Universidad Mayor Real y Pontificia de San Francisco Xavier de Chuquisaca

Facultad de Ing. Civil

PUENTES. Ing. Albredo Arancibia C.

DISEÑO DE BÓVEDAS Y ARCOS

INTEGRANTES

Chirari Torres Albaro

Mamani Quiruchi Winder

Terrazas Lira Gonsalo I.

Torrico Ruis Jhimy Alexander

Valda Mancilla Armin

Villca Yucra Rubén

Los puentes arco se conocen desde la más remota antigüedad y aparecen restos arqueológicos de arco de piedra desde 2000 a.c.

El puente de arco más antiguo existente Posiblemente estaría en Grecia a partir de cerca de 1300 a.c. Fig. 1a

BOVEDAS Y ARCOS

1,- HISTORIA

Fig. 1a. Puente en arco 1300 a.c.

Antiguamente se usaba la piedra que fue el principal material para la construcción de arcos hasta hace aproximadamente dos siglos, magníficos puentes de arco en piedra, construidos bajo la dirección de ingenieros del antiguo imperio romano, están todavía en servicio después de 2000 años, como soportes de acueductos o carreteras. Figura 1b

1.-HISTORIA

Fotografía.1b. Puente de piedra de la Época Romana

En 1779 en Inglaterra se construyó el primer puente metálico en arco, en hierro fundido y sirvió para el paso de vehículos. Aún está en servicio pero sólo para tráfico peatonal. Figura 1c

1.-HISTORIA

Fotografía 1c. Puente de Hierro fundido. Inglaterra , 1779.

Después de 1900, el hormigón llegó a ser el principal competidor del acero para puentes de arco de luces cortas.Teóricamente, si se trata del hormigón armado, la solución de los puentes con cualquiera de los tipos de arco corresponde a la mejor porque el arco viene a comportarse como un preesforsado natural. Fig.1d, lo que permite aprovechar mejor los materiales, sin embargo su aplicación no es muy corriente, debido a que su construcción en sí encarece la obra especialmente en lo que a encofrados y apuntalamiento se refiere. Fig. 1e.

1.-HISTORIA

Fotografía 1d. Pretensado Natural

Fotografía 1e. Puente en arco Puentes de HA

2.-DEFINICIONES2.1.-BOVEDAS

Este tipo de puentes está construido por piedras aparejadas, mampostería, ladrillos o por hormigón en masa, moldeado en obra o en taller.Sólo deben resistir a esfuerzos de compresión, a cuyo efecto la curva de presiones no debe salir en ningún caso del núcleo central.Con este tipo de bóvedas se puede alcanzar en forma económica hasta 15 metros, no siendo aconsejable luces mayores debido al incremento enorme de su peso propio.En la actualidad no se construyen bóvedas mayores, a los 8 m. de luz porque existen formas más económicas de solución.

Figura 2a. Bóvedas

2.1.1.- PARTES CONSTITUTIVAS DE UNA BÓVEDA.

Arranque, es la sección perpendicular al eje de la bóveda en su punto más bajo, siendo una sección común al estribo y a la bóveda.Dovela, es la porción de bóveda comprendida entre el extradós y el intradós limitada por dos secciones transversales de la bóveda.Clave, es la sección perpendicular a la bóveda. Extradós, es la superficie exterior de la bóveda.Intradós, es la superficie interior de la bóveda.

2.2.-PUENTES EN ARCO

Los puentes en arco como su nombre lo dice, son aquéllas cuya estructura va de un punto a otro punto formando un arco. Estos trabajan transfiriendo el peso propio del puente y las sobrecargas de uso hacia los apoyos mediante la compresión del arco, donde se transforma en un empuje horizontal y una carga vertical. Compresión del arco

Figura 2.c. Apoyo del puente

2.2.-PUENTES EN ARCO

A diferencia de las bóvedas los arcos corresponden a estructuras esbeltas porque con ellas se pretende cubrir luces mucho mayores, entre los materiales empleados para su construcción tenemos: El hormigón armado o preesforzado y el acero; para los dos últimos se debe hacer un estudio muy cuidadoso de las solicitaciones.

Figura 2d. Puentes en arco

2.2.1. PARTES CONSTITUTIVAS DE UN ARCO.

Figura 2e. Partes constitutivas de un arco

Clave, es la sección perpendicular al arco (directriz), en el punto más alto de su directriz. Directriz, es la línea que une los centros de gravedad de las diferentes secciones transversales del arco, es el eje del arco.Arranque, es la sección perpendicular al eje del arco en su punto más bajo, siendo una sección común al estribo y al arco.Extradós, es la superficie exterior del arco.Intradós, es la superficie interior del arco.Tímpano, son los espacios comprendidos entre el arco y el tablero a ambos lados de la clave. Es un volumen.

SOLICITACIONES QUE ACTÚAN EN PUENTES EN ARCO Y BOBEDA

Las SOLICITACIONES son esfuerzos básicos que pueden resistir los materiales estructurales, según su forma, posición, vínculos y tipos de carga.

De todas formas, debido a que sólo están sometidos a solicitaciones de compresión o tracción simples permiten cubrir grandes luces y configurar grandes espacios, empleando la mínima cantidad de material posible.

Entre las diversas solicitaciones que se deben considerar en el diseño de los puentes en arco se tiene: El peso propio, la carga viva, el impacto, el trenado, el viento, la fuerza de la corriente de agua, la subpresión, la fuerza centrifuga, el sismo y otras particulares como ser el choque de los hielos etc.

Las magnitudes de estas solicitaciones están basadas en datos empíricos y están definidas en normas o reglamentos para el diseño de los puentes

En el presente texto se usan las normas A A S.H.T.O. (American Asociation of State Highway and Transportation Ofticials) cuya aplicación fundamental es para puentes camineros en arco.

• PESO PROPIO

Esta es una carga que debe ser definida previo predimensionamiento de la estructura y en ningún caso debe ser menospreciada y tampoco exagerada ya que la limitación de longitud de vanos fundamentalmente se debe al peso muerto de las estructuras

La carga muerta de la superestructura generalmente esta constituida por las vigas, la losa y los diafragmas que constituyen lo que mas propiamente se denomina la carga muerta permanente

• CARGA VIVA

Esta constituida por los vehículos tipo que se detallan a continuación, ya que la carga de los peatones y fuerzas complementarias generadas por estos mismos se consideran como otros.

El reglamento A.A.S.H.T.O. distingue dos tipos de carga viva: CAMIÓN TIPO que se toma como carga única por cada (aja de trafico y su correspondiente CARGA EQUIVALENTE que reemplaza al camión tipo al haberse sobrepasado una determinada longitud.

• CARGA SÍSMICA

Modelada como equivalente estático y como efecto dinámico

• CARGA DE VIENTO

Modelada como equivalente estático y como efecto dinámico

• EMPUJE DE TIERRAS

• IMPACTO POR CARGAS VIVAS MÓVILES

Debido a la velocidad con que circulan los vehículos sobre el puente

• PALIZADAS

Provocadas por la acumulación de restos vegetales en épocas de máximo caudal, la que actúa sobre determinados componentes del puente como pilas y estribos.

• FUERZA CENTRÍFUGA

Presente en puentes con curvatura en planta

Universidad Mayor Real y Pontificia de San Francisco Xavier de Chuquisaca

Facultad de Ing. Civil Ingeniería Civil

PUENTES. Ing. Alfredo Arancibia C.

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