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Resultados de la b煤squeda By Etiquetas: puente


Construcci贸n del viaducto de O Eixo

El viaducto de O Eixo se encuentra situado en el amplio valle, que forma el Rego de Ar铆ns, entre las localidades de O Eixo de Arriba y O Eixo de Abajo, de las que recibe su nombre. Forma parte del corredor norte-noreste del tren de alta velocidad Lal铆n-Santiago (A Coru帽a). Tiene una longitud total de 1.224,4 m repartidos en 25 vanos con luces de 42,5 + 25 x 50 + 39,10 m. Presenta un canto variable de 4,0 a 2,75 m y un ancho de tablero de 14,0 m. Las pilas, que var铆an entre 9 y 84 m de altura, son de secci贸n octogonal de 5,5 m de anchura y variable en altura. Ocupando los vanos 12 y 13 se proyecta un arco ligeramente ojival donde se materializa el punto fijo.

En cuanto al proceso constructivo, cabe destacar que las pilas se ejecutaron mediante encofrado trepante, mientras que el tablero se construy贸 mediante cimbra autolanzable y ejecuci贸n vano a vano. El hormigonado se ejecut贸 en dos fases. En la primera se hormigona toda la secci贸n compuesta por la tabla inferior y las almas. En la segunda fase se hormigona la losa superior. Posteriormente se introduce el postensado de la misma y se le da continuidad con los siguientes vanos mediante el cruce de tendones en los frentes de fase, evitando de esta manera disponer conectadores.

El arco se ejecut贸 en dos mitades ejecutadas por separado, ubicando cada uno de los semiarcos en vertical junto a las pilas 11 y 13. Una vez hormigonados los dos semiarcos realiz贸 el giro de ambos por medio de unas rotulas met谩licas ubicadas junto a las zapatas. Una vez colocados los dos semiarcos en su posici贸n definitiva se hormigona la zona de empotramiento con la zapata uniendo las armaduras de espera de la pila con las de la zapata, utilizando manguitos. Dicha r贸tula quedar谩 embebida posteriormente al hormigonarse la zona de empotramiento, pila-encepado.

Los semiarcos quedan fijos entre s铆 mediante el hormigonado de una zona de uni贸n de ambos y con armadura pasiva. El arco una vez monol铆tico lleva en su parte superior un tet贸n de hormig贸n armado que quedar谩 solidarizado con un hueco dejado en el tablero mediante un pretensado vertical y otro horizontal que se tesar谩 en la fase correspondiente, es decir, una vez realizado el tesado de la fase 12.

Una descripci贸n completa la pod茅is ver en el siguiente enlace: http://e-ache.com/modules/ache/ficheros/Realizaciones/Obra109.pdf

Tambi茅n os aconsejo el siguiente link de Xos茅 Manuel Carreira: http://notonlybridges.blogspot.com.es/2008/01/bridge-for-our-high-speed-train.html

 

Para aclarar estos aspectos constructivos, os dejo un v铆deo donde se describen las peculiaridades, especialmente la construcci贸n del arco. Espero que os guste.

Tambi茅n os dejo un v铆deo (en gallego) sobre el viaducto:

28 noviembre, 2017
 
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Encolado de dovelas prefabricadas en la construcci贸n por voladizos sucesivos

D. Carlos Fern谩ndez Casado junto al puente de Castej贸n, sobre el Ebro

D. Carlos Fern谩ndez Casado junto al puente de Castej贸n, sobre el Ebro.聽http://www.cfcsl.com/

Las dovelas prefabricadas utilizadas en la construcci贸n de puentes por voladizos sucesivos se colocan mediante un aparato de elevaci贸n y se unen entre s铆 mediante un adhesivo de alta resistencia a base de resinas epoxi. Para encolar las dovelas, se mantiene la dovela suspendida sobre el tablero y pr贸xima a la dovela anterior y se coloca la resina. La junta de la dovela se trata en acopio con chorro de arena o agua para eliminar desconchones, polvo, aceites y similares. La junta debe estar seca, aplic谩ndose si fuera necesario calor. Se extiende la resina, como si fuera una pintura o un enlucido, en la cara posterior de la dovela suspendida, con un consumo entre 3 y 4 kg/m2, que corresponde a una capa de unos 2 mm de espesor. Este procedimiento de construcci贸n de grandes luces mediante el sucesivo encolado de dovelas requiere la intervenci贸n de personal altamente especializado.

En las fotograf铆as se muestra el Puente de Castej贸n (1972), de la oficina de proyectos Carlos Fernandez Casado S.L, construido聽por dovelas prefabricadas de 10 toneladas 聽montadas con blondin; desde una pila se avanz贸 en voladizo 煤nico a partir de un vano lateral construido sobre cimbra, y desde la otra se avanz贸 en voladizos compensados de 50 metros de longitud. Las dovelas se pegaron 聽con resina epoxi en vez de mortero, soluci贸n que se utiliz贸 en todos los puentes siguientes. Cada voladizo estaba formado por dos cajones que se montaban con dovelas unicelulares unidas in situ con la losa superior.

Puente de Castej贸n, construido con dovelas prefabricadas encoladas. http://www.cfcsl.com/

Puente de Castej贸n, construido con dovelas prefabricadas encoladas. http://www.cfcsl.com/

Las resinas presentan las siguientes caracter铆sticas:

  1. Se forman por dos componentes, la resina (base) y en endurecedor (reactor).
  2. Existen resinas de acci贸n r谩pida, media y lenta, correspondientes a la temperatura ambiente en la aplicaci贸n: 5-15潞C, 15-25潞C y 25-40潞C, respectivamente.
  3. El tipo de resina determina el tiempo de aplicaci贸n, es decir, el transcurrido entre la terminaci贸n de la mezcla y el instante en que no se puede aplicar, variando de unos 18 minutos a 35潞C, a un m谩ximo de 40 minutos a 5潞C.
  4. Se dispone entre 45 y 60 minutos, dependiendo de la temperatura, para comprimir las dovelas entre s铆 y expulsar la resina.
  5. Aunque la resina presenta una resistencia a tensi贸n tangencial superior a 4 MPa y de 75 MPa a compresi贸n, esta resistencia no se considera en el c谩lculo, relegando la funci贸n de la resina a su actuaci贸n como lubricante durante el acoplamiento de las dovelas y como impermeabilizante de la junta.

 

 

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27 octubre, 2017
 
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Efecto del voladizo en la construcci贸n de puentes atirantados

Puente Ingeniero Carlos Fern谩ndez Casado, en embalse de Barrios de Luna (Le贸n)

Puente Ingeniero Carlos Fern谩ndez Casado, en embalse de Barrios de Luna (Le贸n). Fotograf铆a de V. Yepes.

La construcci贸n del tablero de un puente atirantado puede realizarse mediante voladizos parciales que pueden construirse en obra o bien pueden ser prefabricados. El procedimiento constructivo es similar al de la construcci贸n de tableros de puentes tipo viga, con la diferencia de que aqu铆 se van montando los tirantes para fijar las estructuras parciales, que se van montando con gr煤as o similar.

