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.....................Disenos de Arquitectura / Arquitectura moderna

 Puentes



    Como construir un puente

 

       En el proyecto de un puente, el problema fundamental que se plantea es saber como va a ser, es decir que tipo de estructura va a tener, cual material se va a utilizar, cuales van a ser sus luces, etc. Pero este como va a ser el puente, viene condicionado por diferentes factores; el primero de ellos es conocer su comportamiento resistente, es saber como va a ser su estructura. Pero ademas de saber como va a ser el puente, es necesario saber como se va a hacer, es decir, el procedimiento a seguir para llevar a buen fin su construccion. Este conocer como se va a hacer, va adquiriendo cada vez mas importancia, a medida que crece la luz del puente, llegando a ser casi decisivo en las grandes luces. Actualmente los puentes de luces mayores que se construyen son los colgantes y atirantados, entre otras razones porque sus procedimientos de construccion son mas faciles de llevar a cabo y requieren menos medios, que los de otras estructuras. 
Ambos problemas, saber como va a ser el puente y saber como se va a hacer, no se pueden separar, sino que en el momento de hacer un proyecto se deberian tener en cuenta simultaneamente. La importancia del proceso de construccion es tan grande y esta tan presente en el ingeniero que, como hemos visto, muchos tipos de puentes se conocen por su procedimiento de construccion.  Dadas las posibilidades tecnologicas actuales, la construccion de un puente, salvo los muy pequenos, se debera dividir en partes; este fraccionamiento sera tanto mayor cuanto mayor sea la luz del puente, aunque en ello intervienen otros factores que pueden corregir este planteamiento basico. El puente se debera construir por adicion de partes sucesivas, de forma que en cada etapa de construccion se crea una estructura parcial que se debe resistir a si­ misma y debe permitir la construccion de la fase siguiente; o bien, se puede utilizar una estructura auxiliar que resista las diferentes partes, hasta que la estructura esta acabada, se resista a si­ misma, y entonces se pueda retirar la estructura auxiliar. 
     El  proceso de construccion adecuado sera el que necesite los minimos medios de fabricacion y montaje, o los ma­nimos materiales adicionales para poder resolver la construccion, es decir, para conseguir que las estructuras parciales se soporten a si mismas y soporten la fase siguiente. Este planteamiento se vera corregido por otros factores que intervienen en el proceso, pero sera siempre un factor determinante a la hora de elegir la solucion de un puente, y su influencia sera cada vez mayor segun crece su luz.

     La economia de medios de construccion se consigue mas facilmente cuando las estructuras parciales sucesivas que se van creando al construir el puente, son los mas parecidas posibles en su modo de resistir a la estructura final, y por tanto los materiales que es necesario anadir para resistir estos estados intermedios seran mi­nimos o nulos. Ejemplo de un proceso de construccion adecuado es el de los voladizos sucesivos para construir puentes viga, porque los momentos flectores del voladizo van a ser menores que los de la estructura terminada. En cambio, la construccion de un arco por voladizos atirantados requiere tirantes provisionales, y en general mas armadura en el arco de la que necesita el puente terminado. Esto no invalida la solucion arco respecto de la solucion viga, construidos ambos por voladizos sucesivos, porque el proceso de construccion, aunque es fundamental, no es el unico factor que define la economia del puente. Para evaluar el costo de la obra acabada es necesario sumar los materiales de la propia obra y todos los elementos necesarios para su construccion. No siempre sera mas economica la obra con un proceso de construccion mas adecuado y por tanto mas economico, porque puede haber casos en que el exceso de materiales y de medios auxiliares necesarios para la construccion, se vea compensado por la economi­a de materiales de la propia obra, de forma que la suma total puede resultar menor que en otras estructuras con procesos de construccion mas economicos.  Ejemplo de ello puede ser el arco, que por ser una estructura que resiste por forma, no puede funcionar como tal hasta que no se completa. Ello exige gran cantidad de medios para su construccion, pero la economi­a de materiales del puente arco terminado puede compensar en muchos casos el exceso de medios auxiliares.   Tambien se reducen los medios de construccion, haciendo que las diferentes partes que van a formar el puente sean lo mas ligeras posibles. Conviene por tanto utilizar materiales con la mayor resistencia especifica posible. Por ello, la construccion de un puente metalico es siempre mas economica que la de uno equivalente de hormigon, y a esto se debe que los puentes de grandes luces serian siempre metalicos, o de otros materiales de resistencia especi­fica menor. En los puentes de luces pequenas, medias, e incluso grandes sin llegar a las mayores, la economia del costo del hormigon respecto del acero puede compensar el mayor costo de la construccion, pero en los mas grandes no.
En el momento actual se empiezan a utilizar los materiales compuestos, aunque su costo es todavia muy alto para que se puedan considerar materiales de construccion.

