Top 6 tipos de puentes de largo alcance
Este artículo arroja luz sobre los seis tipos principales de puentes de largo alcance. Los tipos son: 1. Puentes de viga de placa continua 2. Puentes tubulares de acero continuo o viga de caja 3. Puentes de arco de acero 4. Puentes de armadura continuos o en voladizo 5. Puentes atirantados 6. Puentes de suspensión.
Tipo # 1. Puentes de viga de placa continua:
Soportes de viga de placa simplemente soportados. Los principios básicos de diseño para los puentes de vigas de placa continua siguen siendo los mismos, el efecto de la inversión de tensión sobre los soportes debido a la continuidad de la estructura debe considerarse debidamente en el diseño.
Además, debido a la mayor extensión de la cubierta y la continuidad de la misma, el gran movimiento de la plataforma debe estar debidamente contemplado en el diseño de juntas de expansión y cojinetes libres. Las características salientes de un puente de viga de placa continua que tiene 261 metros de tramo principal y 75 metros de lado se extienden a continuación. Este es el puente Sava I en Belgrado, Yugoslavia, construido en 1956 (Fig. 17.1).
Puente Sava I en Belgrado :
El puente tiene una calzada de 12.0 metros con senderos de 3.0 metros a cada lado. Las profundidades de la viga son de 4.72 metros en el pilar, 4.57 metros en el centro del tramo principal y 9.76 metros en el muelle. La relación de profundidad de la viga varía de 57 a 27. La plataforma del puente es una plataforma de acero ortotrópico que consiste en una placa de 10 mm a 18 mm de grosor endurecida por las costillas en los centros de 305 mm.
El grosor de la chapa es de 14 mm. Los refuerzos de banda verticales se colocan a 9, 0 metros de centro a centro, mientras que los refuerzos de banda horizontales están a 760 mm de centros aproximadamente en la zona de compresión. La lista de algunos puentes de vigas de placa continua se muestra en la Tabla 17.1.
Los puentes tubulares o de viga de caja se llaman así por la forma de las vigas, que es una sección tubular o de caja. En la Fig. 17.2 se muestran varias formas de puentes tubulares o de vigas de caja.
La única sección rectangular mostrada en (Fig. 17.2a) se adoptó para el Puente Europa sobre Sill Valley, Australia, mientras que la doble sección rectangular (Fig. 17.2b) se adoptó para el Puente San Mateo-Hayward, EE. UU. Las secciones de caja trapezoidales de una sola partición, como se muestra en (Fig. 17.2d) y (17.2c), se utilizaron para Concordia Bridge Montreal y Wuppertal Bridge, Alemania, respectivamente.
Las vigas de caja poseen una gran rigidez y resistencia torsional en comparación con las secciones transversales abiertas, como las vigas de placa. Las secciones de caja que tienen una placa inferior que conecta las bridas inferiores no requieren andamios para el mantenimiento del espacio interno, ya que son directamente accesibles desde un extremo al otro.
Las vigas de sección transversal abierta no tienen tal ventaja y se requieren andamios para el mantenimiento del espacio interno.
Breves detalles de un puente de viga-caja a saber. El puente del barrio de San Mateo-Hay, EE. UU. Se ofrece a continuación:
San Mateo-Hayward Bridge, USA :
El puente se construyó en 1967. La disposición del tramo y la sección transversal del puente se muestran en la Fig. 17.3. El puente tiene una cubierta de acero ortotrópico. La profundidad de la viga en el centro del tramo principal es de 4, 57 metros y en el muelle es de 9, 15 metros, lo que da una relación de profundidad de tramo de 50 a 25.
La lista de algunos puentes de viga de caja se da en la Tabla 17.2:
Tipo # 3. Puentes de arco de acero:
El desarrollo de acero estructural de alta resistencia permitió construir puentes de arco de vanos más grandes similares a otros puentes de acero. Los puentes de arco de acero se clasifican según la disposición de la cubierta o la disposición del sistema estructural como puentes de arco. Sin embargo, los puentes de arco de acero pueden tener costillas sólidas o costillas trusses, mientras que los puentes de arco de hormigón solo tendrán costillas sólidas.
