Fuente: http://www.youtube.com/watch?v=9Wj7W-JLMlA
martes, 9 de julio de 2013
Selección Estructural
En el proyecto se definirán los
esquemas estructurales, las formas geométricas y los detalles que sean
compatibles con la consecución de una adecuada durabilidad de la estructura. El
proyecto debe facilitar la preparación de las superficies, el pintado, las
inspecciones y el mantenimiento.
Se procurará evitar el empleo de diseños estructurales que conduzcan a una
susceptibilidad elevada a la corrosión. Para ello, se recomienda que las formas de los
elementos estructurales sean sencillas, evitando una complejidad excesiva, y
que los métodos de ejecución de la estructura sean tales que no se reduzca
la eficacia de los sistemas de protección empleados (por
daños en el transporte y manipulación de los elementos).
Se
tenderá a reducir al mínimo el contacto directo entre las superficies de acero
y el agua, evitando la formación de depósitos de agua,
facilitando la rápida evacuación de ésta e impidiendo el paso de agua sobre las
zonas de juntas. Para ello, deben adoptarse precauciones como evitar la
disposición de superficies horizontales que promuevan la acumulación de agua o
suciedad, la eliminación de secciones abiertas en la parte superior que
faciliten dicha acumulación, la supresión de cavidades y huecos en los que
puede quedar retenida el agua, y la disposición de sistemas adecuados y de
sección generosa para conducción y drenaje de agua.
Cuando
la estructura presente áreas cerradas (interior accesible) o elementos huecos
(interior inaccesible), debe cuidarse que estén protegidos de manera efectiva
contra la corrosión. Para ello, debe evitarse que quede agua atrapada en su
interior durante el montaje de la estructura, así como deben disponerse las
medidas necesarias para la ventilación y drenaje (interiores accesibles), y
deben sellarse de manera efectiva frente a la entrada de aire
Debe
evitarse la corrosión potencial en orificios estrechos, hendiduras ciegas y
uniones solapadas, mediante un sellado eficaz, que en general estará
constituido por soldaduras continuas.
Debe prestarse una atención especial a la
protección contra la corrosión de las uniones, tanto atornilladas (de manera
que los tornillos, tuercas y arandelas tengan la misma durabilidad que el resto
de la estructura) como soldadas (cuidando que la superficie de la soldadura
esté libre de imperfecciones, como
Fuentes : http://www.monografias.com/trabajos81/puentes-metalicos/puentes-metalicos2.shtml http://ocw.usal.es/eduCommons/ensenanzas-tecnicas/ingenieria-civil/contenido/TEMA%207-%20PUENTES.pdf
TIPOS DE PUENTES METALICOS
TIPOS
Puente de hierro
Puente de acero
Fuentes: http://www.univo.edu.sv:8081/tesis/019116/019116_Cap2.pdf http://ocw.usal.es/eduCommons/ensenanzas-tecnicas/ingenieria-civil/contenido/TEMA%207-%20PUENTES.pdf
Puentes de Fundición.
Los puentes de fundición
aparecen por primera vez a fines de siglo XVIII en Inglaterra y luego en Francia. Las
disposiciones de estos puentes de fundición
se inspiran directamente en los puentes de madera. Lastimosamente
la mayoría de estos puentes tuvieron una
vida relativamente corta. En efecto, la fundición
es un material frágil con una débil resistencia a tracción, el cual bajo el efecto de esfuerzos complejos ofrecía una
resistencia mínima al colapso. La mayoría
de estos puentes tuvieron que ser demolidos y reemplazados, debido a que ninguna de las tentativas de reparación
de este tipo de puente había dado
resultados satisfactorios, entonces el único remedio era la reconstrucción del puente. Pero a pesar de todo todavía quedan
muestras de estos puentes, tal es el
caso del puente de La Pasarela de Las Artes en Paris, la cual fue terminada en 1803 y ofrece tráfico solamente
a peatones.