     Un problema fundamental, que es determinante en muchos casos a la hora de elegir el proceso de construccion de un puente, es la independencia respecto del medio donde se encuentra. No hay que olvidar que el fin del puente es independizar la plataforma de la via de trafico del agua o del suelo que hay bajo el, y por ello el proceso de construccion necesitara con mucha frecuencia la misma independencia del medio que la obra acabada; ejemplo de ello son los puentes sobre rios de gran caudal, de avenidas frecuentes, o navegables; o los pasos sobre autopistas en funcionamiento. En estos casos sera necesario que, una vez construidos los cimientos, el resto de la obra se construya con la maxima independencia posible del suelo. Este problema condiciona de forma decisiva la construccion de los puentes, y ha dado lugar a muchos de los procedimientos de construccion que se utilizan hoy en di­a, y que estudiaremos en los distintos tipos de puentes.
Los problemas senalados y muchos otros particulares de cada proyecto llevarian en cada caso a adoptar el tipo de estructura, el material, y el proceso de construccion, mas adecuados para el puente que se quiere construir. 

Hay tres grandes familias de puentes


    1. Puentes rectos que utilizan la viga como elemento resistente y que destacan la flexion como mecanismo principal del transporte de cargas. 
    2. Puentes de arco que se basan en la compresion para el traslado de las cargas desde su localizacion a los apoyos. 
    3. Puentes colgantes, forma inversa al puente arco que destaca a la tension como fundamental mecanismo resistente. 

    Estas tres tipologias resistentes han estado vinculadas con gran frecuencia a tres materiales resistentes: la madera para el puente recto, la piedra para el arco y las cuerdas para el colgante. 

    A lo largo de mas de 1800 anos se hace siempre el mismo puente: Arco de piedra con dovelas, pilas gruesas, con relacion de espesor a vado del arco de 1/5 para evitar la cai­da cuando se quite el encofrado del arco y este sin construir el contiguo. Un proceso artesanal mas que lo que hoy entendemos por tecnico. 

    Unicamente a mediados del siglo XVIII, Perronet (1708-1794) introdujo cambios sustanciales en el puente de piedra. En el puente de Mantes una pila se inclina. al desencofradorse un arco y Perronet fue llamado para rehacerlo, lo que le llevo a construir todos los arcos a la vez evitando asa­, el empuje al vacio; lo que permitia en puentes sucesivos, reducir el ancho de las pilas a 1/10. Los arcos pasaron a ser de un solo centro con reducciones de hasta 1/12. 

Siglo XIX: Epoca de oro

    La revolucion Industrial cambio de una manera abrupta la forma de la produccion, de trabajos artesanales se paso a trabajos mecanicos y organizados: la industrializacion,  las necesidades del intercambio aumentaron de una manera espectacular y con ellas, las vi­as de comunicacion que debieron ser mas rapidas y seguras. El ferrocarril se extendio por Europa y Norteamerica y con el los puentes. No solo fue necesario realizar mayor numero de puentes sino que ademas estos debieron salvar luces cada vez mas importantes. 

    Para ello fue preciso penetrar en el fenomeno resistente. Ya en 1678 Robert Hook establecio las leyes de la mecanica elastica. Con la fundacion de la Ecole de Ponts et Chausses se planteo de una manera sistematica el conocimiento cienti­fico del problema resistente. Los trabajos de Navier, Coulomb, Poisson, etc, vinieron a establecer la resistencia de materiales sobre bases seguras. Muller-Breslau y Castigliano siguieron los trabajos. Rankine publica su Mecanica aplicada en 1858 y Culman su estatica grafica en 1866. Las dos grandes aportaciones del XIX a la Ingenieria Civil son:

1 Aportacion fundamental: EL ACERO


    A finales del siglo XVIII se construye el puente de Coalbrookdale (1776-1779) sobre el Severn en Inglaterra, el primer puente de fundacion que dio lugar a la epoca mas brillante de la historia de los puentes y que se desarrollo a lo largo de todo el siglo XIX.

    El cambio fundamental del puente se realiza por el cambio de una de sus variables significativas, el material resistente. La fundicion, en primer lugar el hierro dulce y finalmente el acero, introducen dos posibilidades extraordinariamente fructiferas. Aumenta espectacularmente la relacion entre la capacidad resistente y el peso propio, de tallar la piedra y cortar arboles, se ha pasado a fabricar un material mas resistente de cualquier forma, y en serie, se consigue la posibilidad de obtener materiales moldeables. 

    El nuevo material propicia la elaboracion de formas lineales, la cercha como resultado de esta investigacion va a permitir resolver la flexion de un gran tablero por articulacion de una serie de elementos lineales, flexibles y cortos. Su importancia en la historia de la construccion va a ser a partir de entonces similar a la de la otra gran invencion tipologica, el arco. 

    Palladio en le siglo XVI ya conocia con bastante precision las disposiciones mas adecuadas para obtener un trabajo a flexion general, realizando ejemplos de cerchas de una asombrosa similitud a los actuales, pero fueron los ingenieros norteamericanos en los muchos puentes que tuvieron que realizar con la extension del ferrocarril hacia el oeste los que fueron estableciendo los metodos adecuados. Fink, Whipple, Howe, Prat, Warren extendieron sus procedimientos hacia a mediados del siglo XIX y fue finalmente Culmman- destacado por el gobierno suizo a Norteamerica para conocer el trabajo de los ingenieros norteamericanos- quien resolvio de una manera definitiva el problema. 

