Puentes Atirantados Continuos

DEPARTAMENTO DE MECNICA DE LOS MEDIOS CONTINUOS Y

TEORA DE ESTRUCTURAS

ESCUELA TCMCA SUPERIOR DE INGENIEROS DE CAMINOS, CANALES Y

PUERTOS

UNIVERSIDAD POLITCNICA DE MADRID

COMPORTAMIENTO Y OPTIMIZACION DE

PUENTES ATIRANTADOS CONTINUOS

TESIS DOCTORAL Mwm.'^Kjmrm

AUTOR:

DIRECTOR:

JUAN RODADO LPEZ

Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos

JAVIER MANTEROLA ARMISEN

Doctor Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos

ANO 1999

A mis padres

PONTEM PERPETUIMANSURUMIN SAECULA

Inscripcin grabada en el arco triunfal del Puente de Alcntara (Espaa, ao 98 A. de C.)

AGRADECIMIENTOS

En primer lugar deseo expresar mi ms sincero agradecimiento a mi Director de

Tesis el profesor Javier Manterola Armisn por su dedicacin, estmulo, consejos y

explicaciones, as como por la cantidad de informacin que me ha proporcionado. Sus

comentarios, siempre acertados y su gran categora, no slo profesional y tcnica, sino,

sobre todo, personal, han hecho posible la realizacin de esta tesis, que de otra forma no

hubiera podido ser llevada a cabo.

En segundo lugar, debo agradecer a la empresa Ibrica de Estudios e Ingeniera,

S.A. (BERINSA), en la cual desarrollo mi actividad profesional como ingeniero del

departamento de puentes, el haberme proporcionado los medios y recursos necesarios,

sobre todo informticos, para la realizacin de esta Tesis. Especialmente agradecer al

servicio de copias y encuademacin la labor prestada.

Tambin deseo destacar el inters mostrado por Marisa Marco como responsable

del Servicio de Documentacin del Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y

Puertos en la bsqueda de informacin relacionada con el tema de la tesis, as como por

Mariano Sanz, jefe de Biblioteca del Instituto de Ciencias de la Construccin Eduardo

Torroja. Un agradecimiento especial a Jos Luis Serra, de Freyssinet, por la

documentacin facilitada con respecto a los puentes de Macao y Kwang Fu.

Igualmente doy las gracias a mi hermana Ana Mara por su dedicacin en la

bsqueda, no siempre fructfera pero con resultados igualmente interesantes, de

informacin en Internet; y a mi hermano Jos Antonio por la labor desempeada en la

preparacin de la documentacin grfica.

Por ltimo, dedicar un especial agradecimiento a todos aquellos amigos a los

que, de alguna manera, les he robado parte del tiempo que deba y hubiera querido

dedicarles para dedicrselo a esta Tesis.

