Puentes y Obras De Arte

PUENTES

Definición:

Un puente es una estructura destinada a salvar obstáculos naturales, como ríos, valles, lagos o brazos de mar; y obstáculos artificiales, como vías férreas o carreteras, con el fin de unir caminos de viajeros, animales y mercancías La infraestructura de un puente está formada por los estribos o pilares extremos, las pilas o apoyos centrales y los cimientos, que forman la base de ambos. La superestructura consiste en el tablero o parte que soporta directamente las cargas y las armaduras, constituidas por vigas, cables, o bóvedas y arcos que transmiten las cargas del tablero a las pilas y los estribos.

Para designar su función se dirá: puente para carretera, puente para ferrocarril, puente móvil

La palabra viaducto se reserva para los puentes largos, con frecuencia de claros prolongados, y altura constante.

Un puente se divide en tramos, separados por las pilas y que terminan en los estribos.

En razón del propósito de estas estructuras y las diversas formas arquitectónicas adoptadas se pueden definir como; “obras de arte destinadas a salvar corrientes de agua, depresiones del relieve topográfico, y cruces a desnivel que garanticen una circulación fluida y continua de peatones, agua, ductos de los diferentes servicios, vehículos y otros que redunden en la calidad de vida de los pueblos.”

El puente es una estructura que forma parte de caminos, carreteras y líneas férreas y canalizaciones, construida sobre una depresión, río, u obstáculo cualquiera. Los puentes constan fundamentalmente de dos partes, la superestructura, o conjunto de tramos que salvan los vanos situados entre los soportes, y la infraestructura (apoyos o soportes), formada por las pilas, que soportan directamente los tramos citados, los estribos o pilas situadas en los extremos del puente, que conectan con el terraplén, y los cimientos, o apoyos de estribos y pilas encargados de transmitir al terreno todos los esfuerzos. Cada tramo de la superestructura consta de un tablero o piso, una o varias armaduras de apoyo y de las riostras laterales. El tablero soporta directamente las cargas dinámicas y por medio de la armadura transmite las tensiones a pilas y estribos. Las armaduras trabajarán a flexión (vigas), a tracción (cables), a flexión y compresión (arcos y armaduras), etc. La cimentación bajo agua es una de las partes más delicadas en la construcción de un puente, por la dificultad en encontrar un terreno que resista las presiones, siendo normal el empleo de pilotes de cimentación. Las pilas deben soportar la carga permanente y sobrecargas sin asentamientos, ser insensibles a la acción de los agentes naturales, viento, grandes riadas, etc. Los estribos deben resistir todo tipo de esfuerzos; se construyen generalmente en hormigón armado y formas diversas.

CLASIFICACIÓN DE LOS PUENTES

POR SU LONGITUD:

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Puentes mayores (Luces de vano mayores a los 50 m.)Puentes menores (Luces entre 10 y 50 m.).Alcantarillas (Luces menores a 10 m.).

POR EL SERVICIO QUE PRESTA:

Puentes camineros. Puentes ferroviarios. Puentes en pistas de aterrizajePuentes acueducto (para el paso de agua solamente). Puentes canal (para vías de navegación).Puentes para oleoductos.Puentes basculantes (en zonas navegables)Puentes parpadeantes (en cruces de navegación)Pasarelas (o puentes peatonales)Puentes mixtos (resultado de la combinación de casos).

Puentes de mampostería de ladrillo.Puentes de mampostería de piedra. Puentes de hormigón ciclópeo.Puentes de hormigón simple.Puentes de hormigón armado.Puentes de hormigón pretensado.Puentes de sección mixta.Puentes metálicos.Puente de mampostería de piedra

Puente mixto de acero y hormigón armado

POR LA UBICACIÓN DEL TABLERO:

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Puentes de tablero superior. Puentes de tablero inferior.Puentes de tableros intermediosPuentes de varios tableros.

Puente de Draw construido en New London con tablero inferior y superior

POR LOS MECANISMOS DE TRANSMISIÓN DE CARGAS A LA INFRAESTRUCTURA:

Puentes de vigas.Puentes aporticados.

Puente conformado con un pórtico metálico con pilares inclinados. Oklahoma (USA)

Puente Jucar, Cuenca, EspañaPuente que es construido en volados sucesivos

Puentes colgantes.

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Puente ColganteAkashi-Kaiko en Kobe-Naruto - Japón

POR SUS CONDICIONES ESTÁTICAS:

Isostáticos: Puentes simplemente apoyados.Puentes continuos con articulaciones (Gerber).Puentes en arco (articulados)

Hiperestáticos:Puentes continuos.Puentes en arco.Puentes aporticados.Puentes isotrópicos o espaciales.

