Puentes
Puente
Clasificacin de los puentes
Los puentes se pueden clasificar:
Segn las estructura
Puentes fijos: Puentes mviles: Puentes de viga. Puentes
basculantes.Puentes de arco. Puentes giratorios.Puentes de
armadura. Puentes deslizantes.Puentes en cantilver. Puentes de
elevacin vertical.Puentes sustentados por cables. Puentes
transbordadores. Puentes de pontones.
Segn los materiales
Puentes de cuerdas de liana.Puentes de madera.Puentes de
mampostera.Puentes metlicos.Puentes de hormign armado.Puentes de
hormign pretensado.
Puentes Fijos:
Puentes de viga:
Consisten en varios de estos rganos, que, colocados
paralelamente unos a otros con separaciones de 1,2 a 1,5 m, salvan
la distancia entre estribos o pilas y soportan el tablero. Cuando
son ferroviarios, disponen de vigas de madera o acero y sus pisos
pueden ser abiertos o estar cubiertos con balasto o placas de
hormign armado. Los destinados a servir el trfico de vehculos son
de acero, hormign armado o pretensado o madera. Las vigas metlicas
pueden ser de seccin en "I" o de ala ancha; los caballetes de
madera forman vanos con vigas o largueros que descansan en pilas de
pilotes del mismo material o en pilotes jabalconados.
Puentes continuos. Pueden ser de viga de celosa, de vigas de
acero de alma llena, de vigas o viguetas de hormign armado o de
vigas o viguetas de hormign pretensado. Los puentes continuos de
viga de celosa suelen ser de dos o tres tramos, pero los de viga
armada pueden salvar ininterrumpidamente muchos tramos. Los
refuerzos contra la carga de las vigas continuas de hormign armado
deben colocarse cerca de la parte superior de las mismas, en el rea
situada sobre los soportes, pues all es donde se producen los
esfuerzos citados. Las vigas y viguetas de los puentes continuos de
hormign pretensado tienen seccin en"I" o tubular.
Puentes de arcos:
Cuentan entre los ms atractivos logros de la ingeniera. Se
construyen de acero, de hormign armado o pretensado y, a veces, de
madera. Hasta poco antes de iniciarse el siglo XX fue utilizada la
piedra labrada. Esta clase de puentes pueden ser de tmpano de
celosa diagonal, cuya rigidez queda asegurada por miembros
diagonales colocados entre el cuerpo del arco (intrads) y el
tablero; arco de celosa vertical; o arco de arcadas macizas o de
viga de alma llena. En estos ltimos tipos, la rigidez de las
nervaduras aseguran la del arco.
Puentes de armaduras:Puentes de armadura rgidaCombinan las
planchas y estribos de los puentes de placas con las vigas y
estribos de los de viga; esta combinacin forma unidades sencillas
sin articulaciones de unin entre las piezas. Se construyen de
hormign armado o pretensado o de armaduras de acero rodeadas de
hormign. De origen muy reciente, resultan sumamente tiles para
separar en niveles los cruces de carreteras y ferrocarriles. En
estos cruces suele ser conveniente que la diferencia de niveles sea
mnima y los puentes de la clase que nos ocupa son susceptibles de
recibir menor altura en un mismo tramo que los otros tipos.
Puentes de armadura sencillaLas armaduras de los puentes
modernos adoptan muy variadas formas. Las armaduras Pratt y Warren,
de paso superior o inferior, son las ms utilizadas en puentes de
acero de tramos cortos. La Howe slo se emplea en puentes de madera;
sus miembros verticales, construidos con barras de acero, estn en
tensin, al igual que el cordn inferior, que es de madera.
Puentes cantilverTienen especial aplicacin en tramos muy largos.