En este tipo de procedimiento constructivo es necesario considerar que la estructura parcial formada por el voladizo en el frente de avance provoca en numerosas ocasiones esfuerzos sobre el tablero mayores de los que va a tener cuando el puente est茅 en servicio. Es por ello que estos voladizos se reducen en su dimensi贸n lo m谩ximo posible, aumentando con ello el n煤mero de tirantes necesarios.

Atirantado momentos 1

Ley de flectores antes de tesar la dovela. Dibujo: V. Yepes.

La diferencia de esfuerzos entre la estructura parcial y la definitiva son, entre otros, los siguientes:

  1. La estructura final tiene presenta un tablero continuo, que muestra聽un comportamiento estructural diferente al caso de tener los extremos en voladizo durante la construcci贸n.
  2. El tablero definitivo se encuentra en un estado de compresi贸n axil importante, superior al tablero en proceso de construcci贸n, a excepci贸n del centro del vano principal y de los extremos de los vanos de compensaci贸n, el tablero presenta un estado.
  3. El voladizo en construcci贸n debe soportar al siguiente elemento hasta que se monta, adem谩s del peso de los medios auxiliares si el montaje se realiza desde la parte ya construida.
  4. El momento flector del voladizo se prolonga m谩s all谩 de la m茅nsula libre, con un m谩ximo que se sit煤a varios tirantes atr谩s, dependiendo del peso del tablero, de los medios auxiliares y de las rigideces del dintel y tirantes.

 

Para solucionar este efecto contraproducente del voladizo se pueden aplicar varios procedimientos constructivos:

  1. Se puede reforzar el voladizo mediante un pretensado adicional para reducir los momentos m谩ximos del voladizo. Este exceso de carga debe retirarse en cuanto pase el efecto del voladizo para evitar sobreesfuerzos en la estructura. Este proceso de tesado y destesado puede complicar la construcci贸n, por lo que a veces se sobredimensionan los materiales en el dintel o se sobretesan los tirantes, tal y como se hizo en el puente de Barrios de Luna.
  2. Se puede reducir peso en el voladizo si se construye una parte del tablero. Una vez se atiranta, y tras un desfase en el ciclo de avance, se completa su construcci贸n. Este m茅todo se ha utilizado mucho, por ejemplo en el puente de Oberkassel, en D眉sseldorf, que presenta tirantes muy separados. Aqu铆 se avanz贸 s贸lo con la c茅lula central del caj贸n, procedimiento que tambi茅n se utiliz贸 en el puente Flehe, cerca de la misma ciudad. En el puente de Annancis (Canad谩) se avanzaba con vigas met谩licas laterales y transversales, hormigon谩ndose despu茅s la losa.
  3. Otra posibilidad es cimbrar el voladizo hasta que se atirante. Se puede atirantar provisionalmente el carro de avance hasta el hormigonado, tal y como se hizo en el puente sobre el r铆o Waal (Holanda). Otra posibilidad menos costosa y f谩cil es la cimbra convencional que obliga a inmovilizar el extremo de la zona construida, lo que obliga a soportar una gran parte del peso de la dovela anterior. Esta soluci贸n se ha empleado en el puente de Sama.
  4. Cuando la distancia entre tirantes es grande, se pueden colocar tirantes provisionales desde la torre definitiva o mediante torres auxiliares. Las torres provisionales se apoyan en el mismo lugar de los anclajes definitivos anteriormente montados para evitar flexiones adicionales. El atirantamiento se traslada sucesivamente seg煤n avanza la construcci贸n. Este procedimiento se us贸 en el puente Kniebrucke en D眉sseldorf.
  5. Otra posibilidad que se aleja del procedimiento de construcci贸n por voladizos sucesivos consiste en disponer apoyos provisionales bajo el tablero, o bien un 煤nico apoyo en el extremo del voladizo que se eliminar谩 al colocar los tirantes. As铆 se construy贸 el puente de Bratislava sobre el Danubio.

Puente de Oberkassel sobre el Rhin, en D眉sseldorf. Fuente: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Oberkassel_Bruecke.jpg

 

Puente Flehe sobre el Rhin, cerca de D眉sseldorf. Fuente: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Fleher_Br%C3%BCcke-2.jpg

 

Puente Kniebrucke en D眉sseldorf sobre el Rhin. Fuente: https://de.wikipedia.org/wiki/Rheinkniebr%C3%BCcke#/media/File:Duesseldorf_1915.JPG

 

Puente de Bratislava, sobre el Danubio. Fuente: https://en.wikipedia.org/wiki/Cable-stayed_bridge#/media/File:Novy_Most_d.JPG

Referencias:

FERN脕NDEZ-TROYANO, L. (1999). Tierra sobre el agua. Visi贸n hist贸rica universal de los puentes. Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos. Colecci贸n de Ciencias, Humanidades e Ingenier铆a n潞 55, Madrid.

 

 

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23 octubre, 2017
 
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An谩lisis del ciclo de vida: comparaci贸n entre dos puentes postesados 贸ptimos de secci贸n en caj贸n

Acaban de publicarnos un art铆culo en la revista del JCR (Q2) Sustainability que compara dos puentes postesados 贸ptimos de secci贸n en caj贸n atendiendo a su ciclo de vida. Creemos que la metodolog铆a empleada puede ser de inter茅s para casos de estructuras de hormig贸n similares a las presentadas. El art铆culo forma parte del proyecto de investigaci贸n BRIDLIFE聽“Puentes pretensados de alta eficiencia social y medioambiental bajo presupuestos restrictivos“.

Os paso a continuaci贸n el resumen y el art铆culo propiamente dicho, pues est谩 publicado en abierto.

 

 

Abstract:

The goal of sustainability involves a consensus among economic, environmental and social factors. Due to climate change, environmental concerns have increased in society. The construction sector is among the most active high environmental impact sectors. This paper proposes new features to consider a more detailed life-cycle assessment (LCA) of reinforced or pre-stressed concrete structures. Besides, this study carries out a comparison between two optimal post-tensioned concrete box-girder road bridges with different maintenance scenarios. ReCiPe method is used to carry out the life-cycle assessment. The midpoint approach shows a complete environmental profile with 18 impact categories. In practice, all the impact categories make their highest contribution in the manufacturing and use and maintenance stages. Afterwards, these two stages are analyzed to identify the process which makes the greatest contribution. In addition, the contribution of CO2fixation is taken into account, reducing the environmental impact in the use and maintenance and end of life stages. The endpoint approach shows more interpretable results, enabling an easier comparison between different stages and solutions. The results show the importance of considering the whole life-cycle, since a better design reduces the global environmental impact despite a higher environmental impact in the manufacturing stage.

