OBJETIVOS:

_ Identificar los tipos de puentes de acuerdo a su diseño, material, uso, etc.

_ Conocer las partes que posee un puente y su función que cumplen en la estructura.

_ Recalcar la importancia que tienen los puentes frente a la sociedad y en qué medida influyen estos.

_ Conocer los tipos de puentes que hemos visitado en el tramo MOYOBAMBA-TARAPOTO.

INTRODUCCIÓN:

La necesidad humana de cruzar pequeños arroyos y ríos fue el comienzo de la historia de los puentes. Hasta el día de hoy, la técnica ha pasado desde una simple losa hasta grandes puentes colgantes que miden varios kilómetros y que cruzan bahías. Los puentes se han convertido a lo largo de la historia no solo en un elemento muy básico para una sociedad, sino en símbolo de su capacidad tecnológica. Estos permiten reducir el tiempo de un lugar a otro y además son de gran ayuda para la humanidad.

Partes de un puente

En su aspecto técnico, la ingeniería de un puente tradicional diferencia, además de los cimientos, dos partes esenciales: la superestructura y la infraestructura, y en ellas, pueden desglosarse los siguientes componentes básicos:

Tramo: Parte del puente que sostienen bastiones o pilastras. Bastión: En la subestructura, apoyo para un tramo. Ménsula: Recurso arquitectónico tradicional para descargar el sobrepeso de

bastiones y pilas. Relleno o ripio: Retenido por los estribos, sustituye los materiales (tierra, rocas,

arena) removidos, y refuerza la resistencia de bastiones, pilastras. Asiento: Parte del bastión en el que descansa un tramo, y en el caso de las pilas

los extremos de dos tramos diferentes. Losa de acceso: Superficie del rodamiento que se apoya en la ménsula. Luz (entre bastiones): Distancia media entre las paredes internas de bastiones o

pilas. Contra venteo: Sistema para dar rigidez a la estructura. Tablero: Base superior de rodaje que sirve además para repartir la carga a vigas

y largueros, en casos especiales, el tablero puede estar estructurado para sostener una vía férrea, un canal de navegación, un canal de riego, en estos dos últimos caso se les llama "puente canal"; o una tubería, en cuyo caso se llama puente tubo.

Viga trasversal.- armadura de conexión entre las vigas principales (un ejemplo de conjunto son las vigas de celosía)

Apoyos fijos y de expansión: Placas y ensamblajes diseñados para recibir, repartir y transmitir reacciones de la estructura (ejemplos de este tipo de apoyo son los rodines y balancines).

Arriostrados laterales o vientos: Unen las armaduras y les dan rigidez. Otras secciones: goznes, juntas de expansión, marcos rígidos, placas de unión,

vigas de diversas categorías y superficie de rodamiento.

En cuanto a la estructura arquitectónica, en un puente distinguimos:

Andén. Arcada (arcos). Encachado. Cabeza de puente. Estribos y manguardias. Ojo. Pila, pilar, pilote, zampa. Pretil, acitara, antepecho, barandilla, tajamar y zapata.

FALLAS EN LOS PUENTES

fallo debido a corrosión, a la fatiga de los materiales, al viento, a un diseño estructural inadecuado, a terremotos, a un procedimiento inadecuado de construcción, fallos fueron por sobrecarga o impacto de embarcaciones, por materiales defectuosos fallos fueron causados por crecidas Esto muestra que los aspectos hidráulicos son fundamentales en los puentes;

un buen conocimiento de estos aspectos hará el puente más seguro y barato.

INSTALACIONES ESPECIALES

construido Algunos puentes pueden tener instalaciones especiales, como la torre del puente Nový Most en Bratislava, que contiene un restaurante. En otros puentes suspendidos, pueden instalarse antenas de transmisión.

Un puente puede contener líneas eléctricas, como el Puente Storstrøm. Además los puentes también soportan tuberías, líneas de distribución de energía o de agua mediante una carretera o una línea férrea.

Materiales

Se usan diversos materiales en la construcción de puentes. En la antigüedad, se utilizaba principalmente madera y posteriormente roca. Más recientemente se han los

puentes metálicos, material que les da mucha mayor fuerza. Los principales materiales que se emplean para la edificación de los puentes son:

Piedra Madera Acero Hormigón armado (concreto) Hormigón pretensado Hormigón pos tensado mixtos

MARCO TEÓRICO

Tipos de Puentes

Existen cinco tipos principales de puentes:

Puentes viga En ménsula En arco Colgantes Atirantados

El resto son derivados de estos.

PUENTES VIGA

Un puente viga es un puente cuyos vanos son soportados por vigas. Este tipo de puentes deriva directamente del puente tronco. Se construyen con madera, acero u hormigón (armado, pretensado o pos tensado).

Se emplean vigas en forma de I, en forma de caja hueca, etcétera. Como su antecesor, este puente es estructuralmente el más simple de todos los puentes.

Se emplean en vanos cortos e intermedios (con hormigón pretensado). Un uso muy típico es en las pasarelas peatonales sobre autovías.

