Elasticidad en los puentes.

A mis progenitores por innumerables motivos hayan logrado encaminarme por el buen camino y así lograr el objetivo desead

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A mis progenitores por innumerables motivos hayan logrado encaminarme por el buen camino y así lograr el objetivo deseado.

INTRODUCCIÓN En este trabajo vamos a conocer que en los sitios donde la topografía y el relieve del terreno presentan irregularidades considerables debidas a los cambios geológicos y cauces naturales, es necesario el uso de los puentes carreteros que servirán de enlace entre dos puntos separados por obstáculos, donde antes no existía ningún tipo de acceso. Los obstáculos pueden ser variados y presentan condiciones que

obligan a usar diferentes tipos de

estructuras, un obstáculo muy común son las utopistas en las cuales no se puede interrumpir el flujo vehicular, para ello se construyen pasos a desnivel, los cuales son muy comunes en países desarrollados. Además de conocer la elaboración de proyectos que involucre el empleo de cables estructurales, sobre todo para puentes, requiere tomar en cuenta los efectos no lineales introducidos por los grandes desplazamientos que se producen en este tipo de estructuras. En este trabajo se presenta algunos aspectos a tener en cuenta en el análisis de cables, así como de presentar una breve descripción en lo que a tecnología de cables se refiere. Los materiales no elásticos no son adecuados para las construcciones ya que no son capaces de soportar las fuerzas externas, y por eso, varias obras se destruyen con facilidad. La elasticidad en sí es el fenómeno que tienen los cuerpos de volver a su estado original después de haber sufrido deformaciones, y esto es lo que no posee los materiales no elásticos, según indica la ley de Hooke.

ELASTICIDAD EN LOS PUENTES DEFICIÓN DE UN PUENTE: Los puentes son estructuras que proporcionan una vía de paso sobre el agua, una carretera, o una vía férrea, pero también pueden transportar tuberías y líneas de distribución de energía, y tienen que contar por lo menos, con un carril para circulación del tráfico u otras cargas rodantes y que tenga un claro, medido a lo largo del centro de la vía, que exceda de 6.00 metros entre los apoyos en los estribos o entre arranques de los arcos, o los extremos de las aberturas exteriores en cajas múltiples. CLASIFICACIÓN DE PUENTES: Los puentes son de dos tipos generales: puentes fijos y puentes móviles, éstos últimos representan una minoría respecto a los puentes fijos y pueden abrirse ya sea vertical u horizontalmente de modo que permita que el tránsito fluvial pase por debajo de la estructura. Los puentes podemos clasificarlos según su tipo de material con los que fueron construidos, por su utilización, por su condición de operación, por el tipo de cruce y por su alineamiento. a) POR SU TIPO DE MATERIAL: 

De madera.



De tabique.



De concreto: armado, simple y ciclópeo.



De acero.



De acero y concreto.

b) POR SU UTILIZACIÓN: 

Puentes peatonales.



Puentes de ferrocarriles.



Puentes de presa.



Puentes de camino.



Puentes de acueductos.

c) POR SU CONDICIÓN DE OPERACIÓN: 

Puentes de bóveda.



Puentes de loza plana reforzada.



De viga simple.



De sección aligerada.



De armaduras de madera.



De armaduras de hierro.



Colgantes.



Suspendidos.



De estructuras aligeradas.



De losas nervuradas.



Puentes móviles.



Puentes elevadizos.



Puentes basculantes.



Puentes deslizantes.



Puentes de caballetes metálicos.



Puentes de trabes metálicas.



Puentes de pontones.

d) POR SU TIPO DE CRUCE: 

Puentes de cruce normal.



Puentes de cruce esviajado.

e) POR SU TIPO DE ALINEAMIENTO: 

Puentes en curva.



Puentes en tangentes.



Puentes en pendientes.

Además de su geometría básica y según su sistema estructural. f) POR SU GEOMETRICA BASICA: 

Puentes rectos.



Puentes a escuadra.



Puentes de paso superior.



Puentes de paso inferior.



Puentes de claro corto.



Puentes de claro medio.



Puentes de claro largo.

g) SEGÚN SU SISTEMA ESTRUCTURAL: 

Puentes de claro simple.



Puentes de viga continua.



Puentes de arco simple.



Puentes de arco múltiple.

Estructura de un puente:

TECNOLOGIA DE CABLES: En aplicaciones estructurales, la palabra cable por lo general se usa en sentido genérico para indicar un miembro flexible solicitado a tensión. La forma o configuración de un cable depende de su hechura; puede componerse de barras paralelas, alambres paralelos, cordones o torones paralelos, o torones enrollados con trabas. DEFINICIÓN DE TÉRMINOS: Cable: Cualquier miembro flexible a tensión que consiste en uno o más grupos de alambres, torones, cordeles o barras. Alambre: Una sola longitud continua de metal producida de una varilla mediante trefilado en frío. Torón estructural (con excepción del torón de alambres paralelos): Alambres enrollados helicoidalmente alrededor de un alambre central para producir una sección simétrica, producido en los Estados Unidos de acuerdo con la norma ASTM A586.