Keywords:

sustainability;聽environmental impact;聽life-cycle assessment;聽construction LCA;聽bridge LCA;聽ReCiPe;sustainable construction

Reference:

PENAD脡S-PL脌, V.; MART脥, J.V.; GARC脥A-SEGURA, T.;聽 YEPES, V. (2017).聽Life-cycle assessment: A comparison between two optimal post-tensioned concrete box-girder road bridges.Sustainability, 9(10):1864. doi:10.3390/su9101864聽(link)

Descargar (PDF, 802KB)

18 octubre, 2017
 
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Procedimientos de construcci贸n de puentes viga de hormig贸n pretensado

Puente Shibanpo (China). Construcci贸n original: 1980, desdoblamiento: 2005. Foto: 灞卞煄宕藉効. Fuente: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Shibanpo_Bridge_in_Chongqing.jpg

Uno de los ingenieros que m谩s contribuy贸 al desarrollo del hormig贸n armado, y que tuvo una actuaci贸n m谩s destacada en el origen y desarrollo del hormig贸n pretensado fue el franc茅s Freyssinet. Sin embargo, no fue hasta despu茅s de la Segunda Guerra Mundial cuando los puentes viga de hormig贸n pretensado adquirieron toda su potencia y desarrollo. El hormig贸n pretensado ha demostrado sus ventajas econ贸micas y t茅cnicas tanto para puentes de luces medias (vigas prefabricadas, por ejemplo), como en grandes luces (puentes empujados y atirantados, entre otros). El r茅cord de luz mundial para un puente caj贸n de hormig贸n pretensado es de 330 m en Shibanpo (China), terminado en 2005.

Tal es la importancia de que el proceso constructivo de un puente sea sencillo y econ贸mico, que los puentes viga se clasifican en funci贸n de dichos procedimientos. En general se pueden construir los puentes 鈥in situ鈥, con piezas prefabricadas, o de una forma mixta. Adem谩s, salvo que el puente sea muy peque帽o, los puentes viga se construyen por partes, o bien en subdivisiones longitudinales (vigas independientes que se unen mediante una losa, por ejemplo) o en subdivisiones transversales (dovelas de secci贸n completa, que dan lugar a una gran variedad de m茅todos constructivos).

Los procedimientos constructivos de los puentes viga de hormig贸n pretensado pueden clasificarse en: (a) construcci贸n sobre cimbra, (b) construcci贸n por voladizos sucesivos, y (c) construcci贸n por traslaci贸n horizontal o vertical.

Os dejo a continuaci贸n un peque帽o v铆deo explicativo al respecto.

 

 

 

 

17 octubre, 2017
 
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Construcci贸n de puentes arco con autocimbras

Viaducto de Mart铆n Gil, construcci贸n: 1934-1942

Los puentes arco pueden construirse mediante cimbras, sin embargo si estas cimbras no se reutilizan, puede optarse por dejarlas en el propio arco formando parte de su armadura. De esta forma la cimbra pasa de ser un medio auxiliar a ser parte de la estructura definitiva.聽Esta idea de usar una armadura r铆gida portante la empez贸 a utilizar el ingeniero austriaco Joseph Melan a finales del XIX, con la cual se pod铆an construir b贸vedas de hormig贸n sin necesidad de cimbras. Los encofrados se colgaban de una estructura met谩lica, portante durante el hormigonado, que quedaba finalmente embebida en el hormig贸n.

Este procedimiento lo聽utiliz贸 en 1939 Eduardo Torroja en el viaducto de ferrocarril Mart铆n Gil. Este puente se empez贸 a construir suspendiendo una cimbra de madera mediante cables, pero aparecieron muchos inconvenientes durante el hormigonado. Adem谩s, el desgraciado accidente ocurrido en el puente de Sand枚 en Suecia en agosto de ese mismo a帽o, donde la cimbra para un arco de 264 m, que iba a ser el arco de hormig贸n m谩s grande del mundo, cost贸 la vida a 18 personas. La soluci贸n fue ejecutar una autocimbra met谩lica con sus componentes unidos mediante soldadura. Destaca el hormigonado como un proceso muy concienzudo para no entrar en situaciones de carga no admisibles por la propia cimbra. Se empez贸 por la parte inferior del caj贸n, despu茅s las almas y por 煤ltimo la parte superior. Este arco, de 202 m constituy贸 en su tiempo r茅cord mundial de luz, hasta 1943, en que se acab贸 el puente de Sand枚.

Un procedimiento constructivo m谩s complejo se ejecut贸 en el puente de Echelsbacher, en el cual la autocimbra era total. En vez de construir s贸lo la autocimbra del arco, se realiz贸 en la totalidad del puente para crear una estructura met谩lica triangulada que pudiese avanzar por voladizos sucesivos. El vertido de hormig贸n en el arco se realiz贸 cuidadosamente para evitar situaciones inadmisibles para la cimbra. Se subdividi贸 la secci贸n transversal en fases, completando en cada una de ellas el hormigonado.

Puente de Echelsbacher

Os dejo a continuaci贸n un art铆culo sobre el sistema Melan y la invenci贸n paralela de Jos茅 Eugenio Ribera.

Descargar (PDF, 1.08MB)

 

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11 octubre, 2017
 
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Construcci贸n de puentes viga de hormig贸n pretensado

Pont Antig Regne de Val猫ncia

Vista inferior del Pont Antig Regne de Val猫ncia, de Salvador Monle贸n. Imagen: V. Yepes (2013)

Seguimos en este post con la divulgaci贸n de los aspectos b谩sicos de la construcci贸n de puentes viga de hormig贸n pretensado, completando otros posts anteriores sobre este mismo tema.

Uno de los ingenieros que m谩s contribuy贸 al desarrollo del hormig贸n armado, y que tuvo una actuaci贸n m谩s destacada en el origen y desarrollo del hormig贸n pretensado fue el franc茅s Freyssinet. Sin embargo, no fue hasta despu茅s de la Segunda Guerra Mundial cuando los puentes viga de hormig贸n pretensado adquirieron toda su potencia y desarrollo. El hormig贸n pretensado ha demostrado sus ventajas econ贸micas y t茅cnicas tanto para puentes de luces medias (vigas prefabricadas, por ejemplo), como en grandes luces (puentes empujados y atirantados, entre otros). El r茅cord de luz mundial para un puente caj贸n de hormig贸n pretensado es de 330 metros en Shibanpe (China), terminado en 2005.

Tal es la importancia de que el proceso constructivo de un puente sea sencillo y econ贸mico, que los puentes viga se clasifican en funci贸n de dichos procedimientos. En general se pueden construir los puentes 鈥in situ鈥, con piezas prefabricadas, o de una forma mixta. Adem谩s, salvo que el puente sea muy peque帽o, los puentes viga se construyen por partes, o bien en subdivisiones longitudinales (vigas independientes que se unen mediante una losa, por ejemplo) o en subdivisiones transversales (dovelas de secci贸n completa, que dan lugar a una gran variedad de m茅todos constructivos).

Los procedimientos constructivos de los puentes viga de hormig贸n pretensado pueden clasificarse en: (a) construcci贸n sobre cimbra, (b) construcci贸n por voladizos sucesivos, y (c) construcci贸n por traslaci贸n horizontal o vertical.

1. Construcci贸n sobre cimbra

Un puente viga de hormig贸n pretensado puede construirse sobre una cimbra hormigonando 鈥in situ鈥, o bien con dovelas prefabricadas. Las cimbras pueden apoyarse directamente sobre el suelo o ser cimbras m贸viles autoportantes.

La cimbra tambi茅n puede emplearse en la construcci贸n con dovelas prefabricadas. Las dovelas se montan sobre la cimbra y se unen entre s铆 mediante juntas h煤medas (ejecutadas con mortero) o bien juntas secas (adosando las dovelas y peg谩ndolas normalmente con resina epoxi). Posteriormente se solidarizan las piezas mediante un pretensado.