Coinxjrtamiento y optimizactn de puentes atirantados continuos

Tesis Doctoral Juan Rodado Lpez

NDICE

CAPITULO 1

INTRODUCCIN Y ANTECEDENTES

1.1. EL CONCEPTO DE PUENTE ATIRANTADO CONTINUO 2

1.2. OBJETO DEL PRESENTE ESTUDIO 4

1.3. REALIZACIONES 7

1.3.1. PUENTE GENERAL RAFAEL URDANETA SOBRE EL LAGO MARACAIBO

(VENEZUELA) 7

1.3.2. VIADUCTO DE LA POLCEVERA EN LA AUTOPISTA GNOVA-SAVONA

(ITALIA) 12

1.3.3. PUENTE DE KWANG FU SOBRE EL RO HSIN-TEN(TAIWAN) 15

1.3.4. VIADUCTO DE COLINDRES SOBRE LA RA DE ASN (ESPAA) 18

1.3.5. SEGUNDO PUENTE SOBRE EL MAR DE CHINA DEL SUR ENTRE

LA PENNSULA DE MACAO Y SU ISLA TAIPA 22

1.3.6. PUENTE SOBRE EL RO MEZCALA EN LA AUTOPISTA CIUDAD DE MXICO-

ACAPULCO (MXICO) 26

1.3.7. VIADUCTO DE LA ARENA EN LA AUTOPISTA DEL CANTBRICO (ESPAA) 30

1.3.8. PUENTE TING KAU (HONG KONG) 33

1.3.9. VIADUCTO DE RENNES (FRANCIA) 37

1.3.10. PUENTE SOBRE EL LAGO DE GINEBRA (SUIZA) 39

1.3.11. VIADUCTO MILLAU EN EL VALLE DE TARN (FRANCIA) 42

1.3.12. PUENTE RION ANTIRION SOBRE EL GOLFO DE CORINTO (GRECIA) 44

1.3.13. NUEVO PUENTE EN POOLE (INGLATERRA) 47

CABLE1.DOC

Comportamiento y oplimizacin de puentes atirantados continuos


1.4. COMENTARIOS SOBRE LAS REALIZACIONES DE PUENTES ATIRANTADOS

CONTINUOS 49

1.5. CONCLUSIONES SOBRE LAS EVOLUCIN Y TENDENCIAS ACTUALES DEL PROYECTO DE PUENTES ATIRANTADOS CONTINUOS 58

CABLEI.DOC

Conportaniiento y optimizacin de puentes atirantados continuos

Tesis Doctofal Juan Rodado Lpez

CAPITULO 2

MODELOS CLSICOS DE ATIRANTAMIENTO Y VINCULACIONES ENTRE

PILA Y TABLERO

2.1. INTRODUCCIN 60

2.2. DESCRIPCIN DEL MODELO 63

2.3. ESTUDIO COMPARATIVO DEL ATIRANTAMIENTO TIPO ARPA Y TIPO

ABANICO EN PUENTES ATIRANTADOS CONTINUOS 69

2.3. L MODELOS UTILIZADOS EN EL ESTUDIO 69

2.3.2. VARIABLES CONSIDERADAS 73

2.3.3. RESULTADOS DEL ESTUDIO 75

2.3.3.1. Presentacin de los resultados 75

2.3.3.2. Deformacin vertical del tablero bajo sobrecarga alternada. (Grfico 2.1) 76

2.3.3.3. Axiles en el tablero bajo sobrecarga alternada. (Grfico 2.2) 78

2.3.3.4. Momentos flectores en el tablero bajo sobrecarga alternada. (Grfico 2.3) 80

2.3.3.5. Axil en tirantes bajo sobrecarga alternada. (Grfico 2.4) 81

2.3.3.6. Deformaciones de la pila bajo sobrecarga alternada. (Grfico 2.7) 84

2.3.3.7. Momentos flectores en pila y pilono bajo sobrecarga alternada. (Grfico 2.7) 85

2.3.4. CONCLUSIONES 108

2.3.5. APLICACIN AL CASO DEL MODELO 2 DE PUENTE CONTINUO 118

2.3.5.1. Introduccin 118

2.3.5.2. Anlisis de resultados 119

2.3.5.2.1. Hechas en el tablero (Grfico 2.13) 119

2.3.5.2.2. Axiles en el tablero (Grfico 2.14) 120

2.3.5.2.3. Momentos flectores en el tablero (Grfico 2.15) 122

2.3.5.2.4. Axiles en tirantes (Grfico 2.16) 122

CABLE2.DOC i

Conportamiento y optimizacin de puentes atirantados continuos


2.3.5.2.5. Deformacin y esfuerzos en el pilono (Grfico 2.17) 123

2.3.5.3. Conclusiones 129

2.4. ESTUDIO PARAMTRICO DEL PUENTE ATIRANTADO CONTINUO.

MODELO 1 DE VINCULACIN PILA-TABLERO 130 2.4.1. DESCRIPCIN DEL MODELO 130

2.4.2. PROCESO SEGUIDO EN EL ESTUDIO PARAMTRICO 131

2.4.3. MODELO DE REFERENCIA: PUENTE DE TRES VANOS. 132

2.4.4. RESULTADOS OBTENIDOS EN EL ESTUDIO 134

2.4.4.1. Modelo con pila corta 134

2.4.4.1.1. Flechas en el tablero (Grfico 2.18) 134

2.4.4.1.2. Esfuerzos en el tablero (Grficos 2.19 y 2.20) 135

2.4.4.1.3. Cargas en tirantes (Grfico 2.21) 137

2.4.4.1.4. Desplazamientos y esfuerzos en la pila y el pilono (Grfico 2.22) 138

2.4.4.1.5. Estado tensional bajo carga total en pila y tablero 139

2.4.4.2. Modelo con pila larga 148






2.4.5. CONCLUSIONES AL MODELO 1 DE VINCULACIN PILA-TABLERO 160


MODELO 2 DE VINCULACIN PILA-TABLERO 161

2.5.1. DESCRIPCIN DEL MODELO 161


2.5.3. MODELO DE REFERENCIA: PUENTE DE TRES VANOS 162


CABLE2.DOC iv

Comportamiento y optimizacin de puentes atirantados continuos

Tesis Doctoral Juan Rodado Lrtpcz

2.5.4.1. Flechas en el tablero (Grfico 2.32) 163

2.5.4.2. Esfuerzos en el tablero (Grficos 2.33 y 2.34) 164

2.5.4.3. Cargas en tirantes (Grfico 2.35) 165

2.5.4.4. Desplazamientos y esfuerzos en la pila y el pilono (Grfico 2.38) 166

2.5.4.5. Estado tensional bajo carga total en pila y tablero 166

2.5.5. CONCLUSIONES AL MODELO 2 DE VINCULACIN PILA-TABLERO 175.


MODELO 3 DE VINCULACIN PILA-TABLERO 176

2.6.1. DESCRIPCIN DEL MODELO 176


2.6.3. MODELO DE REFERENCIA: PUENTE DE TRES VANOS. 177


2.6.4.1. Modelo con pila corta 178






2.6.4.2. Modelo con pila larga 191






2.6.4.3. Efecto de la variacin trmica 204

2.6.5. CONCLUSIONES AL MODELO 3 DE VINCULACIN PILA-TABLERO 220

2.7. CONCLUSIONES ACERCA DE LAS TIPOLOGAS CLSICAS 221

CABLE2.DOC V

Coinwrtamiento y optinzactn de puentes atirantados continuos

Tesis doctoral Juan Rodado Lpez

CAPTULO 3

ESTUDIO DE DIFERENTES CONFIGURACIONES DEL ATIRANTAMIENTO

3.1. INTRODUCCIN 230

3.2. PUENTE CONTINUO CON ALTURA DE PILNOS VARIABLE. 233

3.2.1. DESCRIPCIN GENERAL DEL MODELO 233

3.2.2. RESULTADOS DEL ESTUDIO DEL PUENTE CONTINUO DE 6 VANOS. 237

3.2.2.L Hechas verticales del tablero (Grfico 3.1) 237

3.2.2.2. Axiles en el tablero (Grfico 3.2) 238

3.2.2.3. Momentos flectores en el tablero (Grfico 3.3) 238

3.2.2.4. Axiles en tirantes (Grfico 3.4) 238

3.2.2.5. Flechas horizontales y momentos flectores en pila y pilono (Grfico 3.5) 239

3.2.2.6. Conclusiones 245

3.2.3.. ESTUDIO DEL PUENTE ATIRANTADO CONTINUO DE CUATRO VANOS 246

3.2.3.1. Descripcin de los modelos 246

3.2.3.2. Resultados del puente continuo de cuatro vanos con luz = 200 m. 250

3.2.3.2.1. Flechas verticales del tablero (Grfico 3.6) 250



3.2.3.2.4. Axiles en los tirantes (Grfico 3.9) 251

3.2.3.2.5. Flechas horizontales y momentos flectores en pila y pilono

(Grfico 3.10) 252

3.2.3.2.6. Conclusiones sobre el puente de cuatro vanos con luces iguales

(200 m). 258

3.2.3.3. Resultados del puente continuo de cuatro vanos con longitud = 582 m. 258

3.2.4. PUENTE CONTINUO DE CUATRO VANOS CON VANOS LATERALES

DESCOMPENSADOS. 264

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3.2.4.1. Descripcin general 264

3.2.4.2. Comparacin de los modelos. 267

3.2.4.2.1. Flechas verticales en el tablero (Grfico 3.16) 267



3.2.4.2.4. Axiles en tirantes (Grfico 3.19) 268

3.2.4.2.5. Flechas horizontales y momentos flectores en el pilono

(Grfico 3.20) 268

3.2.4.3. Conclusiones respecto a los modelos de vanos descompensados 275

3.2.4.4. Estudio particularizado del puente de Mezcala (Mxico) 283

3.2.4.4.1. Introduccin 283

3.2.4.4.2. Descripcin del modelo 284

3.2.4.4.3. Resultados del estudio 288

3.2.4.4.4. Conclusiones sobre el puente de Mezcala 296

3.3. TIRANTES ADICIONALES DE RIGIDIZACIN DE PILNOS 297 3.3.1. DESCRIPCIN GENERAL 297

3.3.2. FUNCIONAMIENTO DE LOS TIRANTES DE RIGIDIZACIN 300

3.3.3. RESULTADOS DEL ESTUDIO DE LOS MODELOS DE ATIRANTAMIENTO 303

3.3.4. CONCLUSIONES SOBRE LA UTILIZACIN DE TIRANTES ADICIONALES DE

RIGIDIZACIN 313

3.4, PUENTE CONTINUO CON TIRANTES ADICIONALES CRUZADOS 315

3.4.1. DESCRIPCIN GENERAL DE LOS MODELOS 315

3.4.2. COMPARACIN ENTRE LOS DIFERENTES TIPOS DE ATIRANTAMIENTO

CRUZADO 320

3.4.2.1. Cuanta de acero en tirantes 3 20

3.4.2.2. Flecha vertical en el tablero (Grficos 3.28a y 3.28b) 328

3.4.2.3. Axiles en el tablero (Grficos 3.29a y 3.29b) 329

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3.4.2.4. Momentos flectores en el tablero (Grficos 3.30a y 3.30b) 330

3.4.2.5. Axiles en tirantes (Grficos 3.31a, 3.31b y 3.32) 330

3.4.2.6. Flechas horizontales y momentos flectores en pila-pilono

(Grficos 3.33a y 3.33b) 331

3.4.2.7. Carga horizontal y vertical en tirantes 344

3.4.3. COMPARACIN ENTRE LOS MODELOS DE TIRANTES CRUZADOS Y

LOS DE PILA-PILONO RIGIDIZADA 355

3.4.4. CONCLUSIONES SOBRE LOS MODELOS DE TIRA>rrES CRUZADOS 357

3.5. PUENTE CONTINUO CON ATIRANTAMIENTO ADICIONAL INFERIOR 359

3.5.1. DESCRIPCIN GENERAL 359

3.5.2. DIMENSIONAMIENTO DE LOS TIRANTES INFERIORES 365

3.5.3. RESULTADOS DE LOS MODELOS DEL PUENTE CONTINUO CON

ATIRANTAMIENTO INFERIOR 374

3.5.3.1. Flechas verticales del tablero (Grficos 3.41, 3.47 y 3.53) 374

3.5.3.2. Axiles y momentos flectores en el tablero

(Grficos 3.42, 3.43,3.48, 3.49, 3.54 y 3.55) 375

3.5.3.3. Axiles en tirantes superiores e inferiores

(Grficos 3.44, 3.45, 3.50, 3.51, 3.56 y 3.57) 375

3.5.3.4. Flechas horizontales y momentos flectores en pila-pilono

(Grficos 3.46, 3.52 y 3.58) 382

3.5.4. COMPARACIN DEL ATIRANTAMIENTO INFERIOR CON OTROS SISTEMAS

DE RIGIDIZACIN DEL PUENTE 401

CABLE3.DOC

Conpjrtamiento y optimizacin de puentes atirantados continuos


CAPTULO 4

CONCLUSIONES GENERALES

CONCLUSIONES GENERALES 405

BIBLIOGRAFLV

BIBLIOGRAFA 415

CABLE3.DOC

Comportamiento y optimizacin de pientes atirantados continuos

Tesis Doaoral Juan Rodado Lpez

CAPITULO 1

INTRODUCCIN Y ANTECEDENTES

CABLE1.DOC

Coinxjrtamiento y optimizacin de puentes atirantados continuos


1.1. EL CONCEPTO DE PUENTE ATIRANTADO CONTINUO

La mayor parte de los puentes atirantados construidos hasta la fecha consisten

en uno, dos o tres vanos atirantados. En el caso de tener el puente un solo vano, existe

un pilono que recoge los tirantes que sostienen dicho vano y desde el cual parten los

tirantes de compensacin que unen el pilono con un punto fijo en el terreno. Cuando existen dos vanos, puede ser uno de ellos el principal y funcionar como el puente

atirantado de un solo vano o bien ser dos vanos simtricos con un pilono central que se

ancla a los estribos fijos por medio de tirantes. El caso ms habitual es el del puente de tres vanos, de los cuales el central es el vano principal con mayor luz que los dos vanos

laterales, y dos pilnos situados uno a cada lado del vano principal. En estos dos

pilnos se anclan todos los tirantes del vano central y a su vez de ellos parten nuevos

tirantes que unen los pilnos a puntos fijos en los estribos del puente o en pilas intermedias que pueden estar situadas dividiendo los vanos laterales en luces menores.

Vemos pues que la mayorfa de los puentes atirantados que se han descrito

esquemticamente en el prrafo precedente tienen en comn el hecho de que los

pilnos, que sustentan el vano o vanos principales por medio de los tirantes, estn, a su

vez, unidos a puntos fijos, generalmente los estribos, por medio de cables de compensacin que limitan su deformacin y por tanto hacen eficaz el sistema de trabajo de los tirantes para soportar las sobrecargas que puedan actuar en el vano principal del

puente.

Sin embargo, en ocasiones, surge la necesidad de superar longitudes importantes

con una estructura de grandes luces, que obligan a recurrir al empleo de puentes de ms

CABLE1.DOC

Comportamiento y optimizadn de puentes atirantados continuos


de tres vanos. Este condicionante vendr marcado por distintos tipos de accidentes

topogrficos como son la existencia de grandes cauces fluviales o martimos donde los

glibos de navegacin impongan estas luces, o bien por el cruce de amplios valles con

alturas considerables del tablero sobre el fondo del valle, lo que conduce a pilas de gran

altura. Es en estos casos donde el puente atirantado continuo puede presentar

ventajas con respecto a otros tipos de puentes: ahorro de material en los cables con respecto a un puente colgante de igual luz, disminucin del coste de las cimentaciones

frente a un puente continuo de menor luz, reduccin del coste del tablero para uno de

igual luz, etc.

El puente atirantado continuo consiste en ms de tres vanos atirantados sin

presencia de bloques intermedios para anclaje de los cables de atirantamiento que romperan la continuidad. La problemtica en el estudio de este tipo de puentes se

plantea cuando se analiza su comportamiento frente a sobrecargas alternadas.

Como se deduce de la somera explicacin dada anteriormente, en la mayora de

los puentes atirantados existentes, de uno, dos o tres vanos, las sobrecargas actuando en

el vano principal ponen en carga los cables de atirantamiento de dicho vano, que a

travs de las pilas y pilnos transmiten dicha carga a los tirantes de compensacin

anclados en puntos fijos. En un puente atirantado continuo, sin embargo, los vanos centrales no disponen de estos puntos fijos, por lo que, mientras para peso propio o cargas permanentes un puente continuo de vanos iguales est perfectamente

equilibrado, para sobrecargas actuando en vanos altemos el puente necesita algn otro

mecanismo que lo equilibre.

CABLE1.DOC



1.2. OB.TETO DEL PRESENTE ESTUDIO

En un puente atirantado continuo todos los cables se anclan por un lado en las

pilas y por otro en el tablero, siendo todos ellos elementos deformables. Son estos tres

elementos: tablero, pila y tirantes, los mecanismos de que dispone el puente para hacer

frente a las sobrecargas. La presente tesis analizar la influencia de estos elementos en

el comportamiento del puente continuo y su eficacia como sistema atirantado fi-ente a

sobrecargas alternadas.

Se estudiarn, en primer lugar, los sistemas tradicionales de atirantamiento, en

arpa o en abanico, con distintos modelos de vinculaciones entre pilas y tablero

(empotramiento rgido, tablero suspendido slo por tirantes, tablero apoyado en las

pilas y con el pilono rgidamente unido a l, etc.), resaltando las ventajas que presentan unos modelos frente a otros. Asimismo se determinar la influencia de los distintos

elementos que forman parte de la estructura resistente del puente en la respuesta de ste

frente a las sobrecarga alternadas, con el propsito de alcanzar la optimizacin de

dichos elementos.

