Una Guía Básica de Puentes de Acero: Una Maravilla de la Ingeniería
Se requiere un mayor volumen de infraestructura para sostener el rápido aumento de la población y las actividades sociales. Las infraestructuras son esenciales para respaldar el crecimiento de las economías y promover el bienestar de cada individuo. Los puentes, por ejemplo, son vitales para agilizar el transporte, son fundamentales para conectar comunidades y llevar necesidades a las personas, especialmente alimentos, refugio, medicamentos y educación. Gracias al viaje triunfal de la humanidad en la Ingeniería Civil y en el dominio de los diseños de puentes, el nacimiento del acero. bridge hace casi 150 años nos permitió conectar rápidamente regiones distantes, llevar tecnologías a áreas remotas y establecer numerosas carreteras sobre el agua que acortan significativamente el tiempo de viaje.
Los puentes de acero se convierten en una vista común en todo el mundo, en ciudades y áreas rurales, en soberanos ricos y países en desarrollo. Son populares en la construcción moderna debido a su resistencia, durabilidad y capacidad para abarcar largas distancias. Los puentes de acero vienen en diferentes tipos y tamaños, desde un pequeño puente peatonal o Bailey hasta un gigantesco puente colgante que puede conectar dos ciudades. En este artículo, exploraremos los componentes estructurales, los tipos, las ventajas y las áreas de mejora de los puentes de acero
Componentes Estructurales de Puentes de Acero
Los componentes estructurales del puente de acero varían en su tipo y tamaño. Sin embargo, son típicamente una combinación de vigas de acero, columnas, cubiertas y vigas.
Vigas – They are steel sections or fabrications that runs continuous from pier to pier to span the gap and support the weight of the bridge. Steel beams are the main structural components of the bridge. They come in different shapes, including I-beams or H-beams, box girders, and trusses.
Columnas - Proporcionan soporte vertical para el puente y anclaje a la cimentación. Al estar en una ubicación y condiciones críticas, las columnas de puentes de acero, especialmente las transportadas por el agua, normalmente son de hormigón armado o una combinación de acero y hormigón armado. La construcción de cimientos, incluidas las columnas ubicadas en masas de agua, requiere el uso de un marco de acero temporal o permanente para facilitar la fundición de hormigón. En algunos casos, las columnas de acero están revestidas con hormigón para proporcionar protección al acero contra la corrosión.
Vigas Grandes – Las vigas de acero pueden ser vigas de chapa o vigas de caja. Estos componentes de acero proporcionan soporte lateral para el puente. Las vigas tienen una alta capacidad de carga y están diseñadas para transportar grandes cantidades de cargas dinámicas y móviles.
Cubierta - La cubierta del puente es la superficie de la calzada o pasarela que utilizan los vehículos o peatones para pasar. Por lo general, está hecho de hormigón armado o acero. Los diseños modernos de cubiertas denominados losas de cubierta compuestas implican perfiles de chapa galvanizada como refuerzo contra el momento positivo y encofrado para la colocación de hormigón al mismo tiempo. Estos perfiles de chapa galvanizada se conectan a vigas o vigas maestras mediante sujetadores o soldadura.. La cubierta está soportada por una serie de vigas que corren paralelas a las vigas.
Articulaciones – Diferentes componentes estructurales se unen para funcionar como un solo puente de acero. Las juntas están diseñadas para ser rígidas o flexibles y se logran mediante soldadura o atornillado.
Tipos de Puentes de Acero
Los puentes o puentes de acero a veces se clasifican según el tipo de tráfico que soportan.. En este caso, encontramos designaciones como puente peatonal, puente de carretera o carretera, puente ferroviario o la combinación de diferentes tipos.
El puente peatonal también llamado pasarela o paso elevado está diseñado exclusivamente para peatones, en resumen, una pasarela elevada. Viene en diferentes formas y diseños estructurales: rígido, truss, atirantado, arco y más.
Puente de carretera, puente de carretera o skyway es una estructura de carretera principal elevada para vehículos de todo tipo. Este tipo de puentes se construyen para evitar obstrucciones.
El puente ferroviario está diseñado para transportar tránsitos ferroviarios o trenes de pasajeros. El propósito de construir un puente ferroviario que no sea evitar obstrucciones es crear un medio de transporte aislado e ininterrumpido que sea mucho más rápido que los medios normales.