Transición:Puentes en volados sucesivos (pasan de isostáticos a hiperestáticos).

POR EL ÁNGULO QUE FORMA EL EJE DEL PUENTE CON EL DEL PASO INFERIOR (O de la corriente de agua):

Puentes rectos (Ángulo de esviaje 90º).Puentes esviajados (Ángulo de esviaje menor a 90º).Puentes curvos (Ángulo variable a lo largo del eje).

Puente Curvo Euskalduna, Bilbao

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POR SU DURACIÓN:

Puentes definitivos.Puentes temporales o provisionales.

TIPOS DE PUENTES:

Toda estructura de carácter artificial, creada con el propósito de salvar algún obstáculo, distancia o accidente geográfico recibe el nombre de puente.

Existen diversas clases o tipos de puente, de acuerdo a la forma en que éstos son construidos:

PUENTE VIGA:

Es aquel puente que utiliza vigas con el fin de soportar sus vanos. Son construidos a partir de acero y hormigón.

Esta clase de puente suele ser el de mayor simpleza desde el punto de vista estructural y las vigas empleadas para su fabricación están dispuestas en forma de L.

Puentes de vigas. Consisten en varios de estos órganos, 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 hormigón armado. Los destinados a servir el tráfico de vehículos son de acero, hormigón armado o pretensado o madera. Las vigas metálicas pueden ser de sección 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. Los puentes de vigas de hormigón armado o de acero pueden salvar tramos de 20 a 25 m; para distancias superiores se utilizan mucho el acero y el hormigón pretensado y, cuando la longitud es considerable, las vigas son compuestas. Se han construido algunos puentes con vigas de hormigón pretensado, de sección en "I", que salvan tramos de hasta 48 m.

Puentes de vigas armadas. Constan de dos de estos elementos que soportan el piso. Si el tablero está apoyado cerca de las pestañas inferiores de las vigas y el tráfico pasa por entre ellas, el puente se llama vía inferior; si, por el contrario, lo está en la parte superior, se denomina de paso alto. Cuando el puente sirve a una carretera, es preferible el segundo tipo, que puede ser ensanchado para acomodarlo a posibles aumentos de tráfico. Las vigas armadas metálicas son de sección "I" y van reforzadas por remaches. Los puentes de esta clase pueden ser de un solo tramo o continuos. Los primeros llegan a cubrir tramos de hasta 40 m. Algunas veces también reciben el nombre de puentes de vigas armadas los de gran longitud cuyas vigas tienen secciones compuestas

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Puentes continuos. Pueden ser de viga de celosía, de vigas de acero de alma llena, de vigas o viguetas de hormigón armado o de vigas o viguetas de hormigón pretensado. Los puentes continuos de viga de celosía suelen ser de dos o tres tramos, pero los de viga armada pueden salvar ininterrumpidamente muchos tramos. Los refuerzos contra la carga tensil de las vigas continuas de hormigón armado deben colocarse cerca de la parte superior de las mismas, en el área situada sobre los soportes, pues allí es donde se prodcen los esfuerzos citados. Las vigas y viguetas de los puentes continuos de hormigón pretensado tienen sección en "I" o tubular.El puente continuo de tres tramos, con arco anclado en el central, modelo relativamente reciente y de estructura siempre simétrica, es muy estimado para salvar grandes distancias. Aparte de su valor estético se le considera muy adecuado para las estructuras cantilever. El puente continuo más largo es el de Dubuque (Norteamérica, estado de Iowa) sobre el río Mississippí, con un tramo central de 258 m de longitud.

PUENTE DE ARCO:

Éste cuenta con sostenes en los extremos de la luz. (La luz es la distancia que se observa entre los apoyos). A partir de éstos se realiza una estructura que presenta forma de arco.

Tienen la particularidad de trasladar su propio peso hacia los sostenes a través de la compresión del arco. Y cuando la distancia que deben cubrir es extensa suelen componerse mediante varios de ellos.

