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Aspectos relevantes de puentes atirantados Zulma S. Pardo V. 12 Aspectos relevantes de puentes atirantados 13 Zulma S. Pardo V. INDICE CAPÍTULO 1. CONFIGURACIONES 1.1. Tipos de atirantados 20 1.2. Tipos de atirantados según los planos de posición de los cables. 22 1.3. Tipos de columnas empleadas en atirantados 23 1.4. Tipos de tableros 33 1.4.1. En concreto 34 1.4.2. En estructura metálica 43 1.6. Relaciones útiles para diseñar o revisar atirantados 51 1.6.1. Puente s atirantados de un plano con un mástil 52 1.6.2. Puentes atirantados de un plano llegando a una columna “O54 1.6.3. Puentes atirantados de dos planos llegando a una columna “A” 55 1.6.4. Puentes atirantados de dos planos llegando a una columna tipo pórtico 57 1.6.5. Puentes atirantados de dos planos llegando a una columna O59 1.6.6. Puentes atirantados de dos planos llegando a una columna H 61 1.6.7. Puentes atirantados de dos planos llegando a una columna diamante 62 1.6.8. Relaciones Luz / Altura de la viga 64 CAPÍTULO 2. TIPOS DE CARGAS 2.1. CARGAS MUERTAS (CM) 78 2.2. CARGAS VIVAS PEATONALES (CV) 79 2.3. CARGAS VIVAS VEHICULARES (CV) 80 2.4. CARGAS VIVAS POR BICICLETAS (CV) 81 2.5. CARGAS POR VIENTO (W) 84 2.5.1. INESTABILIDAD POR ALETEO 86 2.5.2. SACUDIMIENTO Y RESPUESTAS A LAS RÁFAGAS 88 2.6. CARGAS POR TEMPERATURA (T) 91 2.7. CARGAS POR FLUJO PLÁSTICO O CREEP (C) 93 2.7. CARGAS POR SISMO (EQ) 94 3. EVOLUCIÓN DE LOS ATIRANTADOS E HISTO- RIA DE COLAPSOS 3.1. PUENTE DE VERANTIUS 95 3.2. PUENTE DE LOESCHER 97 3.3. PUENTE KINGS MEADOWS (INGLATERRA) 98 3.4. PUENTE DE POYET 100 3.5. PUENTE DRYBURGH ABBEY (INGLATERRA) 101 3.6. PUENTE DE LOS INVÁLIDOS (SOBRE EL RÍO SENA) 104

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Page 1: INDICE CAPÍTULO 2. TIPOS DE CARGAS CAPÍTULO … · Losa maciza sin viga de borde Puente Evripos (Grecia) 35 Figura 1. 13. Tablero con losa aligerada y vigas de borde. 36 Figura

Aspectos relevantes de puentes atirantados

Zulma S. Pardo V. 12

Aspectos relevantes de puentes atirantados

13Zulma S. Pardo V.

INDICE

CAPÍTULO 1. CONFIGURACIONES

1.1. Tipos de atirantados 201.2. Tipos de atirantados según los planos de posición de los cables. 221.3. Tipos de columnas empleadas en atirantados 231.4. Tipos de tableros 331.4.1. En concreto 341.4.2. En estructura metálica 431.6. Relaciones útiles para diseñar o revisar atirantados 511.6.1. Puente s atirantados de un plano con un mástil 521.6.2. Puentes atirantados de un plano llegando a una columna “ ” 541.6.3. Puentes atirantados de dos planos llegando a una columna “A” 551.6.4. Puentes atirantados de dos planos llegando a una columna tipo pórtico 571.6.5. Puentes atirantados de dos planos llegando a una columna “ ” 591.6.6. Puentes atirantados de dos planos llegando a una columna H 611.6.7. Puentes atirantados de dos planos llegando a una columna diamante 62

1.6.8. Relaciones Luz / Altura de la viga 64

CAPÍTULO 2. TIPOS DE CARGAS

2.1. CARGAS MUERTAS (CM) 782.2. CARGAS VIVAS PEATONALES (CV) 792.3. CARGAS VIVAS VEHICULARES (CV) 802.4. CARGAS VIVAS POR BICICLETAS (CV) 812.5. CARGAS POR VIENTO (W) 842.5.1. INESTABILIDAD POR ALETEO 862.5.2. SACUDIMIENTO Y RESPUESTAS A LAS RÁFAGAS 882.6. CARGAS POR TEMPERATURA (T) 912.7. CARGAS POR FLUJO PLÁSTICO O CREEP (C) 932.7. CARGAS POR SISMO (EQ) 94

