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clasificacion de puentes
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Clasificación de los puentes según su sistema constructivo.
La necesidad del hombre de entrelazar ciudades con pueblos y comunidades de difícil
acceso ha llevado a la realización de innumerables puentes, de todas las características.
Con el paso del tiempo, las dificultades constructivas presentadas por cada proyecto,
llevaron al ingenio humano a sobrepasar sus propios límites. Con cada nuevo puente se
percibían mejoras constructivas, sistemas innovadores y considerables reducciones en
tiempos de ejecución. Surgieron entonces los métodos de construcción, que son formas,
según las necesidades del proyecto, de erigir un proyecto de manera rápida y económica.
Al momento de elegir el tipo de puente adecuado para un proyecto, hay toda una
variedad de categorías que los clasifican. Por ejemplo, si se quiere clasificar los puentes
según su estructura encontramos los puentes vigas, arcos y puentes con cables, etc.; si se
quiere clasificar según su material están los puentes de concreto, acero, madera y mixtos;
o si se quieren designar por su sección transversal, están los puentes losa, viga y losa, viga
cajón, etc. Ahora bien también se pueden clasificar según su sistema o método
constructivo, y es donde aparecen puentes tales como los puentes en voladizos sucesivos,
con obras falsas parciales y completas, con cimbras estáticas y deslizables, con vigas
lanzadoras e izadas, y también los puentes empujados.
Muchos ingenieros y expertos en el tema de puentes han divido la clasificación de los
puentes según su sistema de construcción en dos grandes grupos dentros de los cuales se
encuentran los diferentes métodos de construcción, estos son: los construidos en situ, y
vigas prefabricadas.
Construcción in situ.
Para casos de puentes de luces pequeñas, con tableros colocados a poca altura sobre un
terreno accesible y horizontal es posible construir la superestructura sobre un andamiaje
inferior. Este andamio puede apoyarse sobre zapatas provisionales o pueden usarse
pilotes o puntales metálicos; también se han implementado el relleno con grandes
cantidades de suelo toda la zona inferior de la superestructura, facilitando asi la
construcción en situ de las vigas y del tablero, y posteriormente removiendo todo ese
relleno. A este tipo te puentes con este sistema constructivo se le denominan Puentes con
obras falsas parciales y completas.
El proceso de construcción consistiría en preparar el andamio y el encofrado, para luego
armar y vaciar la superestructura. De esta manera, se puede asegurarse la continuidad de
las obras y lograr puentes integrales que tienen mejor comportamiento. Sin embargo, no
siempre son deseables estas condiciones de construcción, especialmente cruces de vías
donde interrumpir el tráfico por mucho tiempo crea descontento e impactos en la
población.
Un ejemplo de este tipo de puentes en la ciudad de Cartagena es conocido puente de
turbaco:
Puentes con cimbras estáticas y deslizantes.
Generalmente para puentes de pequeña altura (8-10m) hormigonados in situ. Se usan
cimbras de apoyo para construir. Ideal para pasos superiores. En caso de haber varios
vanos, la construcción se hace tramo a tramo, en el caso de las cimbras estáticas una vez
hormigonado un tramo, se pretensa, descimbra y desencofra y pasa al tramo siguiente.
En el caso de las cimbras deslizante se le adjuntan elementos de rodadura para pasar de
tramo a tramo.
Vigas prefabricadas
En muchos casos no es factible colocar un andamio en el terreno para soportar el tablero
en su fase de construcción por muchas razones. Para solucionar este problema se hace
necesario utilizar otros medios de construcción como la prefabricación. La prefabricación
presenta muchas ventajas frente a los métodos tradicionales. Entre sus principales
ventajas se encuentran:
Disminuye el tiempo de construcción, las vigas se pueden prefabricar mientras se
construye la infraestructura.
Mejora las características mecánicas del concreto debido a las condiciones
semiindustriales de su fabricación.
Elimina los riesgos de trabajos en alturas.