Un puente de arco es una estructura semicircular con los estribos en cada extremo. El diseño del arco, el semicírculo, desvia naturalmente el peso de la cubierta del puente hacia los estribos. Compresión. Los puentes de arco están siempre bajo compresión. La fuerza de la compresión empuja hacia fuera a lo largo de la curva del arco hacia los estribos. Tensión. La tensión en un arco es insignificante. La curva natural del arco y su capacidad de disipar la fuerza hacia fuera reduce grandemente los efectos de la tensión en el superficie inferior del arco. Cuanto mayor es el grado de curvatura (cuanto más grande es el semicírculo del arco), sin embargo, mayores son los efectos de la tensión en el superficie inferior

Como acabamos de mencionar, la forma del arco mismo es todo lo que necesario para disipar con eficacia el peso del centro de la cubierta hacia los estribos. Como con el puente de viga, los límites del tamaño eventualmente alcanzarán la fuerza natural del arco. Disipación. Los tipos del arco son pocos — después de todo, un arco es un arco. Las únicas subcategorías verdaderas vienen bajo la forma de diseño cosmético. Hay, por ejemplo, los arcos romanos, del Barroco y del renacimiento, que son estilos arquitectónico diferentes pero estructuralmente iguales. Los arcos son fascinantes ya que son una verdaderamente una

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forma natural de puente. Es la forma de la estructura que le da su fuerza. Un puente de arco no necesita soportes o cables adicionales. De hecho, un arco hecho de piedra incluso no necesita mortero. Los Antiguos Romanos construyeron puentes de arco (y acueductos) que todavía están en pie, hoy. Estos puentes y acueductos son verdaderos testamentos de la eficacia natural de un arco como estructura de puente

PUENTE EN MÉNSULA:

el término ménsula hace referencia a cualquier tipo de estructura en voladizo, la cual se apoya sobre uno de sus extremos a través de un empotramiento. Esta clase de puentes dispone de una serie de vigas las cuales hacen de ménsula.

De acuerdo al tamaño del puente se utilizaran una única ménsula o una serie de ellas, y el material con el que se construye incluye acero u hormigón.

Cuando hacemos referencia al término ménsula nos estamos enfocando en aquellos elementos arquitectónicos que sobresalen de un plano vertical y que sirven para sostener alguna cosa, como el alero del tejado, la cornisa, entre otros. Y en este caso, hacemos hincapié en el concepto: puente de ménsula, una estructura en la cual una o más vigas principales trabajan como una ménsula o voladizo. Aunque en el caso de grandes estructuras, son construidas por la técnica de volados sucesivos, mediante ménsulas consecutivas que se proyectan en el espacio a partir de una ménsula anterior. Además, se agregan estructuras reticuladas -es decir, en forma de red- de acero o vigas de hormigón o mediante estructuras colgadas. Ya en el caso de los puentes peatonales, pueden ser construidos con vigas simples. Ejemplos de este tipo de estructura son el puente Québec, en Canadá. Además, el puente Comodoro Barry -en New Jersey, Estados Unidos-, el puente Jeremiah Morrow, entre otros destacados puentes. [ Equipo arquitectura y construcción de ARQHYS.com ].

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El Puente de Newark Bay tiene ménsulas en forma de arco

PUENTE COLGANTE:

Un puente colgante es un puente sostenido por un arco invertido formado por numerosos cables de acero, del que se suspende el tablero del puente mediante tirantes verticales. Desde la antigüedad este tipo de puentes han sido utilizados por la humanidad para salvar obstáculos. Con el paso de los siglos y la introducción y mejora de distintos materiales de construcción, este tipo de puentes son capaces en la actualidad de soportar el tráfico rodado e incluso líneas de ferrocarril ligeras como también grandes camiones de carga

Las fuerzas principales en un puente colgante son de tracción en los cables principales y de compresión en los pilares. Todas las fuerzas en los pilares deben ser casi verticales y hacia abajo, y son estabilizadas por los cables principales, estos pueden ser muy delgados, como son, por ejemplo, en el Puente de Severn, Inglaterra.

Puente Juscelino Kubitschek, Brasilia, Brasil. Los arcos no se encuentran en el mismo plano y los cables de suspensión forman una superficie parabólica

Asumiendo como cero el peso del cable principal comparado con el peso de la pista y de los vehículos que están siendo soportados, unos cables de un puente colgante formarán una parábola (muy similar a una catenaria, la forma de los cables principales sin cargar antes de que sea instalada la pista). Esto puede ser visto por un gradiente constante que crece con el crecimiento lineal de la distancia, este incremento en el gradiente a cada conexión con la pista crea un aumento neto de la fuerza. Combinado con las relativamente simples constituidas

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puestas sobre la pista actual, esto hace que los puentes colgantes sean más simples de diseñar, calcular y analizar que los puentes atirantados, donde la pista está en compresión