Clasificación de los puentes según su sistema constructivo.

La necesidad del hombre de entrelazar ciudades con pueblos y comunidades de difícil

acceso ha llevado a la realización de innumerables puentes, de todas las características.

Con el paso del tiempo, las dificultades constructivas presentadas por cada proyecto,

llevaron al ingenio humano a sobrepasar sus propios límites. Con cada nuevo puente se

percibían mejoras constructivas, sistemas innovadores y considerables reducciones en

tiempos de ejecución. Surgieron entonces los métodos de construcción, que son formas,

según las necesidades del proyecto, de erigir un proyecto de manera rápida y económica.

Al momento de elegir el tipo de puente adecuado para un proyecto, hay toda una

variedad de categorías que los clasifican. Por ejemplo, si se quiere clasificar los puentes

según su estructura encontramos los puentes vigas, arcos y puentes con cables, etc.; si se

quiere clasificar según su material están los puentes de concreto, acero, madera y mixtos;

o si se quieren designar por su sección transversal, están los puentes losa, viga y losa, viga

cajón, etc. Ahora bien también se pueden clasificar según su sistema o método

constructivo, y es donde aparecen puentes tales como los puentes en voladizos sucesivos,

con obras falsas parciales y completas, con cimbras estáticas y deslizables, con vigas

lanzadoras e izadas, y también los puentes empujados.

Muchos ingenieros y expertos en el tema de puentes han divido la clasificación de los

puentes según su sistema de construcción en dos grandes grupos dentros de los cuales se

encuentran los diferentes métodos de construcción, estos son: los construidos en situ, y

vigas prefabricadas.

Construcción in situ.

Para casos de puentes de luces pequeñas, con tableros colocados a poca altura sobre un

terreno accesible y horizontal es posible construir la superestructura sobre un andamiaje

inferior. Este andamio puede apoyarse sobre zapatas provisionales o pueden usarse

pilotes o puntales metálicos; también se han implementado el relleno con grandes

cantidades de suelo toda la zona inferior de la superestructura, facilitando asi la

construcción en situ de las vigas y del tablero, y posteriormente removiendo todo ese

relleno. A este tipo te puentes con este sistema constructivo se le denominan Puentes con

obras falsas parciales y completas.

El proceso de construcción consistiría en preparar el andamio y el encofrado, para luego

armar y vaciar la superestructura. De esta manera, se puede asegurarse la continuidad de

las obras y lograr puentes integrales que tienen mejor comportamiento. Sin embargo, no

siempre son deseables estas condiciones de construcción, especialmente cruces de vías

donde interrumpir el tráfico por mucho tiempo crea descontento e impactos en la

población.

Un ejemplo de este tipo de puentes en la ciudad de Cartagena es conocido puente de

turbaco:

Puentes con cimbras estáticas y deslizantes.

Generalmente para puentes de pequeña altura (8-10m) hormigonados in situ. Se usan

cimbras de apoyo para construir. Ideal para pasos superiores. En caso de haber varios

vanos, la construcción se hace tramo a tramo, en el caso de las cimbras estáticas una vez

hormigonado un tramo, se pretensa, descimbra y desencofra y pasa al tramo siguiente.

En el caso de las cimbras deslizante se le adjuntan elementos de rodadura para pasar de

tramo a tramo.

Vigas prefabricadas

En muchos casos no es factible colocar un andamio en el terreno para soportar el tablero

en su fase de construcción por muchas razones. Para solucionar este problema se hace

necesario utilizar otros medios de construcción como la prefabricación. La prefabricación

presenta muchas ventajas frente a los métodos tradicionales. Entre sus principales

ventajas se encuentran:

Disminuye el tiempo de construcción, las vigas se pueden prefabricar mientras se

construye la infraestructura.

Mejora las características mecánicas del concreto debido a las condiciones

semiindustriales de su fabricación.

Elimina los riesgos de trabajos en alturas.

