Introducción Curso Puentes

8/18/2019 Introducción Curso Puentes

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INTRODUCCION A LA CONSTRUCCIÓN DE PUENTES

Profesor: Marcelo Chacón A.Ingeniero Civil


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“ Un sendero, camino o un puente, no son sólo puntos que permiten la unión, sinomas que eso, también implican en un sentido mas profundo, un encuentro culturala través del cual los seres vivos que habitan el sector comienzan a sentirlo partede su vida diaria, integrándolo como una parte importante de sus vidas, logros yoportunidades”

La obras de construcción conocidas como puentes corresponden a una obra civilque tiene como objetivo entregar la continuidad a un camino impedido por

obstáculos tales como: ríos, quebradas, vías de alto transito, de acuerdo a estascaracterísticas los puentes poseen algunas denominaciones mas particulares,como por ejemplo viaductos, pasos superiores o inferiores, etc.

La construcción de un puente obedece a la necesidad de continuar una rutainterrumpida, lo que lo transforma en una obra de carácter estratégico cuandoqueremos dar continuidad a caminos, senderos, rutas secundarias y rutasprincipales, otorgándole a este tipo de obras la relevancia de cubrir objetivosestratégicos, económicos, políticos y administrativos.

HISTORIA DE LOS PUENTES

Ya en las antiguas épocas la necesidad de conectar lugares para fortalecer lascomunidades que se desarrollaban era un preocupación de quienes liderabanestos grupos, es así como desde el antiguo camino del Inca hasta nuestros días,el desarrollo vial ha sido uno de los pilares fundamentales sobre el cual nuestropaís se ha ido constituyendo.

En nuestro país, la construcción de puentes se inicia con la obra civilizadora deEspaña, utilizando diversos elementos en la construcción de éstos, muchosmateriales que le han permitido a nuestros antepasados instalarse como losfundadores de estas importantes obras, es el caso de los Mapuches o Araucanos

los que denominaban “Kuikui” a uno o varios troncos caídos o volteados porencima de agua o quebrada.

La geografía de Chile ha impulsado desde hace muchas décadas a los lideres degobierno un necesario planteamiento estratégico en materia de obras publicas, esasí como durante el gobierno del Presidente José Manuel Balmaceda, el 21 deJunio de 1887 se dictó la ley que reorganizó los cinco Ministerios existentes en laépoca y se constituyó el Ministerio de Industria y Obras Públicas, quedando esta


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importante entidad a cargo del abogado Pedro Montt, llegando mas tarde a laprimera magistratura del país.

Luego en el año 1888, se creó la Dirección General de Obras Públicas, cuyamisión era estudiar, ejecutar y vigilar todos los trabajos de carácter público que seconstruían en Chile. Fue así como esta Dirección quedó integrada por lassecciones de ferrocarriles y telégrafos, puentes, caminos y construccionesHidráulicas y Arquitectura.

El llamado cuerpo de Ingenieros, creado en 1842 bajo las órdenes del Ministeriodel Interior se incorporó a la Unidad de Puentes, Caminos y Construcciones.Casi una centena de años más tarde se forma en el año 1925 el Departamento deCaminos, quien tuvo a su cargo la modificación de rutas como Santiago –Valparaíso y Santiago – San Antonio. Desde agosto de 1953 el llamadoDepartamento de Caminos pasó a llamarse Dirección de Vialidad, nombre quemantiene hasta nuestros días.

Con el apoyo de Francia, se logra que nuevas estructuras se trabajen a Chile,

como lo es el acero y así en el año 1890 se construyen sobre el río Mapochopuentes metálicos que reemplazan técnicas mas antiguas utilizadas, como en elpuente Cal y Canto (entregado a tránsito por el Corregidor Zañartu en el mes defebrero de 1872)

Hasta el año 1932 existían 326 km. de caminos pavimentados. Así también entrelos años 1921 y 1934 se construyeron en nuestro país 42 puentes de concretoarmado, otorgándose con ello un impulso fundamental a la unión del territorio.

En Chile, el principal constructor de puentes ha sido y es el Estado a través delMinisterio de Obras Públicas con su Departamento de Puentes, el cual tiene por

objetivo cumplir fielmente con la misión de La Dirección de Vialidad, es decir,mejorar la conectividad entre los chilenos y entre Chile y los países de la región,planificando, proyectando, construyendo, conservando y explotandooportunamente la infraestructura vial necesaria para el desarrollo del país y sugente, resguardando su calidad, respetando el medio ambiente, e incorporandosistemáticamente tecnologías innovadoras en el ámbito vial y de transporte.


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Los recursos que invierte actualmente el Ministerio de Obras Públicas en laconstrucción y reparación de puentes, representan un porcentaje importante deltotal de sus inversiones. El Departamento de Puentes es quien tiene laresponsabilidad de emplear adecuadamente estos recursos, traduciéndose estoúltimo en la concepción de proyectos de ingeniería y posteriormente en el control ysupervisión de las obras.