Adems, la tesis abarcar otros sistemas de atirantamiento no convencionales

como pueden ser, la rigidizacin de las pilas por medio de tirantes que las anclen entre

s, el atirantamiento con cables que se cruzan a lo largo de los vanos principales o en

parte de su longitud, el tablero con atirantamiento no slo superior sino tambin

inferior, etc. En todos ellos se analizarn las ventajas o inconvenientes que presentan frente a los sistemas tradicionales. A continuacin se indican de manera esquemtica

CABLE1.DOC

CoinxHtamiento y optimizacin de puentes atirantados continuos

Tesis Doctor al Juan Rodado Lpez

las principales fases del estudio, anteriormente descritas, que se desarrolla en la

presente tesis:

1.- Comparacin de los sistemas de atirantamiento tradicionales, arpa o abanico, con

distintos tipos de vinculacin entre pila, pilono y tablero:

2.- Estudio paramtrico de los tipos clsicos de atirantamiento para cada uno de los

distintos tipos de vinculacin entre pila, pilono y tablero, variando los valores de

rigidez de estos elementos resistentes.

3.- Anlisis de la influencia de alternar pilnos de distinta altura a lo largo del puente:

4.- Estudio de la rigidizacin de los pilnos del puente por medio de tirantes

adicionales que los unan entre s:

CABLE1.DOC



5.- Estudio de la influencia en el comportamiento del puente de la presencia de tirantes

adicionales cruzados en todo el vano o parte de l:

6.- Estudio de la influencia en el comportamiento del puente de la presencia de tirantes

adicionales situados en la parte inferior del tablero:

En resumen, se podra decir que el objetivo principal de la presente tesis es

tratar de establecer qu tipologas de puente atirantado son mas adecuadas para el

puente continuo, desde el punto de vista de la eficacia del sistema de atirantamiento.

En este primer captulo y como introduccin se ha incluido una relacin de

puente continuos construidos hasta el momento, as como de otros que nicamente

estn en fase de proyecto. Adems de la descripcin de estos puentes, en los apartados

que siguen se comentan las soluciones adoptadas y se hace un resumen de las

principales tendencias que marcan el proyecto de los puentes continuos atirantados en

la actualidad.

CABLE1.DOC



1.3. REALIZACIONES

En este apartado se va a incluir una breve descripcin de puentes atirantados

continuos existentes actualmente, as como de algunos cuya construccin todava no ha

sido llevada a cabo, existiendo solamente en fase de proyecto. Se han ordenado

cronolgicamente, de forma, que adems muestran la evolucin que han experimentado

los puentes atirantados y que se ha reflejado en esta tipologa en particular.

1.3.1. PUENTE GENERAL RAFAEL URDANETA SOBRE EL LAGO

MARACAIBO (VENEZUELA)

Proyecto: Ricardo Morandi, Roma (Italia)

Periodo de construccin: 1957 - 1962.

El puente sobre el lago Maracaibo est situado entre Punta de Piedras y Punta

Iguana, con una longitud total de 8678,60 m distribuida en 135 vanos y un pedrapln.

De estos, slo los 7 centrales corresponden al puente atirantado mientras que el resto

son de otras tipologas. Los primeros vanos desde Punta de Piedras, con luces de 22,6 +

2x46,6 + 65.8 + 15x85,0, corresponden a vanos simplemente apoyados de hormign

pretensado y pilas en V y X tipo mesa, de la misma tipologa son los ltimos vanos con

luces de 11x85,0 + 65,8 + 77x46,6 + 20x36,6.

El tramo central consiste en 7 vanos atirantados con luces de 160 + 5x235 + 160

m y 45 m de altura libre sobre el nivel del mar. Estos vanos se configuran por medio de

CABLE1.DOC 7

Conxrtaniiento y optimizadn de puentes atirantados continuos


unos prticos de 189 m de longitud que estn unidos por el elemento comn de todo el

puente que son las vigas de 46 m, las cuales se apoyan simplemente en las vigas

transversales extremas de los prticos.

Los prticos constan de una viga mesa con una seccin transversal de cajn

celular de 17,40 m de anchura que, con una longitud de 189 m, apoya en dos dobles X.

Se trata de una estructura de hormign pretensado formada por una losa superior de 17-

27 cm, cuatro nervios principales de 25-60 cm y una losa inferior continua de 20 cm.

Esta viga tienen un canto constante de 5,0 m entre las secciones de anclaje de los

tirantes y variable de 5,0 m a 1,85 m entre dichas secciones y las juntas.

Las pilas en doble X proporcionan cuatro apoyos a la viga mesa con distancias

de 15,51 m, 13,37 m y 15,51 m. Todas las columnas de las X tienen seccin en doble T,

con almas de 5,25 m situadas en sentido transversal y alas variables desde 2,57 m en

sentido longitudinal. Los extremos de las vigas mesa se hallan sostenidos por una pareja

de tirantes que se anclan a 57,33 m del primer apoyo de la doble X, quedando por tanto

15 m en voladizo hasta el extremo de las vigas mesa donde se apoyan las vigas

simplemente apoyadas. Los tirantes oblicuos estn formados por 16 cables de acero

cada uno de los cuales tienen un dimetro de 74 mm y una carga de rotura de 570

toneladas. Los cables estn protegidos por una capa de yute bituminoso revestida a su

vez de un fleje de hierro galvanizado por ambas caras. El conjunto de cables que

forman el tirante se recubre con una proteccin de hormign.

Los pilnos, con una altura de 92,50 m, constan de 4 columnas de seccin

variable y cinco vigas que en conjunto forman un prtico espacial de hormign armado

con forma de A en sentido longitudinal. Las columnas y vigas tienen una seccin

rectangular a excepcin de la viga superior que es de seccin trapezoidal. La seccin de

CABLE1.DOC 8



las columnas es variable disminuyendo desde 5,5 (longtudinal)x2,2 m (transversal) en su

base.

Las vigas simplemente apoyadas que completan el vano se componen de cuatro

almas de canto variable y una losa superior, adems dispone de vigas riostras

transversales sobre los apoyos y tres intermedias. El canto de las vigas vara desde 1,80

m en apoyos hasta 2,44 m en el centro del vano.

Figura 1.1

Vista general

CABLFJ.DOC

Comportamiento y (^imizacin de puentes atirantados continuos


'rOAbUTUf.^lrJ^rfl'"; -',

Figura 1.2

Vista de la pila-pilono

CABLE] .DOC 10

Compottamiaito y optimizacin de puentes atirantados continuos


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Akado y planta de la pila-pilono

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Figura 1.4

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CABLE1.DOC 11

Con^xjrtamiento y oplimizacin de puentes atirantados continuos

Tesis Doctoral Juan Rodado L6t)ez

1.3.2. VIADUCTO DE LA POLCEVERA EN LA AUTOPISTA GNOVA-

SAVONA (ITALIA)

Proyecto: Ricardo Morandi, Roma (Italia)

Periodo de construccin: 1965 -1967

El viaducto principal que es la parte que nos interesa, tiene una longitud total de

1100 m y se eleva una media de 45 m sobre el nivel del suelo. Comprende 11 vanos de

con las siguientes luces (desde el lado de Savona): 43,0 + 5x73,20 + 75,313 + 142,655

+ 207,884 + 205,50 + 65,10. De estos vanos, nicamente los 4 finales corresponden al

puente atirantado, los vanos restantes consisten en tableros de hormign pretensado

simplemente apoyados sobre pilas en V tipo mesa. El ancho del tablero es 18,0 m.

El esquema estructural del puente atirantado es bsicamente el mismo que el del

puente sobre el Lago Maracaibo. Cada una de las pilas principales esta constituida por

unas vigas mesa de 171,784 m de longitud. Estas vigas mesa se unen al resto de la

estructura en cuatro puntos. Los dos centrales situados a una distancia de 41,64 m son

los fustes inclinados de las pilas en X. El tablero consiste en una seccin cajn celular

de hormign pretensado con un canto de 4,50 m. Cada apoyo se hace sobre cuatro

fustes de seccin variable entre 2,0x1,20 m y 4,50x1,20 m empotrados en su base en el

macizo de cimentacin. Los dos apoyos extremos de las vigas estn situados a una

distancia de 151,872 m y son los anclajes de los tirantes que se anclan en el pilono.

Sobre los extremos de estas vigas mesa apoyan las vigas simplemente apoyadas que son

el elemento comn en toda la obra con una longitud de 36 m.

CABLEI.DOC 12



El pilono tiene una altura de 90,20 m, de los cuales 45,0 m quedan por encima

del tablero, y est formado por dos elementos en V invertida unidos por vigas

transversales a mitad de altura y en coronacin. Cada tirante est formado por 465

torones de 12,7 mm de dimetro cubiertos por una proteccin de hormign.

Figura 1.5

Vista general

CABLE1.DOC 13


Tesis Dodoral Juan Rodado Lpez

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Figura 1.6

Alzado de la pila-pilono

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15.10

Figura 1.7

Alzado general y seccin transversal del tablero

CABLE1.DOC 14

Comportamiento y optimizadn de puentes atirantados continuos


1.3.3. PUENTE DE KWANG FU SOBRE EL RO HSEV-TEN (TAIWAN)

Proyecto: TY Liri International (USA)

Periodo de construccin: febrero 1975 - octubre 1977.

El puente principal atirantado tiene un longitud total de 402,0 m que se cubre con

4 vanos de luces 67,0 + 134,0 + 134,0 + 67,0 m. Se completa con dos viaductos de

acceso de 163 m y 147 m de longitud respectivamente. El ancho total es de 20,4 m, con

una calzada de 15 m y dos aceras de 2,50 m.

El tablero consiste en una losa de hormign sobre 6 vigas en T prefabricadas de

hormign pretensado con un canto total de 1,60 m y 33 m de longitud. Se disponen

diafragmas transversales en el centro del vano y a cuartos de la luz para transmitir la

carga del tablero hasta los tirantes. El espesor del alma de las vigas es de 0,80 m en las

vigas ms prximas a Iqs pilnos, 0,60 m en las siguientes y 0,50 m en las centrales.

Estas vigas funcionan como simplemente apoyadas para el peso propio y continuas para

la sobrecarga. En el centro del vano se dispone una rtula de hormign que permite la

rotacin y el desplazamiento longitudinal del tablero, y que transmite el cortante entre los

dos semitableros.