Para casos de concreto pre-esforzado se evitan las dificultades originadas por el

tensionamiento prematuro en concreto jóvenes.

Limita los efectos de retracción pues parte importante se produce antes de su

colocación final.

Reduce los efectos por deformaciones diferidas que disminuyen con la edad del

concreto.

Aumenta el rendimiento de la mano obra al establecerse un ritmo de construcción.

Este aspecto toma relevancia cuando se trata de la fabricación de dovelas.

En estos casos de prefabricación y en especial con elementos preesforzados, debe tenerse

en cuenta los diferentes estados de carga y de servicio a los que estará sometida la

estructura desde su construcción hasta su colocación final. Suelen variar mucho las

condiciones de apoyo y las solicitaciones de resistencia, llegando incluso a invertirse los

momentos y fuerzas cortantes.

Una vez prefabricadas los elementos, existen muchos métodos, según el sitio y las

características generales del proyecto, para trasportar y colocar los elementos en su

posición final. Entre las técnicas más comunes, tenemos:

Estructuras izadas.

Estructuras lanzadas

Estructuras empujadas.

Voladizos sucesivos.

Estos métodos no abarcan la gran gama de métodos de construcción, e incluso todos

estos mismos métodos poseen alternativas particulares de aplicación o pueden ser

modificados o combinados, dependiendo de las características particulares de cada

proyecto.

Estructuras izadas.

Este es el medio más simple y económico para transportar y colocar los elementos

prefabricados. El método consiste en prefabricar las vigas en el terreno, luego izarlas por

medio de grúas hasta su posición definitiva y finalmente construir la losa apoyándose

sobre las vigas. Este método también se usa para colocar las dovelas en su sitio.

viaducto puente guillermo gaviria correa (barancabermeja-yondo)

Estructuras con vigas de lanzamiento

Este método consiste en colocar una viga metálica lanzada por encima de la luz a

construir. Este método es más elegante y presenta muchas ventajas sobre los demás

métodos.

Este método aprovecha la facilidad de montaje y desmontaje de las armaduras metálicas.

Es relativamente fácil armar estas estructuras y luego desinstalarlas y usarlas en otro sitio.

Además, el poco peso de las estructuras metálicas permite que se lleguen a construir luces

de 85m.

El proceso consiste en prefabricar las vigas y luego montarlas en el sistema de izaje y

traslación de la armadura. Luego, la viga recorre la armadura hasta llegar a su posición

final. En caso de puentes con varios tramos, la viga se traslada longitudinalmente según el

avance.

La viga de lanzamiento puede ser una cercha de acero con apoyos tipo túnel para permitir

el paso de los elementos. Los nervios de la viga metálica sirven de camino al carretón de

traslación de los elementos a colocar. En algunos casos, las armaduras están construidas

de tal manera que permiten su desplazamiento en el sentido transversal al tablero para

facilitar la colocación de las vigas paralelas.

Lanzamiento y montaje de Villa

Chablé, Tabasco, México.

Estructuras empujadas

Este proceso es uno de los más usados para puentes con luces aproximadas de 40m. El

proceso consiste en prefabricar las vigas y después empujarlas la máxima longitud posible

(la viga queda en volado), para que luego sigan siendo empujadas hasta su posición final.

El elemento es montado en rodillos para facilitar su movimiento. Luego, la estructura es

empujada hasta su posición final por medio de gatas u otros dispositivos. En general, se

debe levantar ligeramente el extremo para evitar errores de nivel al momento de encajar

el elemento en los apoyos.

Como las vigas no pueden resistir grandes longitudes en volado se necesitan andamios

como apoyos provisionales. Estos andamios deben poseer en la cima mecanismos de

rodadura para permitir la traslación de las vigas.

En algunas ocasiones, se colocan guías o cables en el extremo del elemento para poder

manipular y corregir el alineamiento.

El esquema es el mismo en caso de jalar la estructura en vez de empujarla. Los cables

pueden ser jalados por camiones u otros vehículos que tengan la suficiente potencia. En el

diseño debe considerarse que las vigas estarán soportando momentos y fuerzas muy

diferentes a las de servicio.

