INTRODUCCIÓN

En la actualidad existen muchos tipos de puentes, todos construidos con el propósito de satisfacer algunas necesidades, las características de dicho puente dependen del tipo de obstáculo que tenga que sortear, la cantidad de flujo vehicular o de lo que sea que vaya a pasar sobre él, el clima del lugar en el cual se va a construir, en fin, y es por esto que nos encontramos con los más largos, los más altos, los más anchos; todos construidos con la única intención de facilitar la vida de alguna comunidad en particular.

Debido a que en la actualidad hay muchos tipos de puentes, los de más relevancia han sido clasificados y este será uno de los temas que trataremos. Las formas de construcción de estos puentes son diversas, así como sus materiales y diseño, es por esto que nos concentraremos solo en uno en particular sin restarles importancia a los demás, para estudiar detenidamente todo lo concerniente a su diseño y proceso constructivo.

OBJETIVOS

Conocer los puentes más relevantes.

Relacionar la información general  sobre los tipos de puentes, aportada anteriormente, con los puentes más relevantes en la actualidad.

Identificar los problemas y las soluciones propuestas para un puente ya construido.

Asociar las partes y procesos constructivos con los de dicho puente ya construido.

LOS PUENTES MÁS IMPORTANTES

LOS PUENTES MAS LARGOS:

Puente de la bahía de Hangzhou, China: (Puente más largo del mundo sobre el mar) La construcción se inició el 8 de junio de 2003 y su inauguración fue el 14 de junio de 2008. El puente tiene una longitud de 35.763 m, con 6 carriles (tres por sentido) más los dos arcenes.

En la mitad del puente se está construyendo una "isla" que dispondrá de servicios básicos para cubrir las necesidades de los viajeros. La obra significó una inversión de 1.682 millones de dólares.

El Gran Puente Danyang–Kunshan, China: (El puente más largo del mundo) Une Nanjing con Shanghai, y con sus 164,8 kilómetros es el puente más largo del mundo. Incluye un tramo sobre las aguas del lago Yangcheng de 9 kilómetros. Fue terminado en 2010 y abrió sus puertas en 2011.

El Viaducto de Millau, Francia: (Puente atirantado más largo del mundo) Tiene una longitud de 2460 m. Adicionalmente es el puente para vehículos más alto del mundo, con 343 m de altura.

El Puente Lupu, China: (Puente de arco más largo del mundo) con una longitud total 3.9 km; Posee un vano largo que es el principal es de 550m, la longitud total del puente es de 3,900m.

LOS PUENTES MAS ALTOS:

El Puente Baluarte Bicentenario: Es un puente atirantado en México, se encuentra entre los municipios de Concordia en Sinaloa y el municipio de Pueblo Nuevo en Durango, tiene una longitud de 1,124 metros y un vano atirantado de 520 metros y una altura sobre el Río Baluarte de hasta 402.57 metros, es el puente atirantado más alto del mundo, esto certificado por el Record Guinness, el inicio de la construcción fue el 21 de febrero de 2008, y fue inaugurado el 5 de enero del 2012.

El viaducto de Millau, en Aveyron, Francia: Inaugurado el 14 de diciembre de 2004 tras 36 meses de trabajos de construcción, la estructura alcanza una altura máxima de 343 metros sobre el río Tarn, y una longitud de 2.460 m, entre el Causse du Larzac y el Causse Rouge; tiene 7 pilares de hormigón, y el tablero tiene una anchura de 32 metros.

El puente Sutong: Es un puente atirantado que cruza el río Yangtze entre las localidades de Nantong y Changshu, China. Con un vano principal de 1.088 metros es el puente atirantado con el mayor vano del mundo. Los vanos laterales tienen una longitud de 300 m cada uno y además hay 4 puentes colgantes de un tamaño menor.

Las torres del puente tienen una altura de 306 metros. La longitud total del puente es de 8.206 metros. La construcción comenzó en 2007. Se estima que el coste de la construcción es de unos 1.700 millones de dólares estadounidenses.

