Introducción

La necesidad humana de cruzar pequeños afluentes y ríos fue el comienzo de

la historia de los puentes; El mismo es una construcción que permite salvar un

accidente geográfico como un río la Fabricación de puentes se torna tan importante en

lugares donde existen abundantes desniveles territoriales y características geográficas

que pueden dividir y aislar pueblos enteros; los puentes están fundamentalmente

conformados por dos partes principales las cuales son la infraestructura y la

superestructura los cuales se van enlazando por tramos de una o varias armaduras de

apoyo

Breve Nota Histórica

En la reconstrucción de la Memoria de nuestra Historia de la Ingeniería

Estructural, la consideración de las obras de infraestructura es obligada. Entre ellas, la

construcción de vías de comunicación. Prácticamente inexistentes a mediados del

siglo XIX, facilitaron la creación y el desarrollo de lo que poco a poco se fue

conformando como país. Esto pudo lograrse, en buena medida, con la construcción de

puentes. Se recoge aquí información dirigida a un mejor conocimiento sobre la

evolución de esa parte de nuestra Ingeniería Estructural, sus actores y propulsores.

Desde los primeros puentes caraqueños, indispensables para desarrollar una trama

urbana, cruzada por múltiples quebradas e irregularidades topográficas, hasta lo

puentes más modernos sobre el río Orinoco.

Se estima que en Venezuela hay más de 6100 puentes en servicio (Torres,

2006). El interés de esta crónica está centrada en cuatro grupos de estructuras: (i) los

primeros puentes para salvar las fuertes irregularidades topográficas de Caracas y los

subsiguientes que acompañaron el crecimiento urbano; (ii) los principales puentes

colgantes que comenzaron a cruzar nuestros grandes ríos, los puentes de hierro de la

red ferroviaria de fines del siglo XIX hasta las primeras décadas del siglo XX,

incluidos los primeros puentes de concreto armado; (iii) la expansión de las redes

viales urbanas e interurbanas desde los años 30 hasta finales del siglo XX; (iv)

puentes de grandes vanos desde el primer puente sobre el río Caroní en 1964, en

adelante.

Puente de Minneapolis

Los puentes se dividen en dos partes fundamentales:

La superestructura o conjunto de tramos que salvan los vanos situados entre los

soportes. Cada tramo de la superestructura está formado por un tablero o piso, una o

varias armaduras de apoyo y por las riostras laterales. El tablero soporta directamente

las cargas dinámicas y por medio de la armadura transmite las tensiones a pilas y

estribos.

La infraestructura formada por:

Las pilas. Son los apoyos intermedios de los puentes de dos o más tramos. Deben

soportar la carga permanentemente y sobrecargas sin asientos, ser insensibles a la

acción de los agentes naturales (viento, riadas, etc.).

Los estribos situados en los extremos del puente sostienen los terraplenes que

conducen al puente. A veces son reemplazados por pilares hincados que permiten el

desplazamiento del suelo en su derredor. Deben resistir todo tipo de esfuerzos por lo

que se suelen construir en hormigón armado y tener formas diversas.

Los cimientos o apoyos de estribos y pilas encargados de transmitir al terreno todos

los esfuerzos. Están formados por las rocas, terreno o pilotes que soportan el peso de

estribos y pilas.

Los tramos más cortos que conducen al puente propiamente dicho se llaman de

acceso y en realidad forman parte de la fábrica.

Las armaduras de los puentes pueden trabajar a flexión (vigas), a tracción (cables), a

flexión y compresión (arcos y armaduras), etc.

En la construcción de los puentes una de las partes más delicadas es la cimentación

bajo agua debido a la dificultad de encontrar un terreno que resista las presiones,

siendo normal el empleo de pilotes de cimentación.

Cada tramo de un puente consta de:

Una o varias armaduras de apoyo: pueden ser:

Placas, vigas y jabalcones, que transmiten las cargas mediante flexión o curvatura

principalmente.

Cables, que las soportan por tensión.

Vigas de celosía, cuyos componentes las transmiten por tensión directa o por

compresión.

Arcos y armaduras rígidas que lo hacen por flexión y compresión a un tiempo.