Reciben su nombre de los brazos voladizos (cantilver) que se
proyectan desde las pilas. Los brazos voladizos tambin pueden
proyectarse hacia las orillas para sustentar los extremos de dos
tramos suspendidos. Es posible realizar combinaciones variadas como
las que incorpora el puente del Forth, ya que pueden utilizarse
todos los sistemas de armaduras a excepcin de la Howe. El principio
del puente cantilver puede aplicarse fcilmente a los puentes de
armadura de acero y tablero superior. Existen viaductos de hormign
armado o de vigas armadas metlicas en cantilver.El puente de Firth
of Forth construido por John Fowler y Benjamn Baker entre los aos
1881 y 1890 sobre el estuario del Forth cerca de Edimburgo inicia
la estirpe de puentes complejos con ms de un vano principal.Sus
dimensiones dan idea del esfuerzo titnico que fue necesario
desplegar para llevarlo a cabo.Longitud (L.)
total.....................2528,62 mVanos
principales......................521,21 mLongitud del voladizo
.................207,26 mGlibo
.......................................45,72 mL. vigas centrales
apoyadas ..... 106,68 m
Puentes sustentados por cables:Colgantes De aspecto armonioso y
extensa aplicacin, salvan los ms amplios tramos de todo el mundo;
el de la Golden Gate, entrada a la baha de San Francisco
(California), tiene 1281 m de longitud. Los principales elementos
de estos puentes son sus cables, suspendidos de torres y anclados
por sus extremos a los pilares de sujecin. Tales cables, compuestos
generalmente por miles de alambres paralelos de acero galvanizado,
de 5 mm de dimetro (generalmente), agrupados para formar una seccin
circular, llevan un arrollamiento en espiral de alambre que
mantiene su forma cilndrica al tiempo que los impermeabiliza. Cada
uno de los cuatro cables que sustentan el puente de George
Washintong (con un tramo de 1000 m sobre el ro Hudson) tiene 76 cm
de dimetro y 26000 hilos. Los puentes de tramos relativamente
cortos emplean cables de alambre retorcido corriente; tambin se
utilizan cadenas de barra de ojal.
AtirantadosArmaduras de refuerzo y cables arriostrados
(atirantados) o reforzados ayudan a soportar la flexin local creada
por las grandes cargas que atraviesan el puente. Las torres se
construyen de secciones metlicas formadas a veces por gruesas
planchas que les confieren apariencia de gran solidez. Los
elementos fundamentales de la estructura resistente del puente
atirantado son los tirantes, que son cables rectos que atirantan el
tablero, proporcionndoles una serie de apoyos intermedios ms o
menos rgidos.Pero no slo ellos forman la estructura resistente
bsica del puente atirantado; son necesarias las torres para elevar
el anclaje fijo de los tirantes, de forma que introduzcan fuerzas
verticales en el tablero para crear los pseudo-apoyos; tambin el
tablero interviene en el esquema resistente, porque los tirantes,
al ser inclinados, introducen fuerzas horizontales que se deben
equilibrar a travs de l. Por todo ello, los tres elementos,
tirantes, tablero y torres, constituyen la estructura resistente
bsica del puente atirantado.
Puentes de pontonesLos puentes flotantes se apoyan sobre
flotadores y por ello no tienen el arraigo en la tierra que toda
obra fija debe tener. Los flotadores pueden ser ms o menos grandes
para reducir su movilidad y se puede conseguir que sus movimientos
sean incluso menores que los de algunos puentes fijos, pero ello no
elimina ese carcter de elemento flotante sometido a los movimientos
del agua; hay siempre un movimiento relativo entre el puente y los
apoyos fijos de las orillas.Los puentes flotantes consisten
bsicamente en un tablero apoyado sobre una serie de elementos
flotantes que sirven para mantenerlo en una situacin ms o menos
fija. Se han utilizado muchos tipos de elementos flotantes:
barriles, odres, barcas, y pontones cerrados de diferentes
materiales.La mayora de los puentes flotantes que se hicieron hasta
el s. XIX se apoyaban en barcas fijas, anlogas a las mviles,
ancladas al lecho del ro. Muchos de ellos, al estar situados en ros
navegables o en ras, deban permitir el paso de los barcos, y por
ello tenan un tramo mvil.
Puentes MvilesPuentes basculantesLos puentes basculantes son los
que giran alrededor de un eje horizontal situado en una lnea de
apoyos; se incluyen por tanto en ellos los levadizos y los
basculantes segn la clasificacin de Gauthey.Son los ms clsicos de
los mviles y los que ms se utilizan actualmente. Son tambin los
primeros, porque los famosos puentes levadizos medievales eran de
este tipo.Los puentes levadizos iniciales de madera consistan en un
tablero simplemente apoyado a puente cerrado, y atirantado durante
el movimiento. Eran siempre de una hoja, porque giraban sobre un
apoyo y se elevaban tirando del otro. Los tirantes, formados por
cadenas o cuerdas, se recogan con un cabrestante manual, y ello
haca girar el tablero sobre uno de sus apoyos, mediante una rtula.
