ESTRUCTURAS
LOS PUENTES
LOS PUENTES
Un
puente, es una estructura de ingeniería para conectar dos extremos,
PERO un puente afecta la cultura, educación, salud, comunicación,
trabajo, conectividad, desarrollo, sociabilidad e historia. Un puente es
una construcción, por lo general artificial, que permite salvar un
accidente geográfico o cualquier otro obstáculo físico como un río, un cañón, un valle, un camino, una vía férrea, un cuerpo de agua,
o cualquier obstrucción. El diseño de cada puente varía dependiendo de
su función y la naturaleza del terreno sobre el que el puente es
construido. Su proyecto y su cálculo pertenecen a la ingeniería estructural, siendo numerosos los tipos de
diseños que se han aplicado a lo largo de la historia, influidos por
los materiales disponibles, las técnicas desarrolladas y las
consideraciones económicas, entre otros factores.
Las características de los puentes están ligadas a las de los materiales con los que se construyen:
- Los puentes de madera, aunque son rápidos de construir y de bajo coste, son poco resistentes y duraderos, ya que son muy sensibles a los agentes atmosféricos, como la lluvia y el viento, por lo que requieren un mantenimiento continuado y costoso. Su bajo coste (debido a la abundancia de madera, sobre todo en la antigüedad) y la facilidad para labrar la madera pueden explicar que los primeros puentes construidos fueran de madera.
- Los puentes de piedra o ladrillo, de los que los romanos fueron grandes constructores, son tremendamente resistentes, compactos y duraderos, aunque en la actualidad su construcción es muy costosa. Los cuidados necesarios para su mantenimiento son escasos, ya que resisten muy bien los agentes climáticos. Desde el hombre consiguió dominar la técnica del arco este tipo de puentes dominó durante siglos. Sólo la revolución industrial con las nacientes técnicas de construcción con hierro pudo amortiguar este dominio.
- Los puentes metálicos (de hierro, acero, aluminio, etc) son muy versátiles, permiten diseños de grandes luces, se construyen con rapidez, pero son caros de construir y además están sometidos a la acción corrosiva, tanto de los agentes atmosféricos como de los gases y humos de las fábricas y ciudades, lo que supone un mantenimiento caro. El primer puente metálico fue construido en hierro en Coolbrookdale (Inglaterra)
- Los puentes de hormigón armado o concreto son de montaje rápido, ya que admiten en muchas ocasiones elementos prefabricados, son resistentes, permiten superar luces mayores que los puentes de piedra, aunque menores que los de hierro, y tienen unos gastos de mantenimiento muy escasos, ya que son muy resistentes a la acción de los agentes atmosféricos.
Los materiales compuestos de resinas y fibras de carbono no sedegradan con la corrosión, por lo que su coste de mantenimiento es cero, adiferencia del acero y el hormigón. Además, cuadruplican la resistencia delacero y son más ligeros –asegura Juan Sorbino , uno de los diseñadores - .Su inconveniente es el precio elevado, debido a que aún existen pocosfabricantes. La veintena de construcciones que hoy sólo pueden verse enReino Unido, Dinamarca, Suiza y España se extenderán por todo el mundo
En Friedberg, en el estado de Hesse en Alemania se estreno el primer puente de plástico del mundo y esta listo para su uso. El puente esta construido por placas de un polímero reforzado de fibras de vidrio (FRP) montadas sobre dos vigas de acero y ya cumple con todas las normas de construcción de la Unión Europea.
Los costos de construcción son relativamente más altos, pero se ven contrarrestados fuertemente con menores gastos de mantenimiento, pues mientras los puentes tradicionales necesitan mantenimiento después de los 20 años de uso, este punte de plástico se estima que lo necesitará después de los 50 años pues no sufre los efectos de la corrosión.
El puente es relativamente pequeño, tiene una longitud de aproximadamente 27 metros, un ancho de casi 5 metros y pesa tan solo 80 toneladas. Las partes del punto son prefabricadas y fueron montadas en un solo día.
Las ciencia de los materiales es una de las ramas de
la ingeniería con mayor evolución, las condiciones tan cambiantes y
cada vez más exigentes hace que los ingenieros busquen nuevos materiales
para la construcción y este puente es una buena muestra de ello.
PUENTES MOVILES
ejemplos:
- Puentes de viga:es el puente más sencillo, derivado del puente de tronco y empleado en vanos cortos e intermedios, como por ejemplo las pasarelas peatonales sobre autovías. Como su nombre indica, están constituidos por vigas; es decir, por piezas rectas horizontales apoyadas en dos o más puntos que soportan las cargas que actúan sobre ellas mediante su capacidad para resistir flexiones. Antiguamente, hasta conocerse el hormigón armado eran poco útiles para salvar grandes obstáculos, ya que los materiales empleados no trabajaban bien a flexión. Los puentes de vigas de hormigón armado o de acero pueden salvar tramos de 20 a 25 m. Para distancias superiores se utilizan el acero y el hormigón pretensado y, cuando la longitud es considerable, las vigas son compuestas.