Para casos de concreto pre-esforzado se evitan las dificultades originadas por el
tensionamiento prematuro en concreto jóvenes.
Limita los efectos de retracción pues parte importante se produce antes de su
colocación final.
Reduce los efectos por deformaciones diferidas que disminuyen con la edad del
concreto.
Aumenta el rendimiento de la mano obra al establecerse un ritmo de construcción.
Este aspecto toma relevancia cuando se trata de la fabricación de dovelas.
En estos casos de prefabricación y en especial con elementos preesforzados, debe tenerse
en cuenta los diferentes estados de carga y de servicio a los que estará sometida la
estructura desde su construcción hasta su colocación final. Suelen variar mucho las
condiciones de apoyo y las solicitaciones de resistencia, llegando incluso a invertirse los
momentos y fuerzas cortantes.
Una vez prefabricadas los elementos, existen muchos métodos, según el sitio y las
características generales del proyecto, para trasportar y colocar los elementos en su
posición final. Entre las técnicas más comunes, tenemos:
Estructuras izadas.
Estructuras lanzadas
Estructuras empujadas.
Voladizos sucesivos.
Estos métodos no abarcan la gran gama de métodos de construcción, e incluso todos
estos mismos métodos poseen alternativas particulares de aplicación o pueden ser
modificados o combinados, dependiendo de las características particulares de cada
proyecto.
Estructuras izadas.
Este es el medio más simple y económico para transportar y colocar los elementos
prefabricados. El método consiste en prefabricar las vigas en el terreno, luego izarlas por
medio de grúas hasta su posición definitiva y finalmente construir la losa apoyándose
sobre las vigas. Este método también se usa para colocar las dovelas en su sitio.
viaducto puente guillermo gaviria correa (barancabermeja-yondo)
Estructuras con vigas de lanzamiento
Este método consiste en colocar una viga metálica lanzada por encima de la luz a
construir. Este método es más elegante y presenta muchas ventajas sobre los demás
métodos.
Este método aprovecha la facilidad de montaje y desmontaje de las armaduras metálicas.
Es relativamente fácil armar estas estructuras y luego desinstalarlas y usarlas en otro sitio.
Además, el poco peso de las estructuras metálicas permite que se lleguen a construir luces
de 85m.
El proceso consiste en prefabricar las vigas y luego montarlas en el sistema de izaje y
traslación de la armadura. Luego, la viga recorre la armadura hasta llegar a su posición
final. En caso de puentes con varios tramos, la viga se traslada longitudinalmente según el
avance.
La viga de lanzamiento puede ser una cercha de acero con apoyos tipo túnel para permitir
el paso de los elementos. Los nervios de la viga metálica sirven de camino al carretón de
traslación de los elementos a colocar. En algunos casos, las armaduras están construidas
de tal manera que permiten su desplazamiento en el sentido transversal al tablero para
facilitar la colocación de las vigas paralelas.
Lanzamiento y montaje de Villa
Chablé, Tabasco, México.
Estructuras empujadas
Este proceso es uno de los más usados para puentes con luces aproximadas de 40m. El
proceso consiste en prefabricar las vigas y después empujarlas la máxima longitud posible
(la viga queda en volado), para que luego sigan siendo empujadas hasta su posición final.
El elemento es montado en rodillos para facilitar su movimiento. Luego, la estructura es
empujada hasta su posición final por medio de gatas u otros dispositivos. En general, se
debe levantar ligeramente el extremo para evitar errores de nivel al momento de encajar
el elemento en los apoyos.
Como las vigas no pueden resistir grandes longitudes en volado se necesitan andamios
como apoyos provisionales. Estos andamios deben poseer en la cima mecanismos de
rodadura para permitir la traslación de las vigas.
En algunas ocasiones, se colocan guías o cables en el extremo del elemento para poder
manipular y corregir el alineamiento.
