INTRODUCCIÓN

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INTRODUCCINLa construccin de puentes aparece como una de las actividades ms antiguas del hombre. Por desgracia, no existen restos de las primeras obras, pero es posible imaginarlas observando los diversos tipos de puentes primitivos que se han descubierto en zonas total o casi totalmente aisladas. Tales obras servan al hombre primitivo para salvar obstculos como ros o barrancos, y estaban constituidas principalmente por: madera, piedra y lianas.Por lo general, el termino puente se utiliza para describir a las estructuras viales, con trazado por encima de la superficie, que permiten vencer obstculos naturales como ros, quebradas, hondonadas, canales, entrantes de mar, estrechos de mar, lagos, etc.El arte de construir puentes tiene su origen en la misma prehistoria. Puede decirse que nace cuando un buen da se le ocurri al hombre prehistrico derribar un rbol de forma que, al caer, enlazara las dos riberas de una corriente sobre la que deseaba establecer un vado. La idea era que a la cada casual de un rbol este le proporcionara un puente fortuito.A medida fue pasando el tiempo surgieron los puentes colgantes (pasarelas colgantes), es aqu donde el hombre empieza a poner a prueba su ingenio, para poder construir una obra en donde no poda usar ms material que el brindado por la naturaleza. Constituidos principalmente por lianas o bamb, trenzado, las pasarelas colgantes se fijaban en ambos lados de la brecha a salvar, bien a rocas, o a troncos de rboles.Transcurra el tiempo y los puentes fueron teniendo mejoras y es as como surgen los puentes en voladizo. Estos puentes eran usados cuando los claros a salvar superaban la longitud de los troncos disponibles. Se construan empotrando troncos en las paredes de los mrgenes de la brecha, de esta manera era posible salvar la distancia entre los extremos de los voladizos con un solo tronco.Dentro de las mejoras a medida crece la evolucin de la construccin de puente va unida a la necesidad en los tiempos en que Roma dominaba la mayor parte del mundo conocido. A medida que sus legiones conquistaban nuevos pases, iban levantando en su camino puentes de madera ms o menos permanentes; cuando construyeron sus calzadas pavimentadas, alzaron puentes de piedra labrada. La red de comunicaciones del Imperio Romano llego a sumar 90,000 Km., de excelentes carreteras.Un ejemplo de esto es el Puente de Alcntara, construido sobre el Ro Tajo, cerca de Portugal. La mayora de los puentes anteriores habran sido barridos por la fuerte corriente. Los romanos tambin usaban cemento, que reduca la variacin de la fuerza que tena la piedra natural. Un tipo de cemento, llamado pozzolana, consista de agua, lima, arena y roca volcnica. Los puentes de ladrillo y mortero fueron construidos despus de la era romana, ya que la tecnologa del cemento se perdi y ms tarde fue redescubierta.Los puentes de cuerdas, un tipo sencillo de puentes suspendidos, fueron usados por la civilizacin Inca en los Andes de Sudamrica, justo antes de la colonizacin europea en el siglo XVI.A la cada del Imperio sufri el arte de construir puentes un grave retroceso, que dur ms de seis siglos. Si los romanos tendieron puentes para salvar obstculos a su expansin, el hombre medieval vea en los ros una defensa natural contra las invasiones. El puente era, por lo tanto, un punto dbil en el sistema defensivo feudal. Por tal motivo muchos puentes fueron desmantelados y los pocos construidos estaban defendidos por fortificaciones.Durante el Siglo XVIII hubo muchas innovaciones en el diseo de puentes con vigas por parte de Hans Ulrico, Johannes Grubenmann, y otros. El primer libro de ingeniera para la construccin de puentes fue escrito por Hubert Gautier en 1716.A fines de la baja Edad Media renaci la actividad constructiva, principalmente merced a la labor de los Hermanos del Puente, rama benedictina. El progreso continu ininterrumpidamente hasta comienzos del siglo XIX. Con la Revolucin Industrial, los sistemas de celosa de hierro forjado fueron desarrollados para puentes ms grandes, pero el hierro no tena la fuerza elstica para soportar grandes cargas. Con la llegada del acero, que tiene un lmite elstico, fueron construidos puentes ms largos, muchos utilizando las ideas de Gustave Eiffel.A partir de 1840 se presencia un desarrollo muy rpido y amplio de la construccin de puentes ligada esencialmente a la realizacin de nuevas lneas de ferrocarril. Otra causa que produjo la construccin de muchos puentes fue la intensa actividad econmica generada por la revolucin industrial, la cual produjo un aumento del trfico por carretera. La construccin de puentes en esta poca se vio beneficiada por las mejoras en las pastas de mortero con la invencin del cemento Prtland.

OBJETIVOS: Explica la aplicacin de estructuras reticulares o armaduras en el campo de la ingeniera, resolviendo con facilidad los problemas planteados. Conocer e identificar los elementos constitutivos de las estructuras reticuladas. Identificar y analizar el proceso constructivo, soluciones de unin y el comportamiento de estructuras. Conocer los tipos de elementos estructurales entramados y las estructuras espaciales.

FUNDAMENTO TERICOPara comenzar el estudio aplicado primeramente es necesario realizar una primera introduccin sobre las tipologas ms habituales de construccin de puentes. De este modo se hace una pequea resea sobre las tipologas empleadas, su evolucin histrica y los mtodos constructivos de uso ms recomendado para cada tipo.PUENTES ARCO:El arco es una estructura que resiste gracias a la forma que se le da. Mediante la forma del arco se reparten las tensiones de manera que se producen compresiones en todas las partes del arco. Del mismo modo es una estructura que salva una luz determinada sometida a esfuerzos de compresin donde las tracciones y flexiones se evitan o reducen al mnimo con lo que conseguimos que materiales que no resistan tracciones puedan ser utilizables para la construccin de esta tipologa de estructuras.

Se transmiten unas reacciones horizontales a los apoyos y, en consecuencia, el terreno de cimentacin ha de ser capaz de resistir tales esfuerzos. Dado que generalmente la forma del arco no permite que sta misma sea la plataforma donde discurra el trfico existen tres formas de colocar el tablero: Puentes de Tablero Superior Puentes de Tablero Intermedio Puentes de Tablero InferiorExisten discusiones en torno a la fijacin del momento histrico a partir del cual puede hablarse de la utilizacin con carcter general y de forma sistemtica de este tipo de construccin. Tratando de fijar una etapa histrica determinada y an a riesgo de que surjan problemas fronterizos de muy ardua solucin podemos decir que ste tipo de puentes apareci en las culturas mesopotmicas y se ha utilizado en distintas civilizaciones a lo largo de la historia aunque su conocimiento terico data de la Edad Moderna con lo que puede inferirse que se construyeron infinidad de puentes arco sin una base terica ni cientfica lo suficientemente precisa para entender su comportamiento resistente con una cierta exactitud. Los arcos de madera se introdujeron con posterioridad y se empezaron a simultanear con los de piedra. ste tipo de construcciones presentan la ventaja de las diferentes disposiciones que se pueden alcanzar con ste material ya que pueden unirse tablas y troncos de muy distintas maneras. El de mayores magnitudes data de principios del Siglo XIX con una luz de 110 metros pero dada la poca duracin de ste material su uso prcticamente se limit a pasos provisionales. En el Siglo XVII y a consecuencia de la introduccin del hierro en los procesos constructivos empezaron a construirse los puentes de arco metlicos concretamente el primero fue el de Coalbrookdale, un puente de 30 metros de luz, que an se conserva. Muchos de stos puentes de hierro acabaron por derrumbarse, dado que en esta primera poca, lo mismo que en la Edad Antigua, an no se dispona de los conocimientos necesarios, aunque fue a partir del Siglo XIX se consigue cierta claridad en la materia y a finales de dicha centuria se sustituye el hierro por el acero.A partir de la aparicin del mtodo de Voladizos Sucesivos se llega a la construccin de puentes de doscientos a trescientos metros de longitud pudindose incluso llegar a luces de hasta quinientos metros.Otro material utilizado para estas construcciones, a parte del acero, es el hormign ya que resiste adecuadamente las compresiones. Armando el hormign se pueden conseguir, as mismo, resistir flexiones con lo que el rango de flexibilidad se eleva considerablemente.El primer puente arco de hormign es de 1875 y se trat de una pasarela peatonal de diecisis metros de luz y a partir de sta construccin hubo un gran crecimiento de sta tipologa de puentes.Una figura relevante cuanto a la construccin de puentes arco fue Rober Maillart, ingeniero de finales de siglo XIX especializado en esta tipologa de puentes. Construy gran cantidad de puentes arco, muchos de ellos innovadores para la poca.Procedimientos constructivos: Construccin por voladizos sucesivos: ste es el mtodo ms frecuente donde se avanza desde las pilas o estribos. Presenta numerosas variantes. Construccin sobre cimbra: Se trata del sistema clsico donde las dovelas se apoyan en una estructura auxiliar hasta cerrar el arco. Construccin por autocimbra: En ste mtodo el arco metlico hace de autocimbra y armadura para el definitivo. Abatimiento de los semiarcos: Consiste en construir los dos semiarcos en la vertical de los estribos y una vez concluidos abatirlos mediante un giro hasta cerrarlos en clave. Construccin mediante cable colgado: Se construyen torres provisionales en los estribos y se cuelgan cables de los cuales penden las dovelas que se empalman hasta cerrar el arco. Traslacin horizontal o vertical: Se utiliza para arcos de tablero inferior habitualmente.PUENTES VIGALos puentes viga estn constituidos por vigas como su propia denominacin indica, es decir, piezas rectas horizontales o cuasi-horizontales apoyadas en dos o ms puntos que soportan las cargas que actan sobre ellas mediante su capacidad para resistir flexiones. En efecto esta resistencia de las vigas viene determinada por su canto y el momento de inercia de sus secciones.Se trata del puente ms elemental de todos y entre las tipologas de puentes viga se puede distinguir: Losa maciza de hormign armado o pretensazo. Losa aligerada: Presenta la ventaja de reducir considerablemente el peso. Tablero de Vigas de Alma Llena.Por lo que respecta a las luces las mximas son del orden de 500 metros y por lo que se refiere a su estructura cabe la posibilidad de vigas simplemente apoyadas, viga continua apoyada en diversos puntos y viga Gerber.Los primeros puentes viga se construyeron con madera y posteriormente con la introduccin del acero y del hormign estos primeros puentes viga de madera desaparecieron de manera que en la actualidad solamente se utilizan para pasarelas peatonales u obras singulares.A mediados del Siglo XIX empez a combinarse la madera con el hierro y posteriormente con la introduccin del acero desaparecieron.Ms tarde, alrededor de los aos veinte, se generalizaron los puentes de hormign armado y posteriormente, hacia los aos cincuenta, los de hormign pretensado. Actualmente la mayora de puentes que se construyen son de sta tipologa en los cuales el procedimiento constructivo los condiciona enormemente, tanto por espacio disponible, como por aspectos econmicos y locales de cada puente.

Procedimientos constructivos:Los mtodos ms habituales empleados para la construccin de puentes viga son los siguientes: Construccin sobre cimbra in situ: Muy conveniente para luces pequeas y medias. Construccin sobre cimbra autoportante: Consiste en una viga metlica que se apoya en las propias vigas del puente. Puente de dovelas prefabricadas construidas sobre cimbra: Se monta la cimbra, se disponen las dovelas encima de ella y posteriormente se unen con juntas. Voladizos sucesivos: Presenta numerosas variantes tales como las dovelas prefabricadas o la viga auxiliar. Puente empujado: Consiste en montar el tablero en un parque fijo alineado con el puente y trasladarlo longitudinalmente deslizando sobre el estribo y las pilas hasta llegar al extremo opuesto. Puentes girados: El puente se construye a uno de los lados y ms tarde se gira sobre las pilas hasta su posicin definitiva.

PUENTES PRTICO:El puente prtico ms que un tipo de estructura de puente con carcter propio es una estructura intermedia entre el arco y la viga por lo que presenta caractersticas propias de ambos. Tienen pilas y tablero igual que los puentes viga pero stos son solidarios, lo que da lugar a un mecanismo resistente complejo porque en l interviene la resistencia a flexin de sus elementos. Al mismo tiempo se produce un efecto prtico debido a las reacciones horizontales que aparecen en sus apoyos.Tal y como sucede en los tipos anteriores de puentes en el presente el material que primero se utiliz fue la madera. Los prticos metlicos aparecieron a inicios del Siglo XX y por lo que se refiere a la introduccin del hormign en este tipo de puentes fue paralela a la de los metlicos.Procedimientos constructivos:En los puentes prtico se presentan procedimientos de construccin anlogos a los de las vigas y los arcos y es que en la prctica se han utilizado procedimientos de ambos. Se pueden destacar los siguientes: Construccin in situ sobre cimbra Voladizos sucesivos atirantados Construccin mediante giro de la pila Construccin mixta sobre cimbra y voladizos sucesivos Construccin mediante tirantes y apoyos provisionalesPUENTES COLGANTES:Este tipo de puentes, as como los atirantados, presenta como caracterstica principal que sus estructuras se basan en el cable. Por ello los puentes de grandes luces que se construyen en la actualidad son colgantes o atirantados. La utilizacin del cable en este tipo de puentes se debe a tres razones fundamentales: En primer lugar el cable es un elemento que trabaja exclusivamente a traccin, se aprovecha al mximo su capacidad resistente puesto que con los tratamientos actuales se logran elevadas resistencia y por su gran flexibilidad puede deformarse transversalmente sin que aparezcan flexiones y permite utilizar en toda la seccin toda su capacidad de resistencia y en tercer lugar el cable est formado por muchos hilos y cordones lo que permite hacer cables de gran dimetro en puentes de grandes luces.Por lo que se refiere a los puentes colgantes en concreto su estructura est formada por los cables principales que se fijan en los extremos del vano a salvar y tienen la flecha necesaria para soportar a travs de un mecanismo de traccin pura las cargas que actan sobre l.Para evitar su gran deformabilidad se da rigidez a flexin al tablero de manera que las cargas se reparten en una longitud grande del cable. Por lo que se refiere a la tipologa de puentes colgantes en cuestin podemos destacar: Puentes catenaria: Se trata de los primeros puentes colgantes primitivos que se construyeron en China e Himalaya si bien en la actualidad nicamente se construyen pasarelas peatonales con esta tipologa. Puentes Autoanclados: Nacen de la necesidad de anclar los cables al terreno mediante contrapesos. Si bien en numerosas ocasiones el elevado coste de los contrapesos o la defectuosa calidad del terreno de cimentacin determinan que no sea posible esta solucin con lo que se anclan los cables principales al tablero en los extremos de los vanos de compensacin. Puentes Colgantes de Tablero: Pueden ser de Tablero Inferior, Intermedio o Superior. Puentes colgantes de varios vanos: sta tipologa actualmente puede considerarse que ha cado en el desuso.