Construcciòn de Puentes

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domingo, 3 de junio de 2012

Construcción


En el proyecto de un puente, el problema fundamental que se plantea es saber cómo va a ser, es decir qué tipo de estructura va a tener, qué material se va a utilizar, cuáles van a ser sus luces, etc. Pero este cómo va a ser el puente, viene condicionado por diferentes factores; el primero de ellos es conocer su comportamiento resistente, es saber cómo va a ser su estructura. Pero además de saber cómo va a ser el puente, es necesario saber cómo se va a hacer, es decir, el procedimiento a seguir para llevar a buen fin su construcción. Este conocer cómo se va a hacer, va adquiriendo cada vez más importancia, a medida que crece la luz del puente, llegando a ser casi decisivo en las grandes luces. Actualmente los puentes de luces mayores que se construyen son los colgantes y atirantados, entre otras razones porque sus procedimientos de construcción son más fáciles de llevar a cabo y requieren menos medios, que los de otras estructuras.


Ambos problemas, saber cómo va a ser el puente y saber cómo se va a hacer, no se pueden separar, sino que en el momento de hacer un proyecto se deberán tener en cuenta simultáneamente. La importancia del proceso de construcción es tan grande y está tan presente en el ingeniero que, como hemos visto, muchos tipos de puentes se conocen por su procedimiento de construcción.
Dadas las posibilidades tecnológicas actuales, la construcción de un puente, salvo los muy pequeños, se deberá dividir en partes; este fraccionamiento será tanto mayor cuanto mayor sea la luz del puente, aunque en ello intervienen otros factores que pueden corregir este planteamiento básico. El puente se deberá construir por adición de partes sucesivas, de forma que en cada etapa de construcción se crea una estructura parcial que se debe resistir a sí misma y debe permitir la construcción de la fase siguiente; o bien, se puede utilizar una estructura auxiliar que resista las diferentes partes, hasta que la estructura esté acabada, se resista a sí misma, y entonces se pueda retirar la estructura auxiliar.
El  proceso de construcción adecuado será el que necesite los mínimos medios de fabricación y montaje, o los mínimos materiales adicionales para poder resolver la construcción, es decir, para conseguir que las estructuras parciales se soporten a sí mismas y soporten la fase siguiente. Este planteamiento se verá corregido por otros factores que intervienen en el proceso, pero será siempre un factor determinante a la hora de elegir la solución de un puente, y su influencia será cada vez mayor según crece su luz.
La economía de medios de construcción se consigue más fácilmente cuando las estructuras parciales sucesivas que se van creando al construir el puente, son los más parecidas posibles en su modo de resistir a la estructura final, y por tanto los materiales que es necesario añadir para resistir estos estados intermedios serán mínimos o nulos. Ejemplo de un proceso de construcción adecuado es el de los voladizos sucesivos para construir puentes viga, porque los momentos flectores del voladizo van a ser menores que los de la estructura terminada. En cambio, la construcción de un arco por voladizos atirantados requiere tirantes provisionales, y en general más armadura en el arco de la que necesita el puente terminado. Esto no invalida la solución arco respecto de la solución viga, construidos ambos por voladizos sucesivos, porque el proceso de construcción, aunque es fundamental, no es el único factor que define la economía del puente.