Puentes de Hierro.
Los
puentes de hierro fueron iniciados a principios del siglo XIX paralelamente la fundición, el empleo del hierro se
desarrolló rápidamente. El hierro era más caro que la fundición, al exigir más trabajo
de elaboración, pero poseía una resistencia
a la tracción muy superior al de fundición. De este modo, los constructores disponían por primera vez de un
material que permitía realizar los tres
grandes tipos de puentes: puentes suspendidos, puentes de vigas y los puentes de arco.
Los
primeros puentes construidos gracias al hierro fueron los puentes colgantes, fue la invención de las cadenas
articuladas formadas por barras de hierro
articuladas, patentadas en 1817 por Brown en Inglaterra, la que permitió pasar de un golpe a luces mucho mayores.
Mediante transcurrió el tiempo y se fueron
mejorando las técnicas se empezó a utilizar el cable formado por hilos de hierro, el cuál dio las propiedades
necesarias para la construcción de puentes
con luces considerablemente largas.
Hacia
1830, la producción industrial del hierro se desarrolló para la
fabricación de calderas, el nuevo
material fue utilizado en Europa, en forma de vigas de alma llena, para la construcción de alguno de
los puentes de ferrocarril. El hierro
también se prestaba para la construcción de puentes de arco. A pesar de su
mayor precio, fue sustituyendo progresivamente a la fundición a causa de sus
mejores características. Los grandes arcos de hierro aportaron una solución económica y muy espectacular para
salvar a gran altura valles profundos y
ríos anchos en los que las cimbras resultaban muy difíciles y costosas.
Puentes de Acero.
Fue
hasta 1867 cuando empezó la fabricación comercial del acero, que permitió su empleo en los puentes. Gracias a
sus características y, sobre todo su
resistencia, iba a sustituir totalmente a la fundición y al hierro. Sin
embargo, tal evolución no se produjo más
que de un modo progresivo, a medida que las
posibilidades del acero eran mejor apreciadas. El primer gran puente en
el que el acero fue muy ampliamente
usado es el de Saint-Louis sobre el Mississipi, al cual le siguió el puente de Brooklyn. El
primero un puente de 3 arcos de 153, 159
y 153mts., de luz, y el segundo un puente colgante de Acero con 487mts., de luz central.
No
hay duda que la llegada del acero vino a reemplazar de manera satisfactoria los alcances ya logrados por el
hierro, dándole un gran impulso al desarrollo
de los puentes, haciéndolos más resistentes, económicos y seguros.
Fuentes: http://www.univo.edu.sv:8081/tesis/019116/019116_Cap2.pdf http://ocw.usal.es/eduCommons/ensenanzas-tecnicas/ingenieria-civil/contenido/TEMA%207-%20PUENTES.pdf
viernes, 5 de julio de 2013
Formas de los Puentes Metalicos
FORMAS DE LOS PUENTES METÁLICOS.
La armadura funciona de forma análoga a la
viga. La hilera superior de elementos, llamado cordón superior, queda
en compresión, al igual que el ala superior de la viga. Los elementos que
forman el cordón inferior, como el ala inferior de la viga, quedan en tensión.
Los elementos verticales y diagonales que
van de uno a otro cordón quedan en tensión o en compresión según la
configuración y según cambia la posición de la carga móvil. Los elementos
sujetos sólo a tensión bajo cualquier patrón de carga posible son esbeltos. Los
demás elementos son más masivos; pueden ser piezas que dejen el centro hueco y
que a su vez estén formadas por pequeños elementos triangulares.
Puentes con armaduras poligonales o parabólicas
El cordón superior es de forma poligonal
con su punto de mayor peralte en el centro. El cordón inferior es generalmente
horizontal.
Puentes con armaduras rectangulares
El cordón poligonal es el
cordón horizontal.
