ING CIVIL PUENTES ATIRANTADOS.docx

UNIVERSIDAD NACIONAL DE

JAÉN

ESCUELA DE INGENIRIA CIVIL

CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

ASIGNATURAINTRODUCCION A LA INGENIERIA CIVIL

TEMAPUENTES ATIRANTADOS

AUTORES

CHÁVEZ SANTOS; Ricardo Emanuel.MAYHUIRE FERNÁNDEZ; Marco Antonio.MONTEZA ESTELA; Jhon Jefferson.PEREZ CONCHA; Javier Rodney.PERLECHE FRÍAS; Luis Jhonatan.RIVAS PARIENTE; José lin Yorver.TELLO CASTAÑEDA; Jhon kevin.TORRES CUSMAN; Henrry Cronswelt.VERA FERNANDEZ; Omar.

ASESORING. JOSÉ LUIS PIEDRA

CICLO

I

JAÉN – PERÚ2014

UNIVERSIDAD NACIONAL DE JAÉNINGENIERIA CIVIL

INTRODUCCIÓN

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 son una infraestructura, por lo general artificial, que

permite salvar un accidente geográfico o cualquier otro obstáculo

físico.

I. OBJETIVOS

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Describir un puente atirantado, resaltando los tipos e importancia del mismo.

Conocer el diseño y la estructura de los puentes atirantados a través de un video documental en un marco teórico preparado.

Presentar una maqueta que represente uno de los tipos de puentes atirantados.

II. MARCO TEÓRICO

Historia

Primer diseño conocido de Fausto Veranzio de 1595.

Los puentes atirantados pueden datar desde 1595, de los que se han encontrado diseño en un libro encontrado llamado Machinae Novae escrito por Fausto Veranzio. Muchos puentes colgantes primitivos fueron en un principio híbridos de puentes colgantes y atirantados, incluyendo el

puente peatonal Dryburgh Bridge construido en 1817. James Dredge patentaría el Puente Victoria en Bath (Reino Unido, 1836) y más tarde el Albert Bridge en Londres en 1872. Los diseñadores de puentes descubrieron que la combinación de ambas tecnologías permitía construir puentes más rígidos, un ejemplo de esto es el puente de las cataratas del Niágara construido por John Augustus Roebling.

El ejemplo más antiguo y conocido de un verdadero puente atirantado es el puente de acero de Bluff Dale, situado en Bluff Dale, (Texas, Estados Unidos.) construido en 1890 por E.E. Ruyon.1 2 En pleno siglo XX los ejemplos más pioneros incluyen a A. Gisclard, con el puente de Cassagnes (1899), en el que la componente horizontal de la fuerza de los cables es compensada por un cable puntal horizontal, preveniendo así la compresión significativa del tablero. Eduardo Torroja, un ingeniero español diseño un puente atirantado para el acueducto del Tempul en la provincia de Cádiz, España en 1926.3

Alber Caquot construiría un nuevo puente atirantado con tablero de hormigón sobre el canal de Donzère-Mondragon en Pierrelate convirtiéndose en el primer puente atirantado moderno, pero aún con una gran influencia de los diseños previos. El puente de tablero metálico Strösmund Bridge diseñado por Franz Dischinger también es citado como uno de los primeros puentes atirantados modernos.

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http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Pons_ferrevs_by_Faust_Vran%C4%8Di%C4%87.jpg


Otros pioneros claves en esta época son Fabrizio de Miranda, Riccardo Morandi yFritz Leonhardt. En este período se usaban muy pocos cables como en el caso del puente de Theodor Heuss en Düsseldorf de 1958. Sin embargo el utilizar pocos cables aumentaba enormemente el costo de construcción por lo que las modernas estructuras llevan muchos más cables. El tiempo ha hecho que los puentes atirantados se hagan un lugar en el diseño de puentes y desplacen a los puentes ménsula.

Características generales

Los puentes atirantados ocupan un punto medio entre los puentes de acero de contrapeso y los colgantes. Un puente colgante, requiere más cables (y más acero), y uno de contrapeso, más acero para su construcción. Aunque desde el punto de vista estructural serían puentes que trabajan en modo contrapeso.