    La cercha y su union por remaches se extiende por el mundo a todas las tipologias. Los puentes rectos, los arcos y los puentes colgantes la utilizan para dar rigidez a la flexion de sus elementos estructurales. 

    A los puentes metalicos realizados en el siglo XIX se les atribuye el concepto de estructura resistente que ahora tenemos, la estructura pura, clara, sin adornos, aparece desnuda en las instalaciones fabriles y en los puentes.

    Vigas de cajon de 140 m de longitud eran construidas en la playa a 300 m de su localizacion permanente, eran transportadas por flotacion sobre rapidas mareas, y pesando 2000 t cada uno, eran elevados a 30 m hasta colocarlos en su sitio.

2 Aportacion fundamental: EL HORMIGON ARMADO

    La invencion del hormigon se le atribuye a varios progenitores: A John Smeaton en la construccion del famoso faro de Eddystone en 1774; a Joseh Aspdin, la regulacion de los componentes del cemento portland en 1824; al Dr. Fox quien elaboro en 1829, un sistema para construir pavimentos en cemento armado que en 1844 patenta A J. Monnier, personaje al que se le atribuye la invencion para la construccion de jardineras en 1849. 

    Este material heterogeneo introducia de nuevo la posibilidad de conseguir un material moldeable de aspecto patreo, la piedra artificial, que con la adicion de armadura le proporcionaba la resistencia a tension necesaria para resistir la flexion. Este descubrimiento permitio sustituir la viga de madera y el perfil metalico por un material mucho mas duradero e insensible a los efectos atmosfericos y que ademas, teni­a la propiedad de parecerse a la piedra, material que estaba perfectamente asumido culturalmente por la poblacion. El acero en perfiles, sobre todo en su version de viga triangulada, fue muy mal recibido, era un cambio demasiado violento en la cultura comun. 

    Sin embargo, dado que este nuevo material tiene como inconveniente principal la fisuracion del hormigon y su deformacion cuando se trata de cubrir luces importantes a flexion, se empleo unicamente en luces reducidas cuando iba unido al tablero recto.

Siglo XX

Todo el principio de siglo XX une el hormigon armado y la tipologia arco cuando se trata de resolver luces importantes. Es la epoca de los grandes constructores de arcos de hormigon. Tibera, Torroja y Fernandez Casado son grandes constructores de puentes arco en Espana. Freyssinet, Esquilan, en Francia, Maillart en Suiza son un ejemplo entre los muchos que se pueden poner. 

    El puente de acero tipo cercha ha seguido su camino triunfante a lo largo de las primeras decadas del siglo y el hormigon armado esta presente, como uso habitual en la construccion de puentes de fabrica. Sin embargo, al finalizar la segunda guerra mundial, el cambio generado por la utilizacion del pretensado para los puentes de hormigon y el uso de la losa ortotropa y la soldadura en los puentes de acero, provoca la aparicion de la autopista que va a cumplir, respecto a los puentes, el mismo papel que represento el ferrocarril en el siglo pasado. 

El puente pretensado 

    El pretensado del hormigon es una idea antigua, pues desde la aparicion del hormigon armado se quiso poner las armaduras en carga. Un experimento realizado en 1886 por P. H. Jackson de S. Francisco y las primeras ideas de Freyssinet en Francia fracasaron por carecer de aceros de alta resistencia de los que no se dispuso hasta 1920. La puesta a punto del pretensado del hormigon la realizo Freyssinet entre 1928-33 y su primera utilizacion se realiza en la reparacion de la estacion maritima del Havre en 1933. 
     El pretensado supone la posibilidad de utilizar la accion a nuestra conveniencia. Si no es una idea nueva en la construccion, si es la primera vez que esta posibilidad se nos ofrece con toda rotundidad y con un grado de desarrollo poco frecuente. La accion y su efecto, que es uno de los tres parametros alrededor de los cuales gira el puente, puede ser manipulada. 
     La fisuracion del hormigon armado y su deformacion, que tendra ­a a los puentes rectos reducidos a cubrir luces pequenas, queda contrarrestada por la accion del pretensado. 
     Es posible la fabricacion de partes construidas independientemente para alcanzar un principio basico de la construccion: construir lo grande con lo pequeno. La prefabricacion, natural en la construccion metalica por su misma esencia, pasa al hormigon de una manera rotunda. Se podra controlar el estado tensional de un puente lanzado, levantado y girado, durante cada una de las fases de construccion. 
     El primer puente pretensado se realizo en Alemania en 1938: el puente de Oelde, bajo proyecto y direccion de Freyssinet. Es un tramo biapoyado de 31 m de luz y formado por cuatro vigas doble T separadas entre si por 1.4 m, y con la disposicion de cuatro diafragmas intermedios y dos en los extremos. Este puente fue pretensado en el mas estricto sentido de la palabra, utilizando el molde metalico de las vigas como soporte de la puesta en carga de los alambres, lo que atrajo la critica de Dischinger por el encarecimiento que este procedimiento introducia en los moldes. En este puente aparecen casi todas las disposiciones que posteriormente van a configurar los puentes de vigas. La viga toma forma de doble T con el fin de aumentar su radio de giro y obtener mas eficacia del pretensado. La ordenacion del tablero, una serie de vigas longitudinales yuxtapuestas, guiara toda la construccion posterior del puente de vigas prefabricadas. 

