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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA

FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

TRABAJO DE GEOLOGIA APLICADA«Estudio geotécnico aplicado a la construcción de

puentes»

Alumnos: WhsJosJuaathan

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PUENTES

I. ¿Qué es un puente?: Por lo general, el término puente se utiliza para describir a las estructuras viales, con trazado por encima de la superficie, que permiten vencer obstáculos naturales como ríos, quebradas, hondonadas, canales, entrantes de mar, estrechos de mar, lagos, etc.

Los puentes son estructuras que proporcionan una vía de paso para salvar obstáculos sobre ríos, lagos quebradas, valles, carreteras, líneas férreas, canalizaciones, etc.

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PUENTES

II. ¿Cuáles son las principales partes de un puente?

Los componentes de los puentes caen en 2 categorías: componentes de la superestructura y componentes de la subestructura.

A. Superestructura o conjunto de tramos que salvan los vanos situados entre los soportes. Cada tramo de la superestructura está formado por un tablero o piso, una o varias armaduras de apoyo y por las riostras laterales.  Es la parte del puente en donde

actúa la carga móvil, y está constituida por: Losa del tablero, Vigas longitudinales y transversales, Aceras y pasamanos, Capa de rodadura, Otras instalaciones

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PUENTES

II. ¿Cuáles son las principales partes de un puente?

Superestructura

Losa del 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 cimentos, donde se disipan en la roca o en el terreno circundante. Está compuesto por: planchas, vigas longitudinales o largueros sobre los que se apoya el piso , vigas transversales que soportan a los largueros.

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PUENTES

II. ¿Cuáles son las principales partes de un puente?

Superestructura

Vigas longitudinales y transversales, conforman una estructura similar a una viga continua sobre apoyos elásticos. Cada tensor constituye un apoyo elástico. Este esquema de funcionamiento estructural permite que las dimensiones transversales de las vigas longitudinales (y de las vigas transversales) dependan de la distancia entre tensores y no dependan de la distancia entre torres de sustentación.

Las vigas transversales y longitudinales conforman una malla de elementos estructurales sobre un plano horizontal.

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PUENTES

II. ¿Cuáles son las principales partes de un puente?

Superestructura

Aceras y pasamanos, Se prevén en los bordes de las aceras o directamente de las calzadas para proteger a los peatones o a los vehículos. En algunos casos se prevén parapeto; vehiculares entre la calzada y la acera y al borde de la acera postes y pasamanos peatonales.

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PUENTES

II. ¿Cuáles son las principales partes de un puente?

Superestructura

Capa de rodadura, Tablero.- Es la parte estructural que queda a nivel de subrasante y que transmite tanto cargas como sobrecargas a las viguetas y vigas principales, preferentemente es construido en hormigón armado cuando se trata de luces menores, en metal para alivianar el peso muerto en puentes mayores, es denominado también con el nombre de losa y suele ser ejecutado en madera u otros materiales. Sobre el tablero y para dar continuidad a la rasante de la vía viene la capa de rodadura que en el caso de los puentes se constituye en la carpeta de desgaste y que en su momento deberá ser repuesta.

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PUENTES

II. ¿Cuáles son las principales partes de un puente?

Superestructura

Otras instalaciones Además un cada tramo de un puente consta de:

Una o varias armaduras de apoyo, las cuales pueden ser: Placas, vigas , cables, arcos y armaduras rígidas.

Los arriostrados laterales o vientos, los cuales van colocados entre las armaduras para unirlas y proporcionar la necesaria rigidez lateral. También transmite a los 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.

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II. ¿Cuáles son las principales partes de un puente?

B. Infraestructura y/o Subestructura: Es la parte del puente que se encarga de transmitir las solicitaciones al suelo de cimentación, y está constituida por: estribos, pilas y muros de ala.

Estribos, situados en los extremos del puente sostienen los terraplenes que conducen al puente. A veces son reemplazados por pilares hincados que permiten el desplazamiento del suelo en su derredor. Deben resistir todo tipo de esfuerzos por lo que se suelen construir en hormigón armado y tener formas diversas. Pilas, Son los apoyos intermedios de los puentes de dos o más tramos. Deben soportar la carga permanentemente y sobrecargas sin asientos, ser insensibles a la acción de los agentes naturales (viento, riadas, etc.).