Este tipo de puentes se usa en vanos medianos y grandes con luces que van de los 300 metros al kilómetro, como en estrechos y bahías, aunque para vanos mayores de un kilómetro, en la actualidad se usan puentes colgantes solamente. Si el diseñador lo considera y las condiciones del fondo lo permiten se pueden construir puentes atirantados de vanos sucesivos que salvan luces mayores del kilómetro como es el caso del Puente Rio-Antirio o el Viaducto de Millau. Este tipo de puentes también se usa para pequeñas pasarelas peatonales.

Dos de las características de estos puentes es el número de pilones, hay puentes con uno solo, o con varios, lo más típico es estar construidos con un par de torres cerca de los extremos.

Puente Rio-Antirio en Grecia es uno de los mayores puentes atirantados de Europa.

También se caracterizan por la forma de los pilones (forma de H, de Y invertida, de A, de A cerrada por la parte inferior (diamante), una sola

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pila...), y si los tirantes están sujetos a ambos lados de la pista, o si la sujetan desde el centro (dos planos de atirantamiento, o uno solo respectivamente). También es característico la disposición de los tirantes, ya que puede ser paralelos, o convergentes (radiales) respecto a la zona donde se sujetan en el pilón. También pueden tener un gran número de tirantes próximos, o pocos y separados, como en los diseños más antiguos.

Algunos puentes tienen los pilares los mismos tirantes en el vano central del puente que en los de los extremos, otros, tienen más cables en el vano del centro que en los vanos extremos, también conocidos como vanos de compensación.

Algunos puentes atirantados, son puentes mixtos, con unos vanos atirantados, y otros de tipo puente viga, como es el caso del Puente de Rande.

Puente Rosario-Victoria en Argentina, de 610 m de largo.

COMPARACIÓN CON LOS PUENTES COLGANTES

Diferentes tipos de pilas para puente atirantado.

Los puentes atirantados, sobre todo si tienen varias torres, pueden parecer muy parecidos a los colgantes, pero no lo son. En la construcción, en un puente colgante se disponen muchos cables de pequeño diámetro entre los pilares y los extremos donde se anclan al suelo o un contrapeso, estos cables, son la estructura primaria de carga del puente. Después, antes de montar la pista, se suspenden cables del cable principal, y más tarde se monta esta, sosteniéndola de dichos cables, para ello, la pista se eleva en secciones separadas y se instala. Las cargas de la pista se transmiten a los cables, y de este al cable horizontal, y luego, a los pilares, los contrapesos de los extremos, reciben una gran fuerza horizontal.

En los puentes atirantados, las cargas, se transmiten al pilar central a través de los cables, pero al estar inclinados, también

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http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Puente_Rosario-Victoria_2.jpg

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Pylone-1-nappe.svg


se transmiten por la propia sección, hasta el pilar, donde se compensa con la fuerza recibida por el otro lado, no con un contrapeso en el extremo, por ello, no requieren anclajes en los extremos.

DIFERENCIAS ENTRE LOS DISTINTOS TIPOS DE PUENTES

Puente colgante

Puente atirantado, diseño en abanico

Puente atirantado, diseño en arpa

A. Variaciones

Puente atirantado de pilón lateral

Puente de Hispanoamérica,Valladolid

"Puente del amor", Taiwán

En este tipo de puente, el pilón, no está situado en el mismo plano de la pista (longitudinal), sino un poco a un lado, este diseño permite puentes con pistas algo curvas.

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http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Bridge-fan-cable-stayed.svg

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Bridge-harp-cable-stayed.svg

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Puente_de_Hispanoam%C3%A9rica_en_Valladolid.JPG

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Liyu_2004b_Tamsui.jpg


B. Puente atirantado asimétrico

Este vato de puentes, usa un pilar a un extremo del puente al que llegan los cables. Estos puentes no son muy diferentes respecto a los atirantados normales. La fuerza de los cables puede ser compensada continuando estos hasta unos contrapesos en el suelo. Los cables, pueden ser sustituidos por pilares de hormigón prensado trabajando a compresión.

