DIVISIÓN DE INGENIERÍAS DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL Y MINAS

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En 1952 Alber Caquot construyó un puente atirantado con tablero de concreto sobre el canal de Donzére-Mondragón en Pierrelate, Francia convirtiéndose en el primer puente atirantado moderno, pero aún con una gran influencia de los diseños previos. Otros pioneros claves en esta época fueron Fabrizio de Miranda, Riccardo Morandi y Fritz Leanhardt.

El primer puente verdaderamente moderno, soportado solamente por cables atirantados, es el Strömsund en Suecia, diseñado por Dischinger y construido por la compañía alemana Demag, en 1955, con un tramo principal de 183 metros y dos tramos a sus lados de 75 metros, con dos planos de cables atirantados que tienen dos pares de cables radiales en forma de abanico. (Vector, n°.79, 2015)

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Puente Strömsund

2. PUENTES ATIRANTADOS

2.1. ¿Qué es un puente atirantado?

Se denomina puente atirantado a aquel cuyo tablero está suspendido de uno o varios pilones centrales mediante obenques. Se distingue de los puentes colgantes porque en estos los cables principales se disponen de pila a pila, sosteniendo el tablero mediante cables secundarios verticales, y porque los puentes colgantes trabajan principalmente a tracción, y los atirantados tienen partes a tracción y otras a compresión. (Herrera, 2007)

2.2. ¿Cómo trabaja un puente atirantado?

Los elementos fundamentales de la estructura resistente del puente atirantado son los tirantes, que son cables rectos que atirantan el tablero, proporcionándoles una serie de apoyos intermediarios más o menos rígidos. Pero no sólo ellos forman la estructura resistente básica del puente atirantado también el tablero y las torres intervienen en el esquema resistente básico del puente atirantado.(Alcorta, Garza, Gámez, 2004)

Tirantes:

En los puentes, atirantados actuales el número de tirantes es mucho mayor que en los iniciales; se utilizan distancias entre anclajes que varían entre cinco y veinte metros, de forma que la flexión que podemos llamar local, la debida a la distancia entre los apoyos generados por los tirantes, es insignificante respecto a la flexión que se produce por la deformación general de la estructura. Si en un principio la finalidad de los tirantes era crear una serie de apoyos adicionales al tablero, para transformar un puente de luces grandes en uno de luces medias, este planteamiento ha evolucionado hasta considerar a los tirantes como un medio de apoyo casi continuo y elástico del tablero..

.Los tirantes radiales o divergentes funcionan mejor que los paralelos, porque el atirantamiento es más eficaz y las flexiones en la torre menores. Los paralelos se han utilizado con frecuencia cuando la compensación del tablero se divide en vanos pequeños, de forma que los tirantes del haz de compensación se anclan directamente sobre pilas o muy cerca de ellas. De esta forma el atirantamiento es más rígido y las flexiones en la torre y en el vano principal disminuyen considerablemente. (SMIE, 2004)

Tablero:

El tablero, interviene en el esquema resistente básico de la estructura del puente atirantado porque debe resistir las componentes horizontales que le transmiten los tirantes. Estas componentes generalmente se equilibran en el propio tablero porque su resultante, igual que en la torre, debe ser nula. La sección transversal del tablero depende en gran medida de la disposición de los tirantes. (SMIE, 2004)

Torres:

Son necesarias las torres para elevar el anclaje fijo de los tirantes, de forma que introduzcan fuerzas verticales en el tablero para crear los seudo-apoyos. Las torres de los puentes atirantados están sujetos a esfuerzos de compresión muy altos, ya que éstos soportan casi todo el peso propio y carga viva actuante sobre la estructura. Estos miembros, siendo esbeltos, y pueden llegar a ser inestables, especialmente cuando trabajan en cantiléver. Dado que la gran mayoría de los programas de cómputo especializados no consideran en forma explícita los efectos de inestabilidad en general, debe revisarse cuidadosamente la posibilidad del fenómeno inestable en el mástil, limitando el nivel de los esfuerzos de compresión actuante en el mismo. (SMIE, 2004)

2.3. Tipos de puentes atirantados

Los puentes atirantados se pueden definir según los tipos de tirantes y el acomodo de éstos. Los cables de los tirantes pueden ser combinados de alguna de las siguientes formas principales (Juárez, 2014):

- En sistema de abanico (fan): los cables están anclados en lo más alto de las torres, desde un mismo punto, lo que implica problemas en los detalles de las anclas.

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- El sistema de arpa (harp): los tirantes se diseñan de manera paralela; las componentes horizontales de la tensión en los cables que soportan el tablero, cerca de la torre son más grandes que aquellos que se utilizan en el sistema de abanico. Con este sistema, las torres deben ser más altas y disponer de una mayor inclinación, lo que incrementa la rigidez del sistema.[pic 5]

- Sistema de semi-arpa (semi-harp): Para evitar el problema de la aglomeración de los anclajes de los tirantes en lo alto de la torre, éstos están espaciados a distancias convenientes en la parte superior de la torre, sin que se llegue a un arreglo paralelo.

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2.4. Diferencia entre un puente atirantado y un puente colgante.

Puente Colgante: Este es un puente sostenido por un arco invertido formado por numerosos cables de acero, del que se suspende el tablero del puente mediante tirantes verticales. (Rodríguez, 2009)

Los puentes atirantados, sobre todo si tienen varias torres, pueden parecer muy parecidos a los colgantes, pero no lo son. En la construcción, en un puente colgante se disponen muchos cables de pequeño diámetro entre los pilares y los extremos donde se anclan al suelo o un contrapeso, estos cables, son la estructura primaria de carga del puente. Después, antes de montar la pista, se suspenden cables del cable principal, y más tarde se monta esta, sosteniéndola de dichos cables, para ello, la pista se eleva en secciones separadas y se instala.

Las cargas de la pista se transmiten a los cables, y de este al cable horizontal, y luego, a los pilares, los contrapesos de los extremos, reciben una gran fuerza horizontal.

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