Las luces cubiertas por la construcci贸n sobre cimbra oscilan entre 20 y 50 metros. Por encima de los 20 metros, se recomienda reducir el peso propio de la losa con voladizos laterales o con aligeramientos. Por encima de los 25 metros, convendr铆a adoptar una variaci贸n longitudinal de la inercia. Por encima de los 20 metros, la competitividad frente a las vigas prefabricadas s贸lo se justifica si las condiciones de ejecuci贸n permiten abaratar el encofrado. Se pueden alcanzar mayores luces (por encima de 100 metros) con losas hormigonadas 鈥in situ鈥 de secciones en caj贸n.

聽1.1 Cimbra apoyada sobre el terreno

Cimbra de losa de puente pretensado apoyada sobre el terreno

聽Hoy d铆a se emplean cimbras met谩licas reutilizables, de f谩cil montaje y desmontaje. En el caso de cimbras altas, se emplean apoyos de gran capacidad y vigas trianguladas de gran canto; son cimbras huecas que permiten el paso de veh铆culos durante la construcci贸n del puente. Las losas aligeradas construidas sobre cimbra convencional tienen un campo econ贸mico de luces entre los 10 y 40 metros. Con secci贸n celular, el campo 贸ptimo oscila entre los 30 y los 90 metros.

1.2聽聽聽 Cimbras autoportantes

聽Las cimbras autoportantes suelen emplearse en puentes con muchos vanos de luces moderadas. Se trata de una viga met谩lica que se apoya en las pilas del puente y que permite la construcci贸n completa de uno o varios vanos. Posteriormente la cimbra se traslada horizontalmente apoy谩ndose el las pilas del puente hasta el vano siguiente. Este procedimiento permite un ritmo elevado de construcci贸n, similar al de las vigas prefabricadas.

Cimbra autoportante lanzadora de vigas

Cimbra autoportante lanzadora de vigas

聽A veces se ha sustituido la viga auxiliar bajo el tablero por un procedimiento por suspensi贸n con p贸rticos m贸viles. La secuencia de las operaciones requiere que la parte trasera del p贸rtico de avance est茅 apoyada sobre el tablero construido previamente, estando el otro apoyo en la pila siguiente, sobre una base provisional que se suprime posteriormente y se hormigona con el tablero. La viga central de todo el conjunto se extiende sobre dos tramos completos para facilitar el avance por etapas.

聽La amortizaci贸n de estos medios exige aproximadamente cuatro usos de los mismos en obras de similares caracter铆sticas con longitudes superiores a los 300 metros, aunque existe la posibilidad para el contratista de alquilar estos equipos posteriormente.

聽La principal ventaja de este sistema respecto al de avance por voladizos sucesivos reside en el ahorro de pretensado al no crear en la estructura construida esfuerzos de voladizo durante las sucesivas fases de la obra.

聽Los vanos abordables por este m茅todo oscilan entorno a los 40 metros, para conseguir resultados econ贸micamente competitivos. Se puede duplicar la luz empleando atirantamientos o apoyos provisionales intermedios.

聽聽2聽聽聽 Construcci贸n por voladizos sucesivos

聽La construcci贸n por dovelas, prefabricadas o ejecutadas 鈥in situ鈥, que avanzan en voladizo sobre las ya erigidas es un procedimiento muy adecuado para las grandes luces, o bien cuando las pilas son muy altas. Las dovelas prefabricadas se izan con medios de elevaci贸n potentes y se unen a las anteriores. Si se ejecutan 鈥in situ鈥, existe un carro de avance que se apoya en las dovelas anteriores. La estabilidad de cada etapa se asegura con el pretensado de cables.

聽El primer puente construido por voladizos sucesivos fue el de Santa Catalina, sobre el r铆o Peixe, cerca de Herval (Brasil), en el a帽o 1931, siendo su autor el ingeniero Baumgarten; se trata de un puente de hormig贸n armado de dintel continuo de tres vanos, con 68 metros de luz en el central. En 1951 Finsterwalder aplica esta tecnolog铆a ya con el pretensado en el puente de Balduinstein, sobre el Lahn, con 62.10 metros de luz libre. En Espa帽a (ver Fern谩ndez Casado et al., 1970), fue empleado en sus or铆genes en el puente de Almod贸var (1962) y el de Castej贸n (1968)

聽En la construcci贸n con dovelas prefabricadas se pueden distinguir tres etapas (ver P茅rez Fad贸n, 1990). La primera generaci贸n, en los a帽os sesenta, las dovelas llevaban juntas de mortero de cemento, llave 煤nica a cortante y cables anclados en la propia junta. La segunda se caracteriza por la prefabricaci贸n conjugada, el empleo de resinas epoxi en las juntas, las llaves m煤ltiples para el cortante y el anclaje de los cables en el interior de la dovela en unos bloque dispuestos al efecto. La tercera generaci贸n, iniciada en Francia, emplea el pretensado exterior y las almas de celos铆a (puente de Bubiy谩n en Kuwait, 1983).

La construcci贸n por voladizos sucesivos puede realizarse con una 煤nica direcci贸n de avance, la denominada construcci贸n evolutiva; o bien con crecimiento sim茅trico del tablero a ambos lados de las pilas, voladizos compensados. En el primer caso se suprime uno de los inconvenientes de la progresi贸n sim茅trica del tablero, con la consecuente multiplicaci贸n de equipos (uno por cada frente de avance) o su traslado.

聽El campo habitual de aplicaci贸n de los puentes construidos por voladizos sucesivos abarca luces entre 50 y 150 metros. Sin embargo, y de forma excepcional, pueden encontrarse puentes con luces de 250 metros construidos por voladizos sucesivos con dovelas atirantadas de forma provisional. Entre los 30 y 50 metros de luz tampoco es muy habitual. A partir de los 200 metros, se entra en competencia con los puentes atirantados.

聽3聽聽聽 Construcci贸n por traslaci贸n horizontal o vertical

聽Se construye el puente, total o parcialmente, fuera de su posici贸n definitiva y despu茅s se traslada a su posici贸n definitiva. Dentro de esta familia de procedimientos constructivos se puede distinguir la construcci贸n de puentes con vigas prefabricadas, los puentes empujados, los puentes girados y los trasladados por flotaci贸n. Asimismo, y una vez colocado una parte del puente en su posici贸n definitiva, 茅ste puede servir de apoyo para completar la secci贸n mediante la construcci贸n 鈥in situ鈥 o mediante elementos prefabricados del resto de elementos (por ejemplo, el hormigonado de la losa sobre vigas prefabricadas).

聽3.1聽聽聽 Puentes de vigas prefabricadas

聽La industrializaci贸n en la fabricaci贸n de vigas de hormig贸n pretensado permite la construcci贸n de puentes de tramos simples. Son vigas de secci贸n normalmente en T, en I o incluso en caj贸n que permiten un intervalo amplio de luces. Los cantos de estas secciones var铆an seg煤n la luz y la disponibilidad de elementos prefabricados en el mercado, entre L/18 y L/23. La luz 贸ptima se sit煤a entre los 30 y 40 metros, puesto que por encima de 50 metros los medios auxiliares de colocaci贸n deben estar ampliamente sobredimensionados. De forma excepcional podr铆a llegarse a los 70 metros de luz. Esta tipolog铆a resulta de gran inter茅s cuando el n煤mero de vigas a colocar es elevado (40 como m铆nimo).