Para mejor entender, se acompañan un organigrama del Ministerio de ObrasPúblicas con sus diferentes dependencias y luego el correspondiente a laDirección de Vialidad con el lugar que ocupa el Departamento de Puentes.

TÉRMINOS Y DEFINICIONES RELACIONADOS CON PUENTES

En una estructura de puente podemos distinguir cuatro partes biendefinidas: superestructura, infraestructura, accesos y obras de defensa.

Con el fin que el alumno se introduzca en el vocabulario corriente que semaneja en esta especialidad, se muestra un esquema tipo y se definen términosde uso frecuente.


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ELEMENTOS PRINCIPALES DE UN PUENTE

Superestructura: Es aquella parte del puente que permite la continuidad delcamino con su calzada y bermas, sobre un río u otra vía. La superestructurasoporta el paso de las cargas móviles las que transmite a la infraestructura através de los sistemas de apoyo. Está conformada por uno o más tramosdependiendo de la cantidad de apoyos que lo sustentan. La superestructura estáconstituida por el tablero, su sistema estructural, el sistema de vigas o losas y losdispositivos especiales que tiene determinadas funciones.

SUPERESTRUCTURA

Tablero: Está constituido por la superficie de rodadura, los pasillos o aceras y lasbarandas. El tablero puede contemplar además barreras vehiculares o barreras deseguridad que separen el tránsito peatonal del vehicular.

Losa de calzada: Principal elemento estructural del tablero que soporta lascargas, distribuyéndolas a las vigas longitudinales o transversales, o directamentea la infraestructura.


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Pavimento: Es la capa de rodado sobre la cual transitan los vehículos. Puede serde hormigón o asfalto.

Pasillos: Elemento por donde circula el tránsito peatonal. Los anchos másusuales oscilan entre los 0.4 m a 1.2 m.

Barandas: Elementos de seguridad colocados en los bordes del pasillo paraproteger al tránsito peatonal.

LOSA DE

CALZADA


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VISTA CALZADA

Viga Principal: Elemento estructural destinado a soportar las cargas provenientesdel tablero y transmitirlas a la infraestructura. En los casos de puentes de lucesreducidas cuyo sistema estructural del tablero es una losa de hormigón, el sistemade vigas habitualmente se omite, traspasando las cargas de la superestructura a lainfraestructura directamente desde la losa.

Sistema de Apoyo: Los sistemas de apoyo constituyen elementos que se usanbajo las vigas y por sobre la mesa de apoyo del estribo o cepa según corresponda.Tienen como función repartir la carga sísmica horizontal de la superestructura, en

los estribos y cepas, y evitar el deslizamiento de las vigas. Generalmente sonplacas de caucho o neoprén. Algunas veces van con placas o láminas de acero.


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PLACA DE APOYO CAUCHO CON LAMINAS DE ACERO

Barras de Anclaje o Antisísmicas: Son barras de acero dulce, generalmentecalidad A44-28H que unen la superestructura con la infraestructura, transmitiendode esta manera las solicitaciones provenientes de los sismos. Estas barraspueden disponerse verticalmente o en diagonal, las cuales quedan ancladas a losestribos o cepas en un extremo, y en el otro, en un travesaño de hormigón armadoque se ubica entre las vigas.


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agrietamientos en el pavimento y losa de calzada, ubicándose en los comienzos yfinales de tramo y entre las losas de calzada. Antiguamente se les llamadas“Cantoneras”, tenían el mismo uso pero la diferencia es que eran perfiles ángulode acero, todavía se pueden observar en algunos puente.

COLOCACION DE JUNTA DE DILATACIÓN

Infraestructura: Es aquella parte del puente donde se apoya la superestructura ya través de la cual se transmiten las cargas al terreno de fundación. Estáconstituida por los estribos, que son los soportes extremos del puente, y las cepaso pilas, que son los apoyos intermedios de puentes con superestructurasconstituidas por más de un tramo.

Estribos: Los estribos están constituidos por dos partes. La primera, denominada

elevación, está conformada por un muro frontal, la mesa de apoyo, el muroespaldar y las alas. La segunda es la fundación del estribo. Los estribos, ademásde dar apoyo a la superestructura, contienen los terraplenes de acceso al puente.

Muro Frontal: Muro perteneciente al estribo destinado a retener las tierrasencajonadas entre las alas. También tiene como función constituir en su partesuperior un elemento de apoyo a las vigas.


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Alas: Muros laterales de los estribos que evitan el derrame de las tierras de losterraplenes de acceso y mantienen confinado el relleno estructural de los estribos.

VISTA POSTERIOR DE ESTRIBOS

Espaldar: Elemento ubicado sobre el muro frontal y de menor espesor que éste.Su función es contener las tierras de los accesos.

Hombro: Elemento ubicado en la parte superior posterior del espaldar que tienecomo finalidad servir de apoyo a la losa de acceso.