Puentes con armadura de tablero superior
Queda totalmente debajo del tablero, el
cual se apoya sobre las placas de los cordones superiores.
Puentes con armadura de tablero superior
Sostiene al tablero por medio de las
placas o pasadores de sus cordones inferiores.
Cuyas vigas armadas están unidas por
encima del nivel del tablero por elementos de arriostramiento.
Puentes de armazón lateral
No tiene arriostramiento
uniendo a sus cordones superiores.
Puentes de armadura de "N"s"
Fue patentizada por los
estadounidenses hermanos Pratt en 1844. Esta configuración se
distingue por tener sus diagonales siempre bajando en dirección al centro del tramo, de forma que sólo están
sujetas a tensión. Puede variar según su silueta sea rectangular o poligonal.
Las armaduras poligonales de "N's" de tramos del orden de los cien
metros pueden tener diagonales adicionales que no alcancen de cordón a cordón,
denominadas subdiagonales.
Puentes de armaduras "doble N"s"
En 1847 se patentizó, en la cual los
postes verticales quedan más cercanos unos a otros y las diagonales los
atraviesan por sus puntos medios hasta
terminar en el próximo panel.
Puentes de armadura de "W's"
Fue patentizada en 1848 por dos ingenieros
británicos. Esta configuración tiene sus diagonales en direcciones alternadas y
generalmente combinadas con elementos verticales o postes. Una variación de
ésta tiene dos sistemas de diagonales en direcciones opuestas, la armadura de
"X's", también conocida como "sistema Eiffel". La armadura
"de celosía" tiene tres sistemas de diagonales tipo "W"
superpuestos.
Puentes de armadura rígida
Combinan las planchas y estribos de los
puentes de placas con las vigas y estribos de los de viga; esta combinación
forma unidades sencillas sin articulaciones de
unión entre las piezas. Son armaduras de acero rodeadas de hormigón. De origen
muy reciente, resultan sumamente útiles para separar en niveles los cruces de
carreteras y ferrocarriles. En estos cruces suele ser conveniente que la
diferencia de niveles sea mínima y los puentes de la clase que
nos ocupa son susceptibles de recibir menor altura en un mismo tramo que los
otros tipos.
Puentes de armadura sencilla
Las armaduras de los puentes modernos
adoptan muy variadas formas. Las armaduras Pratt y Warren, de paso superior o
inferior, son las más utilizadas en puentes de acero de tramos cortos. Para los
puentes de tramos largos se emplea la armadura Parker, de cordón superior
curvo, también llamada armadura Pratt, y para los de vanos largos y viga de
celosía sencilla se utilizan estructuras con entrepaños subdivididos. Las
armaduras para vanos largos están subdivididas en forma que la longitud de los
largueros no sea excesiva; a medida que aumenta la anchura del vano, debe
hacerlo la altura de la armadura tanto para evitar las flexiones excesivas como
por razones de economía.
Los miembros metálicos de los puentes con viga de celosía se construyen de muy
diversas formas.
Puentes de vigas laterales
Los primeros puentes establecidos por la
humanidad fueron puentes de vigas: troncos atravesados sobre ríos u hondonadas.
Cuando el
hombre tuvo bestias de carga se vio obligado a colocar dos o más
troncos juntos y tender sobre ellos una cubierta o piso plano para que éstas
pudieran pasar. Cuando la distancia a salvarse resultaba mayor que la longitud
práctica de las vigas de troncos, se recurrió a la colocación de tramos de
maderos sobre una serie de soportes intermedios o pilas.