Esta es una foto del puente tipo viga

PUENTE EN MÉNSULA

Un puente en ménsula (en inglés cantilever bridge) es un puente en el cual una o más vigas principales trabajan como ménsula o voladizo. Normalmente, las grandes estructuras se construyen por la técnica de volados sucesivos, mediante ménsulas consecutivas que se proyectan en el espacio a partir de la ménsula previa. Los pequeños puentes peatonales pueden construirse con vigas simples, pero los puentes de mayor importancia se construyen con grandes estructuras reticuladas de acero o vigas tipo cajón de hormigón pos tensado, o mediante estructuras colgadas.

PUENTES EN ARCO

Un puente de arco es un puente con apoyos a los extremos de la luz, entre los cuales se hace una estructura con forma de arco con la que se transmiten las cargas. El tablero puede estar apoyado o colgado de esta estructura principal, dando origen a distintos tipos de puentes ya que da lo mismo.

Los puentes en arco trabajan transfiriendo el peso propio del puente y las sobrecargas de uso hacia los apoyos mediante la compresión del arco, donde se transforma en un empuje horizontal y una carga vertical. Normalmente la esbeltez del arco (relación entre la flecha máxima y la luz) es alta, haciendo que los esfuerzos horizontales sean mucho mayores que los verticales. Por este motivo son adecuados en sitios capaces de proporcionar una buena resistencia al empuje horizontal.

Cuando la distancia a salvar es grande pueden estar hechos con una serie de arcos, aunque ahora es frecuente utilizar otras estructuras más económicas. Los antiguos romanos ya construían estructuras con múltiples arcos para construir puentes y acueductos.

Este tipo de puentes fueron inventados por los antiguos griegos, quienes los construyeron en piedra. Más tarde los romanos usaron cemento en sus puentes de arco. Algunos de aquellos antiguos puentes siguen estando en pie. Los romanos usaron solamente puentes de arco de medio punto, pero se pueden construir puentes más largos y esbeltos mediante figuras elípticas o de catenaria invertida.

Este es un puente tipo arco metálico con tablero intermedio.

PUENTES COLGANTES

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. A través de los siglos, con 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.

Golden Gate Bridge, uno de los más famosos, y récord de longitud del vano central durante muchos años. San Francisco (California), este puente es de tipo colgante.

PUENTES ATIRANTADOS

En términos de ingeniería civil, se denomina puente atirantado a aquel cuyo tablero está suspendido de uno o varios pilones centrales mediante obenques. Se distingue de los puentes colgantes porque en éstos los cables principales se disponen de pila a pila, sosteniendo el tablero mediante cables secundarios verticales, y porque los puentes colgantes trabajan principalmente a tracción, y los atirantados tienen partes que trabajan a tracción y otras a compresión. También hay variantes de estos puentes en que los tirantes van desde el tablero al pilar situado a un lado, y de ahí al suelo, o bien están unidos a un único pilar

LOS PUENTES. CLASIFICACIÓN.

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 gentes 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 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 caros 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 caro. 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 pende, 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.

Atendiendo al material del que están hechos.

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.

Atendiendo a la forma en que se soportan los esfuerzos.

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.

  Además de las anteriores clasificaciones los puentes también pueden ser clasificados:

Por su longitud:Puentes mayores (Luces de vano mayores a los 50 m.). (Fotografía 1.2)Puentes menores (Luces entre 10 y 50 m.).Alcantarillas (Luces menores a 10 m.).

Fotografía 1.2.   Ponte Vedra   ,  España                                                Puentes  con  una  luz  de  vano  mayor  a  50 metros

Por el servicio que presta:

Puentes camineros.  (Fotografía 1.3)Puentes ferroviarios. (Fotografía 1.3)Puentes en pistas de aterrizajePuentes acueducto (para el paso de agua solamente). (Fotografía 1.4)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).

 Fotografía 1.3.       Puente Caminero y Puente Ferroviario

Fotografía 1.4.       Puente para acueducto construido por los romanos 

Por el material del que se construye  la superestructura:         

Puentes de madera. (figura 1.3)

 Figura 1.3.     Puente con vigas longitudinales de maderaPuentes de mampostería de ladrillo.Puentes de mampostería de piedra. (Fotografía 1.5.)Puentes de hormigón ciclópeo.Puentes de hormigón simple.Puentes de hormigón armado.Puentes de hormigón pretensado.Puentes de sección mixta. (Fotografía 1.6) Puentes metálicos.

 Fotografía 1.5.      Puente de mampostería de piedra

Fotografía 1.6.      Puente mixto de acero y hormigón armado

Por la ubicación del tablero:           Puentes de tablero superior. (Fotografía 1.7)Puentes de tablero inferior. (Fotografía 1.7)

Fotografía 1.7.       Puente de Draw construido en New London con tablero  inferior y superior

Puentes de tableros intermediosPuentes de varios tableros.

Por los mecanismos de  transmisión de cargas a la infraestructura:

Puentes de vigas.Puentes aporticados. (Fotografía 1.8)

 Fotografía 1.8.     Puente conformado con un pórtico metálico con pilares inclinados. Oklahoma (USA)

Fotografía 1.9.    Puente Jucar, Cuenca, EspañaPuente que es construido en volados sucesivos Puentes colgantes. (Fotografía1.10)

Fotografía 1.10.       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). (Fotografía 1.11)

Fotografía 1.11.       Puente Curvo Euskalduna, BilbaoPor su duración:

Puentes definitivos.Puentes temporales o provisionales.