El pilono de hormign en forma de prtico, se encuentra empotrado en la pila y

tiene una altura de 17,50 m. En su parte superior recoge los cuatro tirantes que vienen

desde cada vano. Cada uno de estos tirantes est formado por 14 cables de 12T13 de los

cuales 10 son continuos sobre el pilono apoyando en unas sillas y los otros 4 se anclan

CABLE1.DOC 15

Comportamiento y optnizacin de puentes atirantados continuos

Tesis Doctoral . Juan Rodado Lpez

para transmitir al pilono las fuerzas debidas a la sobrecarga alternada. El atirantamiento

es lateral en abanico con los tirantes iguabnente espaciados a lo largo de la luz del vano.

Las pilas son de hormign con seccin celular y alturas variables de 8,10 m a

8,79 m.

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Figura 1.8

Alzado general

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Figura 1.9

Seccin transversal del tablero

CABLE1.DOC 16



Figura 1.10

Vista general

CABLEl.DOC 17

Con^rtamiento y opmizacin de puentes atirantados continuos


1.3.4. VIADUCTO DE COLINDRES SOBRE LA RA DE ASN (ESPAA)

Proyecto: PROES - Proyectos y Estructuras S.A., Madrid (Espaa)


Este viaducto sirve de paso de la Autova del Cantbrico sobre la Ra de Asn

que desemboca en el Mar Cantbrico entre Santoa y Laredo. El puente atirantado tiene

6 vanos de luces 34 + 50 + 2x125 + 50 + 34 m de los cuales slo los dos centrales de

25,0 m estn atirantados. La rasante se sita a poca altura sobre la ra, entre 9 y 13 m

sobre el nivel medio de la marea.

La plataforma del tablero tiene una anchura total de 29,40 m. El tablero es de

hormign con seccin en cajn tetracelular y canto constante de 2,20 m., que se

completa con dos voladizos laterales. La seccin posee tres almas verticales; una central

de 80 cm de ancho, en cuyos laterales se anclan las parejas de tirantes, y dos laterales

simtricas de 60 cm de ancho. En sentido longitudinal y coincidiendo con los ejes de

los tirantes se dispone cada 16 m una traviesa de 25 cm de espesor.

Los tres pilnos son de fuste nico de hormign armado de 40,0 m de altura y

estn situados en el eje del tablero y empotrados en el mismo por medio de un

travesano. En la base el pilono tiene una seccin rectangular de 2,0x3,30 m. El

desarrollo en altura del pilono se configura como macla de dos cuerpos: una mnsula en

sentido longitudinal del puente que va disminuyendo su seccin desde 4,50x0,60 m en

la base segn gana altura, y un elemento de anclaje de tirantes que va aumentando de

dimensin transversal desde 2,0x3,30 en la base. El conjunto pilono-tablero se sita

CABLE1.DOC 18



sobre las pilas que tienen forma troncopiramidal con base hexagonal constituyendo

unos tajamares que son a su vez el encepado de los pilotes de cimentacin. El apoyo del tablero se realiza por medio de dos lneas de apoyo separadas 4,0 m en las pilas

laterales y con un empotramiento rgido en la pila central. La altura libre del tablero

para la marea ms alta es de 7,0 m.

El atirantamiento se dispone segn dos planos paralelos separados entre s 1,70

m y simtricos respecto al eje longitudinal del puente. Su disposicin es en arpa corregida en los dos vanos de 125,0 m, disponindose 6 parejas de tirantes por pilono que se anclan en el tablero a intervalos iguales. En los dos pilnos laterales el

atirantamiento no es simtrico, anclndose los tirantes por un lado en los vanos

centrales, en la forma descrita, y por el otro en la pila lateral, rigidizando los pilnos

extremos. Los tirantes se anclan a las alturas de 20,0; 25,0 y 30,0 m sobre el tablero.

Cada tirante est constituido por un haz paralelo de cordones de acero de alto lmite

elstico y 15 mm de dimetro, cuyo nmero vara entre 48 y 83 por tirante, protegidos

con una vaina metlica.

CABLE1.DOC 19

Comportamiarto y t^timizacin de puentes atirantados continuos


Figura ]. 11 Vista general

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ALZADO

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Figura 1.12

Alzado y planta general

CABLE1.DOC 20

Comportamiaito y t^timizacin de puentes atirantados CMitinuos


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Figura 1.13


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Figura 1.14

Vista inferior del tablero

CABLE1.DOC 21

Comportamiento y opUmizacin de puentes atirantados continuos


1.3.5. SEGUNDO PUENTE SOBRE EL MAR DE CHINA DEL SUR ENTRE LA

PENNSULA DE MACAO Y SU ISLA TAIPA

Proyecto: Schlaich, Bergermann und Partner, Stuttgart (Alemania) &

I. L. Cancio Martins, Lisboa (Portugal)


El segundo puente de unin entre Macao y la isla de Taipa consiste en dos

tramos principales de longitudes 182,0 y 329,0 m respectivamente sobre los canales de

navegacin unidos por tres tramos de aproximacin formados por vanos de 35,0 m de

luz resueltos con vigas prefabricadas de hormign en doble T con 1,70 m de canto y un

losa hormigonada in situ de 20 cm de espesor.

Los dos tramos principales sobre los canales de navegacin son dos puentes

atirantados, el primero de ellos de 3 vanos de luces 35 + 105 + 35 m y el segundo con

cinco vanos de luces 35 + 105 + 35 + 105 + 35 m. Todos los vanos se componen de

vigas prefabricadas de 35 m iguales a las empleadas en los vanos de aproximacin y

por ello las luces son siempre mltiplo de 35 m. Los pilnos de los tramos atirantados

consisten en fustes simples situados a ambos lados del tablero, de los que parte un

tirante hacia cada lado. De esta forma los dos tirantes por vano dividen este en tres

tramos de 35 m, sosteniendo unas vigas longitudinales que se unen por medio de otras

vigas transversales en las que apoyan las vigas prefabricadas. El ancho del tablero es de

19,30 m y se disponen seis vigas prefabricadas separadas 3,20 m.

CABLE1.DOC 2 2



Las pilas-pilono tienen un espesor de 1,80 m y un ancho variable desde 4,15 m

en la base a 2,0 m en la parte superior, donde se le da una forma especial para el anclaje de los cables y se aumenta este ancho. Las vigas longitudinales sostenidas por los

cables son de seccin rectangular con 1,40 m de ancho y 1,975 m de canto teniendo

hueca una parte de su longitud. Los tirantes consisten en tendones de acero de alta

resistencia similares a los usados en hormign pretensado.

Aunque ninguno de los dos puentes principales atirantados puede ser

considerado realmente un puente continuo, se ha querido incluir este puente por la

forma en que ha sido resuelta la continuidad en el tramo de cinco vanos. La solucin

adoptada consiste en situar las dos pilas-pilono centrales muy prximas (35 m) de

forma que los tirantes de cada uno de los pilnos se anclan en la base del otro, creando

dos puntos fijos de anclaje y transformando el puente continuo en dos puentes de tres vanos con uno de los vanos laterales en comn.

CABLE1.DOC 23

Confortamiento y optimizacin de puentes atirantados continuos


Figura 1.15

Vista general

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Figura 1.16

Alzado general

CABLE1.DOC 24

Confortamiento y optimizadn de puentes atirantados continuos


Figura 1.17

Vista de la pila-pilono lateral

Figura 1.18

Vista de las pilas-pilono centrales

CABLE 1.DOC 25

Conqxntamiento y optimizacin de puentes atirantados continuos


1.3.6. PUENTE SOBRE EL RO MEZCALA EN LA AUTOPISTA CroOAD DE

MXICO-ACAPULCO (MXICO)

Proyecto: COMEC, EUROPE EXUDES GECTI (EEG), STRUCTURES

Consulting Engineers (Francia).

Periodo de construccin: 1991-1993

El puente de Mezcala tiene una longitud total de 939 m, con 6 vanos de

longitudes 79,36 + 311,44 + 299,46 + 83,84 + 67,37 + 39,44 de los cuales slo estn

atirantados los 4 primeros.

El tablero es de seccin mixta con una anchura total de 18,50 m y est

compuesto por dos vigas laterales metlicas con un canto de 2,59 m, y vigas

transversales sobre las que se sita la losa de hormign.

Las tres pilas principales son de hormign en seccin cajn rectangular con ancho

en direccin transversal de 21,0 m y canto longitudinal variando desde 5,6 m y 8,0 m

hasta 3,5 m en las pilas laterales respectivamente y desde 11,0 m hasta 6,0 m en la pila

central. Esta pila central tiene una altura desde cota de cimentacin hasta tablero de

159,0 m, siendo las laterales de 53 y 123 m de altura respectivamente.

Rgidamente unidos a las pilas se encuentran los pilnos en forma de prtico

transversal, siendo el central el de mayor altura con 76,5 m sobre el tablero frente a los

56,0 y 50,5 m de los pilnos laterales. La seccin de los pilnos es en doble T con almas

en direccin longitudinal de 3,5 m y alas en direccin transversal de 1,75 m en los

pilnos laterales, y seccin variable en el pilono central con almas desde 6,0 m a cota de

CABLE1.DOC 2 6



tablero hasta 3,5 m en el extremo superior. El tablero tiene apoyo simple en las pilas

estando libre longitudinalmente en la pila central y en el estribo final y fijo en el resto de

pilas. En el estribo inicial el tablero est empotrado.

El atirantamiento es por medio de dos planos de cables en semi-abanico que se

anclan cada 12 m en tablero. El nmero total de tirantes es de 140, situndose 28 a cada

uno de los lados del pilono central, de mayor altura, y 22 y 20, respectivamente a cada

lado de los pilnos laterales.

Figura 1.19

Vista general 1

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Figura 1.20

Alzado general

CABLE1.DOC 27

Con^orUmieoto y optimizacin de puentes atirantados continuos


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Figura 1.21


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Comportamiento y optimizacin de puentes atirantados ctsitinuos


Figura 1.23

Vista general 2

Figura 1.24

Vista general 3

CABLE1.DOC 29



1.3.7. VIADUCTO DE LA ARENA EN LA AUTOPISTA DEL CANTBRICO

(ESPAA)

Proyecto: APIA XXI, Santander (Espaa)

Periodo de Construccin: 1992-1993

Este puente situado sobre la zona de marismas inmediata a la Playa de La Arena

en la Autopista del Cantbrico tiene una longitud total de 560 m, con doble curvatura

en planta de 400 m de radio y 7 % de peralte en los extremos. Se compone de 5 vanos

de 105 m de luz ms dos extremos de 70 m.