OTROS:

Puente del Gard: El Puente del Gard es un puente del sur de Francia construido por el Imperio romano que se encuentra junto a Remoulins, en el departamento de Gard. Tiene la doble función de puente para el acueducto del Gard y puente carretero.

Construido en tres niveles, el Pont tiene 49 metros de alto y el nivel más largo tiene 275 metros de longitud. Nivel bajo: 6 arcos, 142 metros de longitud, 6 m de grosor, 22 m de altura Nivel medio: 11 arcos, 242 metros de longitud, 4 m de grosor, 20 m de altura Nivel superior: 35 arcos, 275 metros de longitud, 3 m de grosor, 7 m de altura

Diseñado para llevar el agua a través del pequeño valle del Gardon, fue parte de un acueducto de unos 50 km que llevaba el agua desde los nacimientos cercanos a Uzès hasta la ciudad romana de Nemausus (actual Nîmes). El acueducto completo tenía una pendiente de de 34 cm/km (1/3000), descendía sólo 17 m en todo su trayecto y llevaba 20.000.000 de litros de agua diariamente.

Fue construido por completo sin emplear argamasa. Las piedras del acueducto– algunas de las cuales pesaban hasta seis toneladas – se mantienen unidas por grapas de hierro. La mampostería fue elevada hasta su sitio mediante poleas accionadas por muchos hombres. Se construyó un complejo andamio para aguantar el acueducto mientras se construía.

En 1998 el Pont du Gard se vio afectado por una inundación que causó graves daños en la región. La carretera que lleva al Pont y las instalaciones cercanas sufrieron importantes desperfectos, aunque el acueducto en sí no se deterioró seriamente.

Puente de Tacoma Narrows: El Puente de Tacoma Narrows es un puente colgante de 1600 metros de longitud con una distancia entre soportes de 850 m (el tercero más grande del mundo en la época en que fue construido). El puente es parte de la carretera Washington State Route 16 en su paso a través de Tacoma Narrows de Puget Sound desde Tacoma a Gig Harbor (Estados Unidos). La primera versión de este puente, apodado Galloping Gertie, fue diseñado por Clark Eldridge y modificado por Leon Moisseiff. En 1940, el puente se hizo famoso por su dramático colapso estructural inducido por el viento. El puente de reemplazo se inauguró en 1950.

Los planes preliminares especificaban el uso de vigas horizontales de 7,6 m de espesor, que se ubicarían debajo del puente para hacerlo más rígido. Moisseiff, diseñador muy respetado del Golden Gate Bridge, propuso utilizar vigas más esbeltas, de solo 2,4 m de espesor. Según su propuesta el puente sería más delgado y elegante, y además se reducirían los costes de construcción. El diseño de Moisseiff se impuso. El 23 de junio de 1938, the PWA aprobó un presupuesto de casi 6 millones de dólares para el puente de Tacoma Narrows. Un monto adicional de 1,6 millones de dólares sería recolectado de los peajes para alcanzar el coste total de 8 millones de dólares

El puente estaba sólidamente construido, con vigas de acero al carbono ancladas en grandes bloques de hormigón. Este puente fue el primero en su tipo en utilizar

plate girders (pares de grandes I vigas) para sostener la calzada. En los diseños previos, el viento podía atravesar la estructura, pero en el nuevo diseño el viento sería redirigido por arriba y por debajo de la estructura. Al poco tiempo de haber concluido la construcción a finales de junio (fue abierto al tráfico el 1 de julio de 1940), se descubrió que el puente se deformaba y ondulaba en forma peligrosa aún en condiciones de viento relativamente benignas para la zona.

Esta resonancia era de tipo longitudinal, por lo que el puente se deformaba en dirección longitudinal, con la calzada elevándose y descendiendo alternativamente en ciertas zonas. La mitad de la luz principal se elevaba mientras que la otra porción descendía hasta que finalmente colapso.