Las ventajas de utilizar puentes de arco de acero sobre puentes de vigas son similares a los de los puentes de arco de hormigón. Los principios básicos de diseño para los puentes de arco de acero son también los mismos que para los puentes de arco de hormigón. Sin embargo, las consideraciones de diseño, como la contracción de la nervadura del arco, la deformación, etc., no se producirán en los puentes de arco de acero como en los puentes de hormigón.
Las características salientes de dos puentes de arco de acero se dan a continuación:
yo. Puente de arcoiris:
El puente está ubicado a través del río Niágara entre Canadá y los Estados Unidos de América, año de construcción 1941.
El tramo y la elevación del puente se muestran en la Fig. 17.4:
El arco es del tipo de cubierta, con una lanza abierta que tiene la costilla del arco fija en el punto de salto. La costilla del arco consiste en dos cajas de acero remachadas de 3.66 metros de profundidad y 0.91 metros de ancho. Estas cajas se colocan a una distancia de 17, 12 metros de centro a centro.
La cubierta del puente tiene una calzada doble de 6, 71 metros cada una separada por una mediana de 1, 2 metros y un sendero de 3, 0 metros en un lado y un bordillo de seguridad de 225 mm en el otro lado.
ii. Puente Port Mann:
Este puente está situado cerca de Vancouver, Canadá, a través del río Fraser. La disposición del tramo del puente se muestra en la Fig. 17.5. El arco es un tipo especial de arco atado que tiene la ventaja de los arcos clásicos y atados.
El arco es de tipo semitransparente, lo que reduce las alturas tanto de los tirantes como de las columnas de spandrel. La calzada de la cubierta del puente tiene 16, 56 metros de ancho con un sendero de 1, 2 metros de ancho a cada lado. La lista de algunos más puentes de arco se da en la Tabla 17.3.
Tipo # 4. Puentes de armadura continua o en voladizo:
Tipos de puentes de celosía simplemente soportados. Esos tipos también se utilizan para puentes de armadura continuos y en voladizo. Los principios básicos de la evaluación de fuerzas en los miembros de la armadura. Sin embargo, debido a la presencia de más miembros, así como a causa de la continuidad, el trabajo se vuelve complicado y lento.
Para vanos más grandes, cuando las longitudes del panel son mayores, se subdividen para dar apoyos adecuados para la plataforma. La armadura Warren mostrada en la Fig. 14.6a cuando se usa para vanos más grandes, se puede modificar proporcionando verticales como se muestra en la Fig. 14.6b para el propósito mencionado anteriormente.
El Pettit es una modificación de N o Pratt truss con subdivisión de los paneles (Fig. 17.6). K-truss se ha utilizado en el puente Howrah, que es un puente en voladizo (Fig. 17.8).
A continuación se describen las características principales de dos puentes de armadura de acero de largo alcance, uno de tipo continuo y otro de tipo voladizo:
yo. Puente sobre el río Fulda:
Este puente fue construido sobre el río Fulda, Alemania Occidental. La disposición del tramo se muestra en la Fig. 17.7. El puente tiene vigas Warren continuas en 7 tramos como se muestra en la Fig. 17.7. La cubierta de acero ortotrópico integral con la cuerda superior se ha proporcionado en el puente.
Los trusses tienen una profundidad uniforme de 6, 0 metros para todos los tramos, lo que da una relación de profundidad de tramo de 23, 8 para un tramo mayor. La cubierta tiene una calzada de 9, 0 metros con un sendero de 1, 75 metros en el otro lado, como se muestra en la Fig. 17.7.
ii. Puente de Howrah:
Este puente fue construido en 1943 sobre el río Hooghly en Calcuta. La disposición del tramo se muestra en la Fig. 17.8. El puente tiene dos tramos de anclaje de extremo (que están anclados en los soportes extremos) y un tramo principal que consta de dos voladizos y un tramo suspendido.