C. Puente atirantado de pilón contrapeso

Puente del Alamillo, con el pilar a un lado y sin tirantes al otro lado del pilar.

Es un puente similar al anterior, salvo que los cables no continúan hasta el

contrapeso, sino que están anclados al pilón, y el pilón sujeta la fuerza de los cables, debido a su propio peso y su anclaje en el terreno. Uno de los pioneros de este diseño es Santiago Calatrava con el Puente del Alamillo en Sevilla.

ESTRUCTURA DE LOS PUENTES ATIRANTADOS

ESQUEMA BÁSICO DEL PUENTE

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http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Puente_del_Alamillo.jpg


1. TIRANTES

2. TORRES

3. TABLERO

4. ESTRIBOS

5. ZAPATAS

- Tablero

1) TIRANTES.-

Se adaptan a tableros de acero o concreto, a las pilas y/o estribos. Se colocan en obra, de forma que se facilita su acceso a ellos, simplificándose cualquier operación de reposición de partes o torones en cualquier momento gracias a su composición. Así mismo, facilitan la inspección misma del anclaje con una instalación en construcción muy sencilla.

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El tensado de los torones, se realiza mediante gatos ligeros, ya sea unitarios, o de forma combinada, reduciendo con esto el número de operaciones, incluyendo aquellas relacionadas a nivelaciones de tableros y control de tensiones.

Los puentes atirantados necesitan soluciones a la medida y el sistema trabaja en ese sentido, colaborando con las necesidades de los clientes tanto en las etapas de diseño, como de construcción y mantenimiento, adaptándose a las características y dimensiones que estos requieran.

2) TORRES

Soportan los esfuerzos verticales transmitidos por los tirantes.

Su forma va en función de la disposición de los tirantes.

Sirven para elevar el anclaje fijo de los tirantes, de forma que introduzcan fuerzas verticales en el tablero para caer los seudo - apoyos.

2.1) TIPOS DE TORRES:

a) Torres en “H”

b) Dos Pilares Únicos a Cada Lado

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C) Torres en “A”

D) Torres en “Y” invertida

E) Torres con un solo pilar

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F) Torres en forma de Diamante

3) TABLERO

Interviene en el esquema resistente, porque los tirantes, al ser inclinadas introducen fuerzas horizontales que se deben equilibrar a través de él.

La propia estructura de los puentes atirantados da suficiente rigidez al tablero.

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4) ESTRIBO

Apoyos del puente situados en los extremos y sostienen los terraplenes que conducen a él.

Materiales

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• El material es esencial en la concepción de un puente, influye en las dimensiones, en los elementos y en la estructura.

Época Materiales Utilizados

Prehistoria Arcilla, madera y cuerdas

Historia Clásica Piedra, madera y grapas metálicas

Siglo XVIII Hierro fundido

Siglo XIX Hierro forjado, acero, hormigón (y armado)

Primera Mitad Siglo XX Hormigón pretensado

Segunda Mitad Siglo XX Cables de acero de alta resistencia y aluminio

Siglo XXIMateriales formados con fibras de altaresistencia

Estructura de los puentes atirantados

Funcionamiento estructural básico:

- Tirantes sometidos a tracción

- Torres esfuerzos verticales

- Tablero esfuerzos horizontales

•Ventajas estructurales sobre puentes colgantes:

- Necesita menos acero para cables

- Puentes con menor canto

- No suele necesitar contrapesos

- En consecuencia, más económicos

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Tipos de Puentes AtirantadosDe Pilón Único:

Pilón lateral o asimétrico

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Varios Pilones:

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De Contrapeso:

− Asimétrico

− Pilón compensa la tracción

IV. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA

Consulta en línea de puentes atirantados (consultados el 03 Nov 2014, a las 16h)

• http://www.um.edu.uy/_upload/_descarga/web_descarga_177_Mtodosconstructivospuentesatirantados.-Quintana.pdf

• http://search.4shared.com/q/CCAD/1/puentes%20atirantados • http://es.wikipedia.org/wiki/Puente_atirantado

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