    Despues de Freyssinet, U. Finsterxalder es uno de los ingenieros que mas ha contribuido al desarrollo de los puentes pretensados. El puente de Balduinstein, sobre el Lahn (1950), de 62 m de luz es el primer puente construido en avance, con voladizos sucesivos, en hormigon pretensado. Finsterwalder recoge este procedimiento de Baumgart, que en 1930 construyo el primer puente en avance en voladizo de hormigon armado en el puente sobre el rio Peixe, y lo aplica al material para el que es idoneo, el pretensado, seguiran el puente del Mosela en Coblenza y los Nibelungos sobre el Rhin en Worms. Su carro de avance, tal y como lo conocemos hoy en dia, y el atirantamiento provisional son aportaciones suyas. 

    El puente recto pretensado sigue con estas morfologias hasta hoy en dia. El puente de vigas prefabricadas para las luces moderadas y el puente in situ, construido en avance en voladizo para las grandes luces. Su desarrollo en tiempos posteriores ha sido considerable pero no lo suficientemente significativo como para que una historia de los puentes aparezca como algo nuevo. Poco despues aparece la utilizacion del puente in situ para el puente de luces moderadas y el puente prefabricado para las grandes 
luces. 

Puente sobre el rio Virilla.
El puente in situ de luces moderadas
esta mucho menos condicionado que el
de vigas prefabricadas para acoplarse a
los tableros curvos, bifurcados, etc.,
que aparecen en las intersecciones
modernas. Sus posibilidades formales
son infinitas, lo que ha determinado su
casi exclusividad de uso para
determinados problemas.

     La industrializacion de estos puentes ha llegado de mano del desarrollo de los encofrados, ya sean apoyadas en el suelo o autosoportantes, circunstancia esta ultima solo valida para el caso de puentes de gran longitud que permitan amortizar la gran inversion que supone su adquisicion o construccion.

    El puente prefabricado, construido por dovelas en avance en voladizo, fue iniciado en la Union Sovietica y utilizado por primera vez en Europa Occidental, y de una manera simultanea por Carlos Fernandez Casado en el puente de Almodavar y por Campenond-Bernard en el puente de Choisyle-Roi en 1962. Desde entonces la tipologia ha experimentado un notable desarrollo producido principalmente por los franceses. Su ambito de aplicacion parece que esta reducida actualmente, a puentes de gran longitud y no demasiada luz- alrededor de los 120 m como maximo- si no se quieren encarecer sustancialmente los medios de montaje.

    El puente lanzado ocupa un lugar intermedio entre puente prefabricado y puente in situ y su desarrollo se ha extendido por todo el mundo, aunque su gestacion inicial se realizo por Leonhard en el puente del Caroni en Venezuela.

    La aparicion del pretensado tuvo entre otros efectos, la casi total desaparicion del puente de arco de hormigon, dado que resuelve dos problemas del arco: la inconsistencia geometrica entre el arco y la exigencia de una superficie de ruedo plana que implica la construccion de un tablero superpuesto que cumpla este papel, y que la estructura de arco alcanza su eficacia hasta que el arco este cerrado, y por ende requiere de grandes encofrados para soportarlo durante la construccion.

    La aplicacion del metodo de construccion de avance en voladizo a la estructura arco, unido al atirantamiento provisional, dio un respiro a esta tipologi­a al eliminar el encofrado. Con este procedimiento se han alcanzado los 390 m de luz en el puente de Krk en Yugoslavia. Sin embargo, esta tipologia vuelve a verse en peligro por surgimiento del puente atirantado. Salvo para los casos en que el anclaje de la obra en el terreno sea especialmente propicio, el puente atirantado resuelve mejor los problemas.

El puente de acero 

Puente sobre el rio la Estrella. Limon

    El puente de acero experimenta un desarrollo notable despues de la Segunda Guerra Mundial en Alemania, con su aplicacion a la reconstruccion del gran numero de puentes destruidos, y estriba en los siguientes puntos:
1. Extension de la utilizacion de la viga de alma llena, tanto en su version de viga doble T o viga cajon; imponiendose la primera dado que el costo de fabricacion es mas reducido debido al menor numero de uniones a realizar. 
2. La mejora de los metodos de union, la aparicion de los tornillos de alta resistencia en la construccion en 1940 y ante todo la extension del uso de la soldadura electrica y posteriormente la soldadura automatica. El desarrollo de la soldadura electrica se produce en los EE.UU. A lo largo de los anos 1915 a 1922. 
3. El desarrollo e imposicion de la losa ortotropa como tablero del puente metalico, que recibe la carga exterior y actua como cabeza superior del elemento de flexion longitudinal optimizando la utilizacion del acero con el uso de la soldadura automatica. 
4. La mejora en la calidad de los aceros. 

Puente sobre el rio Niagara en la frontera de Estados Unidos y Canada.

 

 

 

 

Actualmente se ha propiciado la extension de los puentes de estructura mixta, que sustituyen el tablero metalico- la parte mas costosa del puente- por una losa de hormigon.