Puente de vigas prefabricadas

Puente de vigas prefabricadas

Sobre las vigas prefabricadas se coloca una losa de unos 15 a 20 cm de espesor. Dicho elemento, adem谩s de aumentar la capacidad de la secci贸n, cumple la funci贸n de rigidizar a la superestructura tanto en el sentido vertical, para repartir las cargas, como en el horizontal, para evitar movimientos relativos entre las vigas y hacer las funciones de un diafragma r铆gido. Estas losas se construyen normalmente 鈥in situ鈥, aunque tambi茅n pueden ser prefabricadas (ver Bur贸n et al., 2000).

聽Tambi茅n se hace necesario, en ocasiones, un diafragma que proporcione rigidez lateral a las vigas y a la superestructura en general. 脡stos se colocan en los extremos del puente y en puntos intermedios. Los diafragmas intermedios tienen como funci贸n primordial restringir el pandeo lateral de las vigas principales garantizando el trabajo en conjunto y un adecuado funcionamiento a flexi贸n.

聽Para luces muy peque帽as (menores a 8 metros) pueden emplearse vigas prefabricadas de secci贸n rectangular aligerada. Con luces entre 6 y 20 metros, son el campo 贸ptimo para las vigas de secci贸n en 鈥pi鈥. Cuando las luces est谩n comprendidas entre los 10 y 25 metros, la secci贸n T es muy efectiva. Para luces mayores, son m谩s eficientes las secciones en I (rango 煤til entre 15 y 35 metros) o en caj贸n con aletas (entre 20 y 40 metros).

聽En particular, las vigas en caj贸n con alas o voladizos laterales deben su gran eficiencia a los siguientes factores: (1) mayor rigidez torsional que evita, en la mayor铆a de los casos, el uso de diafragmas intermedios; (2) ancho inferior para albergar m谩s torones y as铆 proporcionar mayor excentricidad al pretensado aumentando los esfuerzos y el momento resistente de la secci贸n; (3) la presencia de las alas elimina el uso de la cimbra para hormigonar la losa, permitiendo un menor canto (unos 15 cm) frente al requerido por una viga I (unos 18 cm).

聽Las secciones prefabricadas tipo caj贸n de grandes dimensiones de una sola pieza o en dovelas, son muy eficientes debido a su bajo peso y a su rigidez. Estas secciones se emplean en puentes atirantados y empujados. En ocasiones, presentan un doble pretensado, uno longitudinal y otro transversal, 茅ste 煤ltimo para resistir la flexi贸n de las alas.

聽Las vigas prefabricadas tambi茅n pueden dar lugar a tipolog铆as hiperest谩ticas si se da continuidad mediante un postesado posterior que las cosa al resto de la estructura. Un ejemplo es un tramo hiperest谩tico de 58 metros de luz ejecutado con vigas prefabricadas en caj贸n para un tramo de tren de alta velocidad (Millanes et al., 2002).

聽3.2聽聽聽 Tableros empujados

聽El procedimiento consiste en fabricar o montar el tablero detr谩s del estribo y despu茅s empujarlo desliz谩ndolo sobre las pilas hasta alcanzar su posici贸n definitiva al llegar al otro estribo. Este tablero, tambi茅n puede componerse mediante dovelas prefabricadas u hormigonadas 鈥in situ鈥. El m茅todo del empuje ha permitido resolver satisfactoriamente la construcci贸n de puentes sobre obst谩culos importantes situados por debajo del tablero. Este procedimiento es particularmente ventajoso en los puentes muy largos, pues permiten aplicar la construcci贸n industrializada -seg煤n P茅rez-Fad贸n (2004), es rentable a partir de los 600 metros de longitud-.

Puente construido por empuje

Puente construido por empuje

聽Este sistema constructivo fue desarrollado en la segunda mitad del siglo XIX para ubicar en su situaci贸n definitiva grandes viaductos met谩licos de celos铆a. De hecho, la ligereza de los tableros met谩licos y mixtos es una ventaja sobre los de hormig贸n, mucho m谩s pesados; sin embargo es habitual la construcci贸n de estos puentes con hormig贸n pretensado. Los puentes de ferrocarril, en particular, son estructuras id贸neas para construirlas mediante empuja, pues han de soportar, adem谩s de su peso propio, unas cargas de servicio elevadas que obligan a dimensionar secciones con una gran capacidad resistente. Al construir el puente, donde s贸lo act煤a el peso propio, el exceso de capacidad puede aprovecharse sin sobredimensionar la estructura.

聽El primer viaducto de hormig贸n empujado fue el Puente de Ager en Austria en 1959, donde se usaban dovelas cortas prefabricadas; sin embargo, muchos autores citan el puente sobre el r铆o Carona (Venezuela), terminado en 1963, de Leonhardt y Baur como iniciadores de esta t茅cnica con el hormig贸n. Posteriormente se consolid贸 el m茅todo de dovelas largas hormigonadas 鈥in situ鈥 en una instalaci贸n industrializada que se monta detr谩s del estribo, aunque sigue siendo habitual el empleo de dovelas de entre 10 y 25 metros de longitud, tanto fabricadas 鈥in situ鈥 como prefabricadas.

聽Millanes y Matute (1999) describen la construcci贸n de un viaducto con un tramo continuo singular compuesto por dos vanos de 40 metros y un vano central de 80 metros que se construy贸 mediante lanzamiento de las vigas mediante un carro. Se emplearon dos pilas provisionales y se tes贸 la losa para darle continuidad antes de eliminar dichas pilas.

聽El campo de luces 贸ptimo para los tableros empujados se encuentra entre los 30 y 60 metros, aunque de forma excepcional dicho intervalo se amplia desde los 20 a los 90 metros.

3.3聽聽聽 Puentes girados

聽Constituye una alternativa a la traslaci贸n longitudinal del tablero en el que el giro se efect煤a tras construir el puente generalmente en la orilla de un r铆o. Una opci贸n es la construcci贸n de un semipuente en cada lado y luego girarlos sobre las pilas hasta situarlos en prolongaci贸n y cerrar la clave, o bien construir la totalidad en una orilla y girarlo apoyando la punta en una barcaza o llev谩ndolo en voladizo.

聽3.4聽聽聽 Puentes trasladados por flotaci贸n

聽Supone un m茅todo constructivo empleado con frecuencia en zonas mart铆timas o grandes r铆os. Se trata de trasladar las vigas por flotaci贸n y luego izarlas mediante grandes gr煤as flotantes o con gatos.

聽Con este procedimiento se han elevado grandes vigas, como en el caso del puente Nanco del puerto de Osaka (Jap贸n), un puente cantilever construido en 1974 con una viga central de 186 metros y 4500 toneladas, que se llev贸 por flotaci贸n y se elev贸 mediante cables. El puente de Ohshima, tambi茅n en Jap贸n, es una viga continua triangulada de 200+325+200 metros de luz, una de las mayores del mundo, y se mont贸 en tres partes, mediante unas gr煤as flotantes gigantes con capacidad de 3000 toneladas, empalm谩ndose 鈥in situ鈥.