- Puentes de arco: Un puente de arco es un puente con apoyos a los extremos del vano, entre los cuales se halla una estructura con forma de arco por donde se transmiten las cargas. El tablero puede estar apoyado o colgado de esta estructura principal, dando origen a distintos tipos de puentes (arco con tablero superior, con tablero intermedio o con tablero inferior). Estos puentes reparten el peso sobre los pilares de apoyo, los arcos contiguos y los apoyos en tierra firme. De esta manera consiguen mayor distancia entre los pilares.
- Ventajas:
- Permiten utilizar materiales simples, como piedra y similares, cemento, materiales de relleno, hormigón en masa (no armado), ladrillo, etc. (epoca de los romanos y medieval).
- A partir del siglo XIX se empezó a utilizar el hierro.
- Son adecuados en sitios capaces de proporcionar una buena resistencia al empuje horizontal.
- Se pueden utilizar para salvar grandes distancias construyéndolos con una serie de arcos sucesivos.
- Inconvenientes:
- La piedra y muchos materiales similares son fuertes en esfuerzos de compresión, pero poco resistentes a esfuerzos de tracción, por lo que por eso, muchos puentes en arco, están diseñados para trabajar a compresión.
- Puentes en ménsula (cantilever): es un puente que se construye usando ménsulas consecutivas, que son estructuras horizontales que se proyectan en el espacio y sólo están soportadas en un extremo. Para pequeños puentes peatonales, pueden construirse con vigas simples, pero para mayores puentes se construyen con grandes estructuras reticuladas de acero. Estos puentes pueden construirse con la técnica de puentes por volados sucesivos, en la que apenas se requiere de una estructura provisional. En estos puentes la parte de la estructura trabaja a tracción, mientras la inferior lo hace a compresión.
- Puentes de armadura: La armadura es una viga es una composición de barras rectas unidas entre sí en sus extremos para constituir un armazón rígido de forma triangular, capaz de soportar cargas en su plano, particularmente aplicadas sobre las uniones. Todos los elemento de la armadura se encuentran trabajando a tracción o compresión sin la presencia de flexión y corte. Este sistema permite realizar a un costo razonable y con un gasto mínimo de material estructuras de metal que salvan desde treinta hasta más de cien metros, distancias que resultan económicamente imposibles para estructuras que funcionen a base de flexión, como las vigas simples.
- Puentes colgantes: son puentes sostenidos por un arco invertido formado por numerosos cables de acero, del que se suspende el tablero del puente mediante tirantes verticales. Al igual que el puente de arco, es un puente que resiste gracias a su forma. Las fuerzas principales en este tipo de puentes son de tracción en los cables principales y de compresión en los pilares.
- Ventajas:
- El vano central puede ser muy largo en relación a la cantidad de material empleado.
- Pueden tener la plataforma a gran altura permitiendo el paso de barcos muy altos.
- No se necesitan apoyos centrales durante su construcción, permitiendo su construcción sobre profundos cañones, masas de agua con mucho tráfico marítimo....
- Puede flexionar bajo vientos severos y terremotos (un puente más rígido debería ser más fuerte).
- Inconvenientes:
- En condiciones de fuertes vientos o turbulencias se hace intransitable por falta de rigidez.
- Bajo grandes cargas de viento, las torres ejercen un gran momento (fuerza en sentido curvo) en el suelo, y requieren una gran cimentación cuando se trabaja en suelos débiles, lo que resulta caro.
- Puentes atirantados: se denomina puente atirantado a aquel cuyo tablero está suspendido de uno o varios pilones centrales mediante tirantes. Su estructura básica está formada por los pilares, tirantes y tablero. 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.
La necesidad humana de cruzar pequeños arroyos y ríos fue el comienzo de la historia de los puentes. Hasta el día de hoy, la técnica de su construcción ha pasado desde un simple tronco hasta los grandes puentes colgantes que miden varios kilómetros y que cruzan bahías y estrechos. Los puentes se han convertido a lo largo de la historia en un elemento básico para las sociedades y un símbolo de su capacidad tecnológica.
El diseño de cada puente varía dependiendo de su función y la naturaleza del terreno sobre el que el puente es construido. Los puentes pueden clasificarse según múltiples criterios, tales como material de construcción, obstáculo que salva, el fin para el que es construido, según los elementos estructurales...
