Puentes Colgantes

DEPARTAMENTO DE CIENCIAS DE LA TIERRA Y LA CONSTRUCCIÓN

PUENTES COLGANTES

LUIS MANUEL CADENA

14 DE MAYO DE 2014

1.- INTRODUCCION

Este tipo de puentes, así como los atirantados, presenta como característica principal que sus estructuras se basan en el cable. Por ello los puentes de grandes luces que se construyen en la actualidad son colgantes o atirantados. La utilización del cable en este tipo de puentes se debe a tres razones fundamentales: En primer lugar el cable es un elemento que trabaja exclusivamente a tracción, se aprovecha al máximo su capacidad resistente puesto que con los tratamientos actuales se logran elevadas resistencia y por su gran flexibilidad puede deformarse transversalmente sin que aparezcan flexiones y permite utilizar en toda la sección toda su capacidad de resistencia y en tercer lugar el cable está formado por muchos hilos y cordones lo que permite hacer cables de gran diámetro en puentes de grandes luces.

Por lo que se refiere a los puentes colgantes en concreto su estructura está formada por los cables principales que se fijan en los extremos del vano a salvar y tienen la flecha necesaria para soportar a través de un mecanismo de tracción pura las cargas que actúan sobre él.

Para evitar su gran deformabilidad se da rigidez a flexión al tablero de manera que las cargas se reparten en una longitud grande del cable. Por lo que se refiere a la tipología de puentes colgantes en cuestión podemos destacar:

• Puentes catenaria: Se trata de los primeros puentes colgantes primitivos que se construyeron en China e Himalaya si bien en la actualidad únicamente se construyen pasarelas peatonales con esta tipología.

• Puentes Autoanclados: Nacen de la necesidad de anclar los cables al terreno mediante contrapesos. Si bien en numerosas ocasiones el elevado coste de los contrapesos o la defectuosa calidad del terreno de cimentación determinan que no sea posible esta solución con lo que se anclan los cables principales al tablero en los extremos de los vanos de compensación.

• Puentes Colgantes de Tablero: Pueden ser de Tablero Inferior, Intermedio o Superior.

• Puentes colgantes de varios vanos: Ésta tipología actualmente puede considerarse que ha caído en el desuso.

2.- GEOMETRÍA DEL PUENTE

Básicamente un puente colgante está formado por la Superestructura, siendo parte de estos elementos como las torres, el cable principal, los tensores y la Infraestructura, que está formada por la cimentación y el estribo de anclaje.

2.1.- Superestructura

2.1.1. Torres.- Las torres de sustentación pueden tener una gran diversidad de geometrías y materiales de construcción, pero generalmente presentan como característica típica una rigidez importante en la dirección transversal del puente y muy poca rigidez en la dirección longitudinal.

2.1.2. Cables principales.- Se encuentran apoyados y anclados en la parte alta de las torres de sustentación, y ubicados de una manera simétrica con relación al eje de la vía, generalmente un cable a cada lado de la torre.

2.1.3. Tensores.- o pendolones, se sujetan y se suspenden del cable principal hacia las vigas longitudinales, se ubican equidistantes en la dirección longitudinal del puente, que generalmente son cables de menor diámetro o varillas de hierro enroscadas en sus extremos y su separación por lo general es de 3 a 8 metros.

2.1.4. Viga Transversal.- Se encuentran sostenidos por los cables principales mediante los tensores o pendolones, cruzan la vía a lo ancho. Son vigas prefabricadas de acero, de hormigón e inclusive de madera para puentes secundarios.

2.1.5. Vigas longitudinales.- Se suspende de la parte inferior de los tensores, y unen los elementos longitudinales del puente.

2.1.6. Contrapesos.- En caso de no disponerse de una longitud apropiada hacia los extremos del puente (muchas veces en zonas montañosas el acceso a los puentes es muy restringido), se pueden construir contrapesos como parte de los volados.

2.1.7. Estructura de soporte vehicular.- Esta apoyada en las vigas transversales y directamente recibe la carga vehicular, puede ser una losa de hormigón armado o también puede ser una estructura con planchas metálicas.

2.2.- Infraestructura

2.2.1. Estribo de anclaje.- Con el objeto de reducir los costos de los macizos de anclaje, los estribos son construidos en hormigón armado, conformándose celdas selladas llenas de lastre (piedra y tierra) dentro de los estribos.

En la infraestructura tambien tenemos lo que es la cimentación de de las torres.

3.- MATERIALES.

3.1 Cable.-

Puede presentar diversas configuraciones, pero todas ellas se basan en el empleo de alambres delgados de alta resistencia.

En puentes colgantes de pequeña luz se emplea generalmente cordones o strands individuales o en grupos de cordones paralelos. En puentes colgantes de mayor luz se emplean cordones o strands trenzados formando cables o cables formados por alambres paralelos.

Un cordón o strand está formado por una o más capas de alambre colocadas helicoidalmente alrededor de un alambre central recto. Los alambres que forman el cordón deben ser de acero al carbono galvanizado en caliente o por un proceso electrolítico.

De acuerdo a la norma ASTM A 603, el área de los alambres que forman el cordón incluye el recubrimiento de zinc, por lo que las tensiones mínimas exigidas son aparentemente menores que para los alambres sin galvanizar. El alambre del que se fabrica el cordón debe tener una resistencia mínima en tracción de 1 520 MPa (220 ksi) y el cordón tiene una resistencia mínima de rotura que aparece en la Tabla 1 de la norma ASTM A 586, con un valor aproximado de 1 380 MPa (200 ksi).

4.- MÉTODOS CONSTRUCTIVOS

Las principales fases del sistema constructivo de un puente colgante son:

• Construcción de las torres y contrapesos:

...