El esquema es el mismo en caso de jalar la estructura en vez de empujarla. Los cables
pueden ser jalados por camiones u otros vehículos que tengan la suficiente potencia. En el
diseño debe considerarse que las vigas estarán soportando momentos y fuerzas muy
diferentes a las de servicio.
Voladizos sucesivos
La construcción por voladizo consiste en construir el tablero a partir de tramos sucesivos,
de manera que cada tramo nuevo se apoye en los tramos ya colocados. Cada tramo es
llamado dovela y se une al precedente cuando haya alcanzado suficiente resistencia. Su
estabilidad se asegura por medio de cables de preesforzado, creando así un tramo
autoportante que sirve de arranque para un nuevo avance.
Las dovelas pueden ser vaciadas en situ en encofrados móviles o pueden ser
prefabricadas, transportadas y puestas en su lugar por medio de dispositivos apropiados.
La sección transversal que mejor se adapta a la construcción por voladizos es la sección
tipo cajón. Esto se debe en parte a su mayor resistencia a los momentos negativos
causados en el proceso constructivo donde las cabezas inferiores deben soportar
compresión, especialmente cerca de los apoyos. Además, la secciones tubulares poseen
un buen rendimiento estructural superior a las de las vigas T, e incluso tienen mayor
estabilidad estática y dinámica.
.
Esquema de construcción por voladizo a partir de pilas
En este tipo de construcción se trata de avanzar simétricamente los voladizos para evitar
los momentos de vuelco elevados. Sin embargo, el vaciado o la colocación de dovelas no
puede ser del todo simultáneo, por lo que las pilas estarán sometidas a momentos de
flexión.
Si el tablero está empotrado en las pilas, estas normalmente soportan los momentos de
asimetría. Si por el contrario, el tablero constituye una viga continua, es necesario
empotrar el tablero durante su construcción (usando cuñas o armaduras de pretensado),
o bien utilizar apoyos provisionales colocados cerca de las pilas.
En ciertos casos se puede avanzar la construcción de forma no simétrica con relación a las
pilas. Esta solución requiere generalmente uno o más apoyos provisionales a medida que
avanza la construcción. Otra alternativa consiste en lastrar o colocar un contrapeso en la
zona en un extremo, para poder avanzar los volados en el otro extremo.
Un claro ejemplo es el PUENTE GUILLERMO GAVIRIA CORREA que unio a yondo con
barancabermeja sobre el rio magdalena, insinia de Colombia.
El proyecto consistió en un puente de 919,10 metros de longitud, conformado por un
viaducto de acceso en la margen derecha (359,95 m), un puente principal de 399,20 m y
un viaducto de acceso en la margen izquierda (159,95 m). Los viaductos de acceso
estuvieron conformados por luces de vigas pos-tensadas y placa en concreto. El puente
principal fue diseñado para ser construido por el sistema de voladizos sucesivos con
dovelas fundidas in situ. El ancho del tablero fue de 11 metros y se constituyó por una
calzada útil de 9 metros para dos vías de tráfico y andenes de un metro a cada lado.
La superestructura del puente está constituida por una viga continua postensada de
sección cajón unicelular, con altura que varía parabólicamente ente 9,50 m en las caras de
las pilas y 2,80 m en el centro de la luz central y sobre las dovelas extremas.
En el viaducto de acceso de Barrancabermeja se construyeron 12 vigas de 40 m de
longitud, 2,40 m de altura y 80 toneladas de peso, de las cuales las 3 vigas de la primera
luz fueron construidas directamente en su sitio sobre andamios de carga aprovechando la
poca altura de la obra falsa. Las restantes 9 vigas se construyeron sobre el terreno
adyacente a cada luz, en los meses de mayo y junio de 2004, y se montaron con grúas de
gran capacidad en julio de 2004.
Viaducto de acceso.
Clasificación de los puentes según su sistema constructivo
Asignatura:
Puentes.
Estudiante:
Jhonatan caballero peluffo
Docente:
Ing. José España
Universidad de Cartagena
Facultad de ingenierías
Programa de ingeniería civil.
Marzo 2015
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