La armadura del puente es una armadura en K que tiene paneles subdivididos para soportar la plataforma que está suspendida por tirantes de las juntas del panel. La plataforma se apoya sobre largueros longitudinales que descansan en vigas transversales que se fijan a los tirantes. La sección transversal de la plataforma se muestra en la Fig. 17.8b.
La Tabla 17.4 muestra algunos puentes de armadura de acero más continuos o en voladizo:
Tipo # 5. Puentes atirantados:
Los puentes atirantados en la forma actual se construyeron en Europa, especialmente en Alemania Occidental después de la Segunda Guerra Mundial, cuando se sintió urgentemente la necesidad de reconstruir varios puentes.
Los puentes atirantados son adecuados para el rango de tramo de 200 a 500 metros que no pueden cubrirse, mediante puentes de vigas, ni están dentro del rango de tramo económico de los puentes de suspensión rígidos. Además, al igual que en los puentes colgantes rígidos, no se requiere ninguna puesta en escena o trabajo falso para la construcción de puentes atirantados.
La diferencia fundamental entre un puente atirantado y un puente colgante es que mientras todos los cables de la plataforma de un puente atirantado están conectados a la torre principal mediante cables tensos e inclinados pero rectos, los cables principales gemelos de la torre de un puente colgante forma una catenaria desde la cual se suspenden las suspensiones y el sistema de cubierta se fija a estas suspensiones (Fig. 17.9).
Los cables tensos inclinados de un puente atirantado son relativamente rígidos que los cables de un puente colgante que son relativamente flexibles, por lo que los cables de un puente atirantado actúan como soportes elásticos intermedios además del soporte de pilar o torre.
Esto no es así en el caso de cables para puentes colgantes y debido a la flexibilidad de los cables principales, la acción de soporte es muy pequeña: la presencia de soportes elásticos intermedios en un puente atirantado reduce la desviación de la plataforma del puente, así como la profundidad De las vigas de cubierta.
En los puentes atirantados, los cables están en tensión y las torres, así como la cubierta, están en compresión. Por este sistema estructural, los puentes atirantados ofrecen una alta resistencia contra la inestabilidad aerodinámica y, como tal, la inestabilidad dinámica no ha sido un problema en el puente atirantado.
Este aspecto es muy predominante en puentes colgantes y nulo en puentes tipo viga. Por lo tanto, los puentes atirantados ocupan una posición intermedia entre los puentes tipo viga y los puentes colgantes con respecto a la inestabilidad aerodinámica.
Las componentes horizontales de las fuerzas del cable desde los tramos principales y laterales se equilibran entre sí mientras que los componentes verticales soportan las cargas verticales (DL + LL) de las cubiertas del puente (Fig. 17.10).
Estos componentes horizontales de las fuerzas del cable producen algún tipo de efecto de pretensado en la plataforma, ya sea cubierta de acero ortotrópico o cubierta compuesta de concreto reforzado y, por lo tanto, aumenta la capacidad de carga de la plataforma.
En la Fig. 17.10, AB es la torre y DB, BE son cables de tramo lateral y tramo principal, respectivamente. DA y AE son el tramo lateral y la cubierta del tramo principal. En B, las componentes horizontales del cable fuerzan el balance de C 1 y C 2, es decir, C 1 cosθ 1 = C 2 cos θ 2 .
De manera similar, en A, la fuerza horizontal en la plataforma debido a los componentes horizontales de las fuerzas de cable C 1 y C 2 son C 1 cos9i y C 2 cos θ 2, que también se equilibran. Esta fuerza horizontal en la cubierta produce el efecto de pretensado.
Las componentes verticales de las fuerzas del cable en D y E equilibran las cargas de la plataforma, es decir, C 1 sen θ 1 = W 1 y C 2 sen θ 2 = W 2 + W 3 . Si C 1 sen θ 1 es mayor que la carga de la plataforma W 1, entonces el extremo D debe anclarse de manera que la fuerza de anclaje Fi esté dada por C 1 sen θ 1 = (W 1 + F 1 ). La compresión en la torre AB = C 1 sen θ 1 + C2 sen θ 2 . Reacción en A = C 1 sen θ 1 + C 2 sen θ 2 + W 1 + W 2 (W 1 & W 2 son reacciones de span DA y AE respectivamente).