Un tablero o piso: soporta directamente las cargas dinámicas (tráfico) y por medio de

las armaduras transmite sus tensiones a estribos y pilas, que, a su vez, las hacen llegar

a los cimentos, donde se disipan en la roca o en el terreno circundante. Está

compuesto por:

Planchas

Vigas longitudinales o largueros sobre los que se apoya el piso

Vigas transversales que soportan a los largueros.

Los arriostrados laterales o vientos: van colocados entre las armaduras para unirlas y

proporcionar la necesaria rigidez lateral. También transmite a los estribos y pilas las

tensiones producidas por las fuerzas laterales, como las debidas a los vientos, y las

centrífugas, producidas por las cargas dinámicas que pasan por los puentes situados

en curvas.

Los puentes de grandes dimensiones descansan generalmente sobre cimientos de roca

o tosca. Si los estratos sobre los que se va a apoyar están muy lejos de la superficie,

entonces se hace necesario utilizar pilares cuya profundidad sea suficiente para

asegurar que la carga admisible sea la adecuada.

Clasificación De Los Puentes

    Los puentes son estructuras que los seres humanos han ido construyendo a lo largo

de los tiempos para superar las diferentes barreras naturales con las que se han

encontrado y poder transportar así sus mercancías, permitir la circulación de las

personas y trasladar sustancias de un sitio a otro.

    Dependiendo el uso que se les dé, algunos de ellos reciben nombres particulares,

como acueductos, cuando se emplean para la conducción del agua, viaductos, si

soportan el paso de carreteras y vías férreas, y pasarelas, están destinados

exclusivamente a la circulación de personas.

    Las características de los puentes están ligadas a las de los materiales con los que

se construyen:

Los puentes de madera, aunque son rápidos de construir y de bajo coste, son

poco resistentes y duraderos, ya que son muy sensibles a los agentes

atmosféricos, como la lluvia y el viento, por lo que requieren un

mantenimiento continuado y costoso. Su bajo coste (debido a la abundancia

de madera, sobre todo en la antigüedad) y la facilidad para labrar  la madera

pueden explicar que los primeros puentes construidos fueran de madera. 

Los puentes de piedra, de los que los romanos fueron grandes constructores,

son tremendamente resistentes, compactos y duraderos, aunque en la

actualidad su construcción es muy costosa. Los cuidados necesarios para su

mantenimiento son escasos, ya que resisten muy bien los agentes climáticos.

Desde que el hombre consiguió dominar la técnica del arco este tipo de

puentes dominó durante siglos. Sólo la revolución industrial con las nacientes

técnicas de construcción con hierro pudo amortiguar este dominio.

Los puentes metálicos son muy versátiles, permiten diseños de grandes luces,

se construyen con rapidez, pero son costosos de construir y además están

sometidos a la acción corrosiva, tanto de los agentes atmosféricos como de los

gases y humos de las fábricas y ciudades, lo que supone un mantenimiento

costoso. El primer puente metálico fue construido en hierro en Coolbrookdale

(Inglaterra)

Los puentes de hormigón armado son de montaje rápido, ya que admiten en

muchas ocasiones elementos prefabricados, son resistentes, permiten superar

luces mayores que los puentes de piedra, aunque menores que los de hierro, y

tienen unos gastos de mantenimiento muy escasos, ya que son muy resistentes

a la acción de los agentes atmosféricos

    Básicamente, las formas que adoptan los puentes son tres, que, por otra parte, están

directamente relacionadas con los esfuerzos que soportan sus elementos

constructivos. Estas configuraciones son:

Puentes de viga: Están formados fundamentalmente por elementos

horizontales que se apoyan en sus extremos sobre soportes o pilares. Mientras

que la fuerza que se transmite a través de los pilares es vertical y hacia abajo

y, por lo tanto, éstos se ven sometidos a esfuerzos de compresión, las vigas o

elementos horizontales tienden a flexionarse como consecuencia de las cargas

que soportan. El esfuerzo de flexión supone una compresión en la zona

superior de las vigas y una tracción en la inferior.