Para evaluar el costo de la obra acabada es necesario sumar los materiales de la propia obra y todos los elementos necesarios para su construcción. No siempre será más económica la obra con un proceso de construcción más adecuado y por tanto más económico, porque puede haber casos en que el exceso de materiales y de medios auxiliares necesarios para la construcción, se vea compensado por la economía de materiales de la propia obra, de forma que la suma total puede resultar menor que en otras estructuras con procesos de construcción más económicos.  Ejemplo de ello puede ser el arco, que por ser una estructura que resiste por forma, no puede funcionar como tal hasta que no se completa. Ello exige gran cantidad de medios para su construcción, pero la economía de materiales del puente arco terminado puede compensar en muchos casos el exceso de medios auxiliares.
También se reducen los medios de construcción, haciendo que las diferentes partes que van a formar el puente sean lo más ligeras posibles. Conviene por tanto utilizar materiales con la mayor resistencia específica posible. Por ello, la construcción de un puente metálico es siempre más económica que la de uno equivalente de hormigón, y a esto se debe que los puentes de grandes luces serán siempre metálicos, o de otros materiales de resistencia específica menor. En los puentes de luces pequeñas, medias, e incluso grandes sin llegar a las mayores, la economía del costo del hormigón respecto del acero puede compensar el mayor costo de la construcción, pero en los más grandes no. En el momento actual se empiezan a utilizar los materiales compuestos, aunque su costo es todavía muy alto para que se puedan considerar materiales de construcción.
Un problema fundamental, que es determinante en muchos casos a la hora de elegir el proceso de construcción de un puente, es la independencia respecto del medio donde se encuentra. No hay que olvidar que el fin del puente es independizar la plataforma de la vía de tráfico del agua o del suelo que hay bajo él, y por ello el proceso de construcción necesitará con mucha frecuencia la misma independencia del medio que la obra acabada; ejemplo de ello son los puentes sobre ríos de gran caudal, de avenidas frecuentes, o navegables; o los pasos sobre autopistas en funcionamiento. En estos casos será necesario que, una vez construidos los cimientos, el resto de la obra se construya con la máxima independencia posible del suelo. Este problema condiciona de forma decisiva la construcción de los puentes, y ha dado lugar a muchos de los procedimientos de construcción que se utilizan hoy en día, y que estudiaremos en los distintos tipos de puentes.





                                        
                                       
              

Tipos de Puentes



El material con que se construyen (o se han construido) los puentes suele ser madera, fábrica, metálico, hormigón armado y hormigón pretensado, dependiendo del lugar, de la época, del coste. Los puentes de madera son ligeros, baratos, poco resistentes, de corta duración y muy vulnerables; actualmente sólo se conciben en obras provisionales. Los puentes de fábrica, en piedra, ladrillo y hormigón en masa, son siempre puentes en arco, pues estos materiales sólo resisten esfuerzos de compresión; su duración es ilimitada, pues todavía se usan puentes romanos, sin prácticamente gastos de conservación. La imposibilidad de mecanizar su construcción hace que sean de coste muy elevado. Con los puentes de fábrica, prácticamente únicos hasta el s. XVIII, no pueden alcanzarse grandes luces, por lo que no se construyen. El desarrollo de la industria metalúrgica orientó hacia los metales la técnica de construcción de puentes, impulsada particularmente por el desarrollo del ferrocarril. Los puentes metálicos, inicialmente construidos con hierro colado y hierro forjado y, después, con acero laminado, marcaron una época en la ingeniería de caminos, pues admiten las más diversas soluciones técnicas, permiten grandes luces a la altura justa, se prestan a sustituciones y ampliaciones y son de rápida construcción. Sus inconvenientes son el elevado precio de la materia prima, los gastos de mantenimiento por su sensibilidad a los agentes atmosféricos y gases corrosivos y su excesiva deformación elástica. Estos puentes pueden ser de arco, viga, tirantes, etc.; y el acero puede presentar diversas formas según trabaje por tracción, compresión o flexión, pudiendo estar unidas las piezas por remachado en caliente o por soldadura fundamentalmente. Las pilas y estribos pueden ser de hierro o, generalmente, de hormigón. Los puentes metálicos se prestan a atrevidas concepciones para puentes móviles y colgantes. Los puentes de hormigón armado, posteriores cronológicamente a los metálicos, son preferentemente de arco y viga, adaptándose el hormigón a variadas soluciones que permiten aprovechar un mismo elemento para varios fines. Admiten luces intermedias entre los de fábrica y los metálicos, no tienen gastos de mantenimiento y son de rápida construcción, particularmente si se utilizan elementos prefabricados. Al ser discreto su coste se utiliza mucho e construcciones no muy atrevidas. Los puentes de hormigón pretensado, que permiten grandes luces con suma esbeltez, son de rápido montaje, no precisan gastos de mantenimiento y presentan grandes posibilidades estéticas; se han impuesto actualmente en las principales redes viarias del mundo.