La plataforma de acero ortotrópico con su placa rígida o la cubierta de concreto reforzado actúa no solo como la pestaña superior de las vigas principales y transversales, sino que también actúa como la viga horizontal contra las fuerzas del viento, lo que proporciona una mayor rigidez lateral que las abrazaderas de viento utilizadas en puentes viejos. Las torres principales utilizadas en puentes atirantados pueden ser una sola torre, un bastidor A, dos torres gemelas o un portal como se muestra en la Fig. 17.11.
Las vigas de cubierta pueden consistir en vigas de placa que tienen una brida superior de cubierta de acero ortótropo y una brida inferior construida. Estas cubiertas tienen menos resistencia a la torsión y, como tales, las secciones de caja se utilizan generalmente como vigas de cubierta. Las secciones en caja pueden ser simples o gemelas y nuevamente pueden ser rectangulares o trapezoidales, como se muestra en la Fig. 17.12.
Estas secciones se adaptan mejor para soportar momentos de torsión causados por cargas vivas excéntricas o fuerzas del viento.
La disposición de los cables de la torre principal a la cubierta varía. En el tipo de "ventilador", los cables se originan en el mismo punto de la torre como se muestra en la fig. 17.13a. Los otros tipos son tipo 'arpa' o tipo 'arpa modificada' como en la Fig. 17.13b o 1743c. En ambos tipos de arpa, solo los pares de cable se originan en el mismo punto de la torre y, como tal, hay pocos puntos de origen para los cables.
La diferencia entre el tipo de arpa y el tipo de arpa modificada es que en el primero, todos los cables son paralelos y tienen la misma inclinación, pero en el último, las inclinaciones del cable varían como en el tipo de ventilador. Las pendientes del cable varían de tanϴ = 0.30 a 0.50.
En lugar de cables simples o de dos cables, se prefieren los cables múltiples, ya que en el último caso, las fuerzas de los cables se distribuyen en varios puntos de la plataforma en lugar de una o dos ubicaciones para las cuales se reduce la profundidad de la plataforma.
Características destacadas de algunos puentes atirantados Puente Norte en Dusseldorf:
Este puente se abrió al tráfico en 1958. La disposición del tramo se muestra en la Fig. 17.14. Las torres gemelas como en la figura 17.11b y dos planos de cables se han utilizado en el puente. La plataforma se apoya en dos vigas de sección de caja principal de 3.125 m de profundidad x 1.60 m de ancho a las que están anclados los cables de las torres. El espaciamiento de las cajas de vigas es de 9.10 m.
La barra de acero ortotrópico con una placa de 14 mm de espesor endurecida con ángulos de 200 x 99 x 10 mm a una distancia de 400 mm tiene una viga adoptada La calzada para el puente es de 15, 0 metros con una pista para bicicletas de 3, 53 m y un sendero de 2, 23 m. Los cables del medio se fijan a las torres, pero los cables superior e inferior se colocan sobre cojinetes de balancines que a su vez están unidos a las torres.
iii. Puente sobre el Rin cerca de Leverkusen, Alemania Occidental :
Este puente se completó en 1965. Las torres y los cables están alineados con el centro de la plataforma del puente como en la figura 17.11a y pasan a través de la mediana de 3, 67 m de ancho. Se ha utilizado una plataforma de acero ortotrópico con un grosor de 61 mm con soporte grueso en viga de caja de dos celdas. Las vigas transversales extendidas soportan parte de la plataforma del puente y el sendero (Fig. 17.15b).
El puente proporciona una calzada doble de 13, 0 m de ancho, separada por una mediana central de 3, 67 m de ancho y tiene un sendero de 3, 22 m en el lado exterior de cada calzada. Los cables inferiores se fijan a las torres, mientras que los cables superiores se colocan sobre un cojinete basculante en la parte superior de la torre.
iv. Puente de Maracaibo, sobre el lago de Maracaibo, Venezuela:
Este puente atirantado completado en 1962 tiene siete vanos. dos tramos de 160 metros y cinco tramos intermedios de 235 metros (Fig. 17.16). La cubierta y las vigas son de hormigón pretensado. La parte en voladizo es de sección de viga de caja de tres celdas (Fig. 17.16b), mientras que el tramo suspendido tiene cuatro vigas en T de hormigón pretensado que tienen una profundidad variable de 1.80 extremos de tapete y 2.51 m en el tramo medio (Fig. 17.16c) .