聽Sin embargo, las realizaciones con hormig贸n pretensado se reducen a vanos de 56 metros de luz y 22 metros de ancho como el caj贸n bicelular de los vanos laterales del viaducto Jamestown-Verrazzano en Rhode Island (Estados Unidos). En primer lugar se montaba la dovela sobre la pila y despu茅s el vano completo, subi茅ndolo mediante gatos de pretensado.

Referencias

  • AGUIL脫, M. (2003). Cien a帽os de dise帽o de puentes. Revista de Obras P煤blicas, 3438: 27-32.
  • ASENCIO, J. (1990). Algunas artes o t茅cnicas en la construcci贸n de puentes. Primera parte. Sigma. Revista editada por la Direcci贸n T茅cnica de Dragados y Construcciones, 1:7-34.
  • ASENCIO, J. (1990). Algunas artes o t茅cnicas en la construcci贸n de puentes. Segunda parte. Sigma. Revista editada por la Direcci贸n T茅cnica de Dragados y Construcciones, 2:9-42.BUR脫N, M.; FERN脕NDEZ-ORDO脩EZ, D.; PEL脕EZ, M. (2000). Tableros prefabricados para puentes de ferrocarril. Revista T茅cnica Cemento Hormig贸n, 813: 802-810.
  • FERN脕NDEZ-CASADO, C. (1965). Puentes de hormig贸n armado pretensado. Editorial Dossat. Madrid
  • 聽FERN脕NDEZ-CASADO, C.; MANTEROLA, J.; FERN脕NDEZ-TROYANO, L. (1970). Construcci贸n de puentes por voladizos sucesivos mediante dovelas prefabricadas. Revista de Obras P煤blicas, 3063: 715-730.
  • 聽FERN脕NDEZ-CASADO, C.; MANTEROLA, J.; FERN脕NDEZ-TROYANO, L. (1983). Viaductos de las autopistas AU-1 y AU-6 en Buenos Aires. Hormig贸n y Acero, 146.
  • 聽FERN脕NDEZ-TROYANO, L. (1999). Tierra sobre el agua. Visi贸n hist贸rica universal de los puentes. Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos. Colecci贸n de Ciencias, Humanidades e Ingenier铆a, n潞 55. 1陋 Edici贸n. Madrid, 798 pp. ISBN: 84-380-0148-3.
  • GERWICK, B. C. (1997). Construction of Prestressed Concrete Structures. Wiley-IEEE. 616 pp. ISBN: 0471181137.
  • GRATTESAT, G. (1981). Concepci贸n de puentes. Tratado general. Editores T茅cnicos Asociados, S.A. Barcelona, 495 pp. ISBN: 84-7146-226-5.
  • HARDING, J.E.; PARKE, G.A.R.; RYALL, M.J. (2000). The Manual of Bridge Engineering. Thomas Telford. Great Britain, 1012 pp. ISBN: 0727725912.
  • HARRIS, F. (1992). Maquinaria y m茅todos modernos en construcci贸n. Bellisco e Hijos Librer铆a Editorial. 1陋 Edici贸n espa帽ola. Madrid, 568 pp. ISBN: 84-85198-57-3.
  • LLAGO, R.; RODR脥GUEZ, G. (2002). Alta velocidad: Nuevas tendencias en el empuje de puentes. Revista de Obras P煤blicas, 3418: 51-60.
  • MILLANES, F.; MATUTE, L. (1999). Viaducto sobre el r铆o Lambre. Hormig贸n y Acero, 213: 33-39.
  • MILLANES, F.; MATUTE, L.; ORTEGA, M.; D脥AZ DE ARGOTE, J.I. (2002). Tramo hiperest谩tico entre las pilas P-32 a P-35 del Viaducto sobre el r铆o Jarama en la L.A.V. Madrid-Frontera Francesa. Subtramo II. Actas II Congreso de ACHE. Puentes y estructuras de Edificaci贸n. Noviembre, Madrid.
  • MONLE脫N, S. (1986). Curso de puentes. Vol. 1. Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos. Valencia, 216 pp. ISBN: 84-600-4325-8.
  • MURCIA, J.; COELHO, L.H. (1994). An谩lisis en el tiempo de puentes continuos de hormig贸n construido a partir de elementos prefabricados. Hormig贸n y Acero, 192: 55-71.
  • P脡REZ-FAD脫N, S. (1990). Voladizos sucesivos por dovelas prefabricadas. Viaducto de Cruzul. Revista de Obras P煤blicas, 3285: 21-30.
  • P脡REZ-FAD脫N, S. (2004). Construcci贸n de viaductos para l铆neas de FFCC. Tableros empujados. Revista de Obras P煤blicas, 3445: 47-52.
  • PODOLNY, W.; MULLER, J.M. (1982). Construction and design of prestressed concrete segmental bridges. John Wiley and Sons. New York, 562 pp. ISBN: 0471056588.
  • TONIAS, D.E. (1994). Bridge Engineering: Design, Rehabilitation and Modern Highway Bridges. McGraw-Hill Professional. 470 pp. ISBN: 007065073X.
  • TROITSKY, M.S. (1994). Planning and Design of Bridges. John Wiley and Sons. 318 pp. ISBN: 0471028533.
  • XANTHAKOS, P. P. (1994). Theory and Design of Bridges. Wiley-IEEE. 1464 pp. ISBN: 0471570974.

 

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2 octubre, 2017
 
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Introducci贸n a la t茅cnica de construcci贸n de puentes por voladizos sucesivos

Esquema del principio de la construcci贸n por voladizos

Esquema del principio de la construcci贸n por voladizos

La construcci贸n por tramos o dovelas, prefabricadas o ejecutadas 鈥in situ鈥, que avanzan en voladizo sobre las ya erigidas. El tablero avanza por tramos sucesivos soportando la parte construida el peso propio del tramo siguiente. La construcci贸n en voladizo permite liberarse de cimbras y andamios, adapt谩ndose especialmente a puentes con pilas muy altas, con valles extensos y profundos, en r铆os con crecidas violentas y repentinas o bien cuando hay que dejar libre un g谩libo para la circulaci贸n o la navegaci贸n.

Este procedimiento se puede usar en puentes rectos, arco y atirantados, de hormig贸n o met谩licos. Las dovelas prefabricadas se izan con medios de elevaci贸n potentes y se unen a las anteriores. Si se ejecutan hormigonando 鈥in situ鈥, existe un carro de avance que se apoya en las dovelas anteriores, asegurando la estabilidad de cada etapa con el pretensado de cables cuando la nueva dovela adquiere la resistencia suficiente.