Según la posición del tablero, los puentes pueden ser de tablero superior, cuando el piso de rodadura está en la parte superior de los órganos de sostén, y de tablero inferior, cuando éste va situado entre las armaduras. Según su destino, algunos puentes reciben nombres particulares; así viaductos, para carretera o ferrocarril, acueductos, para conducción de agua y pasarelas. Pequeños puentes, generalmente de madera, para peatones. Se llaman puentes fijos los anclados de forma permanente en las pilas, puentes móviles los que pueden desplazarse en parte para dar paso a embarcaciones, y puentes de pontones los apoyados sobre soportes flotantes, generalmente móviles, y se usan poco.
Entre los puentes fijos están los puentes de placas, cuya armadura es una plancha de hormigón armado o pretensado, que salva la distancia entre las pilas; esta construcción, usual sobre autopistas, presenta muchas ventajas para luces no muy grandes. Los puentes de vigas simples salvan las luces mediante vigas paralelas, generalmente de hierro o de hormigón pretensado, y sobre cuya ala superior está la superficie de rodadura. Los puentes de vigas compuestas están formados por dos vigas laterales , compuestas por alas de chapa soldadas perpendicularmente a otra que sirve de alma; permiten grandes luces y pueden ser de tablero superior o inferior. Los puentes de armadura en celosía son semejantes a los anteriores, pero con vigas en celosía, con elementos de acero soldado o remachado; permiten grandes luces y admiten diversas modalidades, tanto en tablero superior como inferior. Los puentes continuos poseen una superestructura rígida, de vigas en celosía (de acero de alma llena u hormigón), apoyada en tres o más pilas; admiten grandes luces, pero son muy sensibles a los asientos de las pilas. Muy importantes son los puentes arqueados, entre los que se incluyen los legados por la antigüedad, y que ahora el acero y los hormigones armado y pretensado permiten construir con grandes luces y pequeña curvatura; pueden ser de tablero superior, de acero con tímpano de celosía o de arcadas y de hormigón , con tímpano abierto o macizo, y de tablero inferior, discurriendo la calzada entre los arcos, paralelos o no , con diversos tipos de sujeción. Los puentes cantiléver constan esquemáticamente de dos voladizos simétricos que salen de dos pilas contiguas, uniéndose en el centro por unas vigas apoyadas y suelen anclarse en los estribos simétricamente opuestos respecto al centro. Los puentes cantiléver presenta diversas construcciones, en arco o viga, de acero u hormigón, y pueden salvar grandes luces, sin necesidad de estructuras auxiliares de apoyo durante su construcción. Los puentes que salvan las mayores luces son los puentes colgantes, que constan de un tablero suspendido en el aire por dos grandes cables, que forman sendas catenarias, apoyadas en unas torres construidas sobre las pilas. El tablero puede estar unido al cable por medio de péndolas o de una viga de celosía. Existen diversos puentes colgantes con luces superiores a 1000 m.

Los puentes móviles están construidos sobre las vías de navegación y permiten el paso de los barcos, desplazando una parte de la superestructura. Los puentes levadizos son sencillos y prácticos para luces no muy grandes; el más usado es el de tipo basculante, formado por uno o dos tableros, apoyados por un eje en las pilas y convenientemente contrapesados, que se elevan por rotación sobre el eje. Suelen construirse en acero, pero se han hecho ensayos con metales ligeros (duraluminio). Los puentes de elevación vertical se usan para mayores luces y constan de una plataforma, que se eleva verticalmente mediante poleas siguiendo unas guías contiguas; la plataforma suele ser de acero con vigas de celosía o de alma llena. Los puentes giratorios constan de una plataforma apoyada en una pila y capaz de girar 90º, dejando abiertos a cada lado un canal de circulación. Sólo usados para pequeñas luces, como los anteriores, son movidos, generalmente, por motores eléctricos.