Puentes de arco: Están constituidos básicamente por una sección curvada

hacia arriba que se apoya en unos soportes o estribos y que abarca una luz o

espacio vacío. En ciertas ocasiones el arco es el que soporta el tablero (arco

bajo tablero) del puente sobre el que se circula, mediante una serie de soportes

auxiliares, mientras que en otras de él es del que pende el tablero (arco sobre

tablero) mediante la utilización de tirantes. La sección curvada del puente está

siempre sometida a esfuerzos de compresión, igual que los soportes, tanto del

arco como los auxiliares que sustentan el tablero. Los tirantes soportan

esfuerzos de tracción.

Puentes colgantes: Están formados por un tablero por el que se circula, que

depende, mediante un gran número de tirantes, de dos grandes cables que

forman sendas catenarias y que están anclados en los extremos del puente y

sujetos por grandes torres de hormigón o acero. Con excepción de las torres o

pilares que soportan los grandes cables portantes y que están sometidos a

esfuerzos de compresión, los demás elementos del puente, es decir, cables y

tirantes, están sometidos a esfuerzos de tracción.

    Como cualquier clasificación, ésta no pretende ser más que una aproximación torpe

de la comprensión humana a la diversidad, en este caso de los puentes.

*Atendiendo a la función primordial que cumplen.

Acueductos. Puentes que conducen agua

Viaductos. Puentes destinados al paso de vehículos

Pasarelas. Puentes pensados para el uso exclusivo de peatones.

De madera. Los primeros puentes son simplemente uno o varios troncos uniendo dos

orillas de un riachuelo.

De piedra. La conquista tecnológica del arco permite construir puentes de piedra.

De hierro. La revolución industrial trae de su mano los primeros puentes de este

material.

De hormigón y acero. Los puentes actuales se construyen mezclando estos dos

materiales.

De viga. Es la primera y más sencilla solución que inventa el hombre para salvar una

distancia. En la antigüedad, antes de conocer el hormigón armado, hubo que

descartarlos ya que la madera por flexión no permitía cubrir grandes distancias.

De arco

Sobre tablero. El arco soporta el peso del tablero del que está colgado

Bajo tablero. El tablero está encima del arco que es quien soporta el peso del puente.

Colgante. El tablero cuelga de grandes pilares. Aquí no hay arcos.

Selección del Puente

Escogencia Del Sitio Y Tipo De Puente

Proceso de proyectos que se datan de las siguientes etapas:

1- Una inspección ocular del sitio del puente para comprobar su ubicación, el tipo de

obstáculo a salvar, los datos topográficos, geotécnicos y geológicos que se consideren

necesarios a fin de presentar un informe preliminar con recomendaciones sobre el

tipo de puente que parezca más adecuado a las condiciones locales.

2-  Recolección de la información topográfica geológica e hidrológica sobre el tipo de

puente y el tipo de obstáculo a salvar, en la pate topográfica se debe tomar en cuenta

las curvas de nivel y l puntos de diferencia preferiblemente a una escala 1:100; tomar

perfiles longitudinales del eje del puente, tomar perfiles longitudinales del eje del rio,

tomar en cuenta los perfiles longitudinales de la vía donde se va a montar el puente,

tomar en cuenta las secciones transversales de inicio y final donde van a anclar los

estribos. Los estudios hidrológicos toman en cuenta los niveles de creciente máximos

y mininos de cálculos de agua para rurales de 6 a 12m, navegables de 40 a 60m

(tirante de aire= altura q va a tener la losa).

En la parte geológica se deben realizar estudios de suelo ó Calícates para saber si el

suelo está apto para el montaje de un puente.

3 Elaboraciones de un proyecto comparativo basado en predimensiones aproximadas

para la concepción y comparación heurística de soluciones para llegar a la elección

del tipo y característica final más adecuado.

4- Realizar el análisis de la estructura y elemento detallado de los elementos del

puente con la elaboración del plano de construcción el programa de trabajo, las

especificaciones, cómputos métricos, presupuesto estimado todo esto soportado x una

memoria descriptiva del proyecto. “los procesos es preciso tener en cuenta las

necesidades estéticas de la obra si no son necesariamente costosas si se las piensa

desde el comienzo de la concepción con la cual se fundamenta en: 1 la

funcionabilidad de la obra bien concebida y satisfecha su necesidad. 2las buenas

proporciones entre superestructura e infraestructura donde la infraestructura son los

estribos, pilas, fundaciones y pilotes y la superestructura es el tablero el

recubrimiento el parapeto, las vigas principales. 3 la armonía entre sus masas y sus

espacios vacios. 4la concordancia entre las formas estructurales y el paisaje

 *Ubicación o localización del puente:

- características de la vía: ancho y número de canales de circulación.