La t茅cnica del voladizo se utiliz贸 en el siglo XIX en el lanzamiento de obras met谩licas, en la construcci贸n de grandes arcos y 鈥渃antilever鈥. Con la llegada del hormig贸n armado este procedimiento empez贸 a interesal a los constructores. El primer puente construido por voladizos sucesivos fue el puente sobre el r铆o Peixe en Herval (Brasil), data de 1930, siendo su autor Emilio Henrique Baumgart; se trata de un puente de hormig贸n armado de dintel continuo de tres vanos, con 68 m de luz en el central. En este puente las armaduras del tablero se extend铆an mediante manguitos roscados a medida que avanzaba el hormigonado. Sin embargo con hormig贸n armado se necesitaban muchas armaduras para asegurar la resistencia de las m茅nsulas y aparec铆a una fuerte fisuraci贸n en el extrad贸s del tablero, lo que provoc贸 que el sistema no tuviese mucho 茅xito.

Puente de Balduinstein, sobre el Lahn (Alemania). Foto: Claudia Lenau. Fuente: http://structurae.net/photos/132164-balduinstein-bridge

Puente de Balduinstein, sobre el Lahn (Alemania). Foto: Claudia Lenau. Fuente: http://structurae.net/photos/132164-balduinstein-bridge

Sin embargo, con el hormig贸n pretensado el sistema empez贸 a desarrollarse plenamente. As铆, Freyssinet empez贸 a utilizar el pretensado para el montaje en voladizo en las primeras dovelas del puente de Luzancy en 1945 y de los cinco puentes sobre el Marne, anclados en los estribos por pretensado. Pero es Finsterwalder quien inicia definitivamente la t茅cnica del voladizo en 1950 en el puente de Balduinstein, sobre el Lahn, con 62,10 m de luz libre, cuando aplica esta tecnolog铆a con un pretensado a base de barras que se un铆an entre s铆 mediante un sistema roscado. En Espa帽a, fue empleado en sus or铆genes en el puente de Almod贸var (1962) y el de Castej贸n (1968).

En la construcci贸n con dovelas prefabricadas se pueden distinguir tres etapas. La primera generaci贸n, en los a帽os sesenta, las dovelas llevaban juntas de mortero de cemento, llave 煤nica a cortante y cables anclados en la propia junta. La segunda se caracteriza por la prefabricaci贸n conjugada, el empleo de resinas epoxi en las juntas, las llaves m煤ltiples para el cortante y el anclaje de los cables en el interior de la dovela en unos bloque dispuestos al efecto. La tercera generaci贸n, iniciada en Francia, emplea el pretensado exterior y las almas de celos铆a (puente de Bubiy谩n en Kuwait, 1983).

La construcci贸n por voladizos sucesivos puede realizarse con una 煤nica direcci贸n de avance, la denominada construcci贸n evolutiva; o bien con crecimiento sim茅trico del tablero a ambos lados de las pilas, voladizos compensados. En el primer caso se suprime uno de los inconvenientes de la progresi贸n sim茅trica del tablero, con la consecuente multiplicaci贸n de equipos (uno por cada frente de avance) o su traslado.

El campo habitual de aplicaci贸n de los puentes construidos por voladizos sucesivos abarca luces entre 50 y 250 m. Sin embargo, y de forma excepcional, pueden encontrarse puentes con luces de 400 m construidos por voladizos sucesivos con dovelas atirantadas de forma provisional. Por debajo de 50 m de luz tampoco es muy corriente. A partir de los 200-300 m, se entra en competencia con los puentes atirantados. El rango de luces habitual para dovelas 鈥渋n situ鈥 es de 125 a 175 m, mientras que para las prefabricadas es algo menor, de 60 a 130 m.

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28 septiembre, 2017
 
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Pinceladas acerca de la ingenier铆a en la antigua China

Quin Shi Huang, fundador de la D铆nastia Quin.

En posts anteriores ya hemos hecho menci贸n a la ingenier铆a primitiva, la desarrollada en Mesopotamia o en la Grecia Cl谩sica. Menci贸n especial merecen los desarrollos alcanzados en la Antigua China, que en el siglo I ya ten铆a 57 millones de habitantes, superando a Roma, aunque ambos imperios apenas llegaran a conocerse entre ellos. Por tanto, hoy vamos a dar dos pinceladas a las realizaciones de la milenaria China, sabiendo que dejamos much铆sima informaci贸n por el camino. Los cuatro grandes inventos chinos fueron el papel, la br煤jula, la p贸lvora y la imprenta.

Una de las m谩s grandes realizaciones de todos los tiempos fue la Gran Muralla China, con m谩s de 4 km de muro en total. Esta muralla tiene unos 10 m de altura, 8 m de espesor en la base y 5 m en la parte superior, por donde discurre un camino pavimentado. Su construcci贸n requiri贸 un elevado n煤mero de personas. Los bloques de piedra se tra铆an con rodillos a las zonas previamente excavadas para su colocaci贸n. Su construcci贸n se complicaba en zonas con fuertes vientos o en otras de clima des茅rtico. Los materiales empleados fueron los disponibles en cada sitio: piedra caliza, granito o ladrillo cocido. Especialmente eficaz a los impactos de armas de asedio fueron las tapias de arcilla y arena cubiertas con varias paredes de ladrillo. Para hacerse una idea, en el reinado de Qin Shi Huang, que empez贸 a gobernar en el 221 a.C., se construyeron caminos y v铆as. Nada menos que 6.800 km durante sus 20 a帽os de imperio, lo cual es muy llamativo si tenemos en cuenta que los romanos, 300 a帽os despu茅s, tuvieron un total de 5.984 km, casi mil menos.

 

Vista parcial del sistema de irrigaci贸n de Dujiangyan.

Vista parcial del sistema de irrigaci贸n de Dujiangyan.

Tambi茅n China tuvo canales desde hace miles de a帽os. El sistema de irrigaci贸n de Dujiangyan comenz贸 en el siglo III a.C., bas谩ndose su construcci贸n en un canal que tuvo que atravesar una monta帽a, lo cual no fue una tarea f谩cil teniendo en cuenta los procedimientos constructivos de la 茅poca. Para salvar dicho problema, se recurri贸 al calentamiento y enfriamiento repetido de la roca, lo cual fractura la roca y permit铆a su excavaci贸n.聽 Para evitar la acumulaci贸n de limo en el sistema de irrigaci贸n, se construy贸 un dique en el centro del r铆o, cimentados en unos enormes gaviones hechos de bamb煤.Adem谩s, fueron los primeros constructores de puentes, con caracter铆sticas 煤nicas. Algunos de sus puentes m谩s antiguos fueron de suspensi贸n, con cables hechos de fibra de bamb煤.Aunque sin basarse en teor铆as cient铆ficas, los antiguos constructores chinos empleaban un m茅todo que est谩 relacionado con los 鈥drenes de arena鈥. En sus suelos aluviales blandos hincaban pilotes de madera que extra铆an, a continuaci贸n, por rotaci贸n. Los agujeros eran rellenados con cal viva bien compactada. Estos pozos de cal absorb铆an el agua que los rodeaba, produciendo, de este modo, una consolidaci贸n acelerada del suelo, siendo 茅stos los principios del empleo de las t茅cnicas de mejora del terreno.

 

 

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21 septiembre, 2017
 
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Concepto de puente viga y algo de historia

Puente en caj贸n postesado sobre el Turia (Quart de Poblet). Proyectado por Javier Manterola y constru铆do por Dragados y Construcciones en 1991.