Voladizos sucesivos

La construcción por voladizo consiste en construir el tablero a partir de tramos sucesivos,

de manera que cada tramo nuevo se apoye en los tramos ya colocados. Cada tramo es

llamado dovela y se une al precedente cuando haya alcanzado suficiente resistencia. Su

estabilidad se asegura por medio de cables de preesforzado, creando así un tramo

autoportante que sirve de arranque para un nuevo avance.

Las dovelas pueden ser vaciadas en situ en encofrados móviles o pueden ser

prefabricadas, transportadas y puestas en su lugar por medio de dispositivos apropiados.

La sección transversal que mejor se adapta a la construcción por voladizos es la sección

tipo cajón. Esto se debe en parte a su mayor resistencia a los momentos negativos

causados en el proceso constructivo donde las cabezas inferiores deben soportar

compresión, especialmente cerca de los apoyos. Además, la secciones tubulares poseen

un buen rendimiento estructural superior a las de las vigas T, e incluso tienen mayor

estabilidad estática y dinámica.

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Esquema de construcción por voladizo a partir de pilas

En este tipo de construcción se trata de avanzar simétricamente los voladizos para evitar

los momentos de vuelco elevados. Sin embargo, el vaciado o la colocación de dovelas no

puede ser del todo simultáneo, por lo que las pilas estarán sometidas a momentos de

flexión.

Si el tablero está empotrado en las pilas, estas normalmente soportan los momentos de

asimetría. Si por el contrario, el tablero constituye una viga continua, es necesario

empotrar el tablero durante su construcción (usando cuñas o armaduras de pretensado),

o bien utilizar apoyos provisionales colocados cerca de las pilas.

En ciertos casos se puede avanzar la construcción de forma no simétrica con relación a las

pilas. Esta solución requiere generalmente uno o más apoyos provisionales a medida que

avanza la construcción. Otra alternativa consiste en lastrar o colocar un contrapeso en la

zona en un extremo, para poder avanzar los volados en el otro extremo.

Un claro ejemplo es el PUENTE GUILLERMO GAVIRIA CORREA que unio a yondo con

barancabermeja sobre el rio magdalena, insinia de Colombia.

El proyecto consistió en un puente de 919,10 metros de longitud, conformado por un

viaducto de acceso en la margen derecha (359,95 m), un puente principal de 399,20 m y

un viaducto de acceso en la margen izquierda (159,95 m). Los viaductos de acceso

estuvieron conformados por luces de vigas pos-tensadas y placa en concreto. El puente

principal fue diseñado para ser construido por el sistema de voladizos sucesivos con

dovelas fundidas in situ. El ancho del tablero fue de 11 metros y se constituyó por una

calzada útil de 9 metros para dos vías de tráfico y andenes de un metro a cada lado.

La superestructura del puente está constituida por una viga continua postensada de

sección cajón unicelular, con altura que varía parabólicamente ente 9,50 m en las caras de

las pilas y 2,80 m en el centro de la luz central y sobre las dovelas extremas.

En el viaducto de acceso de Barrancabermeja se construyeron 12 vigas de 40 m de

longitud, 2,40 m de altura y 80 toneladas de peso, de las cuales las 3 vigas de la primera

luz fueron construidas directamente en su sitio sobre andamios de carga aprovechando la

poca altura de la obra falsa. Las restantes 9 vigas se construyeron sobre el terreno

adyacente a cada luz, en los meses de mayo y junio de 2004, y se montaron con grúas de

gran capacidad en julio de 2004.

Viaducto de acceso.

Clasificación de los puentes según su sistema constructivo

Asignatura:

Puentes.

Estudiante:

Jhonatan caballero peluffo

Docente:

Ing. José España

Universidad de Cartagena

Facultad de ingenierías

Programa de ingeniería civil.

Marzo 2015