La seccin del tablero es mixta de contomo trapecial, con un cajn metlico y

losa superior de hormign, la anchura total es de 27,30 m y el canto de 2,50 m. La losa

superior de hormign tiene un espesor de 24 cm. La seccin de acero con un fondo de

720 cm de ancho, incluye dos almas centrales que definen un pasillo donde se van a

alojar los anclajes de los tirantes. Adems dispone de diafragmas transversales

espaciados 458 cm.

Empotrados en el centro del tablero se encuentran los pilnos monofuste de

acero estructural con seccin en cruz variable a lo largo de su altura que es de 29,10 m.

El tablero apoya sobre pilas verticales con seccin octogonal hueca de hormign por

medio de apoyos elastomricos. El ancho de las pilas es de 720 cm y el espesor de las

paredes de 35 cm.

El atirantamiento es central en arpa con doce tirantes por pilono, seis a cada

lado del mismo.

CABLE1.DOC 30


Tesis Doctoral Juan RoHJado Lpez

Figura 1.25

Vista general

Figura 1.26

Vista del pilono y tablero

CABLE1.DOC 31

Confortamiento y optimizacin de puentes atirantados ccsitinuos


Figura 1.27 Alzado de pila y pilono y seccin transversal del tablero

Figura 1.28 Planta y alzado de pilono lateral

CABLE1.DOC 32

Con j^ortamiento y optiirazacin de puentes atirantados continuos Tesis Doctoral Juan Rodado Lpez

1.3.8. PUENTE TING KAU (HONG KONG)

Proyecto: Schlaich, Bergermann und Partner, Stuttgart (Alemania).

Periodo de construccin: 1994-1998

El puente Ting Kau est situado sobre el Rambler Channel uniendo la isla de

Tsing Yi con la zona oeste de los Nuevos Territorios de Hong Kong. El puente

atirantado consta de cuatro vanos de luces 127 + 448 + 475 + 127 m con una altura del

tablero sobre el canal de unos 65 m.

Las tres torres son de fuste nico de hormign con rigidizacin transversal por

medio de cables y puntales metlicos. Se componen de tres secciones diferentes con

seccin rectangular de esquinas muy redondeadas, cuya dimensin transversal va

reducindose en altura desde 10,0x18,0 m en el tramo inferior hasta 10,0x5,50 m en el

superior. Las alturas de dichas torres son de 167, 194 y 159 m respectivamente,

situndose el tablero entre 70 y 80 m sobre el nivel del mar. Los tirantes se anclan en

unos primas metlicos situados en la parte superior.

A cada lado de los pilnos se disponen los dos tableros de seccin mixta con

ancho variable entre 18,80 m y 32,0 m y canto tambin variable entre 1,40 y 2,00 m,

estn compuestos por un emparrillado de vigas metlicas con una losa superior de

hormign. Los dos tableros se unen cada 13,5 m, coincidiendo con el anclaje de los cables, por medio de una viga transversal, en prolongacin de las vigas transversales del

emparrillado que se sitan cada 4,5 m. Las vigas longitudinales tienen un canto de

l,50m. La losa de hormign consiste en placas prefabricadas de dimensiones 4,18x4,25

CABLE1.DOC 33

Con^ortanuanto y qjtimizacin de puentes atirantados continuos Tesis Doctoral Juan Rodado Lpez

m conjuntas hormigonadas in situ y un canto de 24 cm, que se incrementa hasta 30 cm

en las cercanas de la torre central.

El tablero es flotante a su paso por las torres con el movimiento longitudinal

relativo impedido en la torre central y el transversal impedido en todas ellas. El

atirantamiento es en abanico con cuatro planos de cables situados en los bordes de los

dos tablero donde se anclan a intervalos de 13.50 m. Estn formados por cordones de

0,6 pulgadas cuyo nmero vara entre 17 y 58. Adems longitudinalmente la pila central

se rigidiza por medio de cables que van desde su extremo superior hasta las pilas

laterales, aproximadamente, a la altura del tablero. Los cordones son galvanizados y el

cable se protege con una vaina de poiietileno.

Figura 1.29

Vista general 1

CABLE1.DOC 34

Comportamitaito y optimizacici depuaites atirantados continuos


Figura 1.30

Vista general 2

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Figura 1.31

Alzado general

CABLE1.DOC 35

Conpottamiento y optimizaD de puentes atirantados continuos


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Figura 1.32

Alzado y secciones de la pila pilono

Figura 1.33


CABLE1.DOC 36

Conqjortamiento y qrtimizacin de puentes atirantados continuos Tesis Doctoral Juan Rodado Lpez

1.3.9. VUDUCTO DE RENNES (FRANCU)

Proyecto: Norman Foster

Periodo de construccin: 1998

Este viaducto tiene una longitud total de 210 m con luces de 20 a 50 m. Las

torres o pilnos son metlicos con forma muy apuntada. El tablero es de hormign. El

atirantamiento es por medio de dos planos en arpa, cada uno de ellos con 6 tirantes por

pilono, cruzndose los tirantes a lo largo de los vanos atirantados.

Figura 1.34

Vista general durante la construccin

CABLE1.DOC 37

Comportamiaito y optimizacin de puentes atirantados continuos


Figura 1.35

Recreacin fotogrfica

Figura 1.36

Alzado general

CABLE1.DOC 38

Comportamieiito y optimizacin de puentes atirantados continuos


1.3.10. PUENTE SOBRE EL LAGO DE GINEBRA (SUIZA)

Proyecto: Jean Frangois Klein, Fierre Moa, Bemard Houriet

Proyecto no construido, elegido en concurso en octubre de 1994.

El proyecto consiste en un puente atirantado continuo de planta curva y de

hormign pretensado. Las luces son de 160,5 + 3x350 + 160,5 m. A cada lado del

puente atirantado se dispone un viaducto de acceso de dos vanos de 72,0 y 63,5 m de

luz. La longitud total de la obra es de 1642 m con un radio de curvatura en planta

constante de 5000 m. El alzado presenta pendientes del 6 % en los accesos al puente

principal. El ancho total del tablero es de 33,5 m.

El puente se concibe con tablero flotante rgidamente unido a los pilnos y pilas

sin juntas intermedias de dilatacin. Los pilnos, con una altura de 75,25 m, son

excntricos transversalmente para compensar el desvo de los tirantes debido a la

curvatura del puente. La seccin del pilono tiene un ancho de 4,0 m en sentido

transversal y es variable en sentido longitudinal. En la confluencia con el tablero el

pilono se divide longitudinalmente en dos fustes.

El tablero consiste en un cajn de hormign pretensado tricelular con canto

constante de 3,50 m. El espesor de las almas principales vara desde 35 a 75 cm. La

parte horizontal de la losa inferior con un espesor de 25 cm se incrementa hasta 70 cm

en la zona de los pilnos. El tablero se pretensa transversal y longitudinalmente.

El atirantamiento es central en arpa corregida. Se compone de 18 tirantes a cada

lado del pilono. Los tirantes son de 89 y 127 torones TI5 en los tres vanos principales y

de 89 y 138 torones en los laterales. Se protegen individualmente por una galvanizacin CABLEI.DOC 39

Cotnpoitamiento y optimizacin de puentes atirantados continuos


y una vaina de polietileno de alta densidad inyectada con cera. El espaciamiento de los

tirantes en el tablero es de 8,0 m. En el pilono los tirantes se anclan por medio de un

elemento metlico.

Las pilas se configuran como dos fustes en sentido longitudinal de forma que

reducen la coaccin fi-ente a las deformaciones longitudinales del tablero que no tiene

juntas intermedias de dilatacin. Las secciones de los fustes de la pila son casi semicirculares con un canto de 3,0 m en sentido longitudinal y ancho transversal de 6,30

m, ambos fustes se encuentran separados 3,0 m.

Figura 1.37

Alzado y planta general

CABLE1.DOC 40

Compoitamiaito y optimizacin de puentes atirantados continuos


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Figura 1.38

Pila-pilono y seccin transversal del tablero

CABLE1.DOC 41



1.3.11. VIADUCTO MILLAU EN EL VALLE DE TARN (FRANCIA)

Proyecto: Norman Foster

Proyecto no construido, elegido en concurso en julio de 1996.

Este puente se sita en la A 75 entre Clermont Ferrand y Beziers (Francia). La

solucin ganadora del concurso consta de 8 vanos con luces principales de 350 m. La

altura de las pilas vara entre 90 y 250 m. Las pilas y pilnos se sitan en el centro del

tablero con un solo plano de atirantamiento en semi-arpa. La pila tiene una seccin que

le proporciona gran rigidez en sentido longitudinal separndose en dos fustes al llegar

al empotramiento en el tablero. El pilono, tambin fijo al tablero, tiene una altura de 90

m con forma de A muy apuntada longitudinalmente dando continuidad a los dos fustes

en que se ha dividido la pila por debajo del tablero. El tablero es de dovelas de

hormign de seccin trapezoidal con la losa inferior de anchura muy reducida

quedando una forma casi triangular y con un canto de 4,50 m.

CABLE1.DOC 42

Comportamiento y optimzaci.Mi de puaites atirantados continuos Tesis Doctoral Juap Rodado Lpez

Figura 1.39


Figura 1.40

Detalle de la pila-pilono

CABLEl.DOC 43

ConpHlamiento y optintzacin de puentes atirantados continuos


1.3.12. PUENTE RION ANTIRION SOBRE EL GOLFO DE CORINTO

(GRECIA)

Proyecto: Alain Pecker, Jean-Paul Theyssandier, Thierry Guyot, Jacques

Combault (Francia)

Proyecto no construido, elegido en concurso.

El Puente Rion Antirion unir la Pennsula del Peloponeso (sur de Grecia) con el

resto del pas cruzando el extremo occidental del Golfo de Corinto al norte de la ciudad

de Patras. La solucin elegida consiste en un puente atirantado de 5 vanos con dos

tramos de acceso no atirantados. Las luces del puente atirantado son 305 + 3x560 + 305

m, situndose en una zona con profundidades de agua de hasta 60 m.

El tablero es mixto de acero y hormign y se encuentra rgidamente unido a la

pila, de seccin circular, por medio de un capitel. Tambin unidos al tablero se

encuentran los pilnos formados por cuatro fustes que se unen en la parte superior en

forma de pirmide para formar un fuste nico donde se anclan los tirantes. El tramo

central de cada vano de 560 m con una longitud de 50 m se encuentra simplemente

apoyado en los dos tramos de tablero empotrados en las pilas.