    Las luces que han alcanzado estos puentes son menores que los completamente metalicos. Este tipo de estructura pretende recoger las ventajas de uno y otro material, pero su extension no es lo suficientemente grande como para imponerse a los otros dos materiales.

    El mayor arco metalico construido, el New River Geroge, en Virginia Occidental de 510 m de luz, utiliza una estructura en cercha, tanto en el arco como en el tablero. Ultimamente se estan construyendo arcos metalicos con seccion tubular, volviendo a lo que Brunel hacia hace mas de 100 anos.

    El arco con tablero inferior tambien ha vuelto a aparecer en realizacion tan fantastica como el puente Keiseriel (1961-1964) sobre el Main de 220 metros de luz de H. Homberg. La tendencia en estos puentes es conferir la rigidez a flexion al tablero, dejando el arco como soporte antifunicular de la carga permanente. 

El puente colgante 

                                 
Se destacan con suma facilidad tres periodos diferentes: 

* Desde el siglo XIX hasta la construccion del puente del Niagara, por Roebling en 1854. 

    El primer puente colgante moderno lo construyo James Finley en 1801 en Pennsylvania. Su estructura portante estaba formada por una cadena de hierro parabolico, de la que colgaba las pendolas que sostienen a un tablero rigidizado de perfil horizontal.

    Telford comienza en 1810 los disenos del puente sobre el estrecho de Menai de 177 m de luz, utilizando cadenas como elemento sustentante. En Francia, Marc Seguin construye en 1825 el primer puente colgante de cables y Vicat desarrolla un ingenioso metodo de tensado de los cables in situ en el puente sobre el Rodano en 1929 y forma una sociedad para construir puentes de esta tipologia que se extiende rapidamente por Francia y Alemania. 

    Los conocimientos teoricos eran muy escasos, en general eran puentes extremadamente flexibles, con viga de rigidez de dimensiones minimas que se enfrentaban mal a las cargas excentricas y a los esfuerzos producidos por el viento. Como consecuencia de esta enorme flexibilidad, las caidas de estos puentes eran muy frecuentes. El puente de Menai estuvo a punto de caerse varias veces y fue extraordinariamente danado en 1839 con la caida del tablero de madera que fue reconstruido por Rendel, lo que llevo a asegurar a algunos colegas que no podia construirse un puente colgante de mas de 180 m. 

    El problema hiperestatico de interaccion entre el cable y la viga de rigidez no habia sido resuelto aunque P. Barlow mostro- por medio de modelos reducidos- la interaccion entre los dos sistemas y Rankine esbozo una primera teori­a del comportamiento conjunto, que forzo a Brunel a rigidizar mas su tablero. Sin embargo, no existia una toma de postura clara respecto a la necesidad de rigidizar el tablero, lo que ocasiono la caida frecuente de estos puentes por la accion del viento.    La aeroelasticidad trae dos consecuencias: rigidizar los puentes colgantes construidos hasta el momento, en la direccion de conferirles rigidez a la torsion, ya que la inestabilidad se produce cuando las frecuencias de flexion y torsion estan muy proximas, y en casi todos estos puentes, la rigidez esta conferida por dos vigas de cercha situadas bajo los cables portantes y en este caso, las frecuencias de ambos modos son muy parecidas.

El puente atirantado 

    Probablemente se remonta a los tiempos mas antiguos pues la intuicion resistente que lo produce es inmediata, pero el puente atirantado aparece en el siglo XIX en primeras realizaciones con fracasos sucesivos. Realmente es una estructura mas complicada que la colgante para obtener un dimensionado inmediato. 

    Los tirantes no se ponian para cargar el peso propio, lo que determinaba unas deformaciones excesivas del tablero hasta que el tirante redujese la flexibilidad que le proporciona su gran catenaria inicial. Un informe tecnico a mediados del siglo antepasado ocasiona su casi total desaparicion a partir de la caida del puente de Saale en Alemania. 

