Seminario Iet2012 Tendencias Actuales En El DiseñO Y Construcción De Puentes: Puentes integrales y Puentes Extradosados

4to Seminario de Ingeniería Civil
Universidad de la Republica - 2012

“Tendencias actuales en el diseño y construcción de puentes:
Puentes Integrales y Puentes con Pretensado Extradorsal”
Dr. Ing. Fernando Sima*

* Profesor de Puentes IET - Universidad de la República
Profesor de Puentes FI - Universidad de Montevideo
Investigador ANII (Candidato)
Miembro de IABSE (International Association for Bridge and Structural Engineering)
Miembro de IABMAS (International Association for Bridge Maintenance and Safety)

fsima@fing.edu.uy Montevideo, Setiembre 2012


“Puentes Integrales”
Sin juntas de dilatación
Que se considera un “puente integral”?
Sin aparatos de apoyo

Razón de ser de los puentes integrales

Juntas de dilatación
Singularidades en la estructura del tablero
Aparatos de apoyo
- Perdida de funcionalidad del tablero
- Mayor frecuencia y costo de las operaciones de
mantenimiento
- Mayor deformabilidad

Montevideo, Setiembre 2012


Tendencia de la inversión en la construcción/mantenimiento de
puentes en Europa



Reducción de los costos de mantenimiento relacionados
con juntas de dilatación y apoyos o por problemas
relacionados por un mal funcionamiento de estos.
Ventajas de los puentes
integrales Mejora en la funcionalidad (confort del usuario)

- Mayor redundancia estructural.
- Mejor respuesta frente a cargas en servicio, así como
cargas accidentales (sismo, impacto, etc.)
-Mayor capacidad residual en ELU
- Menor deformabilidad
Costo de construcción competitivo

Esto no quiere decir que sean estructuras “libres de mantenimiento”


Experiencia Internacional

USA Gran cantidad de puentes integrales ejecutados
desde los años 60

- En general no superan los 90 m (algunas excepciones: Tenesse L=358 m)
- Características en común: estribo cimentado sobre una línea de pilotes (en general
metálicos hincados), losa de transición integrada al diafragma del tablero, que a su
vez recoge la cabeza de los pilotes.
- Se limita el ángulo de esviaje (<30°- 45°)
- El diseño se basa en reglas practicas/experiencia. Se ha invertido mucho esfuerzo de
investigación en este tema en los últimos años.



Esquema típico de un puente integral (IAB – Integral Abutment bridge)



Reino Unido La UK Highway Agency incluyó la consideración de puentes
integrales para longitudes cortas y medias a partir de 1992

Campañas experimentales a
comienzos de los años 90
(England et al. 2000)



Suiza Larga tradición de puentes integrales/semi-integrales: 40 % de
los puentes de la FEDRO

Las directrices de diseño de la Oficina de carreteras de la Federación Suiza
(FEDRO) incluyen desde 1990, como regla general, que las juntas de dilatación
se deben evitar en puentes de hasta 60 m.

En vez de limitar la longitud del puente, la revisión 2010 de las directrices de la
FEDRO limita el desplazamiento máximo del extremo, en función de varios
parámetros



Puentes rectos La rigidez longitudinal
es usualmente mucho Estribos tan flexibles
o de curvatura como sea posible
moderada mayor que la rigidez de
la subestructura.



Si no es posible hacer Semi-integral
los estribos flexibles



Aparecerán además
Puentes de Estribos tan rígidos
esfuerzos de flexión
curvatura fuerte como sea posible
transversales



A tener en cuenta en el diseño
Geometría en planta
Longitud de movimiento (“movement length”)
Sistema estructural
Desplazamiento máximo en el Tipo de tablero (hormigón armado/pretensado,
extremo del puente (efectos de mixto, etc.)
temperatura, retracción, fluencia, Tipo y rigidez del estribo
esfuerzos horizontales, etc)
Condiciones del suelo
Secuencia constructiva
Rigidez transversal a flexión (en el caso de
puentes de curvatura importante)

Detalle de losa de transición y encuentro tablero-estribo


Análisis



Análisis no lineal



Líneas de investigación

Modelos simplificados para la interacción suelo-estructura

Instrumentación y monitoreo de puentes integrales en servicio

Efectos de la interacción suelo-estructura en el desempeño de
los puentes integrales frente a cargas de tipo sísmico
Transformación de puentes existentes “simplemente apoyados” a
puentes integrales


Puentes: Diseño y Construcción

Puentes Extradosados
Concepto de puente extradosado Mathivat 1988

Previamente utilizado por Christian Menn (Puente de Ganter) 1980



Compiten con los puentes ejecutados Luces entre 100 y 200 m
por voladizos sucesivos y atirantados



Puente de Ganter (Suiza, 1980) – Christian Menn



Propuesta de Mathivat para el viaducto Arrêt-Darré
(Francia, 1983)



Puente de Barton Creek (USA, 1991) – Tony Gee



Puente de Socorridos (Portugal, 1994)



Odawara Blue Way (Japón, 1994)



Características de los puentes extradosados

Torres (pilonos) de poca altura (L/10)
Se admiten valores de tensión en los cables más altos que en
los puentes atirantados
Utilización de anclajes típicos de pretensado (no aparecen los
efectos de fatiga en anclajes de atirantados)
No hay necesidad de ajuste de la fuerza en los cables

Configuración muy favorable en el caso de puentes de muchos vanos (>3)

Competitivo desde el punto de vista económico (consumo de materiales
hormigón/acero equilibrado)



Variables a considerar a nivel de diseño conceptual

Cuidadosa selección del reparto de rigideces entre tablero y pilonos

Relación entre el vano principal y el vano de compensación

Canto del tablero

Relación entre tablero/torres y subestructura

Altura de las torres

Tensión admisible en los cables

Distancia de la torre al anclaje del primer cable en el tablero



Sunniberg bridge (Suiza, 1998) – Christian Menn



Puente extradosado en Maribor (Eslovenia, 2007)



Pearl Harbor Memorial Bridge (New Haven, USA 2012)


Yumekake Bridge (Japón, 2010)


Puente sobre el río Deba (España, 2003)


Gracias por su atención
“Tendencias actuales en el diseño y construcción de puentes:
Puentes Integrales y Puentes con Pretensado Extradorsal”
Dr. Ing. Fernando Sima*

* Profesor de Puentes IET - Universidad de la República
Profesor de Puentes FI - Universidad de Montevideo
Investigador ANII (Candidato)
Miembro de IABSE (International Association for Bridge and Structural Engineering)
Miembro de IABMAS (International Association for Bridge Maintenance and Safety)

fsima@fing.edu.uy Montevideo, Setiembre 2012

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