El atirantamiento se hace en dos planos que conectan el fuste nico del pilono

con los bordes del tablero por medio de 29 tirantes por vano desde cada pilono a cada

lado del tablero. Los tirantes se sitan equiespaciados desde una distancia del pilono de

unos 50 m excepto en las proximidades del vano biapoyado donde se concentran.

CABLEl.DOC 44

Coiiqjoilamiaito y optimizacin de puaites atirantados continuos Tesis Doctoral Juan Rodado Lpez

moH OUlPiN

Figura 1.41

Alzado general

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Figura 1.42


C/VBLEl.DOC 45



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Figura 1.43

Alzado de la pila-pilono

Figura 1.44

Perspectiva en detalle de la pila-pilono

CABLE1.DOC 46



1.3.13. NUEVO PUENTE EN POOLE (INGLATERRA)

Proyecto: Flint & Neill Partnership (Reino Unido),

Ramb(l)ll (Dinamarca),

Dissing and Weitling Arkitekfirma (Dinamarca),

Terence O'Rourke (Reino Unido)

Proyecto no construido, elegido en concurso el 6 de junio de 1997.

La solucin ganadora para el puente tiene una longitud de 720 m y consta de 6

vanos atirantados, 4 vanos principales de 141,75 m y dos vanos laterales de 71,85 m

con cinco pilnos intermedios.

Los pilnos se configuran en forma de A con tubos metlicos de 1,20 m de

dimetro y con espesores variables desde 35 a 50 mm. Las alturas de los pilnos son

variables siendo el ms alto de 53 m. Todos los pilnos se unen en su cota superior por

medio de un cable de rigidizacin.

El tablero, con seccin metlica, tiene apenas 0,22 m de canto, disponindose

vigas transversales de canto variable y perfil curvo cada 3,50 m. El glibo de

navegacin en el cuarto vano es de 19,90 m.

El atirantamiento es en semi-abanico con dos planos laterales, cada uno de ellos

con 12 tirantes por pilono.

CABLEI.DOC 47

Conpoitamiento y (^imizacin de puentes atirantados continuos

Tesis Dtxtoral Juan Rodado Lpez

1

1 -'-2=rT

Figura 1.45

Alzado general y recreacin fotogrfica

CABLE1.DOC 48



1.4. COMENTARIOS SOBRE LAS REALIZACIONES DE PUENTES

ATIRANTADOS CONTINUOS

En este apartado se va a comentar la fonna en que ha sido resuelto el problema

de la continuidad en los puentes descritos en el apartado anterior, de acuerdo con las

conclusiones obtenidas en esta tesis y que se exponen en los captulos 2 ,3 y 4 de la

misma.

En primer lugar trataremos los dos puentes de Morandi, el del General Rafael

Urdaneta en el lago Maracaibo (Venezuela) y el de la Polcevera (Italia). Estos dos

puentes responden a una misma tipologa estructural consistente en el proyecto de unas

pilas-pilono de gran rigidez transversal y sobre todo longitudinal que es la que interesa

a los efectos de estabilizar el puente longitudinalmente. Esta pilas, formadas por una

serie de elementos dispuestos en A y X, configuran una estructura que determina el

punto fijo que necesita el puente para anclar los tirantes de los voladizos atirantados.

Como se explica en el captulo 2 de esta tesis, el aumento de la rigidez de la pila y el

pilono es el factor ms decisivo para lograr una respuesta estructural adecuada del

puente continuo.

La tipologa de estos dos puentes atirantados, los primeros continuos, no resulta

actual, siendo excesivas las dimensiones de las pilas para los puentes que se proyectan

hoy en da. El tablero tambin es de una rigidez importante debido a que se disponen

slo dos puntos de apoyo flexible en tirantes por vano, con lo cual la luz que debe

salvar el tablero entre apoyos obliga a un aumento de canto. No obstante y como ya se

ha indicado no es el tablero el elemento rigidizador del puente continuo, sino que lo son

las grandes estructuras de las pilas. CABLE1.DOC 49



El puente de Kwang Fu (Taiwan) utiliza una solucin similar aunque con

pilas y pilnos de menor rigidez longitudinal, nunca comparable a las grandes

estructuras proyectadas por Morandi. En este puente el pilono de hormign es

monoltico con la pila con lo cual se aprovecha la rigidez a flexin de ambos elementos

para resistir los efectos de la sobrecarga alternada. Para que el funcionamiento sea

eficaz se deben anclar los tirantes en la parte superior del pilono, ya que de otro modo

es el tablero el que colabora con su rigidez, por ello 4 de los 14 cables que forman cada

tirante se anclan en el pilono siendo el resto continuos. El pequeo nmero de tirantes

anclados en el pilono y por tanto eficaces para el puente continuo reduce la

colaboracin del pilono y los esfuerzos a que est sometido y hace que aumente la

influencia de la rigidez del tablero. De cualquier manera, es cierto que los tirantes

continuos tambin transmitirn carga al pilono por medio de las fuerzas de rozamiento

con las sillas de apoyo. La junta en el centro del vano tiene como finalidad permitir las

deformaciones del tablero que se encuentra fijo en las pilas. Vemos pues que se utiliza

una solucin que pone en funcionamiento tanto la colaboracin de las pila-pilono como

la del tablero, solucin que, quizs, esta influida por el hecho de disponer de un tablero

bastante rgido consecuencia de la presencia de pocos tirantes a lo largo del vano. En el

captulo 2 de la presente tesis se ver la mayor eficacia que tiene en el comportamiento

del puente continuo el aumento de rigidez de las pilas-pilono frente a la del tablero. En

este puente, perteneciente a una primera generacin de puentes continuos, se han

tratado de aprovechar todos los elementos para lograr un comportamiento adecuado del

puente continuo, pero sin tener en cuenta la ventaja que supone un mejor

aprovechamiento de la rigidez de las pilas-pilono.

CABLE1.DOC 50

Con^wrtamiento y optimizacin de puentes atirantados continuos


El viaducto de Colindres (Espaa) presenta un caso particular de puente

continuo de cuatro vanos, cuya solucin no sera, en principio extrapolable a puentes

ms largos. En este caso, los pilnos estn rgidamente empotrados al tablero de

hormign que adems tiene un canto importante. El tablero, a su vez, es monoltico con

la pila central del puente. Esta pila es realmente un encepado de pilotes al que se ha

dado forma de tajamar con lo cual su rigidez longitudinal es muy grande. De esta forma se consigue dotar al conjunto tablero-pilono de una rigidez muy grande frente a flexin longitudinal en el centro del puente. Los dos pilnos laterales estn tambin fijos en el tablero, pero en este caso el apoyo sobre las pilas-encepado se hace por medio de

apoyos simples, situando dos en sentido longitudinal. Este desdoblamiento de apoyos

unido a los tirantes de compensacin, que existen en los vanos laterales, proporciona la

rigidez longitudinal necesaria a los pilnos laterales. Vemos que la solucin particular

aplicada en este caso slo sera aplicable para un puente de sus caractersticas, esto es:

puente de cuatro vanos y con rasante muy prxima al nivel de encepados, es decir con

inexistencia de pilas propiamente dichas. Si el puente necesitara ser ms largo con ms

de un pilono central, la solucin de empotrar en el encepado no sera aplicable mas que

a uno de los pilnos centrales, no siendo fcil proporcionar rigidez longitudinal al otro

pilono. Una de las posibles soluciones podra consistir en mantener el desdoblamiento

de lneas de apoyo desdoblando igualmente en dos fustes flexibles la pila en sentido

longitudinal y empotrando rgidamente en ellos el tablero. De esta forma se conserva

una alta rigidez a flexin longitudinal ofreciendo las pilas una coaccin pequea frente

a las deformaciones del tablero.

El puente de Macao (China) como ya se indic anteriormente no rene las

caractersticas de un puente continuo como el resto de los tratados ya que la

CABLE1.DOC 51



continuidad se ha roto al disponer una pila doble intermedia que divide el puente

continuo en dos puentes de 3 vanos con uno de los vanos extremos en comn. De esta

forma, los tirantes de compensacin de uno de los puentes se anclan en la pila del

puente contiguo y viceversa, cruzndose los tirantes entre estas dos pilas, como se

aprecia en la figura 1.18. De este tipo de puentes existen otros muchos ejemplos, varios

de ellos en Japn, que no se han incluido en esta tesis por no tener un inters especial

para la misma.

El puente de Mezcala (Mxico) tiene como particularidad la disposicin de

pilnos de diferente altura sobre el tablero con abanicos simtricos desde todos ellos lo

que da lugar a una mayor descompensacin entre los vanos laterales y los dos centrales.

Como se ver en el captulo 3, la existencia de pilnos de altura variable no aade

ninguna ventaja en cuanto a la rigidez longitudinal se refiere, sino todo lo contrario. El

pilono central es el ms alto y por tanto el que tiene mayor nmero de tirantes

sosteniendo, por tanto, un tramo mayor de tablero. Por tratarse del pilono central no

dispone de tirantes de compensacin siendo el ms flexible lo que implica que la

deformabilidad del tablero es mayor en los vanos centrales que si se tratara de un

puente con pilnos de igual altura. Sin embargo, como se ver en el captulo 3, en el

caso en que la posicin de las pilas obligue a disponer vanos laterales descompensados,

como en este caso, resulta interesante la configuracin de los pilnos con alturas

variables (Ver captulo 3), ya que apenas supone mayor cuanta de acero en tirantes,

con respecto a otro puente de iguales luces y pilnos de igual altura, y proporciona un

aspecto ms armonioso, sobre todo en el caso del puente de Mezcala en el que la forma

del valle da lugar a pilas de alturas importantes y variables.

CABLEI.DOC 52

ComportaniieiUo y optiinizacin de puentes aantados continuos


La rigidez longitudinal de este puente no es muy grande ya que slo dispone de

la rigidez de las pilas y la del tablero que no son monolticos. Este puente es un caso

interesante precisamente porque no tiene elementos claros de rigidizacin longitudinal.

Debido a esta razn, en el captulo 3 se ha hecho un estudio particular de este puente

para analizar cul es su comportamiento frente a las sobrecargas alternadas. Las

conclusiones, como ya se ver, muestran que el puente es excesivamente flexible con

grandes deformaciones en los vanos centrales por la presencia de la sobrecarga

alternada, por lo que no puede considerarse que la solucin est optimizada.

