Puente construido con vigas colocadas sobre estribos de puente y pilares de cimentación.
Un puente de vigas es un puente que utiliza vigas como medio de soporte de su tablero . [1] Los dos tipos más comunes de puentes de vigas de acero modernos son los de placa y los de caja. [ cita necesaria ]
El término "viga" se utiliza a menudo indistintamente con "viga" en referencia al diseño de puentes. [2] [3] [4] [5] Sin embargo, algunos autores definen los puentes de vigas de manera ligeramente diferente a los puentes de vigas. [6]
Una viga puede estar hecha de hormigón o acero. Muchos puentes más cortos, especialmente en áreas rurales donde pueden estar expuestos al desbordamiento del agua y a la corrosión, utilizan vigas cajón de concreto. El término "viga" se utiliza normalmente para referirse a una viga de acero. En un puente de vigas o vigas, las vigas mismas son el soporte principal de la plataforma y son responsables de transferir la carga hasta los cimientos. El tipo de material, la forma y el peso afectan la cantidad de peso que puede soportar una viga. Debido a las propiedades del segundo momento de área , la altura de una viga es el factor más importante que afecta su capacidad de carga. Luces más largas, más tráfico o espaciamiento más amplio entre las vigas darán como resultado directamente una viga más profunda. En los puentes estilo armadura y arco , las vigas siguen siendo el soporte principal de la plataforma, pero la carga se transfiere a través de la armadura o arco a los cimientos. Estos diseños permiten que los puentes abarquen distancias más grandes sin requerir que la profundidad de la viga aumente más allá de lo práctico. Sin embargo, con la inclusión de una armadura o un arco, el puente ya no es un verdadero puente de vigas.
Historia
Los puentes de vigas han existido durante milenios en una variedad de formas dependiendo de los recursos disponibles. Los tipos de puentes más antiguos son los de vigas , los de arco y los giratorios , y todavía se construyen en la actualidad. Este tipo de puentes han sido construidos por el ser humano desde la antigüedad, siendo el diseño inicial mucho más sencillo que el que utilizamos hoy en día. A medida que la tecnología avanzó los métodos fueron mejorando y se basaron en la utilización y manipulación de roca, piedra, mortero y otros materiales que sirvieran para ser más resistentes y duraderos.
En la antigua Roma , las técnicas para construir puentes incluían clavar postes de madera para que sirvieran como columnas del puente y luego llenar el espacio de las columnas con diversos materiales de construcción. Los puentes construidos por los romanos eran en ese momento básicos pero muy confiables y fuertes, y al mismo tiempo cumplían un propósito muy importante en la vida social.
A medida que iba y venía la Revolución Industrial , se utilizaron nuevos materiales con propiedades físicas mejoradas; y el hierro forjado fue reemplazado por acero debido a la mayor resistencia del acero y su mayor potencial de aplicación.
Diseño
Todos los puentes constan de dos partes principales: la subestructura y la superestructura. La superestructura es todo, desde los soportes de soporte hasta arriba: es lo que soporta las cargas y es la parte más visible del puente. La subestructura es la base que transfiere cargas desde la superestructura al suelo. Ambos deben trabajar juntos para crear un puente fuerte y duradero.
La superestructura consta de varias partes:
La plataforma es la superficie de la calzada o pasarela. En aplicaciones de carreteras suele ser una losa de hormigón armado vertida , pero también puede ser una rejilla de acero o un tablón de madera. La plataforma incluye carriles, medianas, aceras, parapetos o barandillas, y elementos diversos como drenaje e iluminación.
La estructura de soporte consiste en el sistema de acero u hormigón que soporta la plataforma. Esto incluye las propias vigas, diafragmas o tirantes transversales y (si corresponde) el sistema de celosía o arco. En un puente de vigas esto incluiría sólo las vigas y el sistema de arriostramiento. Las vigas son el principal soporte de carga, mientras que el sistema de refuerzo permite que las vigas actúen juntas como una unidad y evita que las vigas se caigan.
La función de los soportes de apoyo es permitir que la superestructura se mueva de forma algo independiente de la subestructura. Todos los materiales se expanden y contraen naturalmente con la temperatura; si un puente fuera completamente rígido, esto causaría tensiones innecesarias en la estructura y podría provocar fallas o daños. Al fijar la superestructura en un extremo, mientras se permite que el otro extremo del tramo se mueva libremente en la dirección longitudinal, se alivian las tensiones térmicas y se aumenta la vida útil del puente.
Un muelle de puente con vigas de concreto durante la construcción antes de la instalación de la plataforma del puente y los parapetos, que consta de múltiples pilones en ángulo para soporte (abajo), una tapa de concreto horizontal (centro) y vigas (arriba) con refuerzo de madera temporal.
La subestructura también consta de varias partes:
Un estribo es la base que traslada la estructura del puente a la calzada o pasarela sobre terreno sólido. Un muelle es un soporte intermedio.
La tapa es la pieza que soporta los cojinetes. Dependiendo del tipo de estructura de soporte, puede haber o no una tapa. Los pilares de pared y los estribos cortos no requieren una tapa, mientras que un pilar de varias columnas, de cabeza de martillo o de pilotes curvados sí tendrán una tapa.
El vástago o talón es el cuerpo principal de la base. Transfiere la carga desde la superestructura, a través de la tapa, hasta el pie de página.
El pie de página es la estructura que transfiere las cargas al suelo. Hay dos tipos principales de sistemas: un pie de página extendido, que es una simple losa de concreto que descansa sobre un lecho de roca; o una tapa de pilotaje, que utiliza pilotes de acero para alcanzar un lecho de roca sano que puede estar a gran profundidad. Otro sistema utiliza cajones o "pilares" de hormigón armado con acero debajo del vástago.
tipos de vigas
Los trozos en el extremo este del Puente Dunn Memorial dan una buena sección transversal de la construcción del puente de vigas.
Una viga de acero laminado es una viga que se fabrica haciendo rodar un cilindro de acero en blanco a través de una serie de troqueles para crear la forma deseada. Estos crean formas estandarizadas de vigas en I y vigas de ala ancha [7] de hasta 100 pies de largo.
Una viga de placa es una viga que se ha fabricado soldando placas entre sí para crear la forma deseada. El fabricante recibe grandes placas de acero del espesor deseado, luego corta las alas y el alma de la placa en la longitud y forma deseadas. Las vigas de placa pueden tener una altura mayor que las vigas de acero laminado y no se limitan a formas estandarizadas. La capacidad de personalizar una viga según las condiciones de carga exactas permite que el diseño del puente sea más eficiente. La viga de placa se puede utilizar para luces de entre 10 metros y más de 100 metros (33 pies a más de 330 pies). Ocasionalmente se sueldan refuerzos entre el ala comprimida y el alma para aumentar la resistencia de la viga.
Una viga cajón o "viga tubular" tiene, como su nombre indica, una forma de caja. Consisten en dos almas verticales, alas superiores cortas en la parte superior de cada alma y una brida inferior ancha que conecta las almas entre sí. Una viga cajón es particularmente resistente a la torsión y, aunque costosa, se utiliza en situaciones en las que una viga estándar podría sucumbir a los efectos de torsión o vuelco.
Ver también
Puente de vigas : el antepasado del puente de vigas de placas