    La morfologia del puente atirantado de acero se ha depurado en varias direcciones: 
1. Altura de torre: Relaciones de 1/20 con respecto a la luz del vado principal. 
2. Disposicion de tirantes: 
     Tipo Abanico: Proporciona la distribucion mas uniforme de rigidez del atirantamiento en el tablero. Su inconveniente es la acumulacion de cables y anclajes en la cabeza de la torre. 
     Tipo Arpa: Es menos eficaz que la anterior pues los tirantes del vado principal no estan referidos a los tirantes anclados en punto fijo en el estribo sino a traves de la rigidez de la pila. Sin embargo, es la mas habitual de los puentes ya que los tirantes del vado de compensacion se anclan a pilas dispuestas bajo el mismo vado y entonces la eficacia del sistema de atirantamiento vuelve a ser grande. 
     Mixta: Intenta evitar los problemas de los tipos anteriores extendiendo los tirantes en una zona de la parte superior de la pila.
3. Incremento en el numero de tirantes, para minimizar los problemas que se producen durante el proceso constructivo, reducir las flexiones de servicio en el tablero y disminuir el numero de torones por tirante lo que ayuda a normalizar las cabezas de anclaje.
4. Seccion transversal del tablero:
    Tipo Cajon: Si el sistema de atirantamiento cuelga al puente de su eje, la seccion transversal se convierte en un cajon unico de una o dos celulas con voladizos transversales que recoge en si mismo las torsiones debidas a las cargas descentradas y al viento. 
    Tipo Vigas: Si el sistema de atirantamiento cuelga el puente de los bordes, la seccion transversal se convierte en dos vigas laterales arriostradas entre si. El sistema de atirantamiento es el encargado de recoger las torsiones generales del tablero.
5. Forma de la pila:
    Columna unica: Si el atirantamiento va dirigido al eje del puente, la pila sera una columna colocado en el centro y unida al tablero, de pequena dimension transversal para evitar el ensanchamiento no util del tablero.
    Doble triangulo: Contornea el tablero en esquema similar al que por primera vez se realizo en el puente de Kolbrand, es mas frecuente. La pila en "A" tan magnificamente representada en el puente de Severin se ha extendido poco por la enorme anchura que adquiere en la cimentacion cuando la distancia entre esta y el tablero es grande.
    Marco: Si el atirantamiento se realiza en los bordes la disposicion de la pila, se convierte en dos columnas colocados a los lados del tablero, arriostrados entre si.   El puente de hormigon ha evolucionado en sus 20 anos de vida en dos direcciones. Incrementando el numero de tirantes, que de dos tirantes por vado principal en el puente de Maracaibo se paso a cuatro tirantes en el puente sobre el rio Waal, de 267 m de luz. En Chaco Corrientes de 245 m se adopta la disposicion de pila de puente de Maracaibo pero con cuatro tirantes en el vado principal. El puente de Dnepr. de 144 m de luz, adopta seis tirantes en el vado principal. Hoesch y Ebro adoptan ya la disposicion de un enorme numero de tirantes que se estabiliza en realizaciones como Pasco-Kennewick y Brotonne. Finalmente en Barrios, de 440 m de luz, los tirantes se disponen a 8.08 m.   La construccion mixta del tablero, construida por vigas metalicas con tablero de hormigon, aparece como muy interesante pues presenta las ventajas de la construccion de los puentes metalicos y la economia del tablero de hormigon; manteniendo un peso controlado. 

Banda tensada 

    La ultima novedad en el planteamiento de los puentes en las ultimas decadas lo constituye la banda tensada. La banda tensada consiste en reunir en un solo elemento estructural la viga de rigidez y el cable portante de un puente colgante. Fue planteada por primera vez por el ingeniero uruguayo Viera que realizo, por este procedimiento, el puente sobre el arroyo Maldonado con tres vados y luz principal de 90m. La banda tensada utiliza dos condiciones basicas: una relacion flecha/ luz extremadamente pequena que oscila ente 1/50 y 1/100, y espesores de hormigon tambien muy pequenos, que rara vez sobrepasan los 30 cm. El primer hecho es fundamental por dos razones:
    ÃÆ’‚· Establecer la rasante de la plataforma lo mas plana posible para permitir un trafico rodado adecuado. 
    ÃÆ’‚· Introducir una gran rigidez al puente ante las solicitaciones de uso. Cuanto mas tensa es la banda, menores flechas experimenta para sobrecargas descentradas. 

Puente Rafael Iglesias
Proceso constructivo del puente sobre el rio Colorado, en ruta 1. En la misma idea pero
con un cambio adicional se tiene el puente Rafael Iglesias sobre el Rio Colorado en la ruta
Interamericana Norte,en este puente T.Y Lin vuelve a desdoblar el elemento portante
en tablero y arco invertido.

    Relaciones flecha / luz tan extremadamente pequenas conducen a la necesidad de disponer gran cantidad de cables internos. El pequeno espesor de la losa de hormigon tiene como mision reducir el peso al minimo y no competir con la rigidez del cable en el traslado de cargas. 

    Las realizaciones con banda tensada han ocupado casi exclusivamente las pasarelas de peatones o soportes para cintas transportadoras, pues las condiciones viales a las que estamos acostumbrados- para las velocidades usuales- son dificilmente alcanzadas por la banda tensada. Sin embargo, casos como el puente sobre el arroyo Maldonado resulta extraordinariamente interesante, sirve para el paso de vehiculos sin dejar de producir curiosidad y diversion a velocidades reducidas. 

    Las flechas de la catenaria son mucho mayores, lo que reduce sustancialmente los problemas de fluencia de las bandas tensadas y mantiene la rasante de la carretera horizontal, la cual se conecta a la banda tensada por pilares en disposicion similar a un puente con arco superior invertido. unicamente las vinculaciones son diferentes pues mientras el arco con tablero inferior es una estructura exteriormente isostatica, el puente de T. Y. Lin necesita anclar sus cables en el estribo para facilitar la construccion del tablero. 