Para el viaducto de la Arena (Espaa) se ha adoptado la tipologa de tablero

rgido simplemente apoyado en las pilas. En este caso el pilono est empotrado en el

tablero metlico y el conjunto de ambos apoya en las pilas que quedan por tanto inutilizadas para estabilizar longitudinalmente el puente. Frente a sobrecargas

alternadas, como ya se ver en el captulo 2, el nico elemento que colabora es la

rigidez a flexin del tablero, ya que el pilono, al estar empotrado en l, gira con ste.

Este giro es ms acusado en este tipo de puentes ya que el tablero se apoya en la pila

con un apoyo simple que no ofrece ninguna coaccin al giro. Esta tipologa resulta

inadecuada para un puente continuo precisamente porque no aprovecha la rigidez de la

pila que es el elemento ms eficaz en estos casos. El mecanismo utiUzado en este caso,

es como ya se ha dicho, el aumento del canto del tablero para lograr rigidez a flexin

llegando a un canto de 2,50 m para vanos de 105 m, con una relacin canto/luz de 1/42,

excesiva para un puente atirantado con atirantamiento mltiple. En este caso concreto,

el proceso constructivo de este puente, es una muestra de la elevada rigidez a flexin

del tablero, ya que el tablero se construy como vanos simplemente apoyados de 105 m

bajo la accin de su peso propio, sin ser necesario el atirantamiento en esta fase.

CABLE1.DOC 53

Con:5'or'"6n'o Y optimizacin de puentes atirantados continuos


El puente de Ting Kau (Hong Kong) es un caso muy interesante de puente

continuo de cuatro vanos con elementos, tablero y pilas-pilono, de gran flexibilidad y

esbeltez. Al igual que en el puente de Mezcala, en este puente se utiliza la

configuracin del atirantamiento en abanico con pilnos de diferente altura, siendo el

mayor el central, condicionado por las restricciones de localizacin de las pilas debido

a las dificultades geotcnicas y respeto de los glibos del Rambler Channel. Sin

embargo, y debido a la elevada esbeltez de las pilas-pilono, que son continuas desde

cimentacin, se utilizan unos tirantes de rigidizacin del pilono central que unen su

extremo superior con los pilnos laterales a cota del tablero. Como se ver en el

captulo 3 al tratar el tema de los tirantes de rigidizacin de pilnos, para puentes de

muchos vanos resulta bastante ms econmico el empleo de cables que unan los

extremos superiores de los pilnos entre s, sin embargo para puentes de cuatro vanos

ambos sistemas resultan muy similares por lo que su empleo en este caso est

justificado. Con el empleo de estos tirantes el puente se puede proyectar con tableros de

canto muy reducido, 2,0 m mximo para una luz de 475 m lo que da una relacin

canto/luz de 1/237.5. Asimismo, las pilas-pilono, que tambin colaboran en la rigidez

longitudinal del puente, son tambin de dimensiones muy reducidas lo que da al puente

una sensacin de gran ligereza.

El puente del Val de Rennes (Francia) aunque con luces muy pequeas para el

rango de los puentes atirantados (50 m mximo) utiliza una tcnica innovadora en el

atirantamiento de los puentes continuos. El sistema de cruce de tirantes de ambos

pilnos a lo largo del vano principal, como ya se ver en el captulo 3, resulta muy

eficaz para lograr una rigidez del tablero frente a sobrecargas alternadas, a costa de un

incremento de coste con respecto a lo que supondra conseguir esa rigidez por medio

CABLE1.DOC 54

Conportamiento y optimizacin de puentes atirantados continuos


del aumento de inercia de las pilas-pilono. En este puente el cruce de tirantes se realiza

a lo largo de todo el vano lo que resulta innecesario y da lugar a un encarecimiento del

puente. En cualquier caso, no parece ser este un puente en el que se haya buscado la

economa sino que, el proyectar un puente atirantado para luces tan pequeas con un

sistema innovador de atirantamiento, parece que, ms bien, trata de crear una obra ms

artstica o emblemtica que funcional.

En cuanto a los puentes que estn solo en fase de proyecto sin haberse

construido todava comenzaremos comentando el puente sobre el Lago de Ginebra

(Suiza). En este puente las cuatro pilas pilono son monolticas con el tablero, por ello

se ha diseado la pila con doble fuste en sentido longitudinal para ofrecer una menor

coaccin a los desplazamientos longitudinales del tablero. El pilono arranca con doble

fuste en prolongacin de las pilas desde el tablero y termina en fuste nico a la altura

del atirantamiento que es central en semi-abanico. Desde el punto de vista del

comportamiento longitudinal como puente continuo frente a sobrecargas alternadas, la

solucin que se ha adoptado puede considerarse como una de las mejores, ya que la

pila-pilono colabora eficazmente al ser monoltica en toda su altura, adems el diseo

de la pila con doble fuste en sentido longitudinal le proporciona la rigidez necesaria sin

crear un elemento que coaccione excesivamente las deformaciones longitudinales del

tablero. El empotramiento entre la pila-pilono y el tablero dota al conjunto de mayor

rigidez frente a las deformaciones verticales debidas a la sobrecarga. El tablero no tiene

una esbeltez excesivamente grande dada por una relacin canto-luz de 3,5/350 = 1/100,

que hace que tambin el tablero colabore como elemento rgido. En resumen, podemos

decir que este puente se ha proyectado tratando de optimizar al mximo los elementos

resistentes de que dispone como puente continuo logrando una solucin muy

CABLE1.DOC 55

Comportamiento y optimizactn de puentes atirantados continuos


interesante y que marca la direccin en la que debe orientarse el proyecto de este tipo

de puentes.

El viaducto de Millau (Francia) sigue la misma lnea tipolgica que el puente

sobre el lago de Ginebra: pilas-pilono monolticas rgidamente unidas al tablero con un

diseo adecuado para permitir los desplazamientos longitudinales de este y un tablero

no excesivamente flexible, con rigidez suficiente para colaborar eficazmente en la

rigidez del puente fi-ente a sobrecargas alternadas. La relacin canto/luz de este puente

es de 4,5/350 = 1/78, algo elevada para un puente atirantado con atirantamiento

mltiple, pero que puede resultar adecuada para el puente continuo si la rigidez de las

pilas no es muy alta como en este caso.

El puente Rion-Antirion (Grecia) se ha proyectado igualmente con la misma

tipologa resistente de los dos anteriores. En este caso la pila es cilindrica y est

rgidamente empotrada en el tablero. Del tablero, y tambin fijo en l, parte el pilono

con cuatro fustes en forma de pirmide que se unen para recoger el atirantamiento en su

parte superior. Esto da lugar a un pilono bastante rgido tanto en sentido transversal

como longitudinal. El tablero en este caso es ms esbelto que los casos anteriores

siendo de estructura mixta. Dada la rigidez de la pila en sentido longitudinal, ya que no

se ha diseado con una forma adecuada para permitir las deformaciones del tablero, es

preciso introducir juntas en el tablero que permitan estas deformaciones, por ello, se ha

dejado en cada uno de los vanos un tramo central biapoyado de 50 m. Vemos por tanto

que la solucin adoptada en estos tres puentes es la misma bsicamente, siendo este

ltimo algo diferente al presentar pilas ms rgidas y tablero ms flexible con juntas

intermedias. El aprovechamiento de la pila como elemento rigidizador es, de cualquier

modo, una solucin ptima.

CABLE1.DOC 56



Por ltimo el puente de Poole (Inglaterra) presenta una solucin realmente

esbelta y flexible. La pilas pilono se configuran desde su cimentacin con forma de A

con tubos metlicos de dimetro mnimo, y el tablero que apoya nicamente en los

tirantes pasando entre los dos tubos de la A del pilono tiene un canto de apenas 0,22 m

con luces de unos 150 m, lo que da lugar a una relacin canto/luz de 0,22/150 = 1/682,

un valor excesivamente pequeo incluso para un puente atirantado de tres vanos

perfectamente compensados. Hasta aqu el puente es a todas luces inestable ante

cualquier sobrecarga alternada. La forma en que se resuelve su comportamiento como

puente continuo consiste en la disposicin de un tirante horizontal superior que une los

extremos de los pilnos y los ancla a los estribos fijos. Esta solucin de rigidizar el

puente por medio de tirantes adicionales es la que se ha empleado con xito en el

puente de Ting Kau, que tambin tienen elementos muy esbeltos, y en el puente del Val

de Rennes, a otra escala. En el puente de Poole la solucin de tirante superior horizontal

es la ms adecuada dada la existencia de cuatro vanos principales, como ya se explicar

en el captulo 3 de la presente tesis.

CABLE1.DOC 57

Comportamiento y optimizacin de puentes atirantados continiros


1.5. CONCLUSIONES SOBRE LA EVOLUCIN Y TENDENCIAS

ACTUALES DEL PROYECTO DE PUENTES ATIRANTADOS

CONTINUOS

Despus de analizar en el apartado anterior las soluciones adoptadas en los

puentes continuos existentes podemos resaltar una serie de puntos principales que

indican la evolucin de este tipo de puentes desde su aparicin hasta el momento actual

as como la lnea que marca las tendencias futuras:

Los primeros puentes, Maracaibo y Polcevera, parten de la idea de pila-pilono como

elemento muy rgido desde el que parte el tablero rgidamente empotrado. La

existencia de pocos tirantes es una de las lneas bsicas del proyecto de esta primer

generacin de puentes no slo en el caso de los continuos.

En los puentes modernos aparecen dos direcciones claras para lograr la eficacia del

sistema de atirantamiento en el puente continuo:

- Puente con pila-pilono rgida como elemento principal estabilizador del puente.

Se trata de una pila monoltica con el pilono y en la mayor parte de casos fija

tambin al tablero. La rigidez de esta pila no llega a ser comparable, en ningn

caso, a la rigidez de las pilas de los primeros puentes.

- Puente con pilas y tablero muy flexibles y rigidizado por medio de tirantes de

unin de los pilnos entre s, bien superiormente o en su base, y que se anclan

finalmente a puntos fijos en los estribos del puente.

Estas mismas direcciones son las que se aprecian en los proyectos existentes todava

sin construir.

CABLE1.DOC 58

Comportamieiito y optinuzacin de puentes atirantados continuos


CAPITULO 2

MODELOS CLASICOS DE ATIRANTAMIENTO Y

VINCULACIONES ENTRE PILA Y TABLERO

CABLE2.DOC 59

Cott^xjrtamiento y opmizacin de puentes atirantados continuos


2.1. INTRODUCCIN

En este captulo se van a estudiar los sistemas clsicos de atirantamiento, en

arpa y en abanico, aplicados al modelo de puente continuo. Adems se estudiarn tres

tipos de vinculaciones entre pilas y tablero correspondientes a sistemas usados

habitualmente en puentes atirantados y que se describen a continuacin:

- Modelo 1: el tablero se apoya nicamente en los tirantes y en los extremos

inicial y final del puente, sin existir ningn apoyo en las pilas que son continuas en toda

su longitud (figura 2.1).