La viga es una estructura horizontal
que puede sostener carga entre dos apoyos sin crear empuje lateral en éstos. En
este tipo de estructura se desarrolla compresión en la parte de arriba y
tensión en la parte de abajo. La madera y
la mayoría de los metales son
capaces de resistir ambos tipos de esfuerzo, al igual que el hormigón con
refuerzo de acero.
fuente: http://www.monografias.com/trabajos81/puentes-metalicos/puentes-metalicos2.shtml http://www.iturribizia.com/descargas/recomendaciones/rpm_95.pdf
Mantenimiento
MANTENIMIENTO DE PUENTES
Un puente es un elemento
estructural cuya función principal es la de soportar el tránsito de
vehículos o de otro tipo sobre un cruce, que puede ser un río, una barranca, o
bien otra línea de tránsito. Además de servir su objeto especifico en
forma segura y económica, un puente debe diseñarse estéticamente, de modo que armonicey
enriquezca la belleza de sus alrededores.Las tareas de mantenimiento
son todas aquellas actividades que se requieren realizar para que la vía o
el puente se mantenga en un nivel de servicio adecuado a lo largo del período de
análisis. Existen tres tipos de mantenimiento: (1) mantenimiento rutinario,
(2) mantenimiento periódico y (3) mantenimiento emergente. Por sus características, las
actividades correspondientes a los dos primeros pueden ser programadas
mientras que las actividades correspondientes al mantenimiento emergente,
solamente se ejecutan cuando se ha presentado la emergencia, tales como
deslaves, derrumbes, etc. El mantenimiento rutinario involucra labores de rutina que
se las realiza en forma continua con una frecuencia de intervención
determinada por las características climáticas de la zona por donde
atraviesa la vía, es decir, son independientes de las cargas de
tráfico que soporta la estructura vial. Como ejemplo de las actividades
de rutina están: limpieza de cunetas y alcantarillas, desbroce y limpieza, limpieza
de la señalización vertical y horizontal, etc.El mantenimiento
periódico se aplica para mitigar el deterioro causado fundamentalmente
por las cargas de tráfico. Dentro de las actividades periódicas están:
sello asfáltico, bacheo mayor, refuerzo del pavimento, reposición de la señalización
horizontal y vertical, reparación de alcantarillas y cunetas, etc.
Las actividades de mantenimiento periódico son programables por lo tanto su
ejecución depende de una planificación, la misma que deberá ser ajustada en
base del seguimiento (monitoreo) que se le de a cada proyecto.El
objetivo principal es describir los procedimientos y métodos para realizar el inventario
de puentes y evaluar su deterioro. La información recopilada durante la inspección
de puentes es fundamental para programar el mantenimiento
oportuno, de su calidad dependerá el buen funcionamiento del sistema dado,
que las estructuras continúan envejeciendo y deteriorándose, una evaluación
precisa y completa es esencial para mantener en servicio una red vial confiable.Con
el fin de que la información anterior sea la correcta, se debe contar con un
grupo de inspectores calificados que comprendan todos los conceptos, responsabilidades
y deberes contenidos en este manual.
El rol del Ingeniero
Inspector es el de proveer información amplia y detallada sobre el estado
del puente, como resultado de la inspección, documentando sus condiciones
y deficiencias, alertando sobre los riesgos que sus hallazgos tengan en la
seguridad del usuario y la integridad de las estructuras, debiendo
estar constantemente alerta para que los pequeños problemas no se
conviertan en costosas reparaciones.Debido a las fuerzas destructivas de la naturaleza,
el incremento del tráfico y la presencia de vehículos sobrecargados,
las estructuras de los puentes presentan deficiencias o defectos. Los
inspectores deben examinar e informar acerca de esos cambios de condición.Para
conocer la condición real existente y evaluar cada uno de los elementos
del puente, es necesario un programa.
Historia
Reseña histórica:
Las primeras aplicaciones del hierro en estructuras tuvieron lugar al
presentarse la revolución
industrial, que impuso a los materiales exigencias de resistencia sin precedente en la construcción de
puentes, de grandes terminales ferroviarias, de edificaciones industriales y de sitios de reunión
pública. Esto condujo al desarrollo de procesos siderúrgicos que permitieron producirlo
económicamente.
