Con este post continuamos una serie iniciada con el predimensionamiento de muros que puede servir para encajar presupuestos y soluciones iniciales para el caso de puentes losa pretensados empleados en carreteras (ya publicamos dos posts sobre historia y construcción de puentes viga). Para más adelante dejaremos más información sobre puentes losa pretensados macizos o bien otros empleados para ferrocarriles. Una información en detalle de estos aspectos la podéis consultar en la publicación de Yepes et al (2009).
Los tableros losa construidos “in situ” mediante cimbra se utilizan para luces cortas y medias, en torno a 30 m, pero que pueden alcanzar los 50 ó 60 m. Esta tipología, según indica Manterola (2006) representa un compromiso entre la facilidad constructiva y las condiciones resistentes. La supresión de juntas, la reducción de momentos flectores principales cuando el tablero es continuo y una mayor libertad en forma y en la colocación de las pilas son algunas de las ventajas de estas estructuras frente a las prefabricadas de vigas. Los puentes losa suelen proyectarse en tramos continuos hiperestáticos, en hormigón pretensado casi siempre. El encofrado normalmente se fabrica para cada tablero, por lo que se adaptan a cualquier trazado, prestándose a diseños más cuidados. La estética constituye, además, un aspecto importante, pues con frecuencia son las únicas obras visibles para el usuario que circula bajo ellas.
El proyecto de estas estructuras suele estar bastante industrializado, adoptándose criterios de diseño que muchas veces son similares entre sí, cuando no idénticos. Esta repetición de formas dota de personalidad propia a determinadas vías de comunicación terrestre, haciendo que en muchos casos se pueda reconocer una autovía observando alguno de sus pasos superiores. Así, en la autovía A-23, una tipología similar de tablero se repite en 31 ocasiones en el tramo que discurre por la provincia de Teruel.
Esta reiteración en los diseños justifica la importancia de un buen predimensionamiento. En efecto, el diseño tradicional de las estructuras constituye un proceso iterativo que se inicia con la definición de unas dimensiones y unos materiales fruto de la experiencia del proyectista y de las reglas sancionadas por la práctica. A continuación se analiza la estructura a partir de los principios de la resistencia de materiales y disciplinas afines, de modelos de comportamiento de los materiales y de las prescripciones de la normativa vigente. El proyecto concluye cuando, tras varios ajustes y correcciones, queda garantizada su seguridad y funcionalidad. Con todo, la corrección del diseño y la economía alcanzada depende fuertemente de la maestría del ingeniero.
Los rangos de luces habituales para los pasos superiores en carreteras oscila entre los 10 y 45 m, según la Dirección General de Carreteras (DGC, 2000), recomendándose por razones económicas que por debajo de 18 m se ejecuten con hormigón armado, y por encima de 20 m con pretensado. En el caso de los ferrocarriles, Sobrino y Gómez (2004) indican que para la losa aligerada de hormigón postesado, las luces adecuadas se encuentran entre 20 y 35 m.
La Tabla que presentamos representa valores de losas de tramos continuos. El mayor rango de variación de las luces corresponde a las losas para carreteras, con variaciones que oscilan entre los 18,00 m y los 45,00 m.
Tabla.- Descripción de las variables de las losas para carreteras, de una muestra de 61 individuos (Yepes et al, 2009). Se indican los valores medios, el coeficiente de variación, los valores máximo y mínimo, así como los percentiles correspondientes. Los costes derivan de los precios utilizados en la publicación citada.
|
Losas aligeradas |
media |
C.V. |
mín. |
máx. |
P. 25 |
P. 50 |
P. 75 |
| Longitud total (m) |
91,87 |
60,7% |
22,18 |
300,20 |
60,50 |
72,00 |
92,40 |
| Número vanos |
3,79 |
47,0% |
1 |
12 |
3 |
3 |
4 |
| Anchura tablero (m) |
11,42 |
24,5% |
7,60 |
23,00 |
9,90 |
11,00 |
12,45 |
| Luz principal (m) |
29,97 |
20,6% |
18,00 |
45,00 |
25,00 |
31,00 |
35,48 |
| Canto tablero (m) |
1,25 |
14,2% |
0,85 |
1,75 |
1,13 |
1,25 |
1,32 |
| Luz / canto |
23,93 |
12,0% |
18,46 |
30,40 |
21,74 |
23,33 |
26,39 |
| Apoyos pila |
1,70 |
36,2% |
0 |
4 |
1 |
2 |
2 |
| Apoyos estribo |
2,20 |
26,0% |
2 |
4 |
2 |
2 |
2 |
| Hormigón (m3/m2) |
0,65 |
17,3% |
0,44 |
0,97 |
0,56 |
0,66 |
0,71 |
| Armadura activa (kg/m2) |
22,64 |
28,9% |
11,17 |
38,16 |
17,99 |
21,99 |
26,85 |
| Armadura pasiva (kg/m3) |
102,50 |
23,0% |
66,81 |
187,08 |
85,92 |
100,87 |
109,87 |
| Armadura pasiva (kg/m2) |
64,92 |
14,9% |
42,80 |
92,91 |
57,76 |
65,27 |
69,91 |
| Aligeramiento exterior (m3/m2) |
0,40 |
30,8% |
0,12 |
0,74 |
0,31 |
0,39 |
0,47 |
| Aligeramiento interior (m3/m2) |
0,20 |
24,2% |
0,11 |
0,33 |
0,16 |
0,20 |
0,24 |
| Coste del tablero (€/m2) |
314,10 |
15,2% |
228,72 |
436,36 |
276,67 |
317,27 |
346,73 |
Sin embargo, para facilitar el predimensionamiento, os paso una página web: https://laboratoriosvirtuales.upv.es/eslabon/Ejercicio?do=PredimensionamientoLosaAligerada que podéis utilizar para hacer predimensionamientos con este tipo de estructuras. Espero que os sirva de ayuda.
Referencias
- Dirección General de Carreteras (2000). Obras de paso de nueva construcción. Conceptos Generales. Ed. Ministerio de Fomento, Madrid.
- Manterola, J. (2006). Puentes. Apuntes para su diseño, cálculo y construcción. Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos. Colección Escuelas, Madrid.
- Sobrino, J.A.; Gómez, M.D. (2004). Aspectos significativos de cálculo en el proyecto de puentes de ferrocarril. Revista de Obras Públicas, 151(3445): 7-18.
- Yepes, V.; Díaz, J.; González-Vidosa, F.; Alcalá, J. (2009). Caracterización estadística de tableros pretensados para carreteras. Revista de la Construcción, 8(2): 95-108.