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PUENTES

II. ¿Cuáles son las principales partes de un puente?

B. Infraestructura y/o Subestructura: Es la parte del puente que se encarga de transmitir las solicitaciones al suelo de cimentación, y está constituida por: estribos, pilas y muros de ala.

Los cimientos o apoyos de estribos y pilas encargados de transmitir al terreno todos los esfuerzos. Están formados por las rocas, terreno o pilotes que soportan el peso de estribos y pilas.

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PUENTES

III. Tipos y clases de puentes.

Los puentes pueden clasificarse en diferentes tipos, de acuerdo a diversos conceptos como el tipo de material utilizado en su construcción, el sistema estructural predominante, el sistema constructivo utilizado, el uso del puente, la ubicación de la calzada en la estructura del puente, etc. A. Según el material empleado en la construcción del

puente pueden ser de: Puentes mampostería de piedra en

arco. Son los puentes de mayor antigüedad en el mundo. Aprovechan las características beneficiosas de la geometría en arco (trabajan fundamentalmente a compresión y limitan o eliminan totalmente el efecto de la flexión), y pueden ser utilizados para vencer luces de hasta 10 m.

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III. Tipos y clases de puentes.

A. Según el material empleado en la construcción del puente pueden ser de:

Puentes de madera. Los puentes de madera se han utilizado eficientemente, con luces de hasta 20 m, en caminos de poca circulación, con vehículos livianos. La gran ventaja de este tipo de puentes es la reducción de costos al utilizar materiales y mano de obra de la misma zona.

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III. Tipos y clases de puentes.

A. Según el material empleado en la construcción del puente pueden ser de:

Puentes de hormigón armado. Este tipo de puentes en carreteras de primero y segundo orden, han tenido éxito con luces de hasta 25 m. Luces superiores son inconvenientes para este tipo de puentes por el incremento desmedido de su peso y de su costo. La gran experiencia que se tiene con el manejo del hormigón armado, que se traduce en mano de obra y dirección técnica relativamente calificadas, y también en disponibilidad de los materiales, ha permitido su construcción.

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III. Tipos y clases de puentes.

A. Según el material empleado en la construcción del puente pueden ser de:

Puentes tradicionales de hormigón pre-esforzado. La tecnología del hormigón pre esforzado (pretensado y pos tensado) tradicional permitió superar parcialmente las limitaciones de los puentes de hormigón armado, llegándose a implementar soluciones viables en puentes de hasta 45 m de luz. Generalmente se han utilizado dos variantes constructivas de esta tecnología consistentes en la fundición y tensado (tesado) in situ, o la fundición y tensado previo, y el lanzamiento posterior de las vigas.

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III. Tipos y clases de puentes.

A. Según el material empleado en la construcción del puente pueden ser de:

Puentes de acero. Los puentes de acero construidos en el país han permitido alcanzar luces importantes. Los puentes sobre vigas metálicas pueden vencer luces de hasta 45 m (similar al pre-esforzado tradicional), mientras que con puentes metálicos en celosías se ha alcanzado los 80 m, y con puentes metálicos en arco se ha llegado hasta 100 m, constituyendo luces importantes.

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III. Tipos y clases de puentes.

A. Según el material empleado en la construcción del puente pueden ser de:

Puentes de acero. Los puentes metálicos tienen dos tipos de limitantes: su costo por utilizar materiales importados, y la necesidad de un mantenimiento considerable.

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III. Tipos y clases de puentes.

A. Según el material empleado en la construcción del puente pueden ser de:

Puentes de gran longitud. Los diseños modernos de carreteras y autopistas imponen condiciones muy exigentes de pendiente, curvatura, y altura sobre los cauces, lo que unido a las condiciones topográficas y fluviales del país define la necesidad de diseñar y construir puentes de gran longitud.

En estos casos, la colocación de un sin número pilas intermedias para reducir las luces, puede resolver el problema de la presencia de grandes longitudes.

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III. Tipos y clases de puentes.

A. Según el material empleado en la construcción del puente pueden ser de:

Puentes de gran longitud. En otras ocasiones este tipo de solución puede traer grandes complicaciones, como la necesidad de construir muchas pilas esbeltas con longitudes del orden de los 100 m o más.

La construcción de pilas de gran longitud no es en sí el problema más importante,

pero un número exagerado de las mismas volvería poco práctico, desde el punto de

vista técnico-económico, un proyecto de puente.

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III. Tipos y clases de puentes. B. Según el obstáculo que salvan los puentes pueden ser:

Acueductos: soportan un canal o conductos de agua. Viaductos: puentes construidos sobre terreno seco o en un valle y formados por un conjunto de tramos cortos.Pasos elevados: puentes que cruzan autopistas, carreteras o vías de tren.Carretera elevada: puente bajo, pavimentado, sobre aguas pantanosas o en una bahía y formado por muchos tramos cortos.Alcantarillas: un puente por debajo del cual transitan las aguas de un río o quebrada.

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III. Tipos y clases de puentes. C. Según el sistema estructural predominante pueden ser:

isostáticos 

Se denomina "puente isostático" a aquel cuyos tableros son estáticamente independientes uno de otro y, a su vez, independientes, desde el punto de vista de flexión, de los apoyos que los sostienen.

Hiperestáticosse denomina "puente hiperestático" aquel cuyos tableros son dependientes uno de otro desde el punto de vista estático, pudiendo establecerse o no una dependencia entre los tableros y sus apoyos.

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III. Tipos y clases de puentes.C. Según el sistema estructural. También según el sistema estructural los puentes se pueden clasificar como:

Puentes en arco o arqueados (el elemento estructural predominante es el arco, utilizando como material de construcción el acero y que pueden ser estáticos o hiperestáticos).  Puentes colgantes. 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 100. Puentes de vigas Gerber (tienen tableros isostáticos apoyados sobre voladizos de tramos isostáticos o hiperestáticos).

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III. Tipos y clases de puentes. d. Según su destino los puentes pueden ser:

viaductos para carreterapara ferrocarrilcompuestos acueducto (soporte de tuberías de agua, gas, petróleo, etc.)pasarelas: pequeños puentes para peatones.

e. Según el anclaje: Puentes fijos. Aparecen anclados de forma permanente en las pilas. Dentro de este tipo están los puentes de placas, cuya armadura es una plancha de hormigón armado o pretensado que salva la distancia entre las pilas. Es una construcción bastante usual en las autopistas.

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III. Tipos y clases de puentes. f. Según el anclaje: Puentes móviles. Pueden desplazarse en parte para dar paso a embarcacionesPuentes de pontones. Apoyado sobre soportes flotantes, generalmente móviles, y se usan poco.g. Según el sistema constructivo empleado. Vaciado en sitio: Si la colada de concreto se hace sobre un encofrado dispuesto en el lugar definitivo.Losa de concreto armado o pos-tensado Sobre vigas prefabricadas (de concreto armado o pre-comprimido vigas inestáticas, etc.).

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III. Tipos y clases de puentes. f. Según el anclaje: tablero construido por voladizo  sucesivos  (por  dovelas prefabricadas  o  vaciadas en sitio);  puede ser  construido  por adición sucesiva de elementos de acero.tablero atirantadostablero tipo arpa, con doble fila de soporte o una sola fila.tablero lanzado (el tablero se construye en uno de los extremos del vano a cubrir y se lleva a su sitio deslizándolo sobre rodillos, suplementando el extremo delantero de la estructura con un elemento estructural auxiliar, llamado "nariz de lanzamiento")

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III. Tipos y clases de puentes. f. Según el fundamento arquitectónico utilizado, los puentes pueden ser:

Colgantes

con armadura superiorcon armadura inferior

Atirantados

con forma de arpacon forma de abanicocon forma de haz

En arco

SuperiorInferiornivel intermedio

Móviles

GiratorioBasculaselevadizo

Losa maciza

un tramovarios tramos (isostática e hiperestática)articulado o gerber

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III. Tipos y clases de puentes. f. Según el fundamento arquitectónico utilizado, los puentes pueden ser:

Losa maciza

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III. Tipos y clases de puentes. f. Con vigas simplemente apoyadas(un tramo)

Puente de vigas isostático en un tramo

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III. Tipos y clases de puentes. f. Con vigas simplemente apoyadas(varios tramos)

Puente de vigas isostático en varios tramos

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IV. ¿Cómo se planifica y desarrolla el levantamiento topográfico de un puente?