3. EVOLUCIÓN DE LOS ATIRANTADOS E HISTO-

RIA DE COLAPSOS

3.1. PUENTE DE VERANTIUS 953.2. PUENTE DE LOESCHER 973.3. PUENTE KINGS MEADOWS (INGLATERRA) 983.4. PUENTE DE POYET 1003.5. PUENTE DRYBURGH ABBEY (INGLATERRA) 1013.6. PUENTE DE LOS INVÁLIDOS (SOBRE EL RÍO SENA) 104

Page 2: INDICE CAPÍTULO 2. TIPOS DE CARGAS CAPÍTULO … · Losa maciza sin viga de borde Puente Evripos (Grecia) 35 Figura 1. 13. Tablero con losa aligerada y vigas de borde. 36 Figura

Aspectos relevantes de puentes atirantados

Zulma S. Pardo V. 14

Aspectos relevantes de puentes atirantados

15Zulma S. Pardo V.

3.7. PUENTE NIENBURG (SOBRE EL RÍO SAALE) 1093.8. PUENTE ANGERS (SOBRE EL RÍO MAINE) 1133.9. PUENTE COLGANTE WHEELING (SOBRE EL RÍO OHIO) 1143.10. PUENTE NIAGARA (LEWISTON- QUEENSTON BRIDGE) 116

4. DINÁMICA ESTRUCTURAL

4.1. MÉTODOS DE ANÁLISIS 1184.1.1. ANÁLISIS MODO ESPECTRAL 1184.1.2. ANÁLISIS PASO A PASO 1184.1.3. ANÁLISIS NO LINEAL 1184.2. FRECUENCIAS NATURALES Y MODOS DE VIBRACIÓN 1194.3. AMORTIGUAMIENTO 124

CAPÍTULO 5. REFLEXIÓN FINAL

Bibliografía 135Licencia 145

FIGURAS

Figura 1. 1. Puente tipo abanico. 21Figura 1. 2. Puente tipo arpa 21

22Figura 1. 4. Tipologías de acuerdo a los planos de los cables. 23Figura 1. 5. Tipologías de columnas. 25Figura 1. 6. Pila extendida (spread pylon) o Pila en “V”. 26Figura 1. 7. Pila piramidal 28Figura 1. 8. Pila doble diamante 29Figura 1. 9. Relaciones Cantidad de cables vs Altura de la pila/ luz principal. 30Figura 1. 10. Relaciones Cantidad de cables vs Altura de la pila/ luz principal. 31Figura 1. 11. Módulo efectivo de elasticidad vs distancia horizontal del tirante. 33Figura 1. 12. Losa maciza sin viga de borde Puente Evripos (Grecia) 35Figura 1. 13. Tablero con losa aligerada yvigas de borde. 36Figura 1. 14. Tablero Puente Leven (1995) 37Figura 1. 15. Tablero cajón con un plano de cables. 38Figura 1. 16. Tablero cajón con un plano de cables. 38Figura 1. 17. Tablero Puente Brotonne (1977) 39Figura 1. 18. Tablero cajón con un plano decables. Ancho mayor a 20m. 40Figura 1. 19. Tablero Puente Canal Danubio(1975) 40Figura 1. 20. Sección en los apoyos Puente

Page 3: INDICE CAPÍTULO 2. TIPOS DE CARGAS CAPÍTULO … · Losa maciza sin viga de borde Puente Evripos (Grecia) 35 Figura 1. 13. Tablero con losa aligerada y vigas de borde. 36 Figura

Aspectos relevantes de puentes atirantados

Zulma S. Pardo V. 16

Aspectos relevantes de puentes atirantados

17Zulma S. Pardo V.