Tambin se utilizaron puentes levadizos de dos hojas, con el vano
mvil dividido en dos semivanos que se levantaban desde sus
extremos.
Puentes giratoriosEn los puentes giratorios de eje vertical
caben, igual que en los basculantes, dos posibilidades de apertura:
o bien girar dos vanos simtricos sobre una pila situada en el
centro del canal de navegacin, aunque en algn caso excepcional
puede estar situada en un borde; o bien girar dos semivanos con sus
compensaciones, sobre dos pilas situadas en los bordes del canal.
El clsico puente giratorio es el primero, con una fisonoma muy
caracterstica, anloga en casi todos los construidos; es una viga
triangulada con tablero inferior, canto variable muy acusado, mximo
en el apoyo central y mnimo en los extremos, y una pila gruesa en
el centro que aloja la maquinaria de giro.La solucin de dos
semivanos compensados que giran sobre las pilas laterales se ha
utilizado en raras ocasiones, si bien los de mayor luz son de esta
forma.
Puentes de elevacin verticalLos puentes de desplazamiento
vertical son tableros simplemente apoyados, cuyos apoyos se pueden
mover verticalmente para elevarlos a la cota que requiere el glibo
de navegacin.Normalmente se elevan tirando de sus cuatro esquinas,
y por ello requieren dos o cuatro torres, en las que se aloja la
maquinaria de elevacin y los contrapesos necesarios para
equilibrarlos durante la maniobra de desplazamiento vertical. En
algn puente de pequea luz se han evitado las torres y los
contrapesos, accionndolo mediante gatos hidrulicos situados bajo el
tablero, y por ello, a puente cerrado nada evidencia su condicin de
mvil.
Puente transbordadorLos puentes transbordadores han estado y
estarn siempre unidos al nombre del ingeniero francs Ferdinand
Arnodin, porque fue el primero que patent la idea, e intervino en
la mayora de los que se han construido. El puente transbordador es
una forma diferente al mvil de resolver el conflicto que plantean
dos corrientes de trfico incompatibles: un trfico de vehculos entre
dos orillas situadas a poca altura sobre el agua, y un trfico de
barcos en el ro o ra a salvar, que requiere un glibo de navegacin
de gran altura. La solucin que se ha utilizado normalmente para
resolver este problema es el puente mvil de cualquiera de los tipos
ya estudiados, pero si la luz es muy grande esta solucin puede
resultar difcil o imposible de hacer, y por ello surgieron los
transbordadores. El transbordador consiste en una viga fija,
situada a la altura requerida por el glibo, de la que se cuelga una
plataforma mvil, generalmente mediante cables, que transporta los
vehculos de una orilla a la opuesta; con esta solucin se puede
llegar a luces anlogas a los puentes colgantes porque no se
plantean problemas en la estructura fija, diferentes a los de los
puentes normales.
PuentesSegn los materialesPuentes de liana o cuerdas
Estos puentes son los antecesores de los puentes sustentados por
cables (colgantes y atirantados) actuales.Este tipo de puentes se
denomina pasarela.Los cables se fabricaban de lianas, enredaderas,
cuero, bamb, mimbre y materiales similares. Las cuerdas estn
agrupadas y torcidas en espiral para formar una unidad
resistente
puentes de maderaLos puentes de madera son ms fciles y ms rpidos
de construir que los de piedra, y han resultado siempre ms
econmicos; por ello, los primeros que construy el hombre fueron de
madera, y a lo largo de la Historia se han construido innumerables
puentes de este material, muchos ms que de piedra.Los puentes de
madera han planteado siempre problemas de durabilidad y por ello se
han considerado siempre de una categora inferior que los de piedra;
generalmente se les ha dado carcter de obra provisional; se
aspiraba a sustituirlos por uno de piedra en cuanto hubiera dinero
para ello.