Millennium Bridge: La construcción comenzó a finales de 1998, pero los principales trabajos comenzaron el 28 de Abril de 1999. El coste económico del puente fue de 18,2 millones de Libras, 2,2 millones por encima del presupuesto anunciado. Fue abierto el 10 de Junio del año 2000, dos meses más tarde de lo esperado, y unas inesperadas vibraciones y fallos estructurales, hicieron que éste tuviera que ser cerrado el 12 de Junio, dos días después de su apertura, para realizar modificaciones. Estos movimientos eran producidos por el gran número de personas, 90.000 el primer día y más de 2000 en el puente al mismo tiempo. Las primeras pequeñas vibraciones animaron (o incluso obligaron) a los viandantes a caminar de manera sincronizada con el balanceo, incrementando el efecto, incluso cuando el puente se encontraba relativamente poco transitado al comienzo del día. Estos balanceos hicieron que el puente se ganase el apodo de Wobbly Bridge.

Se intentó limitar el número de personas cruzando el puente en el mismo momento. La clausura del puente solo 3 días después de que se abriese produjo una gran crítica pública, como otro gran proyecto del sentir británico que sufría un avergonzante revés, semejante al del Millennium Dome.

Las vibraciones fueron bien resueltas siguiendo el fallo del Puente de Tacoma Narrows. Tras unos exhaustivos análisis, desde Mayo de 2001 hasta Enero de 2002 y que costaron 5 millones de libras, el problema se arregló, y tras un periodo de prueba se reabrió el 22 de Febrero de 2002.

Desde entonces no se han vuelto a tener noticias de movimientos extraños en el puente, y solo se volvió a cerrar durante la tormenta Kyrill, una especie de ciclón.

VIADUCTO DE MILLAU

El viaducto de Millau, en Aveyron (Francia), fue inaugurado el 14 de diciembre de 2004 tras 36 meses de trabajos de construcción, la estructura es de luces atirantadas y alcanza una altura máxima de 343 metros sobre el río Tarn, con una longitud de 2.460 m, entre el Causse du Larzac y el Causse Rouge; tiene 7 pilares de hormigón, y el tablero tiene una anchura de 32 metros; cerca de 3.000 personas trabajaron en este proyecto, que costó casi 400 millones de euros.

El viaducto de Millau fue concebido formalmente por el ingeniero francés Michel Virlogeux y está constituido por ocho tramos de tablero de acero, que se apoyan sobre siete pilares de hormigón. La calzada pesa 36.000 toneladas y se extiende a lo largo de 2.460 metros, siendo su ancho de 32 m y su espesor a 4,3 m. Los 6 tramos interiores del viaducto tienen 342 m, mientras que los dos extremos miden 204 m. La autopista tiene una leve pendiente del 3%, descendente en dirección norte-sur, y se curva en una sección plana con un radio de 20 km. Esto último se hizo con la intención de dar una mejor visibilidad a los automovilistas. Tiene dos carriles de tránsito en cada dirección.

Los pilares tienen entre 77 y 246 m y pasan de tener una sección longitudinal de 24,5 m en la base a 11 m en su parte superior. Cada pilar está compuesto a su vez por 16 secciones, cada una de las cuales pesa 2.230 toneladas, y en total el puente pesa alrededor de las 350.000 toneladas. Estas secciones se ensamblaron en el lugar de la obra a partir de piezas de 17 metros de largo, 4 metros de ancho y un peso de 60 toneladas, que fueron fabricadas en Lauterbourg y Fos-Sur-Mer por la empresa constructora Eiffage. Los pilares se montaron primero, junto a una serie de soportes temporales, y en forma previa a la colocación de las vigas, que se guiaron mediante señales de satélite y se dispusieron a una velocidad de 600 milímetros cada 4 minutos.