Elementos Fundamentales


Los puentes se dividen en dos partes principales: la superestructura, o conjunto de los tramos que salvan los vanos situados entre los soportes, y la infraestructura, formada por los cimientos, los estribos y las pilas que soportan los tramos. Los estribos van situados en los extremos del puente y sostienen los terraplenes que conducen a él; a veces son remplazados por pilares hincados que permiten el desplazamiento del suelo en su derredor. Las pilas son los apoyos intermedios de los puentes de dos o más tramos; los cimientos están formados por las rocas, terreno o pilotes que soportan el peso de estribos y pilas. Los tramos más cortos que conducen al puente propiamente dicho se llaman de acceso y en realidad forman parte de la fábrica.
Cada tramo consta de una o varias armaduras de apoyo, de un tablero o piso y de los arriostrados laterales o vientos. El tablero soporta directamente las cargas dinámicas (tráfico) y por medio de las armaduras transmite sus tensiones a estribos y pilas, que, a su vez, las hacen llegar a los cimientos, donde se disipan en la roca o terreno circundantes. Las armaduras pueden ser placas, vigas y jabalcones, que transmiten las cargas mediante flexión o curvatura principalmente; cables, que las soportan por tensión; vigas de celosía, cuyos componentes las transmiten por tensión directa o por compresión; y, finalmente, arcos y armaduras rígidas que lo hacen por flexión y compresión a un tiempo.
El tablero está compuesto por un piso de planchas, vigas longitudinales o largueros sobre los que se apoya el piso y vigas transversales que soportan a los largueros. En muchos puentes los largueros descansan directamente en las pilas, o en los estribos. Otros modelos carecen de tales miembros y sólo las vigas transversales, muy unidas, soportan al tablero. En una tercera clase de puentes el piso descansa sobre el armazón sin utilizar ni vigas ni largueros.
Los arriostramientos laterales van colocados entre las armaduras para unirlas y proporcionar la necesaria rigidez lateral. El arriostrado transmite también a estribos y pilas las tensiones producidas por las fuerzas laterales, como las debidas a los vientos, y las centrífugas, producidas por las cargas dinámicas que pasan por los puentes situados en curvas. En algunas ocasiones se utilizan chapas de refuerzo transversales o diafragmas para aumentar la rigidez de los largueros. Tales diafragmas mantienen la alineación de los largueros durante la construcción y tienden a equilibrar la distribución transversal de las cargas entre los mismos. Algunos puentes construidos de hormigón armado no necesitan vientos ni diafragmas.
Los puentes de gran tamaño descansan generalmente sobre cimientos de roca o tosca, aunque haya que buscarlos a más de 30 m bajo el nivel de las aguas. Cuando tales estratos están muy lejos de la superficie, es preciso utilizar pilares de profundidad suficiente para asegurar que la carga admisible sea la adecuada. Los puentes pequeños pueden cimentarse sobre grava o arcilla compacta, siempre que sus pilas y, estribos tengan la profundidad necesaria para soportar la acción socavadora de las aguas. Los pilotes se utilizan cuando la cimentación no tiene suficiente resistencia o cuando es preciso prevenir los peligros de la erosión.


Materiales para la construcción de un puente


A lo largo de la Historia se han empleado cuatro materiales básicos para construir puentes: la madera, la piedra, el hierro y el hormigón. A estos cuatro hay que añadir otros dos que se han empleado con menor frecuencia: el ladrillo, hecho de arcilla cocida; y el aluminio, que se ha utilizado excepcionalmente para construir puentes o partes de ellos. Actualmente se están utilizando también materiales compuestos, formados por fibras de materiales muy resistentes incluidos en una matriz de resina, pero todavía estamos lejos de que estos materiales puedan competir en los puentes con los materiales actuales.
Los dos primeros, la madera y la piedra, se pueden considerar naturales porque se obtienen directamente de la naturaleza y se utilizan sin ninguna transformación, únicamente es necesario darles forma. Los otros dos, el hierro y el hormigón, son artificiales, porque las materias primas extraídas de la naturaleza requieren transformaciones más o menos complejas que cambian sus propiedades físicas.
Los cuatro materiales básicos han dado lugar a variantes y elementos compuestos que, extrapolando el significado de la palabra material, podemos considerarlos nuevos materiales.
Los materiales han tenido y tienen una importancia decisiva en la configuración de las estructuras y por tanto de los puentes. Por ello, la historia de éstos se puede dividir en dos grandes períodos: el período de los puentes de piedra y madera y el período de los puentes de hierro y hormigón.