–acera hombrillos, islas centrales y defensa

– geometría del eje de la vía, alineamientos y curvaturas definidas por coordenadas

– niveles de creciente y el tirante de aire requerido

  - las condiciones geotécnicas del sitio.

*Pesos específicos:

Acero 7850kg/m3

Concreto 2500kg/m3

Aluminio 280kg/m3

Tierra compactada 1900kg/m3

Tierra suelta 1600kg/m3

Asfalto 2330kg/m3

Acero de refuerzo 4200kg/m3

*Formas y dimensiones del puente:

1 los accesos formados generalmente por rellenos compactados con su talud natural o

confinados dentro del muro de sostenimiento, - la superestructura, - la infraestructura.

Las fundaciones que transmiten y distribuyen las cargas portantes del subsuelo.

Una vez efectuado el proyecto de un puente corresponde también al Ing.

planear y dirigir las operaciones necesarias para construirlos de un todo de acuerdo

con las previsiones del proyecto y para eso se refiere q el proyectista este en la

capacidad de escoger y recomendar lo siguiente

1 los métodos constructivos más adecuados para ejecutar los elementos del puente

2 los equipos necesarios para realizar los procesos recomendados

3 el orden en que debe ejecutarse las diversas operaciones y el tiempo necesarios para

efectuarlos lo que actualmente se dispone de numerosos programas de computación

que permiten establecer y analizar el programa de trabajo

4 los materiales necesarios para construir los elementos del puente y la oportunidad

en q se requieran.

Es altamente recomendable que como en todo proyecto de ingeniería el

proyecto del puente se documenta en una memoria descriptiva.

Perfil longitudinal:

1 terraplén 8 vigas principales

2 rasante del puente 9 soportes

3 parapetos 10 neoprenos

4 vigas de borde 11 estribos

5 sistema de drenaje o 

tanquillas (alcantarillas)12  pilas

6 carpeta de rodamiento 13 aceras

7 losa de calzada

*Guía para la escogencia de un puente:

1 el puente debe ser recto al cauce del rio, profundo y estrecho ya que este conduce a

la menor abertura de la sección requerida.

2 los puentes rectos resultan menos costosos que los puentes curvos u oblicuos.

3 es conveniente evitar sitios donde la velocidad del rio sea muy alto pues presenta

peligro de erupción

4debe escogerse un sitio alejado de las confluencias del rio y sus afluentes. ya q en

ellos se producen remansos que pueden afectar la estabilidad de la estructura

5 la pendiente longitudinal del puente debe ser muy pequeña o nula y deben evitarse

los cambios de pendientes violentos.

6 cuando tenemos ríos caudalosos no podemos colocar apoyos intermedios

7 cuando tenemos ríos quietos o pasivos se pueden hacer luces pequeñas

*Secciones transversales de los puentes:

Vías de penetración: están conformados por 2 brocales, 2 aceras, 2 hombrillos, y 2

canales de circulación (1 en c/sentido). Hombrillos (canales de seguridad).

Brocal: h: 0.18, a: 0.40, burladeros o aceras: 0.45, hombrillo: 0.90 ancho vía: 3.05

Troncal baja velocidad: 2 brocales 0.40*0.18, 2 aceras, 2 hombrillos, 2 canales de

circulación

Troncal de alta velocidad: 2 brocales 0.40*0.23, no poseen aceras, 2 hombrillos 0.90,

4 canales de circulación 3.60 (2 c/sentido) y 1 separador o isla o isla central de 1m

Autopistas: 2 brocales 0.40*0.23, 2 hombrillos 0.60, sin acera, 4 canales de

circulación de 4.50 c/u 2 sentidos, isla central de 1m

Urbanos: existen 2 urbanos: livianos 2 brocales 0.40*0.18, 2 aceras 1.20, 2 canales

3.60 1cada sentido, 2 hombrillos 0.60

Urbano avenida: 2 brocales 0.40*0.18, 2 aceras 1.20, 2 hombrillos 0.60, 4 canales 2

cada sentido 3.60.