El viaducto de Millau prácticamente duplica la altura del que hasta entonces era el puente más alto del mundo, el Europabrücke, en Austria. También se convirtió en el más alto puente de carretera si se toma como referencia el nivel de la calzada. La altura de 270 m a la que se encuentra la misma, supera los 268 m del puente sobre el valle del New River, en Virginia Occidental, Estados Unidos. Los 321 m del puente sobre el Río Arkansas superan al viaducto de Millau, pero en aquel caso se trata de un puente peatonal. El 5 de Enero de 2012 perdió la condición de puente más elevado en favor del puente Baluarte-Bicentenario en la carretera Mazatlan-Durango Mexico que con sus 402 metros de altura de la calzada al río lo convierten en el puente atirantado para vehículos más alto del mundo.

CONSTRUCCIÓN

La construcción del viaducto empezó el 10 de octubre de 2001 y debía extenderse a lo largo de 3 años, aunque finalmente las condiciones climáticas benignas permitieron que el trabajo se adelantara a lo programado. El viaducto fue inaugurado por el presidente Chirac el 14 de diciembre de 2004 y abierto al público dos días después

ESTUDIOS PRELIMINARES

Durante los estudios preliminares se consideraron cuatro opciones:

1. Rodear Millau por el este, lo cual requeriría dos grandes puentes sobre el Tarn y el Dourbie.

2. Rodear Millau por el oeste, recorriendo un total de 12 km, lo cual requeriría la construcción de cuatro puentes.

3. Seguir el trazado de la Ruta Nacional 9, lo cual brindaría un buen acceso a Millau pero implicaría dificultades técnicas, además de atravesar la población.

4. Atravesar el valle por el medio.

Esta cuarta opción fue la elegida por el gobierno el 28 de junio de 1989. A su vez, contemplaba dos posibilidades diferentes: la solución elevada, y la solución baja, que implicaría la construcción de un puente de 200 m para atravesar el Tarn, seguido de un viaducto de 2.300 m extendido con un túnel del lado de Larzac. Tras largos estudios de viabilidad, la solución baja fue descartada por su mayor costo, el impacto ambiental y porque la distancia para los conductores sería mayor.

Una vez decidido que la solución sería la elevada, cinco grupos de arquitectos e ingenieros trabajaron en forma simultánea en busca de una solución técnica.

CONSTRUCTORES

La empresa constructora que obtuvo el contrato para construir el viaducto fue la Compagnie Eiffage du Viaduc de Millau. El consorcio constructor estuvo compuesto por la compañía Eiffage TP para las secciones de hormigón, la compañía Eiffel para el tendido de los tramos de acero y la empresa Enerpac, que fue la encargada de los soportes hidráulicos de la autovía.

El grupo de ingeniería Setec asumió responsabilidades en el proyecto, mientras que SNCF tuvo control parcial del mismo.

En la licitación, otros tres consorcios pujaron por la obtención del contrato:

El primero de ellos, liderado por la española Dragados, en asociación con Skanska (sueca) y Bec (francesa).

La Société du viaduc de Millau, compuesto por ASF, Egis, GTM, Bouygues Travaux Publics, SGE, CDC Projets, Tofinso (todas francesas) y Autostrade (italiana).

Un tercer consorcio, liderado por Générale Routière, con Via GTI (ambas francesas), junto a Cintra, Necso, Acciona y Ferrovial Agroman (españolas).

El diseño conceptual y estructural original del puente es obra del francés Michel Virlogeux; mientras que los arquitectos responsables de los aspectos estéticos y formales de la obra pertenecían a la empresa británica Foster and Partners, liderados por Lord Norman Foster. Junto a los anteriores, estuvo la firma de ingeniería holandesa Arcadis, responsable del diseño técnico del viaducto.

PROCESO CONSTRUCTIVO

En primer lugar se construyeron las zapatas, cimientos de los pilares que soportarían el peso de éstos. Para cada uno de ellos se cavaron 4 pozos, de 4 a 5 metros de diámetro por 12 a 18 metros de profundidad. Posteriormente se montaron las torres intermedias de soporte provisional de los tableros de acero de la calzada, la construcción de dicho tablero se llevó a cabo en los extremos; mediante esta técnica y según se van construyendo las secciones transversales, periódicamente se empuja desde el tablero sobre las pilas, dejando espacio para la colocación de nuevas secciones del puente. Para evitar grandes sobreesfuerzos que obligaran a reforzar la sección excesivamente respecto a la fase de servicio, se dispusieron una serie de apeos intermedios de forma que los vanos fueran de menor longitud durante la fase de construcción. Una vez empujado el tablero desde ambos extremos y alcanzado el punto de unión, se solidarizaron ambas mitades y se colocaron las torres de atirantamiento. Finalmente se retiraron los pilares provisionales.