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Los dos primeros, la madera y la piedra, se pueden considerar naturales porque se obtienen directamente de la naturaleza y se utilizan sin ninguna transformación, únicamente es necesario darles forma. Los otros dos, el hierro y el hormigón, son artificiales, porque las materias primas extraídas de la naturaleza requieren transformaciones más o menos complejas que cambian sus propiedades físicas.
Los cuatro materiales básicos han dado lugar a variantes y elementos compuestos que, extrapolando el significado de la palabra material, podemos considerarlos nuevos materiales.
Los materiales han tenido y tienen una importancia decisiva en la configuración de las estructuras y por tanto de los puentes. Por ello, la historia de éstos se puede dividir en dos grandes períodos: el período de los puentes de piedra y madera y el período de los puentes de hierro y hormigón.
En el primer período se utilizaron los dos materiales que hemos considerado naturales, la piedra y la madera. Se utilizó también el ladrillo, pero los puentes de este material se pueden incluir como subgrupo de lo de la piedra; el ladrillo, para el constructor de puentes, es un pequeño sillar con el que se pueden hacer arcos de dovelas yuxtapuestas; por tanto la morfología de los puentes de ladrillo es la misma que la de los puentes de piedra.
Con piedra y madera se construyeron muchos puentes; de piedra se conservan muchos porque es un material durable, pero en cambio de madera se conservan muy pocos porque es un material que se degrada con facilidad si no se cuida, y es muy vulnerable al fuego y a las avenidas de los ríos. En este primer período, la tecnología de los puentes estaba poco desarrollada, y por ello los materiales tenían una influencia decisiva en su configuración.
En el segundo período, el de los puentes metálicos y de hormigón, los materiales también tuvieron gran importancia en la configuración de los puentes, pero tanto o más que ello han tenido las distintas estructuras, que tuvieron un espectacular desarrollo en el siglo XIX, y ello dio lugar a procesos cuasi-independientes de cada equipo; por ello su evolución y desarrollo lo hemos estudiado según las diferentes estructuras, subdividiéndolos en los distintos materiales
El hierro fundido se empezó a utilizar como material de construcción a finales del s. XVIII y ello supuso una auténtica revolución en los puentes; puede establecerse que este hecho dio lugar a un nuevo período de su historia. Se utilizó inicialmente en forma de piezas fundidas que se ensamblaban en obra mediante pernos.
Del hierro dulce fundido se pasó a mediados de s. XIX al  hierro forjado, de mayor resistencia y de regularidad, y a finales del mismo s. al acero, que superó a los dos anteriores en resistencia y calidad. El nuevo material, el hierro, fue la causa primera, aunque no la única, del espectacular, desarrollo que se produjo en los puentes durante el s. XIX.
A finales del s. XIX apareció el hormigón, piedra artificial, más concretamente un conglomerado, que permitió hacer arcos mayores que los de piedra natural.
Este nuevo material dio lugar muy pronto a un nuevo sistema de hacer estructuras: el hormigón armado, una colaboración entre el hierro y el hormigón, que permite construir vigas de luces considerables y afinar las dimensiones de los arcos, lo que no es posible con el hormigón en masa ni con la piedra. El hormigón armado se puede considerar un nuevo material, se le da a esta palabra un sentido más amplio que el que define el Diccionario de la Real Academia.
Posteriormente, al terminar la primera mitad del siglo XX, apareció el hormigón pretensado, una forma de colaboración más perfecta entre el acero y el hormigón, que amplió extraordinariamente las posibilidades del hormigón armado.
Contemporáneas del hormigón pretensado son las estructuras mixtas, otra forma de colaboración del acero y el hormigón, pero en este caso los dos materiales no se mezclan tan íntimamente, sino que se yuxtaponen.
Se han hecho muchas tentativas de utilizar aleaciones de aluminio en la construcción de puentes por su mayor resistencia específica (fuerza resistida por unidad de peso y longitud) que el acero, debido a su ligereza, y de hecho se han construido puentes de este material; pero son casos aislados a causa de su precio, de las dificultades que plantea la unión de las piezas, y los problemas que han causado. Su ligereza lo ha hecho siempre atractivo, especialmente en los puentes móviles que es en los que más se ha utilizado este material; uno de ellos es el de Banbury, un pequeño puente móvil en Oxfordshire, Inglaterra. El puente de Hendon Dock en Inglaterra es el primer puente móvil cuya estructura es toda de aluminio; es un puente basculante de doble hoja, de 27 m de luz; se terminó en 1948. Su vida ha sido corta, porque se sustituyó en 1976 a causa de la corrosión que se había producido en el aluminio.
En 1950 se terminó en Canadá el puente arco de Arvida, la ciudad de la industria del aluminio, sobre la garganta del río Saguenay, hecho totalmente de aluminio. Tiene 91,5 m de luz y es, seguramente, el mayor puente de este material que se ha hecho en el mundo.
En otros puentes se ha utilizado el aluminio únicamente en la plataforma de la calzada, con vigas principales de acero; así es el puente de la esclusa de Zandvliet en Bélgica de 63 m de luz. También es de aluminio una pasarela en Düsseldorf de 52 m de luz, construida en 1953.
En 1933 se sustituyó la plataforma del puente de Smithfield sobre el río Monongahela en Pittsburgh por una estructura de vigas de aluminio para reducir su peso y mejorar su capacidad de carga. Pero en 1936 se descubrieron fisuras en las vigas de aluminio, atribuidas a problemas de fatiga.
Actualmente en los Estados Unidos se está volviendo a estudiar la posibilidad de sustituir plataformas de puentes con estructuras de aluminio, y recientemente se ha sustituido la de un puente colgante de 97 m de luz, el Corbin Bridge en el estado de Pensylvania, que se hizo hace 60 años. En Tennessee hay un programa de cinco años de investigaciones sobre plataformas de aluminio, porque se considera que pueden ser competitivas con las de hormigón o metálicas.
Los nuevos materiales que han ido apareciendo a lo largo de la Historia, han dado lugar a innovaciones en los puentes, y a evoluciones de su tipología para adaptarse a sus características. Al aparecer un nuevo material, los primeros puentes que se construyen con él se proyectan con los tipos y formas de los anteriores, que se habían hecho con otros materiales. Toda innovación tecnológica produce desorientación inicial, pero al irse desarrollando la tecnología del nuevo material, los puentes van evolucionado hasta llegar a su madurez, y en ella se consigue una adecuación de materiales, estructuras y formas.
Los primeros puentes de hierro imitaron a los de piedra y madera, y los primeros de hormigón a los metálicos; muchos de los primeros puentes de hormigón armado se hicieron con vigas trianguladas, pero pronto se dejaron de utilizar porque se impusieron las vigas de alma llena, más adecuadas a este material.
El material es fundamental en la concepción de un puente, porque sus posibilidades resistentes son la que determinan las dimensiones de cada uno de los elementos que lo componen, e influye decisivamente en la organización de su estructura. Además de ello, el material tiene unas posibilidades tecnológicas determinadas en lo que se refiere a fabricación, uniones, formas de los elementos básicos, etc., que son fundamentales a la hora de proyectar un puente.
Pero lo expuesto anteriormente no nos debe llevar a la idea de que los materiales determinan unívocamente los tipos de puentes; dentro de las posibilidades de cada uno de ellos cabe distintos tipos y distintas formas, como fácilmente se puede comprobar si observamos un conjunto de puentes de un mismo material, hechos en diferentes épocas, con diferentes condiciones del medio, o proyectados por distintas personas. Excepcionalmente, en los puentes de piedra sólo cabe un tipo de estructura: el arco de dovelas yuxtapuestas; pero entre ellos hay diferencias sustanciales de forma, y esto se puede comprobar también si observamos unos cuantos de ellos de distintos períodos, tamaños, morfologías del cauce, etc.
El desarrollo de las tecnologías de los distintos materiales ha hecho que las estructuras de los puentes tengan cada vez más posibilidades, lo que ha permitido una mayor diversidad de formas y hacer puentes de hormigón y acero, hasta el grado de que a veces es difícil a distancia saber de qué material están hechos, especialmente en las vigas continuas con sección en cajón de alma llena, metálicas o de hormigón, que se pueden confundir con facilidad si su color es análogo. Un ejemplo muy ilustrativo de esta similitud, es el puente Colonia-Deutz, sobre el Rin, Alemania, una viga metálica continua de canto variable de 185 m de luz máxima, construida en 1948. Años después, en 1980, el puente se ensanchó, con una viga continua igual a la anterior pero de hormigón.
Cronológicamente los puentes metálicos han ido siempre por delante de los de hormigón, porque se iniciaron aproximadamente un siglo antes. También han ido siempre por delante en dimensiones, es decir, en sus posibilidades para salvar luces mayores, porque el acero es un material con mayor resistencia específica que el hormigón.
La resistencia específica del material es la que determina en mayor medida las posibilidades de las estructuras. De ella dependen las luces máximas que se pueden alcanzar en los puentes de cada tipo de estructura; en primer lugar porque la luz límite, es decir la máxima que puede soportar su propio peso, es función de esta resistencia; y en segundo lugar porque influye decisivamente en los procedimientos de construcción.
A igualdad de luz, cuanto mayor sea la resistencia específica del material, más ligera será la estructura, y por tanto menos pesarán las partes en que se divida. Esto facilita la construcción, porque los pesos de las piezas a montar o a fabricar serán menores, y por tanto se puede llegar a estructuras más grandes.
Hay otros factores que intervienen en la construcción de un puente, pero básicamente las posibilidades de construcción dependen de la resistencia específica del material, y por ello los puentes de mayor luz han sido y serán siempre metálicos, hasta que se desarrollen nuevos materiales.
En el momento actual se están empezando a probar nuevos materiales para construir puentes con mayor resistencia específica que el acero. Son los materiales compuestos, formados por fibras unidas con una matriz de resina, que se utilizan ya desde hace muchos años en la industria aeroespacial, aeronáutica y del automóvil, pero que, por diversas razones, todavía no se ha desarrollado su empleo en la construcción, aunque ya se han utilizado en algunos puentes como armadura activa, y se ha construido alguna pasarela con estos materiales. La mayor resistencia específica de los materiales compuestos hará que en un futuro llegue a haber materiales competitivos con el acero y el hormigón para hacer puentes, pero tiene que pasar tiempo hasta que se resuelvan todos los problemas que estos materiales plantean en la construcción de los puentes y, sobre todo, hacerlos asequibles económicamente.
Distinta utilización de los materiales en las sucesivas épocas históricas