Puente de mamposteraLas estructuras de piedra que sirven para
salvar luces de cierta importancia, derivan del arco formado por
dovelas yuxtapuestas; son las bvedas y las cpulas. Por ello los
puentes de piedra, que deben salvar los ros, utilizan siempre bveda
como estructura resistente.Los puentes de piedra estn formados por
bvedas cilndricas, anlogas al medio can romnico, aunque en ellas
predomina la dimensin longitudinal sobre la transversal, y por ello
el efecto bveda es mnimo; se comportan bsicamente como arcos
lineales. La construccin de los puentes de piedra es bastante
simple, y en trminos generales no plantea problemas distintos a los
de cualquier obra coetnea de l; solamente la cimentacin plantea
problemas singulares, pero su dificultad es debida al ro, no a su
estructura.
Puentes de metalesEl empleo del hierro signific una
transformacin radical en la construccin en general, y en los
puentes en particular; sus posibilidades eran mucho mayores que las
de los materiales conocidos hasta entonces, y por ello se produjo
un desarrollo muy rpido de las estructuras metlicas, que pronto
superaron en dimensiones a todas las construidas anteriormente. Hay
diferencia considerable de caractersticas y de calidad entre los
aceros actuales, y el hierro fundido que se utiliz en un
principio.
Puentes de hierro forjadoEl hierro forjado es un hierro tratado
a base de golpeo para aumentar su resistencia y mejorar su
regularidad. Actualmente se laminan en caliente fabricando chapas y
perfiles metlicos, elementos que han conformado en gran medida las
estructuras metlicas.
Puentes de fundicinLos primeros puentes metlicos se hicieron de
hierro fundido; la mayora tienen estructuras poco claras, heredadas
de los de piedra y de madera.
Puentes de aceroA finales del s. XIX, cien aos despus de la
iniciacin de los puentes metlicos, se empez a utilizar el acero
para construir puentes.Conseguir que los materiales de construccin
sean dctiles y no frgiles, es uno de los logros importantes de su
tecnologa.
Puentes de hormign armadoEl hormign armado es una colaboracin
del acero y el hormign, adecuado especialmente para resistir
esfuerzos de flexin. El hormign es muy adecuado para resistir
compresiones y el acero en barras para resistir tracciones.
Se imponen dos soluciones clsicas: los de vigas de alma llena,
que podan ser vigas en T unidas por la losa superior, o vigas de
cajn para las luces mayores; y los arcos, solucin idnea para el
hormign, que es un material adecuado para resistir compresiones.Con
hormign armado se llegaron a hacer puentes viga de gran luz; el
mayor es el de Ivry sobre el Sena, una pasarela triangulada de
134,5 m de luz, construida en 1930.
Puentes de hormign pretensado
Freyssinet, adems de contribuir al desarrollo del hormign
armado, fue el iniciador del hormign pretensado porque, gracias a
su extraordinario esfuerzo personal, consigui desarrollar una nueva
tcnica casi desde cero, hasta hacerla aplicable en cualquier obra
donde fuera adecuada.El hormign pretensado se puede considerar un
nuevo material; su diferencia con el hormign armado es que en ste
la armadura es pasiva, es decir, entra en carga cuando las acciones
exteriores actan sobre la estructura; en el pretensado, en cambio,
la armadura es activa, es decir se tesar previamente a la actuacin
de las cargas que va a recibir la estructura (peso propio, carga
muerta y cargas de trfico), comprimiendo el hormign, de forma que
nunca tenga tracciones o que stas tengan un valor reducido. La
estructura se pone en tensin previamente a la actuacin de las
cargas que van a gravitar sobre ella, y de ah su nombre de hormign
pretensado. En definitiva, es adelantarse a las acciones que van a
actuar sobre la estructura con unas contra-acciones que es el
momento en que se tesan las armaduras; se pueden tesar antes de
hormigonar la pieza, es decir, pretensarlas, o se les puede dar
carga despus de hormigonada la pieza, es decir, postensarlas.Con el
hormign pretensado se evita la fisuracin que se produce en el
hormign armado y por ello, se pueden utilizar aceros de mayor
resistencia, inadmisibles en el hormign armado porque se producira
una fisuracin excesiva.
Muchas graciasViaducto de Millau. Francia