Figura 2.1

Pila-pilono

Tablero.

- Modelo 2: la parte de la pila situada por encima del tablero, que llamaremos

pilono, se encuentra rgidamente empotrada en el tablero. Este est apoyado en la parte

de pila que queda por debajo de l, que llamaremos simplemente pila (figura 2.2).

Figura 2.2

Pilono

Tablero Pila

CABLE2.DOC 60



- Modelo 3: el tablero se encuentra rgidamente empotrado tanto en la parte

superior de la pila, o pilono, como en la inferior (figura 2.3).

Figura 2.3

Pila-pilono

Tablero

El captulo comienza describiendo los modelos de puente atirantado que se han

empleado en el estudio, indicando todos aquellos parmetros que los caracterizan:

luces, alturas de pila, caractersticas geomtricas de los distintos elementos, disposicin

de los tirantes, cargas utilizadas y el proceso seguido en el.dimensionamiento de los

tirantes.

A continuacin, se hace un estudio comparativo de los sistemas de

atirantamiento en arpa y abanico para el puente continuo con los diferentes tipos de

vinculaciones entre tablero y pilas, analizando su respuesta frente a las sobrecargas

alternadas. De este estudio, se obtienen unas conclusiones acerca de las ventajas o

inconvenientes de uno y otro sistemas para cada tipo de vinculacin.

El captulo se completa con un anlisis paramtrico detallado de cada uno de los

tres tipos de vinculaciones apUcadas al puente atirantado continuo, estudiando la

influencia de las rigideces del tablero y las pilas en el comportamiento del puente frente

a sobrecargas alternadas. Para ello se toma como referencia la respuesta de un puente de

CABLE2.DOC 61



tres vanos con la misma luz, altura de pilas y vinculacin pila-tablero que el puente

continuo.

CABLE2.DOC 62

Comportamiento y opmizacin de puentes atirantados continuos


2.2. DESCRIPCIN DEL MODELO

Los puentes utilizados en el estudio se han modelizado por medio de modelos

planos de barras para ser analizados con el programa de clculo matricial GTSTRUDL.

El clculo realizado ser de tipo lineal, ya que, por tratarse de un estudio de tipo

comparativo y paramtrico, la no linealidad supondra una complicacin del clculo

que no aadira nada relevante en lo que a la respuesta de unos modelos frente a otros

se refiere. Los modelos se han representado en las figuras 2.5 y 2.6.

El puente atirantado continuo consta de 5 vanos. La luz elegida para los tres

vanos principales es de 200 m, teniendo en los vanos extremos 91 m. Con estas luces se

consigue un trazado simtrico de los cables con respecto a cada una de las pilas. Se

emplearn dos tipos de atirantamiento, en arpa y en abanico. En ambos la separacin de

los cables en el tablero es de 9 m, excepto en los dos cables situados en el centro de los

vanos principales que estn separados 18 m, y en los cables situados junto a las pilas

que distan de ellas 10 m.

El tablero, representado en la figura 4, consiste en una seccin cajn tricelular

de 20 m de ancho, con almas de 0.5 m, losa superior de 0.25 m y losa inferior de 0.20

m de espesor. Para la consideracin del peso propio se ha supuesto de hormign. El

canto constante del tablero es uno de los parmetros que se ha considerado para

estudiar este modelo de puente. Adems en el peso del tablero se ha incluido una carga

equivalente a unos diafragmas transversales de 0.5x0.5 m de seccin coincidentes con

la posicin de los tirantes.

Las pilas y pilnos se han modelizado con secciones cuadradas macizas de

hormign. La seccin de ambos es otro de los parmetros cuya variacin interesa al

CABLE2.DOC 63



presente estudio, as mismo la altura de la pila por debajo del tablero. Se considerarn

dos alturas de pila diferentes, la llamada pila corta de 10 m de altura y la pila larga de

40 m de altura, igual a la del pilono.

Figura 2.4

0.25

0.20

Los mdulos de deformacin utilizados en cada uno de los elementos son los

siguientes:

- Tablero:

- Pilas:

- Tirantes:

Mablero

tipila

titirante

= 35500 N/mm^

= 31700 N/mm^

= 190000 N/mm'

Para el dimensionamiento de los tirantes se ha considerado que cada uno de

ellos soporta la carga de 9 m lineales de tablero con su peso propio, cargas muertas y

sobrecarga de uso:

- Peso propio: se ha tomado una densidad del hormign de 24.5 kN/m^.

- Cargas muertas: - Diafragmas transversales: 12.25 kN/m

-Pavimento: 0.06-23-15= 20.7 kN/m

Barreras:

Sobrecargas: 4 kN/m - 15 m = 60 kN/m

20 kN/m

CABLE2.DOC 64



Se ha considerado el tirante trabajando al 45 % de la tensin de rotura fpu (fpu = 1860Mpa).

Las siguientes tablas 2.1 a 2.3 muestran las cargas consideradas en el

dimensionamiento y el rea de los tirantes (correspondientes al atirantamiento en arpa o

a los ms exteriores del abanico), para diferentes valores del peso propio del tablero en

funcin del canto del mismo.

CABLE2.DOC 65



Tabla 2.1

Caractersticas del tablero

Tablero n^ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

h(m) 0.80 0.90 1.00 1.10 1.20 1.30 1.40 1.50 1.60 1.70 1.80 1.90 2.00 2.10 2.20 2.30 2.40 2.50 2.60 2.70 2.80 2.90 3.00

rea (m^) 9.7 9.9

10.1 10.3 10.5 10.7 10.9 11.1 11.3 11.5 11.7 11.9 12.1 12.3 12.5 12.7 12.9 13.1 13.3 13.5 13.7 13.9 14.1

ycdg(m) 0.384 0.430 0.475 0.522 0.568 0.614 0.661 0.707 0.754 0.801 0.848 0.895 0.942 0.990 1.037 1.084 1.132 1.180 1.227 1.275 1.323 1.371

1.419

Inercia (m*) 0.7825 1.0691 1.4049 1.7908 2.2279 2.7172 3.2598 3.8566 4.5087 5.2171 5.9827 6.8066 7.6899 8.6334 9.6383

10.7055 11.8361 13.0310 14.2912 15.6178 17.0118 18.4741 20.0059

Luz/h 250.00 222.22 200.00 181.82 166.67 153.85 142.86 133.33 125.00 117.65 111.11 105.26 100.00 95.24 90.91 86.96 83.33 80.00 76.92 74.07 71.43 68.97 66.67

Con la siguiente notacin:

- h: canto del tablero (m)

- rea: rea de la seccin transversal del tablero (m ) - y cdg: profundidad del centro de gravedad de la seccin desde la fibra

superior (m)

- Inercia: Inercia de la seccin transversal del tablero respecto a su centro

de gravedad (m )

CABLE2.DOC 66

Comportamicmo y optimizacin de puentes atirantados continuos


Tabla 2.2

Cargas en el tablero

Tablero n-

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

p. propio long

237.65 242.55 247.45 252.35 257.25 262.15 267.05 271.95 276.85 281.75 286.65 291.55 296.45 301.35 306.25 311.15 316.05 320.95 325.85 330.75 335.65 340.55 345.45

tran 12.25 12.25 12.25 12.25 12.25 12.25 12.25 12.25 12.25 12.25 12.25 12.25 12.25 12.25 12.25 12.25 12.25 12.25 12.25 12.25 12.25 12.25 12.25

c. muerta

40.70 40.70 40.70 40.70 40.70 40.70 40.70 40.70 40.70 40.70 40.70 40.70 40.70 40.70 40.70 40.70 40.70 40.70 40.70 40.70 40.70 40.70 40.70

sobrecarga

60.00 60.00 60.00 60.00 60.00 60.00 60.00 60.00 60.00 60.00 60.00 60.00 60.00 60.00 60.00 60.00 60.00 60.00 60.00 60.00 60.00 60.00 60.00

TOTAL

350.60 355.50 360.40 365.30 370.20 375.10 380.00 384.90 389.80 394.70 399.60 404.50 410.40 416.30 422.20 428.10 434.00 439.90 445.80 451.70 457.60 463.50 469.40


-p . propio long.:

- p. propio tran.:

- c. muerta:

- sobrecarga:

peso propio de la seccin transversal del tablero (kN/m)

peso propio de las vigas de rigidizacin transversal de

0.5x0.5m de seccin situadas cada 9 m (kN/m)

carga muerta (kN/m)

sobrecarga de uso (kN/m)

CABLE2.D0C 67



Tabla 2.3

Caractersticas de los tirantes (atirantamiento en arpa)

Tablero n-1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

Py(kN) 3155.4 3199.5 3243.6 3287.7 3331.8 3375.9 3420.0 3464.1 3508.2 3552.3 3596.4 3640.5 3693.6 3746.7 3799.8 3852.9 3906.0 3959.1 4012.2 4065.3 4118.4 4171.5 4224.6

T(kN) 7841 7951 8061 8170 8280 8389 8499 8609 8718 8828 8937 9047 9179 9311 9443 9575 9707 9839 9971 10103 10235 10367 10498

T/0.45 (kN) 17425 17669 17912 18156 18400 18643 18887 19130 19374 19617 19861 20104 20398 20691 20984 21277 21570 21864 22157 22450 22743 23037 23330

nejIS 68 68 70 70 72 72 74 74 76 76 78 78 80 80 82 82 84 84 86 88 88 90 90

Area(m2) 0.00952 0.00952 0.00980 0.00980 0.01008 0.01008 0.01036 0.01036 0.01064 0.01064 0.01092 0.01092 0.01120 0.01120 0.01148 0.01148 0.01176 0.01176 0.01204 0.01232 0.01232 0.01260 0.01260


-Py:

-T:

- T/0.45:

-nT15:

- rea:

fuerza vertical resultante de la carga total correspondiente

a cada tirante (kN)

fuerza resultante en el tirante para carga total (kN)

carga de rotura terica del tirante (kN)

nmero de torones de 15 mm en el tirante

seccin del tirante = nT15xl40 mm^ (m )

CABLE2.DOC 68

ConqMrtamiento y optimizacin de puentes atir

Puentes Atirantados Continuos

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