COMPRESIÓN

FLEXIÓN

TRACCIÓN

PREHISTORIA

Arcilla
(tapial, adobe, ladrillo)

Madera

Cuerdas

HISTORIA CLÁSICA

Piedra

Madera

Madera
Grapas metálicas

s. XIX

Fundición

Madera

Cadenas de hierro

 s. XX  ( 1ª  1/2 )

Hormigón en masa
Acero laminado

Hormigón armado
Acero laminado

Cables de acero

s. XX ( 2ª  1/2  )

Hormigones especiales
Acero laminado

Maderas laminadas
Hormigón pretensado
Acero laminado
Aleaciones ligeras

Cables de acero de alta resistencia, alto límite elástico y baja relajación

Construccion de Puentes


El puente es una estructura que forma parte de caminos, carreteras y líneas férreas y canalizaciones, construida sobre una depresión, río, u obstáculo cualquiera. Los puentes constan fundamentalmente de dos partes, la superestructura, o conjunto de tramos que salvan los vanos situados entre los soportes, y la infraestructura (apoyos o soportes), formada por las pilas, que soportan directamente los tramos citados, los estribos o pilas situadas en los extremos del puente, que conectan con el terraplén, y los cimientos, o apoyos de estribos y pilas encargados de transmitir al terreno todos los esfuerzos. Cada tramo de la superestructura consta de un tablero o piso, una o varias armaduras de apoyo y de las riostras laterales.
 

El tablero soporta directamente las cargas dinámicas y por medio de la armadura transmite las tensiones a pilas y estribos. Las armaduras trabajarán a flexión (vigas), a tracción (cables), a flexión y compresión (arcos y armaduras), etc. La cimentación bajo agua es una de las partes más delicadas en la construcción de un puente, por la dificultad en encontrar un terreno que resista las presiones, siendo normal el empleo de pilotes de cimentación. Las pilas deben soportar la carga permanente y sobrecargas sin asientos, ser insensibles a la acción de los agentes naturales, viento, grandes riadas, etc. Los estribos deben resistir todo tipo de esfuerzos; se construyen generalmente en hormigón armado y formas diversas.



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A lo largo de la Historia se han empleado cuatro materiales básicos para construir puentes: la madera, la piedra, el hierro y el hormigón. A estos cuatro hay que añadir otros dos que se han empleado con menor frecuencia: el ladrillo, hecho de arcilla cocida; y el aluminio, que se ha utilizado excepcionalmente para construir puentes o partes de ellos. Actualmente se están utilizando también materiales compuestos, formados por fibras de materiales muy resistentes incluidos en una matriz de resina, pero todavía estamos lejos de que estos materiales puedan competir en los puentes con los materiales actuales.