Una viga constituye una pieza lineal apoyada que resiste fundamentalmente a flexi贸n. Estas estructuras presentan un canto e inercia crecientes con luz, puesto que la flexi贸n es directamente proporcional al cuadrado de la luz. Los puentes viga, por tanto, se basan en secciones de m谩xima inercia y de m铆nimo peso (secciones en doble T, cajones, etc.).

Aunque morfol贸gicamente el puente viga puede parecer el sistema m谩s simple y directo de atravesar un r铆o, su mecanismo resistente, la flexi贸n, es m谩s complejo y dif铆cil de intuir que el esfuerzo axil, ya sea de tracci贸n o compresi贸n, predominante en otras tipolog铆as estructurales, como los arcos (ver un post anterior).

Las primeras intuiciones sobre el mecanismo de la flexi贸n en una viga surgen en el Renacimiento con Leonardo da Vinci, aunque fue Galileo el primero que intent贸 dar una explicaci贸n cient铆fica al comportamiento de una viga. Sin embargo, fue Coulomb (1736-1806) el primero que propuso las condiciones de equilibrio de las secciones de la viga y Navier (1785-1836) el que resolvi贸 en 1824 completamente el problema bas谩ndose en la proporcionalidad de tensiones y deformaciones (ley de Hooke) y en la hip贸tesis de la conservaci贸n de las secciones planas. Continuadores de Navier fueron Saint-Venant y Bresse que hicieron importantes aportaciones a la resistencia de materiales y al c谩lculo de las estructuras hiperest谩ticas. Sin embargo, no fue hasta 1954 el a帽o en que Livesley inici贸 el m茅todo matricial del c谩lculo de estructuras empleado hoy masivamente con el empleo de los ordenadores personales.

La modelizaci贸n para el c谩lculo de un puente viga puede seguir un an谩lisis como estructura lineal. Sin embargo, el tablero del puente es una superficie, y por tanto, deber estudiarse adecuadamente el efecto del reparto de las cargas. En los puentes oblicuos se requiere incluso un estudio tridimensional de tensiones. Es habitual, por tanto, emplear modelos de c谩lculo bidimensionales basados en la losa ort贸tropa (rigidezes distintas en las dos direcciones). Es habitual el empleo del modelo del emparrillado, el de l谩minas plegadas, el de bandas o de elementos finitos.

En cuanto a las soluciones estructurales, 茅stas han pasado, seg煤n crec铆a la luz a salvar por el puente, por la losa maciza, la losa aligerada, el tablero de vigas de alma llena, las vigas en celos铆a o trianguladas y las vigas caj贸n. Con las triangulaciones se llega a la m谩xima reducci贸n de material, constituyendo los puentes viga que cubren las luces mayores. Sin embargo, en las vigas caj贸n se consigue la m谩xima eficacia resistente por su excelente comportamiento tanto a flexi贸n como a torsi贸n.

Puente viga isost谩tica tipo Howe

Puente viga isost谩tica tipo Howe

Las vigas pueden estar simplemente apoyadas en sus extremos, o bien ser vigas continuas, es decir, apoyadas en varios puntos. Los puentes viga biapoyados constituyen estructuras isost谩ticas, de c谩lculo sencillo, que han sido empleados para cubrir peque帽as y medianas luces. Los puentes en viga continua son estructuras hiperest谩ticas, que permiten reducir considerablemente la flexi贸n de c谩lculo, debido al cambio de signo de estos esfuerzos en los apoyos y en el centro del vano.

Los puentes continuos presentan ciertas ventajas frente a los simplemente apoyados. Se requiere un menor n煤mero de apoyos y de juntas (superficie de rodadura sin interrupciones), los cantos son menores y, asimismo, la deflexi贸n y la vibraci贸n son menores. Sin embargo, los asientos diferenciales pueden afectar a la estructura. Otro inconveniente, aunque menor, es la mayor complejidad en el an谩lisis del puente continuo, sin embargo, es una dificultad relativa con los potentes medios de c谩lculo actuales. Adem谩s, en los puentes prefabricados, es habitual un sistema constructivo evolutivo que pasa del isostatismo al hiperestatismo al unir las piezas prefabricadas a una losa de hormig贸n y adem谩s se da una continuidad longitudinal. En estos casos deben contemplarse las redistribuciones de esfuerzos en el tiempo por la fluencia y retracci贸n del hormig贸n, y si, adem谩s, la secci贸n evoluciona, aparecen tambi茅n redistribuciones internas de tensiones. Estas redistribuciones no son despreciables y deben considerarse en el c谩lculo en el proyecto y en la construcci贸n.

Una tercera opci贸n lo constituyen las vigas Gerber o en cantilever, que introducen articulaciones en una viga continua con tal de hacerla isost谩tica. En este 煤ltimo caso se suman las ventajas de las vigas continuas (cambio de signo en los momentos) y las vigas biapoyadas (no se ven afectadas por asientos del terreno).

Los puentes viga se han construido con materiales tan diversos como la madera, el acero, el hormig贸n armado y el hormig贸n pretensado. Los puentes de vigas en celos铆a y trianguladas en madera se desarrollaron en el siglo XIX sobre todo en Estados Unidos con la extensi贸n del ferrocarril. Se lleg贸 con vigas Town de madera a luces de 70 m en el puente de Blenheim en 1853. En 1840 Howe patent贸 la primera viga mixta de madera y hierro, sin embargo pronto se impusieron las vigas puramente met谩licas.

Hacia 1830 la producci贸n industrial de hierro comienza a desarrollarse con el ferrocarril, y con ello se recurri贸 a este nuevo material en forma de vigas trianguladas o de vigas de alma llena. En esta 煤ltima categor铆a destaca el puente Britannia, sobre el Menai (Gales), finalizado en 1850 por Stephenson, con dos tramos centrales de 140 m de luz.

La secci贸n de caja original del Puente Britannia, circa 1852.

La secci贸n de caja original del Puente Britannia, circa 1852.

A finales del siglo XIX el acero sustituy贸 completamente al hierro y, por supuesto, a la fundici贸n. Los puentes viga de acero se impusieron r谩pidamente por su ligereza. Para luces medias, y por encima de los 75 m, las soluciones met谩licas entran en competencia con el hormig贸n pretensado. La luz de 300 metros del vano central de puente de Niteroi (R铆o de Janeiro, Brasil) se puede considerar l铆mite en puentes met谩licos en viga continua con secci贸n en caj贸n, porque la soluci贸n m谩s adecuada para estas luces es la atirantada. Otras tipolog铆as como los puentes atirantados o los colgantes, quedan fuera de la clasificaci贸n de los puentes viga.

Tampoco se entrar谩 en la descripci贸n de los puentes viga de hormig贸n armado, pues 茅stos quedan relegados a las peque帽as obras de f谩brica (menos de 15 m de luz), estando ampliamente superada su tecnolog铆a con el hormig贸n pretensado para luces mayores. Sin embargo, el puente viga de hormig贸n armado de mayor luz del mundo es la pasarela de Irvy sobre el Sena (Par铆s), con 134,5 m de luz, construida en 1930; su tipolog铆a corresponde con una viga triangulada. Para otros post dejamos los aspectos constructivos de estos puentes.

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18 septiembre, 2017
 
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