Si bien los puentes de acero generalmente se clasifican como se indicó anteriormente, los tipos se pueden describir con más detalle de acuerdo con su sistema estructural. En otras palabras, se pueden clasificar de acuerdo con la composición de su sistema de transporte de carga. Las cargas pueden ser transportadas por vigas, cables, cerchas y más.
Puente de vigas de acero – se puede hacer usando una viga de celosía o una viga de alma sólida. La viga de tela sólida viene en dos tipos: viga de placa o viga de caja. Las vigas de placa también se conocen como vigas en I o vigas en H, mientras que las vigas de caja tienen formas de trapezoides cerrados de cuatro lados. Las vigas de placa se adoptan para tramos simplemente soportados de menos de 50 metros y vigas de caja para tramos continuos de hasta 250 metros. Las vigas de celosía son adecuadas para puentes con un alcance de 30 metros a 350 metros.
Puente de acero de arco – también llamado puente de arco atado. Al igual que el puente de vigas, la estructura del componente principal, que es el arco, se puede construir con cerchas de acero o vigas de acero. Puente de arco se basa en una base fuerte, preferiblemente hormigón armado, que restringe las fuerzas de compresión transferidas del arco gigante. Los puentes de acero de arco son opciones competitivas para tramos de 200 metros a 450 metros.
Puente de acero atirantado – depende de una torre o pilón que se extiende alto donde los cables de alta tensión o tendones que lleva la cubierta están anclados o atados. Este tipo de puentes es económico para tramos de 150 metros hasta más de 500 metros. En este tipo de sistema de soporte de puente, los cables se originan en la parte superior del pilón y corren directamente a las vigas a intervalos que aparecen como las costillas de un ventilador. Las torres o pilones son de hormigón armado, acero estructural fabricado o combinación.
Puente de Acero de Suspensión – La diferencia entre el puente atirantado y el puente de acero de suspensión es la disposición de los cables o tirantes. En el puente colgante, los cables que soportan la cubierta están suspendidos verticalmente del cable principal. Los cables se distribuyen tanto en la parte superior e inferior haciéndolos en ángulo recto con la cubierta. Los cables principales que sujetan los tirantes van de torre en torre y profundamente anclados al suelo en ambos extremos.. Los puentes colgantes son las mejores soluciones para puentes de largo recorrido.
Ventajas de los puentes de
Resistencia y durabilidad - Los puentes de acero son fuertes y duraderos, con una alta relación resistencia-peso. Pueden soportar cargas pesadas y condiciones climáticas duras.
Tramo largo - Los puentes de acero pueden recorrer largas distancias con mínimos o sin necesidad de soportes intermedios. Esto los hace adecuados para cruzar grandes masas de agua, valles y otros obstáculos.
Velocidad de construcción - Los puentes de acero pueden ser prefabricados fuera del sitio y luego ensamblados en el sitio. Esto permite reducir el tiempo de construcción debido a las múltiples tareas que pueden tener lugar simultáneamente entre sí. También mejora la calidad y la seguridad debido al entorno y los parámetros de producción controlados.
Bajo mantenimiento - Los puentes de acero requieren un mantenimiento mínimo, ya que son resistentes a la corrosión y el deterioro cuando están equipados correctamente con protección. Esto los hace rentables a largo plazo, especialmente con la capacidad del acero para ser reubicado, reemplazado, reutilizado y reciclado.
Estéticamente agradable – Los puentes monumentales son en su mayoría puentes de acero porque pueden ser diseñados para ser estéticamente agradables, con formas y diseños únicos que complementan su entorno.
Áreas de mejora: Puentes de acero
Corrosión - Aunque el acero es altamente resistente a la corrosión con la ayuda de medidas de protección, todavía puede ser afectado por la oxidación en el tiempo. Esto puede debilitar la estructura del puente y requerir mantenimiento
Expansión térmica - Los puentes de acero pueden expandirse y contraerse con los cambios de temperatura, lo que puede causar estrés en la estructura. Esto requiere un diseño y una construcción cuidadosos para evitar daños.
Costo – En cierta medida, los puentes de acero pueden ser más costosos que otros materiales, como el hormigón o la madera.
Impacto ambiental - La producción de acero requiere energía y recursos significativos, que pueden tener un impacto medioambiental negativo.
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