El puente tiene una vía de doble carro de 7.16 m con un medio central de 1.22 my dos senderos de 0.91 m (fig. 17.16b). El grosor de la losa de la cubierta para todo el puente varía de 170 mm a 270 mm.
v. Segundo puente Hooghly, Calcuta (en construcción):
La disposición del tramo del puente y la sección transversal de la plataforma se muestran en la figura 17.17. Los cables se encuentran en una disposición de tipo ventilador como en la Fig. 17.13a, el número total de cables es de 152. La plataforma del puente es una plataforma compuesta que consiste en una losa de plataforma de concreto reforzado apoyada en dos secciones en I principales principales y una central de acero.
En la Tabla 17.5 se incluyen los detalles de algunos puentes atirantados más:
Tipo # 6. Puentes de suspensión:
Los puentes colgantes son económicos cuando el tramo supera los 300 metros, pero los puentes colgantes de palmos menores también se han construido por razones estéticas y de otro tipo en muchos países. Para tramos de más de 600 metros, los puentes colgantes reforzados son las únicas soluciones para cubrir tramos más grandes.
Los puentes colgantes constan de un tramo principal y dos tramos laterales. La relación entre el intervalo lateral y el intervalo principal generalmente varía de 0, 17 a 0, 50 (Tabla 17.6). Dos grupos de cables van desde un extremo del puente hasta el otro pasando por dos torres. Los extremos de los cables están anclados al suelo. La plataforma del puente apoyada sobre una armadura de refuerzo se suspende de los cables por medio de tirantes y de ahí el nombre de "puente colgante".
Un puente colgante tiene los siguientes componentes (Fig. 17.18) a saber:
a) torres,
(b) Cables,
(c) Anclajes,
(d) Tirantes,
(e) refuerzo del truss,
(f) Cubierta de puente que consta de vigas transversales, largueros y cubiertas apropiadas y
(f) Fundación.
Los cables, que son muy flexibles, no toman ningún momento de flexión y están sujetos únicamente a fuerzas de tracción. Las cargas de la armadura de refuerzo son transportadas por los tirantes que a su vez transfieren la carga a los cables.
Estos cables sometidos a la fuerza de tracción transfieren las cargas a las torres que se consideran suficientemente flexibles y fijadas en ambos extremos. Las bases, ya sea separadas o combinadas, se proporcionan debajo de las torres para la transferencia final de las cargas a los estratos del suelo debajo.
El refuerzo de la armadura, como su nombre lo indica, endurece la plataforma y distribuye las cargas vivas de la plataforma sobre los cables, de lo contrario, los cables se habrían sometido a una flexión local debido a la acción de las cargas vivas concentradas y, por lo tanto, causaron un cambio de ángulo local en el sistema de la plataforma .
Las vigas de refuerzo están articuladas en las torres y suspendidas en puntos de nudo de los tirantes, que suelen ser cables de alta resistencia a la tracción. Los tirantes verticales se han utilizado en muchos puentes, pero los tirantes diagonales como en la figura 17.25 tienen la ventaja de que aumentan la estabilidad aerodinámica del puente, que es muy importante para los puentes colgantes.
El cable debe ser de cables estirados en frío y no someterse a tratamiento térmico, ya que este último es susceptible de fallas debido a tensiones alternativas, incluso con cargas bajas. La estructura fibrosa de los alambres estirados en frío puede resistir tensiones alternativas mucho mejor que los alambres tratados térmicamente de grano fino.
Inestabilidad aerodinámica :
El puente Tacoma Narrows Bridge, con un tramo principal de 853 metros, se abrió al tráfico el 1 de julio de 1940, pero se dañó severamente y se hizo pedazos debido a la oscilación vertical y al momento de torsión causado por el viento que sopla a una velocidad de 67 Kmph.