PUENTES
Según el recuento hecho por Billington (Ref.1), el símbolo más duradero
de la aplicación
estructural del hierro en el siglo XVIII es el llamado Puente de Hierro, Iron Bridge, Fig. 1, construido
en 1779 por Abraham Darby III de piezas de hierro colado y una luz de 30 m.
En 1796 se dio al servicio el puente de Sunderland, diseñado por R.
Burdon, con una luz de 72 m, y
por la misma época el de Southwark, diseñado por John Rennie, con una luz central de 73 m. En
1810 Thomas Telford desarrolló un nuevo tipo de puente, en arco de hierro colado de 46 m de
luz, sobre el Bonar, cuya forma aprovechaba
óptimamente las propiedades del nuevo material. De estos puentes sobrevive el de Craigelachie,
Fig. 2, de igual luz, construido en 1814. Aunque estos puentes no eran los de mayor luz, lo
que separa a Telford de los
demás es su preocupación por la estética, logrando arcos de hierro visualmente más atractivos que los de sus
contemporáneos y además técnicamente.
El más impresionante de los puentes de Telford es el puente colgante sobre
los estrechos de Menai,
Fig. 3, construido entre 1818 y 1826, con una luz de 177 m. En su diseño Telford pasó del hierro colado
al forjado, por su mayor capacidad para absorber los esfuerzos de tensión.
El auge de los ferrocarriles aceleró enormemente el ritmo de industrialización
y urbanización en los
25 años siguientes a la terminación del puente de Menai. Dicho período fue dominado por dos
ingenieros, también ingleses: Robert Stephenson (1803-1859) e Isambard Kingdom Brunel
(1806-1859). Las estructuras de hierro se usaron entonces no solo en los
puentes sino en un espectro muy amplio que incluía fábricas, edificios públicos
y todo lo que tuviera que ver con los ferrocarriles. Una carga grande y
trepidante, que debe ir casi a nivel, como es la locomotora, exigió nuevas
consideraciones y la búsqueda de otras formas. De esta época son el puente Britannia,
Fig. 4, diseñado por Stephenson, muy próximo al de Telford pero esta vez para
soportar el paso del ferrocarril, y el Saltash, igualmente ferroviario,
obra de Brunel.
El primero de ellos fue terminado en 1850 y se caracteriza por su forma tubular recta. Tiene dos luces principales de
140 m cada una y dos laterales de 70 m. Las dos vigas, una para cada sentido de circulación,
tienen paredes verticales de hierro, unidas por placas horizontales, arriba y abajo, del mismo
material, para formar cajones huecos
por los que corren los trenes. Las dos torres de los apoyos intermedios reflejan la incertidumbre
de Stephenson; él había planeado inicialmente construir un puente colgante con un
tablero horizontal muy rígido pero al final, la rigidez resultante de éste hizo
innecesarios los cables.
El puente Saltash, tiene dos luces de 139 m y diecisiete en los accesos
que varían entre 21 y 28 m. Su
mejor concepción estructural, al compararlo con el Britannia, resultó en un ahorro por metro de aproximadamente
el 50%. El enfoque atrevido de Brunel fue imaginar una nueva forma en la que el tubo en arco pudiera
rigidizar los cables a la vez
que éstos pudieran atar los extremos del arco.
Por la misma época, en Francia, Gustavo Eiffel concluía un puente de hierro colado, de siete luces y 488 m de
largo, sobre el río Garonne. Entre 1867 y 1869 Eiffel construyó cuatro viaductos a lo largo de una
línea férrea. De los cuatro el más atractivo es el de Rouzat, Fig.5, conformado por tres vigas de 60 m, de un solo carril, en celosía, apoyadas sobre
dos torres también de 60 m. Estas fueron de las primeras torres en hierro y Eiffel ensanchó
en curva sus bases para reflejar.