Son estudios de trabajo de campo que permiten elaborar los planos topográficos, posibilitar definición precisa de la ubicación y dimensiones de los elementos estructurales.El estudio comprende:

Definición de la topografía de la zona de ubicación.

Son los apoyos intermedios de los puentes de dos o más tramos.

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V. ¿Qué estudios se hacen para la construcción de un puente?

Según el manual de diseño de puentes del ministerio de transporte y comunicaciones se debe considerar los siguientes estudios:

estribos, pilas y muros de ala.Estribos topográficos.Estudios hidrológicos e hidráulicos. Estudios geológicos y geotécnicos.Estudios de riesgo de sismo. Estudios de impacto ambiental.Estudios de trafico.Estudios complementariosEstudios de trazo de vía.

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VI. Describa los tipos de cimentaciones que puede tener un puente

La elección del tipo de cimentación depende especialmente de las características mecánicas del terreno, como su cohesión, su ángulo de rozamiento interno, posición del nivel freático y también dela magnitud de las cargas existentes. A partir de todos esos datos se calcula la capacidad portante, que junto con la homogeneidad del terreno aconsejan usar un tipo u otro diferente de cimentación. Siempre que es posible se emplean cimentaciones superficiales, ya que son el tipo de cimentación menos costoso y más simple de ejecutar. Cuando por problemas con la capacidad portante o la homogeneidad del mismo no es posible usar cimentación superficial se valoran otros tipos de cimentaciones

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VI. Describa los tipos de cimentaciones que puede tener un puente

Cimentaciones superficiales

Ábaco que transmite el esfuerzo a una cimentación superficial de una pila de puente.

Son aquellas que se apoyan en las capas superficiales o poco profundas del suelo, por tener éste suficiente capacidad portante o por tratarse de construcciones de importancia secundaria y relativamente livianas.

En estructuras importantes, tales como puentes, las cimentaciones, incluso las superficiales, se apoyan a suficiente profundidad como para garantizar que no se produzcan deterioros. Las cimentaciones superficiales se clasifican en:Cimentaciones ciclópeas. Zapatas. Zapatas aisladas. Zapatas corridas. Zapatas combinadas.

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VI. Describa los tipos de cimentaciones que puede tener un puente

Cimentaciones de máquinas A diferencia de las cimentaciones de edificación, que generalmente están sometidas a cargas estáticas o cuasi-estáticas, las cimentaciones de maquinaria están sometidas frecuentemente a cargas cíclicas. La existencia de cargas cíclicas obligan a considerar el estado límite de servicio de vibraciones y el estado límite último de fatiga. Algunos tipos de cimentación usados para maquinaria son:

Tipo bloqueTipo celdasDe murosPorticadasCon pilotesSobre apoyos elásticosDe soporte

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VII. Pasos que se siguen para la concepción de un puente, diseño y construcción.Previamente se deberá realizar un estudio prolijo del río o depresión que se va a atravesar, tomando en cuenta para su ubicación diferentes factores que son funciones del aspecto económico sin apartarse substancialmente del trazado general del camino, para lo que se debe tomar en cuenta las siguientes condiciones:

Tipo bloqueSe debe buscar el menor ancho del río.El subsuelo debe ser favorable para fundar.El ataque del agua a las barrancas debe ser mínimo porque con ello se puede economizar la construcción de defensivos.La profundidad de las aguas no debe ser excesiva.La velocidad de las aguas tampoco debe ser excesiva.Se deben evitar curvas o variantes que perjudiquen el trazado de la carretera o vía férrea.

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VIII. Importancia de la arquitectura de un puente.

Dubai Zennegat, Bélgica Puentes gemelos

El Puente de Práxades Mateo El viaducto de Millau

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VIII. Importancia de la arquitectura de un puente.

Royal Gorge Bridge Bélgica – Knokke Footbridgeel puente más alto del mundo

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X. Puentes mas importantes en Perú.

El Puente Chilina, es uno de los proyectos más ambicioso y tenaz, presentados para la ciudad de Arequipa. Este proyecto lleva consigo el futuro y con ello el romper muchos paradigmas, los cuales tendrán que ser superados para poder llevara a nuestra Arequipa a la vanguardia del mundo moderno.

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