Atendiendo a su fundamento arquitectónico los podemos clasificar en:
Atendiendo a su fundamento arquitectónico los podemos clasificar en:
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Puente de la AP9 sobre la ría de Pontevedra
| Puente de Santiago, Pontevedra (con el puente de los Tirantes al fondo) | Puente Internacional de Tui, Pontevedra |
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| Puente de las Corrientes (Pontevedra) | Puente de la Barca (Pontevedra) | Puente del Burgo (Pontevedra) |
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| Quebec Bridge (Quebec,Canada) | Forth Bridge (Edinburgo, Escocia) | Minato bridge (Osaka, Japón) |
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| Viaducto en Pontesampaio (Pontevedra) | Ikitsuki Bridge (Nagasaki, japón) | Astoria-Megler Bridge (Astoria, EEUU) |
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| Golden Gate (San Francisco, EEUU) | Puente de Akashi Kaikyō, (Kōbe-Awaji, Japón) |
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| Puente de Rande (Pontevedra) | Puente de los Tirantes (Pontevedra) | Puente Russky (Vladivostok, Rusia) |
los puentes más altos y largos del mundo agrupados por categorías:
1 PERIODO
que es una estructura?
USOS DE UNA ESTRUCTURA: resistir
cargas resultantes de su uso y
de su peso propio y darle forma a un cuerpo,
obra civil o maquina.
Ejemplos de estructuras son:
puentes, torres, edificios, estadios,
techos,barcos, aviones, maquinarias, presas y hasta el cuerpo humano.
Una estructura se puede definir
como un conjunto de elementos simples dispuesto
de tal forma que permitan
soportar pesos y cargas, sin romperse, ni sufrir
deformaciones excesivas de
otras partes del sistema o mecanismo.
La mayoría de los objetos fabricados
por las personas disponen de
una estructura. Puedes reconocer muchas
estructuras a simple vista,
como la de una grúa, un taburete, una antena de
televisión o una bicicleta.
También existen estructuras naturales. Por ejemplo,
esqueletos, conchas,
panales, estalactitas, troncos de arboles, caparazón
de tortugas etc.
Una estructura es un elemento o conjunto de
elementos unidos entre si con la
finalidad de soportar diferentes tipos de
esfuerzos. Las estructuras,
además de soportar diferentes tipos de fuerzas
(cargas), también han de
soportar propio peso y han de ser resistentes para que
no se desmoronen
ni vuelquen. Las estructuras han de ser resistentes, ligeras y
estables.
Los elementos presentes en la mayoría de las estructuras son las
barras.
Por lo general, las barras no son macizas; se elimina material de las
zonas
donde estas no oponen resistencia al esfuerzo, con lo cual se reduce su
peso.
Las barras soportan esfuerzos de compresión cuando están colocadas en posición
horizontal, apoyadas en sus extremos.
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CONSTRUCCIÓN DE UNA ESTRUCTURA DE PAPEL
DEBE diseñar y construir una estructura que soporte su propio peso, a partir de un
material como el papel periódico.
material como el papel periódico.
el resultado final debe ser:
CÓMO HACER ESTRUCTURAS DE BARRAS CON PAPEL
Las estructuras de papel se construyen convirtiendo hojas de papel PERIÓDICO
en barras resistentes:
- Se enrolla cada hoja partiendo de sus esquinas.
- Se fija el extremo final con PEGANTE SINTETICO COLBON O SIMILARES.
- Se cortan los extremos, ya que éstos son más débiles.
- A veces, al unir las barras, habrá que cortar previamente los extremos para
- que encajen.
- En otras ocasiones, será conveniente aplastar primero los extremos para
- que queden planos antes de hacer la unión.
- Se pueden fijar las uniones con pegamento termofusible o SILICONA.
- Enrollando el papel en forma de tubos hemos conseguido aumentar la resistencia.
- Se deben formar triángulos con las barras para conseguir una estructura indeformable.
- Un truco: si colocas unos alambres de refuerzo en el interior, aumentarás la resistencia.
- En la estructura del ejemplo se ha usado además, una base de cartón, (un material más resistente que el papel), y las barras miden todas lo mismo, 11 cm.
DISEÑO DE LA ESTRUCTURA PIRAMIDAL:
Y recuerda las tres condiciones que debe cumplir una estructura para que funcione bien:
- ESTABILIDAD. Es la capacidad de una estructura de mantenerse en pie y no volcar
- Se consigue con un adecuado diseño. Cuanto más centrado y más cercano al
- suelo esté su centro de gravedad, más estable será.
- RESISTENCIA. Es la capacidad que tiene la estructura de soportar las tensiones
- a la que está sometida sin romperse. Intervienen su forma y el material con el que
- esté construida.
- RIGIDEZ. Para evitar que ocurra una deformación tan grande que impida al objeto
Herramientas:
