Puentes de hormign armadoEl hormign armado es una colaboracin del acero y el hormign, adecuado especialmente para resistir esfuerzos de flexin. El hormign es muy adecuado para resistir compresiones y el acero en barras para resistir tracciones. Por ello las barras de acero se introducen en la pieza de hormign, en el borde que debe resistir las tracciones, y gracias a la adherencia entre los dos materiales, las primeras resisten las tracciones y el segundo las compresiones.Durante muchos aos las barras de acero eran lisas, pero gracias a una serie de ensayos, se comprob que la adherencia entre el acero y el hormign, uno de los mecanismos bsicos para que el hormign armado funcione, mejoraba significativamente haciendo las barras corrugadas, es decir, con resaltos transversales, y as son las barras actuales.El hormign armado apareci a finales del s. XIX y se desarroll a principios del XX, despus de varias tentativas.El primer puente de hormign armado, la pasarela de Chazelet, se construy en 1875, con una luz de 16,5 m y 4 m de ancho por Joseph Monier, jardinero de Pars.El hormign armado se extendi rpidamente por toda Europa; a ello contribuy el arco de exhibicin construido en la exposicin universal de Dsseldorf de 1880, que sirvi para dar a conocer este nuevo material.

Se imponen dos soluciones clsicas: los de vigas de alma llena, que podan ser vigas en T unidas por la losa superior, o vigas de cajn para las luces mayores; y los arcos, solucin idnea para el hormign, que es un material adecuado para resistir compresiones.

Con hormign armado se llegaron a hacer puentes viga de gran luz; el mayor es el de Ivry sobre el Sena, una pasarela triangulada de 134,5 m de luz, construida en 1930; uno de los mayores fue el puente de Villeneuve-St. Georges tambin sobre el Sena cerca de Pars, una viga continua de alma llena con luz mxima de 78 m, terminado en 1939.Despus de la Segunda Guerra Mundial se construyeron puente de hormign armado, algunos de ellos de luz grande, pero rpidamente se impuso el hormign pretensado y los puentes de hormign armado han quedado reducidos a las losas de pequea luz.

http://puentes.galeon.com/tipos/pontshormigonarm.htm visitado el 20-09-13 hora 18:18 pm

http://derautor.galeon.com autor goleonHormign armado

Armadura y estribos antes del hormigonado.

La tcnica constructiva delhormign armadoconsiste en la utilizacin dehormignreforzado con barras o mallas deacero, llamadasarmaduras. Tambin es posible armarlo con fibras, tales como fibras plsticas,fibra de vidrio, fibras de acero o combinaciones de barras de acero con fibras dependiendo de los requerimientos a los que estar sometido. El hormign armado se utiliza enedificiosde todo tipo, caminos,puentes,presas,tnelesy obras industriales. La utilizacin de fibras es muy comn en la aplicacin dehormign proyectadooshotcrete, especialmente en tneles yobras civilesen general.

ndice

[ocultar] 1Historia 2Clculo de elementos de hormign 2.1Fundamento 2.2Clculo vigas y pilares de hormign armado 2.3Dimensionado de secciones 2.4Comprobacin de secciones 3Definiciones 4Normativas relacionadas 5Referencias 5.1Bibliografa 6Enlaces externos 7Vase tambinHistoria[editareditar cdigo]

Pilar de un puente de hormign armado.

Armado de la construccin de laBaslica de la Sagrada Familia.

La invencin del hormign armado se suele atribuir al constructor William Wilkinson, quien solicit en 1854 la patente de un sistema que inclua armaduras de hierro para la mejora de la construccin de viviendas, almacenes y otros edificios resistentes al fuego. En el 1855 Joseph-Louis Lambot public el libro Les btons agglomers appliqus l'art de construire (Aplicaciones del hormign al arte de la construccin), en donde patent su sistema de construccin, expuesto en la exposicin mundial enPars, el ao1854, el cual consista en una lancha de remos fabricada de hormign armado con alambres. Franois Coignet en1861ide la aplicacin en estructuras como techos, paredes, bvedas y tubos. A su vez el francs Joseph Monier patent varios mtodos en la dcada de1860. Muchas de estas patentes fueron obtenidas por G.A. Wayss en1866de las empresas Freytag und Heidschuch y Martenstein, fundando una empresa de hormign armado, en donde se realizaban pruebas para ver el comportamiento resistente del hormign, asistiendo el arquitecto prusiano Matthias Koenen en estas pruebas, efectuando clculos que fueron publicados en un folleto llamado El sistema Monier, armazones de hierro cubiertos en cemento. Que fue complementado en1894por Edmond Coignet y De Tdesco, mtodo publicado enFranciaagregando el comportamiento de elasticidad del hormign como factor en los ensayos, estos clculos fueron confirmados por otros ensayos realizados por Eberhard G. Neumann en1890. Bauschinger y Bach comprobaron las propiedades del elemento frente al fuego y su resistencia logrando ocasionar un gran auge, por la seguridad del producto enAlemania. FueFranois Hennebiquequien ide un sistema convincente de hormign armado, patentado en1892, que utiliz en la construccin de una fbrica de hilados en Tourcoing,Lille, en1895.1En Espaa, el hormign armado penetra enCataluade la mano del ingenieroFrancesc Macicon la patente del francsJoseph Monier. Pero la expansin de la nueva tcnica se producir por el empuje comercial deFranois Hennebiquepor medio de su concesionario enSan SebastinMiguel Salaverra y del ingenieroJos Eugenio Ribera, entonces destinado enAsturias, que en1898construir los forjados de la crcel deOviedo, el tablero del puente de Ciao y el depsito de aguas deLlanes.

El primer edificio de entidad construido con hormign armado es la fbrica de harinas La Ceres enBilbao,2de1899-1900(an hoy en pie y rehabilitada como viviendas) y el primer puente importante, con arcos de 35 metros de luz, el levantado sobre el Nervin-Ibaizabal en La Pea, para el paso del tranva de Arratia entreBilbaoy Arrigorriaga (desaparecido en las riadas del ao1983).3Ninguna de las dos obras fue dirigida por Ribera, quien pronto se independiz de la tutela del empresario francs, sino por los jvenes ingenieros Ramn Grotta y Gabriel Rebollo de la oficina madrilea deFranois Hennebique.

Diseo de estructuras de hormign armado

Hennebique y sus contemporneos, basaban el diseo de sus patentes en resultados experimentales, mediante pruebas de carga; los primeros aportes tericos los realizan prestigiosos investigadores alemanes, tales como Wilhem Ritter, quien desarrolla en 1899 la teora del Reticulado de Ritter-Mrsch. Los estudios tericos fundamentales se gestarn en el siglo XX.

Existen varias caractersticas responsables del xito del hormign armado:

Elcoeficiente de dilatacindel hormign es similar al del acero, siendo despreciables las tensiones internas por cambios detemperatura.

Cuando el hormign fragua se contrae y presiona fuertemente las barras de acero, creando adems fuerte adherencia qumica. Las barras, o fibras, suelen tener resaltes en su superficie, llamadascorrugasotrefilado, que favorecen laadherenciafsica con el hormign.

Por ltimo, elpHalcalino delcementoproduce lapasivacindel acero, fenmeno que ayuda a protegerlo de lacorrosin.

El hormign que rodea a las barras de acero genera un fenmeno de confinamiento que impide supandeo, optimizando su empleo estructural.

Clculo de elementos de hormign[editareditar cdigo]Fundamento[editareditar cdigo]Elhormignen masa es un material moldeable y con buenas propiedades mecnicas y de durabilidad, y aunque resiste tensiones yesfuerzos de compresinapreciables tiene una resistencia a latraccinmuy reducida. Por eso se usa combinado conacero, que cumple la misin de cubren lastensionesdetraccinque aparecen en laestructura.

Por otro lado, el acero confiere a las piezas mayorductilidad, permitiendo que las mismas se deformen apreciablemente antes de la falla.

En los elementos lineales alargados, comovigasypilareslas barras longitudinales, llamadas armado principal o longitudinal. Estas barras de acero se dimensionan de acuerdo a la magnitud delesfuerzo axialy losmomentos flectores, mientras que elesfuerzo cortantey elmomento torsorcondicionan las caractersticas de la armadura transversal o secundaria.

Clculo vigas y pilares de hormign armado[editareditar cdigo]La simpleteora de vigas de Euler-Bernoullino es adecuada para el clculo de vigas o pilares de hormign armado. Los elementos resistentes de hormign armado presentan un mecanismo resistente ms complejo debido a la concurrencia de dos materiales diferentes, hormign y acero, conmdulos de Youngmuy diferentes y losmomentos de inerciason variables de acuerdo al tamao de las fisuras de los elementos. Las diferentes propiedades mecnicas de hormign y acero implican que en un elemento de hormign armado latensin mecnicade las armaduras y el hormign en contacto con ellas sean diferentes, ese hecho hace que las ecuaciones de equilibrio que enlazan los esfuerzos internos inducidos por las fuerzas ytensionesen hormign y acero no sean tan simples como las de secciones homogneas, usadas en la teora de Euler-Bernouilli.

LaInstruccin Espaola del Hormign Estructurallas ecuaciones deequilibrio mecnicopara el esfuerzo axilNy elmomento flectorMde una seccin rectangular pueden escribirse de forma muy aproximada como:

Donde:

, son magnitudes geomtricas. Respectivamente: el canto til, el recubrimiento y la profundidad de lafibra neutrarespecto a la fibra ms comprimida del hormign.

son respectivamente la "tensin de la armadura de traccin" (o menos comprimida) la "armadura de compresin" (o ms comprimida) y la tensin de diseo del acero de las armaduras.

, son las cuantas mecnicas, relacionadas con el rea transversal de acero de las armaduras.

, son el esfuerzo axil y el momento flector resultantes de las tensiones de compresin en el hormign, en funcin de la posicin de la lnea neutra.

Si se usa el diagrama rectngulo normalizado para representar larelacin de tensin-deformacindel hormign entonces las tensiones de la armadura de traccin y de compresin se pueden expresar las funciones anteriores como:

Por otra parte los esfuerzos soportados por el bloque comprimido de hormign vienen dados por:

Dimensionado de secciones[editareditar cdigo]El problema del dimensionado de secciones se refiere a dadas unas cargas y unas dimensiones geomtricas de la seccin determinar la cantidad de acero mnima para garantizar la adecuada resistencia del elemento. La minimizacin del coste generalmente implica considerar varias formas para la seccin y el clculo de las armaduras para cada una de esas secciones posibles, para calcular el coste orientativo de cada posible solucin.

Una seccin de una viga sometida aflexinsimple, requiere obligatoriamente una armadura (conjunto de barras) de traccin colocada en la parte traccionada de la seccin, y dependiendo delmomento flectorpuede requerir tambin una armadura en la parte comprimida. El rea de ambas armaduras de una seccin rectangular puede calcularse aproximadamente mediante los siguientes juegos de frmulas:

Donde:

, es la cuanta mecnica de armadura de compresin.

, es el rea total de la armadura de compresin.

, es la cuanta mecnica de armadura de compresin.

, distancias desde la fibra ms comprimida a la armaduras de traccin y a la armadura de compresin.

, ancho de la seccin.

Con las mismas notaciones, la armadura de traccin se calcula como:

Comprobacin de secciones[editareditar cdigo]El problema de comprobacin consiste en dada una seccin completamente definida, por sus dimensiones geomtricas y un cierto nmero de barras con una disposicin bien definida, comprobar mediante clculo si dicha seccin ser capaz de soportar los esfuerzos inducidos en ella por la accin de cargas conocidas.

Definiciones[editareditar cdigo] Armadura Principal (o Longitudinal):Es aquella requerida para absorber los esfuerzos de traccin en la cara inferior de en vigas solicitadas a flexin compuesta, o bien la armadura longitudinal en columnas.

Armadura Secundaria (o Transversal):Es toda armadura transversal al eje de la barra. En vigas toma esfuerzos de corte, mantiene las posiciones de la armadura longitudinal cuando el hormign se encuentra en estado fresco y reduce la longitud efectiva depandeode las mismas.

Amarra:Nombre genrico dado a una barra o alambre individual o continuo, que abraza y confina la armadura longitudinal, doblada en forma de crculo, rectngulo, u otra forma poligonal, sin esquinas reentrantes. VerEstribos.

Cerco:: Es una amarra cerrada o doblada continua. Una amarra cerrada puede estar constituida por varios elementos de refuerzo con ganchos ssmicos en cada extremo. Una amarra doblada continua debe tener un gancho ssmico en cada extremo.

Estribo:Armadura abierta o cerrada empleada para resistir esfuerzos de corte, en un elemento estructural; por lo general, barras, alambres o malla electrosoldada de alambre (liso o estriado), ya sea sin dobleces o doblados, en forma de L, de U o de formas rectangulares, y situados perpendicularmente o en ngulo, con respecto a la armadura longitudinal. El trmino estribo se aplica, normalmente, a la armadura transversal de elementos sujetos a flexin y el trmino amarra a los que estn en elementos sujetos a compresin. Ver tambin Amarra. Cabe sealar que si extisten esfuerzos de torsin, el estribo debe ser cerrado.

Zuncho:Amarra continua enrollada en forma de hlice cilndrica empleada en elementos sometidos a esfuerzos de compresin que sirven para confinar la armadura longitudinal de una columna y la porcin de las barras dobladas de la viga como anclaje en la columna. El espaciamiento libre entre espirales debe ser uniforme y alineado, no menor a 80 mm ni mayor a 25 mm entre s. Para elementos hormigonados en obra, el dimetro de los zunchos no deben ser menor que 10 mm.

Barras de Reparticin:En general, son aquellas barras destinadas a mantener el distanciamiento y el adecuado funcionamiento de las barras principales en las losas de hormign armado.

Barras de Retraccin:Son aquellas barras instaladas en las losas dondela armadura por flexin tiene un slo sentido. Se instalan en ngulo recto con respecto a la armadura principal y se distribuyen uniformemente, con una separacin no mayor a 3 veces el espesor de la losa o menor a 50 cm entre s, con el objeto de reducir y controlar las grietas que se producen debido a la retraccin durante el proceso de fraguado del hormign, y para resistir los esfuerzos generados por los cambios de temperatura.

Gancho Ssmico:Gancho de un estribo, cerco otraba, con un doblez de 135 y con una extensin de 6 veces el dimetro (pero no menor a 75 mm) que enlaza la armadura longitudinal y se proyecta hacia el interior del estribo o cerco.

Traba:Barra continua con un gancho ssmico en un extremo, y un gancho no menor de 90, con una extensin mnima de 6 veces el dimetro en el otro extremo. Los ganchos deben enlazar barras longitudinales perifricas. Los ganchos de 90 de dos trabas transversales consecutivas que enlacen las mismas barras longitudinales, deben quedar con los extremos alternados.

Puentes de Hormign; Captulo II Los Puentes Losa22 febrero, 2013 |AutorJalcantara

Ya iniciamos conPuentes de Hormign; Captulo I Los Puentes Vigaunanueva serie de pequeos artculos sobreClculo de Estructuras de Obra Civil

Como ya adelantbamos, hablaremos sobre algunos tipos de puentes segn su tipologa estructural. Hoy, en concreto, aprenderemos sobre los Puentes Losa

Las ventajas que presentan respecto a los puentes de vigas prefabricadas son:

- Eliminacin de juntas, aumentando la comodidad del usuario y reduciendo los riesgos de degradacin de la superestructura.

- Aumento de la carga de rotura, por tanto mejor rendimiento mecnico del tablero.

Las secciones transversales ms comunes de un tablero losa son:

La transicin a losa aligerada o losa nervada proporciona un ahorro en el material y unencarecimiento en el encofrado. Para cantos inferiores a 90 cm la solucin ptima es la maciza,mientras que para cantos superiores de 120 cm, lo razonable es disponer de aligeramientos.

Para cantos intermedios entre 90 y 120 cm es necesario un estudio detallado.Los aligeramientos se realizan en general con poliestireno expandido, aunque tambin seutilizan otros tipos de encofrado perdido como Nevometal, Tablex, bidones, etc.

Las formasms habituales para los aligeramientos son las circulares, no obstante pueden utilizarse otras.Los puentes losa pretensados hormigonados sobre cimbra convencional son competitivos apartir de luces de 20 m. A partir de luces de 25 m es recomendable adoptar una variacinlongitudinal de inercia (canto variable o acartelados).

En tal caso pueden alcanzarseeconmicamente luces medias, entorno a 40 m. Mecnicamente estos tramos continuos seconciben simplemente apoyados sobre las pilas y estribos. Los puentes de hormign armadosuelen disearse en pasos superiores con luces de hasta 15 m, soluciones mediante losasmacizas o aligeradas y en vanos simples o continuos.

Las esbelteces ms habituales de los puentes losa son:

Su competitividad frente a los puentes prefabricados de vigas solo es viable si las condicionesde ejecucin permiten abaratar el encofrado. Tambin cuando las condiciones geomtricas delproyecto sean complejas (anchos variables, fuertes curvaturas), o cuando la pequea altura dela rasante obligue a la utilizacin de cantos reducidos.

Las cuantas de hormign de este tipo de tablero esta comprendida entre 0,55 0,80 m3/m2.En cuanto a la armadura pasiva esta entre 70 100 kg/m3. Por ltimo el acero activo entre10 25 kg/m3.

En la siguientes entregas veremos cmo se desarrollan:

Puentes de Seccin CajnComo ya adelantbamos, hablaremos sobre algunos tipos de puentes segn su tipologa estructural. Hoy, en concreto, aprenderemos sobre los Puentes Losa

Las ventajas que presentan respecto a los puentes de vigas prefabricadas son:

- Eliminacin de juntas, aumentando la comodidad del usuario y reduciendo los riesgos de degradacin de la superestructura.

- Aumento de la carga de rotura, por tanto mejor rendimiento mecnico del tablero.

Las secciones transversales ms comunes de un tablero losa son:

La transicin a losa aligerada o losa nervada proporciona un ahorro en el material y unencarecimiento en el encofrado. Para cantos inferiores a 90 cm la solucin ptima es la maciza,mientras que para cantos superiores de 120 cm, lo razonable es disponer de aligeramientos.

Para cantos intermedios entre 90 y 120 cm es necesario un estudio detallado.Los aligeramientos se realizan en general con poliestireno expandido, aunque tambin seutilizan otros tipos de encofrado perdido como Nevometal, Tablex, bidones, etc.

Las formasms habituales para los aligeramientos son las circulares, no obstante pueden utilizarse otras.Los puentes losa pretensados hormigonados sobre cimbra convencional son competitivos apartir de luces de 20 m. A partir de luces de 25 m es recomendable adoptar una variacinlongitudinal de inercia (canto variable o acartelados).

En tal caso pueden alcanzarseeconmicamente luces medias, entorno a 40 m. Mecnicamente estos tramos continuos seconciben simplemente apoyados sobre las pilas y estribos. Los puentes de hormign armadosuelen disearse en pasos superiores con luces de hasta 15 m, soluciones mediante losasmacizas o aligeradas y en vanos simples o continuos.

Las esbelteces ms habituales de los puentes losa son:

Su competitividad frente a los puentes prefabricados de vigas solo es viable si las condicionesde ejecucin permiten abaratar el encofrado. Tambin cuando las condiciones geomtricas delproyecto sean complejas (anchos variables, fuertes curvaturas), o cuando la pequea altura dela rasante obligue a la utilizacin de cantos reducidos.

Las cuantas de hormign de este tipo de tablero esta comprendida entre 0,55 0,80 m3/m2.En cuanto a la armadura pasiva esta entre 70 100 kg/m3. Por ltimo el acero activo entre10 25 kg/m3.

En la siguientes entregas veremos cmo se desarrollan:

Puentes de Seccin CajnPuentes ArcosPrtico de Apoyos InclinadosAtirantadoDescarga la Monografa Completa

Puentes colgantes

En este tipo de puentes el tablero cuelga mediante unos tirantes, sometidos a traccin, de cables sustentadores que, a su vez, son soportados por unas altas pilas y cuyos extremos se anclan en macizos de hormign empotrados en el terreno. El tablero suele ser una viga metlica de celosa metlica, para que tenga la rigidez adecuada. Los cables metlicos adoptan la forma parablica y son de gran flexibilidad, aunque sus dimetros alcanzan el metro. En el clculo de estos puentes es esencial considerar el efecto del viento porque se trata de estructuras muy ligeras para las luces que salvan. Son el tipo de puentes indicados para grandes luces, como en desembocaduras de ros cuya navegabilidad quiera conservarse. La luz mxima alcanzada es de 1.298 m, en el Verrazano Bridge, en Nueva York; sin embargo, el puente colgante ms largo del mundo es el Mackinac, tambin en Estados Unidos. En Europa, el mayor es el de Lisboa, sobre el ro Tajo. El principio resistente del puente colgante est pensado para la estructura metlica, pero ltimamente se ha aplicado el hormign pretensado, como por ejemplo en el puente de Maracaibo, en Venezuela.