Más allá del afán de una perfecta integración en el paisaje, las soluciones técnicas elegidas (tablero metálico y pilas de hormigón) presentan varias ventajas. Como la fineza del tablero que aligera las estructuras de carga. Sino también durante la construcción, una reducción de las obras en el lugar (prefabricación en fábrica de elementos del tablero) y una disminución de los volúmenes de materiales a utilizar en el sitio, respecto a una solución todo hormigón. Menos máquinas, menos camiones, menos áridos a transportar han reducido las molestias para las poblaciones concernidas por el tráfico propio a la obra.

SECCIÓN LONGITUDINAL:

SECCION TRANSVERSAL:

Está diseñado teniendo en cuenta la posibilidad de prefabricación en taller, transporte, montaje insitu y lanzamiento.

La parte principal es por tanto transportada a obra en forma de conjuntos que consisten en:• La viga cajón central, de 4 m de ancho y 4.20 m de alto• Paneles intermedios rígidizados de ancho variable entre 3.75 a 4.20 m (paneles superiores e inferiores)• dos cajones laterales de 3.84 m de anchura

MAQUINARIA

Grua torre Robot soldador Cortadora Camiones para transporte de partes metalicas Retroexcavadoras Martillos hidraulicos Volquete, Autovolquete o Dumper Bulldozer

COSTOS Y RECURSOS

El costo total de la construcción del viaducto fue de 394 millones de euros, a lo que deben sumarse 20 millones de euros adicionales por la edificación de las cabinas de peaje, situadas 6 km al norte de la estructura.

En el proyecto se utilizaron 127.000 m³ de hormigón, 19.000 toneladas métricas de acero para las armaduras del hormigón y 5.000 toneladas de hormigón pretensado. Según la empresa constructora, la vida útil del viaducto será no menor de 120 años.

Eiffage financió la obra a cambio de la concesión del peaje hasta el año 2080. De todas formas, y si la concesión resulta ser muy rentable, el gobierno francés puede retomar el control de la concesión en el año 2044.

DATOS

2.460 m: la longitud total del viaducto. 7: el número de pilares. 70 m: la altura del pilar 7, el más bajo. 336 m: la altura del pilar 2, el más alto (245 m al nivel de la autopista). 270 m: la altura típica de la autovía. 4,20 m: el espesor de la autovía. 32,05 m: el ancho de la autovía. 127.000 m³: el volumen de hormigón utilizado en el puente. 290.000 toneladas: el peso total de la estructura 10.000 - 25.000 vehículos: el tránsito diario estimado. 4,90 - 6,90 euros: el peaje típico a abonar para atravesar el viaducto

CONCLUSIONES

El puente es una de las estructuras más útiles creadas por el hombre para esquivar cualquier tipo de accidente geográfico, lo cual le ha permitido mejorar su estilo de vida.

En la actualidad existen muchos y diversos tipos de puentes para solucionar problemas específicos, es tarea del ingeniero proponer el más apropiado y siempre tratando de innovar para solucionar todos los problemas que se le puedan presentar.

BIBLIOGRAFIA

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WIKIPEDIA. Puente viga. Wikipedia fundation, inc. 7 jun 2011. Disponible en internet: es.wikipedia.org/wiki/Puente_viga

PUENTES

ANDREA HERRERA GALLOELEANY DAVID TABORDA

Informe Presentado En Proyectos Tecnológicos

DocenteDiana Patricia Moreno Palacio

UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIAFACULTAD DE INGENIERIA

INGENIERIA CIVILMEDELLIN

2011