*Cargas horizontales:

1 impacto: es el esfuerzo producido por la vibración por un # de vehículos a distintas

velocidades el impacto se calcula mediante I: 15/L+38 donde I < 33%="">

2 viento: da orígenes a presiones dinámicas normales al eje de la vía cuya magnitud

depende de la velocidad máxima del mismo de la forma del puente y el tipo de

topografía por norma establece que la presión del viento para puentes de vigas de

arma llena es de 250kg/m2 donde su carga equivalente: 450kg/ml

Para puentes de cercha la presión es de 365 kg/m2 y la carga equivalente 675kg/ml

3 fuerza de frenado: se debe tomar en cuenta el mayor valor entre el 25% de los pesos

por el eje del camión de diseño y el 5% del camión de diseño más la carga del carril

de trabajo donde la fuerza de frenado se calcula: 0.05 (0.45 * L +8.2)= ton/trocha

*Losas:

Galibu de la estructura de un puente

Ancho de una trocha y de una calzada 3.05 para un tránsito carretero de baja

velocidad (3.05)

Transito carretero de alta velocidad: 3.60

Tránsito rápido o pasado o autopista: 4.50

Para acera o burladero: puentes urbanos sus dimensiones 0.60 y en todo caso no

menores a 1.20.

Para el cálculo de la sobrecarga en normas establece que si la longitud es menor a

30m la carga es de 4.15kg/m2; si es mayor de 30m se calcula mediante:

w: (145+44.70/ longitud ) * 816.75 –b/15.25) > 150 kg/m2.

Hombrillo o zonas de seguridad se utiliza si la longitud del puente excede de

15m y debe ser de 0.90 a cada lado de la vía pero puede reducirse a 0.60 cuando el

ancho de la vía es mayor a 3.60

La altura mínima por norma venezolana el paso vehicular es de 3.50 y la máxima

4.27

Para barandas y brocales ó parapetos para puentes urbanos una altura de 0.18m y en

puentes carreteros 0.23 el ancho del brocal 0.40 y el peso específico 750kg/ml

Obtención de los Datos para el Proyecto

1. Datos Topográficos: Incluyen un plano topográfico del sitio del puente, hasta

su unión con las vías de acceso, preferiblemente a escala 1:100; perfiles

longitudinales por el eje del puente y según los dos bordes de la vía; secciones

transversales tomadas a intervalos regulares y preferiblemente en los sitios

donde se prevee colocar los apoyos y un perfil del eje del rio, que se extienda

por lo menos 300 mts aguas abajo y aguas arribas del sitio escogido.

2. Datos Hidráulicos: con indicación de los niveles de las aguas normales y de

las aguas máximas probables en el sitio del puente, registros de los aforos y de

las precipitaciones fluviales disponibles y características de la hoya

hidrográfica aguas arribas del sitio puente.

3. Características de los Suelos: En los márgenes y en el cauce del rio y

descripción de los materiales de construcción obtenibles en los alrededores del

sitio propuesto.

4. Informaciones Generales: Tales como: Derechos de propiedad, derechos de

paso, posibilidad de navegación, servicios públicos ubicados en la zona,

facilidades de transporte, disponibilidad de mano de obra, alojamiento y

cualquier otra información que resulte pertinente al proyecto.

Conclusión

A partir los más rústicos hasta aquellos que son una verdadera obra maestra

de Ingeniería e Infraestructura, la esencia de los mismos está en corregir y solucionar

el acceso a zonas que se ven de otro modo imposibilitadas para el libre acceso;

Actualmente existen una gran cantidad de tecnologías y técnicas que pueden aplicarse

para la construcción de los puentes, desde los famosos Puentes Colgantes que

atraviesan una gran cantidad de kilómetros y pueden cruzar ríos enteros, hasta

aquellos que se realizan en Hormigón o Losa y que son simplemente un paso de unos

escasos metros, asociados a una Ruta, Calle o Avenida.