Author: Edgar de los Santos
Fecha de Publicación 28 Apr, 2021
Abril 29 del 2021
Tiempo aproximado de lectura: 15 minutos
Un puente en arco se define generalmente como un puente con apoyos en los extremos de una luz conformado por un conjunto de miembros estructurales comprimidos axialmente que soportan las cargas.
El tablero puede apoyarse o colgarse de esa estructura principal y, según la posición del arco en relación con el tablero, los puentes de arco se pueden clasificar como puentes de arco con tablero superior, tablero a través de arco y tablero de medio arco como se muestra a continuación:
Clasificación de puentes de arco por ubicación del tablero
Inicialmente debe realizarse un dimensionamiento preliminar del muro, teniendo en cuenta la altura (H) necesaria a la que debe llegar. Posteriormente se evalúa su estabilidad, en caso de obtener resultados no deseados se cambian las dimensiones; adicionalmente si el factor de seguridad es muy alto se dimensionará nuevamente buscando un diseño que brinde una adecuada relación entre seguridad y economía.
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| Arco con tablero superior | Tablero a través de arco |
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| Tablero de medio arco | |
Consideraciones de diseño para un puente en arco
Hay muchos factores que afectan el diseño de un puente en arco. En general, estos factores están relacionados con la función, el costo, la seguridad, la estética, la capacidad de demanda de tráfico, las condiciones de la cimentación, el procedimiento de montaje, los requisitos de espacio libre, etc.
Las recomendaciones generales de diseño se centran en la relación entre el arco y la luz, la esbeltez del arco y la plataforma y el número de péndolas o pilas.
Relación altura-luz
La relación entre la altura y la luz de los arcos puede variar ampliamente porque un arco puede ser muy poco profundo o, en el otro extremo, puede ser un semicírculo. La mayoría de los arcos tendrían relaciones de altura y luz dentro del rango de 1: 4.5 a 1: 6.
Hay tramos típicos que se utilizan para diferentes tipos de materiales. A continuación, se muestran algunos:
- Las luces de los puentes en arco de mampostería varían desde unos pocos metros hasta 146 m.
- Los puentes de arco de hormigón son adecuados para vanos de 35 a 200 m, aunque hay algunos puentes con vanos de más de 200 m.
- Los puentes de arco de acero y CFST (tubos de acero rellenos de concreto) tienen mayor capacidad que los mencionados anteriormente, lo que permite luces más grandes debido a la mayor resistencia del material.
Derramamiento de vórtice (Vortex Shedding)
Se debe tener en cuenta el derramamiento de vórtices al diseñar un puente en arco. Hay ocasiones en las que se identifica un arco que tiene problemas con las vibraciones de la péndola, especialmente aquellos con péndolas de sección en I. Estos problemas de vibración generalmente se resuelven conectando ganchos como se muestra a continuación, reduciendo la longitud de los ganchos y cambiando su frecuencia natural.
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| Cables horizontales conectando los pendolones *The Bridge Engineering Handbook Edited by Wai-Fah Chen and Lian Duan |
Pandeo del arco
Dado que el nervio curvo del puente en arco está sujeto a una gran fuerza axial, se debe tener en cuenta la posibilidad de una falla debido al pandeo del nervio al diseñar un puente en arco.
Análisis FEM (Finite Element Method)
Con el desarrollo de la tecnología de información y sus aplicaciones al análisis estructural, han aparecido en la práctica varias formas de arcos desafiantes que antes podían haber sido imaginadas pero que eran imposibles de diseñar.
MIDAS ha jugado un papel importante en la infraestructura del mundo y midas Civil se ha utilizado para diseñar algunos de los puentes de arco más bellos del mundo.
Como ejemplo, observa algunas de las aplicaciones del proyecto civil de midas a continuación:
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| Puente en arco (Taipei, Taiwan)
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| Puente en arco (Taipei, Taiwan)
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| Puente Laguna Española, Aruba | |
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