 

 

Estructura y Forma

Estructura/Forma

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Estructura y forma son producto de fases importantes del comportamiento humano: analisis conocimiento comprension; invencion y produccion. El arquitecto muchas veces se dirige hacia la estructura a traves de la forma; pero el arquitecto creativo se dirige hacia la forma a traves de la estructura, no con caracter exclusivo sino como un alternar de estados de relacion. El ser cientifico-creativo es aquel ideal que ante todo representaron Leonardo y Bounarotti, Michelangelo. El ser comprometido necesita conocer la estructura y transformar la forma de su universo. La especializacion ha llevado a disociar en nosotros el interes cienti­fico y el afan creativo. En el futuro se deben integrar en el balance de la actitud objetiva y distante del cienti­fico y la actitud compasiva y expresiva del creador, en todos los aspectos de la existencia humana. Los postulados que aislan la posibilidad de generar un universo formalmente gratificante, de una busqueda de estructuracion interna de la sociedad, en cualquiera de los dos sentidos, presentan un aspecto incompleto del futuro. Por atender a un solo aspecto se descuida el otro. Pero la existencia humana es integral y exige atender no solo a su perfeccion o adecuacion estructural, sino tambien a su formalizacion, no solo correcta sino creativa. En lo creativo se unen estructura y forma en una relacion en la cual, cada una de ellas esta resuelta correctamente y se trasciende el contenido para enriquecer el aspecto; se allana lo puramente utilitario y se busca la gratificacion.

Antiguamente, se construi­a con mamposteri­a y madera con metodos artesanales, que tenian una tradicion secular. Las posibilidades contenidas eran limitadas y los sistemas de ejecucion fueron posteriormente los mismos durante largo tiempo. Todo esto debe estar relacionado con el hecho de que salieran a la luz, pocos, pero muy definidos y caracteristicos, estilos arquitectonicos.

Dentro de este marco tecnicamente limitado, el disenador exterior, generalmente muy despierto y estrechamente ligado al arte de la profesion, hacia posible una variedad asombrosa. Con base en la ilustracion nacida en Francia y como efecto de la Revolucion Industrial, se introdujeron en la construccion los conocimiento de las ciencias naturales y nuevos materiales, abriendo nuevas posibilidades tecnicas y estructurales. El ambito y diferenciacion de los conocimientos necesarios se incrementaron de modo que tuvo que llegarse de esta tarea a la formacion de especialidades, la propia del arquitecto, predominante disenador, y la propia del ingeniero, responsable de la estabilidad y parte estructural. 

 

Cubiertas



ELEMENTOS DE LAS CUBIERTAS:

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Liston de apoyo y fijacion de las tejas

Elemento de sosten y fijacion de las tejas, deben tener por lo menos tres aristas vivas, a fin de que puedan apoyar correctamente sobre el resto de la estructura y que los elementos de anclaje de las tejas puedan en cualquier punto hallar buena retencion. La seccion de los listones dependera de la separacion a que se hallen los cabios y del peso de la cubierta. La resistencia sera tal que soporte el peso de un hombre parado en el medio de la luz, sin deformacion aparente. Las secciones usuales son: 2,5 x 3,5 cm (1"x11/2") y 2,5 x 5 cm(1"x2"). Los listones deben asegurarlos con clavos de cabeza ancha, y mas cerca del borde que da al alero. Cantidad necesaria: 3,50 ml x m2 de techo aprox.

Liston distanciador

Elemento separador para crear la camara de ventilacion bajo las tejas. En general de madera de pino sin cepillar de 2,5 x 2,5 cm. o cualquier otro material adecuado. Cantidad necesaria: 1,8 ml x m2 de cubierta aprox.

Camara de ventilacion

Estrato destinado a contribuir en la regulacion de las caracteristicas higrotermicas de la cubierta a traves de la circulacion de aire. La ventilacion de la cubierta, o mas especificamente de la cara inferior de las tejas, es para~acelerar la evaporacion de la superficie, mejorando consecuentemente el funcionamiento de la cubierta, especialmente desde el punto de vista de su resistencia a las heladas. Esta ventilacion asegura ademas, la buena conservacion de la estructura y evita sobrecalentamientos en las membranas aislantes.

Membrana hidrofuga

Siempre es posible el pasaje de humedad por capilaridad o por Corrientes de aire Esto se evita por medio de membranas continuas. El material clasico es el constituido por fibras vegetales impregnadas en asfalto.(Ruberoi)

Tablero de sosten de la membrana hidrofuga

Construido con tablas machiembradas o no, cepilladas o en bruto.

Camara de aire

Funciona como camara aisladora termica y acustica. Para asegurar un correcto funcionamiento de la misma. debera asegurarse su ventilacion a traves de dispositivos adecuados, a fin de evitar condensaciones de la humedad ambiente en su interior.

Cabios

Elementos de sosten, eventualmente apoyados en correas, vigas cumbreras, vigas perimetrales, muros, columnas o cualquier otro elemento estructural idoneo. con funciones estructurales y dimensiones adecuadas a las solicitaciones que correspondan a cada caso particular.Ademas de verificar su resistencia,se recomienda verificar su deformacion a fin de evitar defectos estetlcos y funcionales en la cubierta, resultantes de eventuales encurvamientos de los elementos de sosten

Vigas (correas). Piezas destinadas a impedir la flexion de los cabios cuando las luces de apoyo de estos son superiores a 4 metros.

Cuchillos-Cerchas (Cabriadas) Armaduras para cortar la flexion de las vigas. Se emplean, por lo general, para luces superiores a 6 metros. Trasladan a las paredes de apoyo, las cargas de la cubierta.

