 2000 años. La piedra y la madera eran utilizadas en tiempos napoleónicos de manera similar a como lo fueron en época de julio Cesar e incluso mucho tiempo antes. Hasta finales del siglo XVIII no se pudo obtener hierro colado y forjado a precios que hicieran de él un material estructural asequible y hubo que esperar casi otro siglo a que pudiera emplearse el acero en condiciones económicas.

El primer tipo de puente

Primer tipo de puente colgante

Al igual que ocurre en la mayoría de los casos, la construcción de puentes ha evolucionado paralelamente a la necesidad que de ellos se sentía. Recibió su primer gran impulso en los tiempos en que Roma dominaba la mayor parte del mundo conocido. A medida que sus legiones conquistaban nuevos países, iban levantando en su camino puentes de madera más o menos permanentes; cuando construyeron sus calzadas pavimentadas, alzaron puentes de piedra labrada. La red de comunicaciones del Imperio Romano llegó a sumar 90000 Km. de excelentes carreteras.

A la caída del Imperio Romano, sufrió el arte un gran retroceso, que duró más de seis siglos. Si los romanos tendieron puentes para salvar obstáculos a su expansión, el hombre medieval vio en los ríos una defensa natural contra las invasiones. El puente era, por tanto, un punto débil en el sistema defensivo en la época feudal. Por tal motivo muchos puentes fueron desmantelados y los pocos construidos estaban defendidos por fortificaciones (Fotografía 1.1). A fines de la baja Edad Media renació la actividad constructiva, principalmente merced a la labor de los Hermanos del Puente, rama benedictina. El progreso continuó ininterrumpidamente hasta comienzos del siglo XIX.

La locomotora de vapor inició una nueva era al demostrar su superioridad sobre los animales de tiro. La rápida expansión de las redes ferroviarias obligó a un ritmo paralelo en la construcción de puentes sólidos y resistentes. Por último, el automóvil creó una demanda de puentes jamás conocida. Los impuestos sobre la gasolina y los derechos de portazgo suministraron los medios económicos necesarios para su financiación y en sólo unas décadas se construyeron más obras notables de esta clase que en cualquier siglo anterior. El gran número de accidentes ocasionados por los cruces y pasos a nivel estimuló la creación de diferencias de nivel, que tanto en los pasos elevados como en los inferiores requerían el empleo de puentes. En una autopista moderna todos los cruces de carreteras y pasos a nivel son salvados por este procedimiento.

Puentes y su clasificación

Fabricado de piedra, ladrillo, cemento, madera, o hierro que se construye y forma sobre los ríos, fosos y otros sitios, para poder pasarlos.

Suelo que se hace poniendo tablas sobre barcas, odres u otros cuerpos flotantes, para pasar un río.

Clasificación de los puentes.-

Debido a la gran variedad, son muchas las formas en que se puede clasificar los puentes, siendo las más destacables las que se detallan a continuación:

a) Por su longitud:

Puentes mayores (Luces de vano mayores a los 50 m) Puentes menores (Luces entre 6 y 50 m.). Alcantarillas (Luces menores a 6 m,).

b) Por su objeto o servicio que presta:

Puentes camineros Puentes ferroviarios. Puentes aeroportuarios.

Puentes acueducto (para el paso de agua solamente).

Puentes canal (para vías de navegación

Puentes para oleoductos.

Puentes grúa (en edificaciones industriales

Pasarelas (o puentes peatonales).

Puentes mixtos (resultado de la combinación de casos).

c) Según el material que compone la superestructura:

Puentes de madera.

Puentes de mampostería de ladrillo

Puentes de mampostería de piedra.

Puentes de hormigón ciclópeo.

Puentes de hormigón simple.

Puentes de hormigón armado.

Puentes de hormigón pretensado

Puentes de sección mixta.

Puentes metálicos.

d) Según la ubicación del tablero

Puentes de tablero superior.

Puentes de tablero inferior.

Puentes de tablero intermedio.

Puentes de varios tableros.

e) Según transmisión de cargas a la infraestructura

Puentes de vigas.

Puentes aporticados.

Puentes de arco.

Puentes en volados sucesivos. Puentes obenque (atirantados) Puentes colgantes.

f) Según sus condiciones estáticas

Isostáticos: Puentes simplemente apoyados.

Puentes continuos con articulaciones (Gerber).

Hiperestáticos: Puentes continuos

Puentes en arco.

Puentes aporticados.

Puentes isotrópicos o espaciales

Puentes en volados sucesivos (pasan de isostáticos a hiperestáticos)

g) Según el ángulo que forma el eje del puente con el del paso interior (o de la corriente de agua):

Puentes rectos (Ángulo de esviave 90o

Puentes esviajados

Puentes curvos h) Según su duración:

Puentes definitivos

Puentes temporales (muchas veces permanecen por tiempo prolongado).

Aspectos técnicos

Estructuración: En esta parte de la norma se analizan detalladamente como deben ir cada uno de los elementos del puente, relacionando su rigidez y resistencia con la finalidad de resistir cualquier tipo de carga que lo aceche. Clasificación de los puentes: Los puentes según su importancia así tendrán un estudio detallado de cada uno de sus elementos para su diseño estructural, se tienen puentes (críticos, esenciales, importantes, utilitarios, etc.), cada uno según su ubicación geográfica y su uso, en la norma especifica la descripción de cada uno de ellos, esto con la finalidad de darle mayor realce a la importancia de un buen diseño para mitigar el desastre.

Niveles de Protección: Se definen varios niveles de protección en la norma, esto con la finalidad asentar límites para el diseño estructural en función del área donde se ubicará la estructura, para obtener una estructura resistente ante el desastre y optima respecto a el costo de construcción.

Cargas en los puentes. Se describen en la norma diversas cargas que influirán en el diseño estructural del puente, las cuales están basadas en el tipo de puente a construir (Carga Muerta), tipo de vehículo que atravesará el puente, carga peatonal, carga en bordillos, carga por sismo. Al tomar en cuenta todas estas magnitudes en el diseño estructural de un puente, obtendremos una estructura que proporcione seguridad y estabilidad, frente a cualquier caos que pudiera presentarse en la vida del proyecto.

Además se presenta la forma de analizar la estructura frente a dichas cargas, los métodos de análisis sísmico (Análisis dinámico Modal Espectral) a utilizar según el tipo de estructura considerando en el todas las restricciones de rigidez, amortiguamiento, la masa de la estructura y el suelo; proporciona además todas las directrices a seguir para obtener datos correctos de lo que podría presentarse.

Si se realiza a cabalidad y se siguen todos los lineamientos, tomando en cuenta todos los parámetros establecidos de carga en el diseño de la estructura (puente), forma y direcciones de la carga, y el método más conveniente para el análisis de la estructura podremos mitigar de una manera óptima el desastre.

El tema el empuje de suelos es fundamental para el diseño estructural del puente, ya que en el estarán sembrados los cimientos de dicho elemento estructural, es de vital importancia el realizar el estudio de suelos correspondiente para determinar las características de el suelo que se presenta, ya que los parámetros que se determinan mediante

...