Es importante conocer la estructura de un puente, puesto que son estructuras estáticas masivas que permiten a carreteras y vías de tren atravesar ríos, cañones y otros obstáculos.
Los diferentes tipos y estructuras de puentes se eligen en función de lo que van a realizar, lo que van a cruzar, y la naturaleza geológica de la tierra que hay debajo de ellos.
Si te preguntas cuál es la estructura de un puente, en este post puedes conocer todos los detalles para entender su formación y los puntos esenciales de la actividad de los profesionales que se dedican a esta actividad.
¿Cuál es la estructura de un puente?
Índice
A menudo miden kilómetros de largo y tardan años en construirse. Los puentes son triunfos de la ingeniería sobre el entorno y muchos de ellos representan verdaderas maravillas del mundo moderno.
Un poco de historia
La evolución de las técnicas de ingeniería ha permitido puentes que abarcan cada vez mayores distancias. Los puentes de piedra, a menudo construidos por los monjes, se hicieron populares en la época medieval, pero no podían hacerse demasiado grandes porque corrían el riesgo de colapsar bajo su propio peso.
El primer puente de hierro fue construido en Coalbrookdale en Shropshire, Inglaterra, en 1779. Eso llevó a la construcción de muchos grandes puentes de hierro y acero en el siglo XIX. Uno de los primeros puentes colgantes modernos fue el archiconocido puente de Brooklyn, que data de 1883, fue considerado una obra maestra de la ingeniería con una longitud de 486 m. El puente colgante más largo en la actualidad es el Akashi Kaikyo en Japón, terminado en 1998, ocho veces más grande que el de Brooklyn (3.9 km).
Elementos en la estructura de un puente
A la hora de analizar la estructura de un puente, es conveniente tener claros dos conceptos fundamentales en su edificación: subestructura y superestructura.
Superestructura de un puente
La superestructura consta de un tablero que soporta las cargas de toda la edificación, así como de las bóvedas, vigas, cables, armaduras y arcos, responsables de emitir las cargas desde el tablero hasta las bases del puente.
En definitiva, la superestructura se refiere a las partes del puente situadas en el tramo horizontal.
Los componentes de esta categoría son, esencialmente, los siguientes:
- Estructura portante: sirve para sostener el tablero y, a la vez, la subestructura por sus extremos, lo que facilita la transmisión de las cargas procedentes del tablero a las pilas o los estribos.
- Tablero: aguanta las cargas de rueda, pudiendo incorporar una superficie de rodamiento o no, según las necesidades específicas, siendo sostenido por otros recursos de la composición del puente.
A su vez, el tablero cuenta con distintos accesorios que sirven para aumentar la capacidad y funcionalidad de esta construcción, como barandas, barreras o cordones-barreras, lo que se traduce en una mayor seguridad para los peatones y los automóviles que circulan sobre ella.
Subestructura de un puente
La subestructura es la disposición que consta de los siguientes elementos en la estructura de un puente:
- Estribos: son las bases extremas para sostener la superestructura directamente. Están compuestos por una losa de fundación, que transmiten el peso al suelo y se usa a modo de cubierta para los pilotes que soportan el muro frontal, la carga o el asiento del puente.
- Bastión: es la parte que supone el apoyo fundamental para un determinado tramo del puente.
- Tramo: sostiene las pilastras y los bastidores del puente.
- Cimientos: las piezas que distribuyen toda la fuerza al terreno.
- Pilares: se trata de los sustentos centrales, responsables de pasar la fuerza y los esfuerzos de la superestructura a las fundaciones. Juegan un importante papel como protección ante rachas de viento, cargas de impacto o grandes presiones hidráulicas, entre otras posibilidades. Podemos encontrarnos con una sección transversal variable o constante, siempre dependiendo de la altura del pilar, así como que esta esté hueca o llena, en función de la estética y contractibilidad.
Asimismo, se pueden distinguir varios tipos de pilares según la finalidad y el uso para los que se requieran:
- Pilares de columnas: no necesitan muchos materiales y ofrece una mayor capacidad de cruces oblicuos que los de pared. Debajo del puente, ofrecen una visión casi limpia y pueden proporcionar un aspecto muy ligero. Se trata de la solución más indicada para la creación de carreteras elevadas y de puentes en rampa.
- Pilares de pared: cubren totalmente el ancho de las vigas que componen el puente. Estos recursos pueden sobresalir de las vigas principales o finalizar en sus bordes, según la necesidad del proyecto.
- Fundaciones: se encuentran justo por debajo del terreno de la superficie, transmitiendo la carga total del puente al suelo, cuya función de absorción hace que se contraigan generando los conocidos como asentamientos.
Otros componentes esenciales para la estructura de un puente
Sin duda, estas piezas anteriormente mencionadas son las más importantes para garantizar la construcción y la estabilidad de los puentes, aunque necesitan, indudablemente, la ayuda de otros componentes importantes como los siguientes:
- Ménsula: se encarga de descargar el sobrepeso que se puede dar en bastiones y pilas. Se vale de la losa de acceso como rodamiento que se sostiene sobre este componente.
- Vientos: la pieza que sirve de unión a las armaduras, proporcionando una gran rigidez.
- Luz: en este contexto, se refiere a la distancia media generada entre bastiones consecutivos o las paredes interiores de las pilas.
- Viga transversal: se trata de la armadura de conexión entre las vigas más esenciales y el puente.
- Pretil: es una especie de murete de seguridad que previene caídas, ya que establece los límites en la zona de paso.
- Contraventeo: es un recurso que garantiza la rigidez necesaria para la seguridad de la estructura.
- Ripio o relleno: juega un papel fundamental sustituyendo los materiales removidos, como arena, rocas o tierra y reforzando la resistencia de bastiones y pilastras.
- Asiento: es parte del bastión, que se ocupa de sostener un tramo del puente.
Claves para que la estructura de un puente resista
Entre las claves para que la estructura de un puente resista, podemos destacar las siguientes.
Soporte de carga
Desde el punto de vista de la ingeniería, el propósito de un puente no es sólo s algún obstáculo físico, pero para distribuir las fuerzas (cargas) uniformemente a través de algunos puntos clave en una estructura usando la tensión (fuerzas de tracción) y compresión (empujando fuerzas).
Empleando cables, vigas, y arcos, y materiales tales como como hormigón reforzado y acero, los ingenieros intentan canalizar el peso del puente en los pilares (los soportes en cada extremo) y muelles (los soportes en el centro) que descansan sobre un lecho de roca o cajones (cajas llenas de hormigón armado) hundido profundamente en terreno más suave.
El impacto de las fuerzas ambientales en estructuras de puentes
Además de las fuerzas impuestas por su propio peso y las cargas que soportan, los puentes también tienen que resistir las grandes fuerzas de la naturaleza. Muchos puentes se han diseñado con un perfil delgado para ofrecer la menor resistencia al viento posible. Los puentes arqueados sobre ríos a veces tienen grandes agujeros en sus estribos (soportes laterales) para que las aguas de inundación fluyan a través de ello, reduciendo el riesgo de colapso.
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