Barrios de Luna (1983) 41Figura 1. 21. Sección en el centro de luz Puente Barrios de Luna (1983) 42Figura 1. 22. Tablero Puente Skarnsundet (1991) 43Figura 1. 23. Tablero Puente Severin (1959) 44Figura 1. 24. Tablero Kniebruecke (1969) 44Figura 1. 25. Tablero Kniebruecke reforzado 45Figura 1. 26. Tablero Saint Nazaire (1975) 46Figura 1. 27. Tablero Rama IX (1990) 47Figura 1. 28. Tablero Puente Vasco de Gamma o río Tajo (1998) 48Figura 1. 29. Tablero Puente Sutong (2008) 49Figura 1. 30. Tablero alternativo Puente Sutong con vigas de borde en concreto 50Figura 1. 31. Tablero alternativo Puente Sutong con viga cajón en concreto 50Figura 1. 32. Tablero de vigas gemelas ortotrópicas. 51

Figura 2. 1. Atirantado con cargas muertas impuestas 79Figura 2. 2. Atirantado con cargas vivas peatonales impuestas 80Figura 2. 3. Atirantado con cargas vivas por bicicletas impuestas 81Figura 2. 4. Atirantado con cargas vivas porbicicletas excéntricas 82Figura 2. 5. Atirantado con cargas vivas por bicicletas excéntricas 83

Figura 2. 6. Atirantado con cargas vivas por bicicletas excéntricas 83Figura 2. 7. Efectos del viento de acuerdo a la velocidad 85Figura 2. 8. Efectos del viento 86Figura 2. 9. Sistema de fuerzas para análisis de viento 89Figura 2. 10. Efectos del viento en diferentes tipos de tableros de puentes 91Figura 2. 11. Ejemplo de consideraciones de temperatura en la noche. 92Figura 2. 12. Ejemplo de consideraciones de temperatura al mediodía 93

Figura 3. 1. Puente de Cáñamo (Verantius, 1595) 96Figura 3. 2. Puente de hierro (Verantius, 1617) 97Figura 3. 3. Puente de Loescher (1784) 98Figura 3. 4. Puente Kings Meadows (1817) 99Figura 3. 5. Detalle conexión Puente Kings Meadows 100Figura 3. 6. Puente de Poyet (1819) 101Figura 3. 7. Puente atirantado Dryburgh Abbey en 1817 102Figura 3. 8. Puente colgante Dryburgh Abbey en 1821 103Figura 3. 9. Cadena empleada en el puente atirantado Dryburgh Abbey en 1817 103 Figura 3. 10. Cadena empleada en el puente

Page 4: INDICE CAPÍTULO 2. TIPOS DE CARGAS CAPÍTULO … · Losa maciza sin viga de borde Puente Evripos (Grecia) 35 Figura 1. 13. Tablero con losa aligerada y vigas de borde. 36 Figura

Aspectos relevantes de puentes atirantados

Zulma S. Pardo V. 18

Aspectos relevantes de puentes atirantados

19Zulma S. Pardo V.

colgante Dryburgh Abbey en 1821 104Figura 3. 11. Propuesta atirantados tipo abanico (Navier, 1823) 106Figura 3. 12. Propuesta atirantados tipo arpa (Navier, 1823) 106Figura 3. 13. Puente de los inválidos (Navier, 1823) 107Figura 3. 14. Contrapeso Puente de los inválidos (Navier, 1823) 108Figura 3. 15. Puente Nienburg (1824) 110Figura 3. 16. Detalle conexiones cables Puente Nienburg (1824) 111Figura 3. 17. Puente Angers (1839) 113Figura 3. 18. Puente Wheeling (Ellet, 1849) 115Figura 3. 19. Puente Wheeling (Reparado, 1849) 116Figura 3. 20. Puente Lewiston - Queenston (Serell, 1851) 117

Figura 4. 1. Modo de vibración vertical para un atirantado 121Figura 4. 2. Modo de vibración transversalpara un atirantado 121Figura 4. 3. Modo de vibración torsional para un atirantado 122Figura 4. 4. Modo de vibración 1 para un atirantado si los cables se modelan con varios elementos 123

GRÁFICOS

un mástil. 53

columna 55

pila en A 57

columna tipo pórtico. 59

columna 60

columna H 62

columna Diamante 63

para puentes un mástil 65

para con dos ejes de cables para luces entre 25m y 625m 67

para con dos ejes de cables para luces entre 300m y 1100m 68

TABLAS

Tabla 1. Características puentes atirantados. 54