Mesa de Apoyo: Es la superficie donde se apoya la superestructura. En estribos,la mesa de apoyo es la superficie superior horizontal del muro frontal, en tanto queen cepas, es la superficie superior de la viga cabezal.

DADO DE

FUNDACION

MURO

FRONTAL

ALAS


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VISTA FRONTAL ESTRIBO

Fundaciones: Es el conjunto de elementos encargados de traspasar al terreno las

cargas, sean éstas de peso propio, cargas móviles, sísmicas, empujes de tierra,etc. Fundamentalmente existen tres tipos de fundaciones: directas, pilotes ycajones o pilas de fundación.

Fundación Directa: Consiste generalmente en un dado de hormigón armado quese apoya directamente en el suelo de fundación.

Fundación Rígida Semiprofunda (Cajón): Se le llama rígida porque consistenormalmente en un bloque de hormigón armado que se materializa a través deuno o varios cajones o pilas de gran diámetro de hormigón, el cual vadescendiendo a medida que se va extrayendo el material de suelo dentro de él.

Una vez alcanzada la cota de fundación, los cajones se sellan por debajo paraposteriormente ser llenados con hormigón pobre u otro material con el fin de darlemayor peso.

Fundación Profunda: Está formada por un dado de hormigón armado que repartelas cargas de la infraestructura a un conjunto de pilotes, los cuales se apoyanfinalmente en un suelo apto para fundar. Estos pueden ser de madera, hormigón

MURO

FRONTAL

MESA

APOYO

ALA


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armado, hormigón pretensado, tubos de acero, perfiles de acero y rieles de acero.Los procedimientos utilizados para su colocación se dividen en pilotes hincados ypreexcavados.

Cepas: Son los apoyos intermedios de los puentes, y al igual que los estribos,están constituidos por la elevación y la fundación.

Viga Cabezal: Es la viga ubicada en la parte superior de la cepa que tiene comofinalidad recibir las cargas de la superestructura.

CEPAS

Accesos: Los accesos al puente están constituidos, en general, por las siguientesobras: terraplenes de acceso, estructura de pavimento, bases, bermas y losas deacceso.

Losa de Acceso: Losa de hormigón armado que se apoya sobre el rellenoestructural de los estribos y sirve tanto para evitar descensos a la entrada de lospuentes como para mejorar la entrada al mismo.

Obras de Defensa y Seguridad: Las obras de defensa de un puente comprendenlos enrocados, gaviones, bajadas de agua en los terraplenes de acceso, y

COLUMNAS

DE

ELEVACIÓN

CABEZAL


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PUENTE MECANO (METALICO RAPIDO ARMADO)

Utilización

Puentes Peatonales o Pasarelas: Puentes destinados al tránsito de peatones. Puentes de Ferrocarriles: Puentes que dan continuidad a la línea férrea. Puentes de Carreteras o Viaductos: Puentes que dan continuidad a la

carretera. Puentes para Canales o Acueductos: Puentes que permiten que un canal salve

depresiones del terreno. Puentes Especializados: Puentes que cumplen funciones específicas, como

dar continuidad a las tuberías de gaseoductos, oleoductos, etc. Puentes Grúa.

Tipología estructural

Puentes Rectos: Puentes que utilizan la viga como elemento resistente y quedestacan la flexión generalizada como mecanismo principal de transporte de


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carga. Se tienen puentes de tramos simplemente apoyados, continuos o devigas voladizos (gerber).

Puentes en Arco: Puentes cuyo elemento principal es un arco, estructura queproduce esfuerzos predominantes de compresión.

Puentes Colgantes: Puente que destaca a la tracción como fundamentalsolicitación en los cables. Dentro de éstos, se encuentran los puentes con vigaatiesadora o sin ella.

Puentes Atirantados. Puentes Aporticados – Vigas Fink – Marcos.

Material

Madera, Acero, Hormigón Armado, Hormigón Pre y Post Tensado,Mampostería, Sillería, Mixtos.

Capacidad

Puentes con Limitaciones, Puentes de Diseño Normal.

Duración

Permanentes, De Emergencia

Trazado

Puentes Esviados: Puentes que consideran un esviaje de las aguas conrespecto al eje longitudinal de la obra.

Puentes Rectos Horizontales. Puentes Curvos Horizontales. Puentes con Pendiente Longitudinal.


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CONSTRUCCIPON PUENTE CON VIGAS DE ACERO CURVAS

Operabilidad o explotación

Puentes Giratorios o Levadizos: Puentes que son utilizados en ríosnavegables.

Puentes Fijos: Puentes cuya estructura se mantiene invariable, cualesquierasea el tránsito.

Propiedad

De acuerdo con su propiedad, los puentes pueden ser bienes públicos oprivados.

Tipo de fundación

Puentes Flotantes, Puentes de Fundación Indirecta sobre Pilotes, Puentessobre Macropilotes in situ, Puentes de Fundación Directa, Puentes con CámaraNeumática.


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BARRA DE ACERO DE PILOTES

PILOTE

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