En la investigación, reveló que el Puente Tacoma Narrows tenía una serie de desviaciones de las prácticas convencionales para tener un diseño que se viera mucho más delgado y, por lo tanto, más barato. Por ejemplo, se utilizaron vigas de placa poco profundas como viguetas de refuerzo, con una relación de profundidad de tramo de 350 en lugar de valores normales de 100 a 200 (Tabla 17.7), con una relación de ancho a ancho de 72 en lugar de un valor promedio de 40.
Estos cambios hicieron que la plataforma fuera muy flexible y sometió la plataforma a una oscilación vertical bajo las cargas en movimiento. El día de la falla, un viento que sopla a una velocidad de 67 Kmph creó una oscilación vertical combinada con un movimiento de torsión y, finalmente, hizo girar la plataforma del puente en pedazos.
El viento ejercido sobre una estructura provoca las siguientes fuerzas dependiendo de la forma y la sección transversal de la cubierta y el ángulo de ataque:
1. Levantar y arrastrar fuerzas.
2. Formación de vórtices.
3. Flutter.
Flutter es la oscilación de la plataforma del puente en un modo que incluye movimientos transversales y rotaciones torsionales y puede ocurrir cuando las frecuencias naturales de los dos modos, tomadas por separado, son iguales a la unidad, N ϴ / N v es decir - = 1, donde N 8 = frecuencia de torsión y N v = frecuencia vertical. Por lo tanto, la plataforma del puente debe tener valores N ϴ / N v significativamente mayores que la unidad.
Las frecuencias naturales y los modos de la estructura completa deben ser estimados. Las frecuencias más bajas generan (a) movimientos verticales con un modo en el centro del tramo principal y (b) movimiento torsional con un modo también en el centro del tramo principal. Las frecuencias naturales de algunos de los puentes existentes se muestran en la Tabla 17.6.
Disposiciones estructurales:
Se hacen los siguientes arreglos estructurales para puentes colgantes:
1. Backstay cargado o descargado.
2. Backstay auto-anclado o anclado externamente
3. Endurecimiento de cerchas de varios tipos
4. Varias proporciones de lado a tramo principal.
5. Varias proporciones de tramo a holgura del cable.
6. Varias proporciones de span a la profundidad del refuerzo del truss.
7. Arreglo de la torre.
8. Arreglo de suspensión.
Cable Sag:
El pandeo del cable influiría considerablemente en el diseño de un puente colgante, ya que un pan más pequeño aumenta la tensión del cable pero reduce la altura de las torres y la longitud de los colgadores. Por lo tanto, cuando el costo unitario de las torres y los ganchos es mayor o cuando el costo unitario de los cables es menor, se puede adoptar un menor hundimiento del cable y viceversa.
Una caída reducida del cable también aumenta la rigidez del cable, así como la rigidez total de la estructura, lo que resulta en una mayor frecuencia natural y una menor tendencia a la inestabilidad aerodinámica.
Ecuación del cable de suspensión:
Considere un punto P en el cable que tiene coordenadas xey con B como origen (Fig. 17.19). El cable de suspensión cuelga en forma de parábola cuya ecuación viene dada por,
La ecuación 17.2 proporciona la separación y del cable desde su soporte de torre a cualquier distancia x desde B.
Tensión en el cable:
De la Fig. 17.20, reacción vertical en la torre debido a la carga w por unidad de longitud = R B = R D = wL / 2 = R:
El cable es flexible, no puede tomar ningún momento y, como tal, el momento en la mitad del tramo del cable es cero. Por lo tanto, tomando el momento de las cargas y fuerzas del lado izquierdo sobre C,
Cables Back-Stay:
El cable de suspensión del tramo principal se apoya en dos torres a ambos lados del tramo principal. Después de pasar el cable de suspensión, el cable de suspensión generalmente está anclado en una masa de hormigón de algún tipo de dispositivo de anclaje. El cable del tramo lateral se denomina "cable de anclaje" o cable de "retroceso".