La evolución de los puentes a lo largo de la historia ha sido notable, mediante las progresivas investigaciones
se dio lugar a la invención de la celosía siendo utilizado para dar rigidez a
flexión de sus elementos estructurales.
Posterior a la Segunda Guerra Mundial el
desarrollo de la tecnología ha permitido que los puentes metálicos sean una
excelente opción a la hora de construir un puente logrando una mayor capacidad
resistente,disminuir el peso propio y material moldeable.
Este desarrollo se
produce principalmente en Alemania y consiste en los siguientes puntos:
Extensión
de la utilización de la viga de alma llena, tanto en su versión de viga doble
T, como viga cajón. En 1950 se construye un primer puente como viga cajón de
grandes proporciones (L = 140m) realizado por Stephenson. Posteriormente esta
tipología se utiliza en muchos puentes, sin llegar a competir para las
grandes obras con la estructura celosía, pero el costo de fabricación más reducido
de la estructura de alma llena y el menor número de uniones a realizar,
determinó su imposición.
Mejoramiento de los métodos de unión (tornillos de
alta resistencia, desde 1940) y la extensión del uso de la soldadura eléctrica y luego la automática, la cual tuvo un gran desarrollo en la construcción
naval durante la Segunda Guerra Mundial. Así el remache desaparece
como método de unión.
El desarrollo o imposición de la losa ortótropa
como tablero de puente metálico, la cual, se solidariza con el elemento de flexión longitudinal y
trabaja monolíticamente, optimizando la utilización del
acero. La soldadura automática tuvo gran importancia para introducir esta
innovación.
La mejor calidad de los aceros, lo cual permite reducir
el peso de la estructura.La sección transversal más usada es el cajón con
una o dos células y la esbeltez económica es algo mayor que en los puentes
pre-tensados, la relación peralte/luz está entre l/25 y l/30, pero el precio de
los puentes metálicos suele ser mayor que los de hormigón pre-tensado, lo que ha
ocasionado un desplazamiento paulatino de estos a luces cada vez mayores.
El encarecimiento de los puentes metálicos, ha dado
origen a los puentes mixtos, que sustituye al tablero metálico (parte más
costosa del puente) por una losa de hormigón, sin embargo las luces son
menores.El puente arco metálico ha seguido su camino en las
dos morfologías conocidas del material, utilizando el alma llena o la
celosía.
El mayor arco metálico construido fue terminado hace
pocos años utilizando una estructura en celosía tanto para el arco como para el
tablero. Últimamente se están construyendo arcos metálicos con sección tubular.La
celosía en puentes rectos ha seguido su camino desde el siglo en que apareció,
pero su frecuencia actual es pequeña y se la ve todavía en la tecnología de
EE.UU. y Japón.
fuentes: https://es.wikipedia.org/wiki/Puente http://es.scribd.com/doc/58635999/puentes-metalicos http://www.elprisma.com/apuntes/ingenieria_civil/puentesmetalicoshistoria/
Caracteristicas
Características de puentes
metálicos
Uniformidad:
Las
propiedades del acero no cambian considerablemente en el tiempo.
Alta
resistencia:
La
resistencia del acero por unidad de peso indica que sera poco el peso de las
estructuras, esto es de gran importancia en puentes grandes claro.
Durabilidad:
La estructura
duraran forma de definitiva si tienen un adecuado mantenimiento.
Ductibilidad:
Es la
propiedad que tiene un material de soportar grandes deformaciones sin fallar
bajos altos esfuerzo de tensión.
Tenacidad:
Poseen
resistencia y ductibilidad, siendo la propiedad de un material capaz de
absorber energía en grandes cantidades.
Elasticidad:
Se acerca
mas a la hipótesis de diseño debido que sigue la ley de hooke.
Fuentes : http://es.wikipedia.org/wiki/Puente_de_Brooklyn#Caracter.C3.ADsticas y http://www.monografias.com/trabajos81/puentes-metalicos/puentes-metalicos2.shtml
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