2 puentes colgantes
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Ing. Elsa Carrera Cabrera
Puentes Colgantes
Por: Ing. Elsa Carrera Cabrera
Ing. Elsa Carrera Cabrera
En los puentescolgantes, la estructura resistente básica está formada por los cables principales, que se fijan en los extremos del vano a salvar y tienen la flecha necesaria para soportar, mediante un mecanismo de tracción pura, las cargas que actúan sobre él.
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La gran virtud y a su vez defecto de los puentes colgantes es su ligereza. Esta ligereza los hace más sensibles que ningún otro tipo de puente al aumento de las cargas de tráfico que circulan por él, porque su relación peso propio/carga de tráfico es mínima.
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Actualmente los puentes colgantes se utilizan casi exclusivamente para grandes luces; por ello, salvo raras excepciones, todos tienen tablero metálico.
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Nº Puente Tramo Location Año
1 Akashi-Kaikyo 1991 m Kobe-Naruto, Japón 1998
2 Great Belt East 1624 m Korsor, Denmark 1998
3 Runyang 1490 m Zhenjiang-Yangzhou, China
2005
4 Humber 1410 m Hull, Britain 1981
5 Jiangyin 1385 m Jiangsu, China 1999
6 Tsing Ma 1377 m Hong Kong, China 1997
7 Verrazano-Narrows
1298 m New York, NY, USA 1964
8 Golden Gate 1280 m San Francisco, CA, USA 1937
9 Höga Kusten 1210 m Kramfors, Sweden 1997
10 Mackinac 1158 m Mackinaw City, MI, USA 1957
Los 10 Puentes Colgantes más Largos
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Los principios de funcionamiento de un puente colgante son relativamente simples. La implementación de estos principios, tanto en el diseño como en la construcción, es el principal problema de ingeniería.
En principio, la utilización de cables como los elementos estructurales más importantes de este puente tiene por objetivo el aprovechar la gran capacidad resistente del acero cuando estásometido a tracción.
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El cable es un elemento flexible, lo que quiere decir que no tiene rigidez y por tanto no resiste flexiones. Si se le aplica un sistema de fuerzas, tomará la forma necesaria para que en él sólo se produzcan esfuerzos axiales de tracción.
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Debido a que los cables principales van a soportar casi la totalidad de las cargas que actúan sobre el puente, se suele utilizar acero de alta resistencia (con esfuerzos de rotura superiores a los 15000 Kg./cm2); y para que estos tengan la flexibilidad apropiada, para trabajar exclusivamente a tracción, los cables de gran diámetro están constituidos por un sinnúmero de cables de diámetro menor.
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El cable principal es el elemento básico de la estructura resistente del puente colgante. Su montaje debe salvar el vano entre las dos torres y para ello hay que tenderlo en el vacío. Esta fase es la más complicada de la construcción de los puentes colgantes.
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Inicialmente se montan unos cables auxiliares, que son los primeros que deben salvar la luz del puente y llegar a anclajes extremos. La mayoría de los grandes puentes colgantes están situados sobre zonas navegables, lo que permite pasar los cables iniciales con un remolcador; pero ésto no siempre es posible.
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Los elementos fundamentales son el cable principal, las péndolas y un tablero sin rigidez, o lo que es lo mismo, con articulaciones en los puntos de unión con las péndolas. En la mayoría de los puentes colgantes, las péndolas que soportan el tablero son verticales.
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De los cables principales se sujetan y suspenden tensores equidistantes en la dirección longitudinal del puente, que generalmente son cables de menor diámetro o varillas de hierro enroscadas en sus extremos, conocidas como péndolas. La separación entre tensores o péndolas es usualmente pequeña, teniendo valores entre 3 y 8 metros.
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De la parte inferior de los tensores se sostienen:– Vigas transversales (prefabricadas de acero o concreto)– Vigas de rigidez (longitudinales), que unen todos los
tensores.Estas últimas conforman una estructura similar a una viga continua sobre apoyos elásticos, determinados por la ubicación de las péndolas. Este esquema de funcionamiento estructural permite que las dimensiones transversales de las vigas de rigidez y de las vigas transversales dependan de la distancia entre péndolas.
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La malla de vigas longitudinales y transversales se puede arriostrar y rigidizar mediante diagonales y contra diagonales.Estos persiguen la formación de un diafragma horizontal de gran resistencia a la flexión en la dirección horizontal para resistir las solicitaciones transversales al puente sobre ese plano horizontal como son la acción dinámica de los sismos y del viento.
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El esquema clásico de los puentes colgantes admite pocas variaciones; los grandes se han hecho siempre con un cable principal en cada borde del tablero.
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Las torres han sido siempre los elementos más difíciles de proyectar porque son los que permiten mayor libertad. Por eso, en ellas se ha dado toda clase de variantes. La mayoría tienen dos pilares con sección cajón de alma llena, unidos por riostras horizontales, o cruces de San Andrés.
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La componente vertical de la tensión del cable es fácilmente resistida por las torres de sustentación, pero para resistir la componente horizontal que produciría su vuelco se deben crear mecanismos para compensarla.Para puentes vehicularesinicialmente la solución del problema consiste en extender el puente y los cables principales hacia el otro lado de la torre, para equilibrar total o parcialmente las cargas permanentes.
Acción Equilibrante Transmitida por los Cables del Voladizo
Acción Transmitida por los Cables del
Tramo Central
T1T2
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Las torres no plantean problemas especiales de construcción, salvo la dificultad que supone elevar piezas o materiales a grandes alturas; las metálicas del puente Verrazano Narrows tienen una altura desde el nivel del mar de 210 m, y las de hormigón del puente Humber de 155 m.
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Con el objeto de reducir los costos de los macizos de anclaje, estos son construidos en hormigón armado, conformándose celdas selladas llenas de lastre (piedra y tierra) dentro de los estribos.
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El montaje del tablero se ha hecho en muchos de los grandes puentes colgantes por voladizos sucesivos, avanzando la ménsula desde una péndola a la siguiente, de la que se cuelga; el avance se hace simétricamente desde la torre hacia el centro del vano principal y hacia los extremos.
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Otro sistema de montaje, que se ha utilizado en la mayoría de los últimos grandes puentes, y en todos los de sección en cajón, consiste en dividir el tablero en dovelas de sección completa que se llevan por flotación bajo su posición definitiva, y se elevan a ella desde los cables principales mediante cabrestantes; una vez situadas en su posición definitiva se cuelgan de las péndolas.
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Puentes Colgantes con fiadores cargados
L ‘ L L’
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MACIZO DE
ANCLAJE
TORRE
L
CABLEPENDOLA
VIGA DE RIGIDEZ
Puentes Colgantes con fiadores descargados