Los siguientes dos arreglos están hechos para pasar los cables sobre las torres desde el tramo principal al tramo lateral:
1. Guía de soporte de la polea.
2. Soporte de rodillos.
Guía de soporte de polea para cable de suspensión:
El cable principal se toma sobre una polea guía sin fricción fijada en la parte superior de la torre de soporte para morir en el lado lateral y luego se ancla. En la figura 17.21, a y θ son los ángulos que forman los cables con la línea central de la torre y T es la tensión en el cable. Dado que el cable pasa sobre una polea sin fricción, T en ambos lados es el mismo.
Reacción vertical en la torre debido a la tensión del cable.
R T = T cosα + T cosθ (17.5)
Fuerza horizontal en la parte superior de la torre,
T sinα - T sinθ = T (sinα - sinθ) (17.6)
Soporte de rodillo para cable de suspensión:
En esta disposición de cables de soporte, tanto el cable principal como el cable de anclaje están unidos a un soporte que se apoya en rodillos colocados en la parte superior de la torre (Fig. 17.22).
Como la silla está en reposo, los componentes horizontales de los cables principal y de anclaje deben ser los mismos, es decir,
H = T, sinα = T 2 sinθ (17.7)
Reacción vertical en la torre debido a la tensión en los cables.
R T = T 1 cosα + T 2 cosθ (17.8)
Ejemplo:
Un puente colgante con un tramo principal de 100 metros tiene una inclinación de cable de 10 metros. Calcule la tensión máxima en los cables cuando la plataforma lleva una carga de 50 KN por metro de longitud. También encuentre la reacción vertical en la torre (a) si el cable pasa sobre una polea sin fricción y (b) si el cable pasa sobre una montura que descansa sobre rodillos.
Dado:
L = tramo principal = 100 m
y = caída del cable en el centro = 10 m
w = UDL = 50 KN por m.
a = ángulo del cable de anclaje = 60 °
Breve descripción de algunos puentes colgantes existentes Forth Road Bridge (Escocia):
La elevación del puente se muestra en la Fig. 17.23. El tramo principal tiene una plataforma de placa de acero ortotrópico con una superficie de desgaste asfáltica de 38 mm de espesor. Los tramos laterales tienen 222 mm. Losa de hormigón grueso con una superficie de desgaste de 38 mm de espesor de hormigón asfáltico como en el vano principal. La relación de profundidad del tramo de la armadura de refuerzo es 120. En la Tabla 17.7 se muestran algunas características más.
La elevación del puente se muestra en la figura 17.24. El puente proporciona una calzada de cuatro carriles en 108 mm. Reja gruesa de acero. Mientras que los carriles exteriores están cubiertos de concreto, la autovía central se deja abierta por razones aerodinámicas. La relación de profundidad de tramo de la armadura de refuerzo en el puente Mackinac es 100. Algunas características más del arco del puente se muestran en la Tabla 17.7.
ii. Puente de Severn (Gales):
La elevación del puente de Severn se muestra en la fig. 17.25. El puente tiene una vía de doble carro de 9, 91 m cada una. En lugar del refuerzo del truss, se ha utilizado en el puente una sección de acero tubular o de viga de caja con diseño de lámina de aero.
El tráfico se realiza directamente por un 11, 5 mm. Placa de acero rígida gruesa. La característica especial de este puente es no solo la sección tubular en lugar de la armadura rígida, sino también las perchas inclinadas en lugar de las perchas verticales. El espacio de suspensión es de 18.3 metros y la inclinación de la suspensión con la vertical varía de 17.5 grados a 25 grados.
Algunas características adicionales se muestran en la Tabla 17.7:
iii. Puente Verrazano Narrows (EE. UU.):
La elevación del puente se muestra en la fig. 17.26. El puente tiene cubiertas dobles con 6 carriles en cada cubierta. En cada plataforma, se han provisto tres carriles de doble calzada que tienen una mediana central de 1.22 my un ancho de vía de 11.28 m. La relación de profundidad de tramo de la armadura de refuerzo es 177.5 y el centro a centro de los cables principales es 31.4 m. Algunas características más del puente se muestran en la Tabla 17.7.