Limas: Viga inclinada, dispuesta en la interseccion de dos vertientes que forma angulo saliente (limatesa) o entrante (limahoya)

Columnas:en medidas de 5"x5" y 6"x6" para apoyo de vigas en ausencia de mamposteria.

Clavos: Se utilizan tipo "PUNTA PARIS" de 1 1/2" para clavar el machimbre, de 21/2" para los listones y de 3" a 7" para adherir los cabios a las vigas. Tambien los de cobre para las tejas, de 21/2" (teja colonial) y 3" (teja francesa)


PENDIENTE DE LAS CUBIERTAS:

No menos del 25%. 25 cm por cada metro de piso que aumenta la pared mas alta sobre la mas baja. Si la pared mas baja tiene 2,50 m y el piso es de 3 metros, la pared mas alta debe ser 2,50+3x0.25= 3,25 metros.


ALEROS:

Para evitar el retroceso del agua, es conveniente que sean de 0,60 en horizontal, como minimo



Escaleras de Tramos

Son la columna vertebral que organiza los ambientes de una casa en sentido vertical: la planta baja con la planta alta. De acuerdo a la distribucion y la funcionalidad interna de una vivienda dependera la ubicacion de la misma. Tambien se pueden realizar en los mas variados materiales: mucho tiene que ver si va a estar a plena vista o encerrada entre paredes, etc. En todos los casos la escalera debe cumplir ciertas normas constructivas para que sean comodas y seguras.-

CONDICIONES A CUMPLIR

Las escaleras deben cumplir ciertas normas o condiciones : Algunas de ellas son absolutas, como las ergonomicas, y otras como las esteticas, que son relativas.-

Cuando llegue la hora de realizar la escalera, en primer lugar deberemos tener en cuenta la altura que debemos salvar entre las distintas plantas (baja y alta) y el espacio que debera ocupar la misma para desarrollarse. Teniendo estos dos elementos determinaremos el angulo de inclinacion que se mide en grados. Las mas comodas son las que tienen una inclinacion de entre 26 y 37 grados y una diferencia entre peldanos de 15 a 17 cm.

Una escalera debe ser mas comoda cuanto mas se la use, basicamente por seguridad. Si va a un altillo o a algun lugar de transito poco frecuente, podra ser mas angosta o mas empinada. En cambio si una escalera une los dormitorios de la planta alta con el resto de la casa en la planta baja, el transito va a ser muy frecuente, por lo tanto debera tener una inclinacion adecuada y el paso o ancho de la escalera debera permitir una circulacion comoda, por lo menos 90 cm.-

escalera de dos tramos
con descanso

escalera compensada

Hay otros elementos a tener en cuenta a la hora de planificar una escalera. Uno es un elemento de proteccion como es la baranda lateral que acompana el tramo de escalones.

En el caso de escaleras que estan apoyadas sobre una pared, es necesario que tenga barandas sobre el lado hueco. En caso de que este apoyada sobre mas paredes se recomienda colocar pasamanos, de tal forma que el que circula lo haga con la seguridad de tener contencion al caminar sobre los escalones.

Las barandas se colocan a una altura que oscila entre 75 y 90 cm, medida desde el peldano. En caso de que en la casa habiten ninos se recomienda tener en cuenta que el pasamanos tenga tambien un pasamanos a menor altura para que el pequeno pueda asistirse de el y poder transitar con mayor seguridad.-

En todos los casos el pasamanos debera tener un tamano tal que permita asirlo firmemente.-

 

Escalera de Un tramo

 

 

 



escalera caracol

 

 

Distinto tipos de barandas

Otro de los elementos a tener en cuenta es la iluminacion:

Antes de comprar artefactos y decidir su ubicacion hay que tener en cuenta algunos puntos.

Evitar el encandilamiento cuando estamos descendiendo si el aparato que esta en la pared queda debajo de nuestra vista.

Que el artefacto quede comodo para cuando haya que cambiar de lampara.

Lo ideal es usar apliques en pared y que los mismo provean de luz difusa para que no produzcan encandilamiento.

Cuando la escalera es caracol y no tiene paredes que la contengan se debe iluminar desde la pared proxima, con un artefacto en cada nivel de piso a que llegue la escalera.

Cualquiera sea el tipo de escalera hay que considerar que se pueda encender y apagar las luces indistintamente desde cualquier inicio, usando una llave de combinacion.

TambiÃÆ’Æ’©n quedan muy bien y son de mucha utilidad aquellos artefactos de iluminacion que van empotrados en los peldanos o sobre la pared a la misma altura de los escalones, permitiendo una circulacion segura.

Cuando la escalera es recta, de un solo tramo hay que tener iluminacion en los dos inicios de la misma, de tal forma que nos permita iluminar todo el trayecto.

Cuando la escalera es de dos tramos rectos con un descanso intermedio, se pueden tener artefactos al inicio y al final de la misma y reforzar el descanso, o bien tener dos artefactos solo en el descanso y que den muy buena iluminacion hacia ambos tramos.

Cuando la escalera es compensada, es decir que no posee descanso intermedio, se puede repetir el mismo esquema de iluminacion que para el anterior.-

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Algunos modelos de escaleras



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Les escaliers sous la nef (photo: Jame Riba)

 

 

 

 

 

 

 

 


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