Torones de alambres paralelos. Alambres individuales configurados en un arreglo paralelo sin el torcimiento helicoidal. Torones enrollados con trabas Un arreglo de alambres semejante al torón estructural excepto que los alambres en algunas capas están configurados para que queden trabados cuando se colocan alrededor del núcleo. Cable estructural: Varios torones enrollados helicoidalmente alrededor de un núcleo formado por un torón u otro cable, producido en los Estados Unidos de acuerdo con la norma ASTM A603. PROPIEDADES ESTRUCTURALES DE LOS CABLES: Una comparación entre el esfuerzo nominal último y admisible, a tensión, para varios tipos de cables se presenta en las siguientes tablas:

RESISTENCIAS NOMINALES Y ADMISIBLES DE CABLES

T ipo

Resistencia nominal a tensión, F pu

(1)

{klb/pulg

Resistencia admisible a tensión, F t

Barras ASTM A722 Tipo II

150 (10568)

Torón enrollado con trabas

210 (14795)

Torón estructural, ASTM A586

220 (15500)

0.33 F pu

Cable estructural, ASTM A603*

220 (15500)

0.33 F pu

Alambre paralelo

225 (15852)

Alambre paralelo, ASTM A421

240 (16909)

Torón paralelo ASTM A416

270 (19023)

0.45 F pu

= 67.5 (4756)

0.33 F pu

= 70 (4882) = 73.3 (5115) = 73.3 (5115)

0.40 F pu

= 90 (6341)

0.45 F pu

= 108 (7609)

0.45 F pu

= 121.5 (8560)

2

2 (kg/cm )}

(1) PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS CABLES DE ACERO {klb/pulg2 (kg/cm2)} Resistencia mínima a la ruptura (*), de tamaños seleccionados de cables Diámetro nominal en pulg.

Torón galvanizado

Cable galvanizado

1/ 2 3/ 4

30 (2,110) 68 (4,782)

23 (1,618) 52 (3,657)

1 1 1/ 2

122 (8,580) 276 (19,410)

91.4 (6,428) 208 (14,628)

2 3

490 (34,460) 1076 (75,672)

372 (26,162) 824 (57,950)

4

1850 (130,105)

1460 (102,677)

Módulo mínimo de elasticidad, para los intervalos indicados de diámetros Intervalo de diámetro nominal, en pulg.

Módulo máximo en klb/pulg2

torón galvanizado y preteestirado 1/ a 2 2 9 2 5/16 /8 y más

3/ a 4 8

24,000 (1'690,912) 23,000 (1'620,458)

cable galvanizado y preestirado

20,000 (1'409,094)

COMPARACIÓN ENTRE EL TORÓN Y EL CABLE ESTRUCTURAL

PROPIEDADES Módulo de elasticidad Flexibilidad Resistencia Largo del alambre Recubrimiento de zinc Resistencia a la corrosión

TORÓN RESPECTO AL CABLE Mayor (con el mismo tipo de acero) Menor A igual tamaño, mayor Más largo Mayor Mayor

EL PREESTIRAMIENTO DE LOS CABLES: El pre alargamiento remueve el alargamiento de construcción inherente al producto cuando sale de las máquinas de enrollado y cerramiento. El preestiramiento también permite, bajo cargas prescritas, la medición precisa de longitudes y la marcación de puntos especiales en el torón o cable dentro de tolerancias estrechas. Se lleva a cabo por el fabricante al someter sobre el torón a una carga predeterminada durante un intervalo de tiempo suficiente para permitir el ajuste de las partes componentes a esa carga. La carga de preestiramiento normalmente no excede 55% de la resistencia última nominal del torón. ELASTICIDAD DE LOS PUENTES: Se debe prestar atención a la correcta determinación del módulo de elasticidad del cable, el cual varía según el tipo de manufactura. Dicho módulo se determina de una longitud de probeta de al menos 100 pulg y con el área metálica bruta del torón o cable, incluyendo el recubrimiento de zinc, si es del caso. Las lecturas de la elongación usadas para el cálculo del módulo de elasticidad se toman cuando el torón o cable se estira a por lo menos 10% del esfuerzo último establecido en la norma o a más del 90% del esfuerzo de preestiramiento. PROTECCIÓN CONTRA LA CORROSIÓN:

Los alambres pueden ser

protegidos contra la corrosión mediante galvanización, un recubrimiento sacrificable de zinc que impide la corrosión del acero mientras no se rompa dicho recubrimiento. La efectividad del recubrimiento de zinc es proporcional a su espesor, medido en onzas por pie cuadrado del área superficial del alambre desnudo. El recubrimiento de zinc clase A varía de 0.40 a 1.00 oz/pie2, dependiendo del diámetro nominal del alambre recubierto. Un recubrimiento clase B, o clase C es, respectivamente, 2 ó 3 veces más pesado que el recubrimiento clase A.

ESTÁTICA DE LOS CABLES: TEORIA DE LOS CABLES FLEXIBLES: La Ecuación diferencial de los cables flexibles es 𝑑2 𝑦 𝑝 = 𝑑𝑥 2 𝑡0

Cuando es constante la intensidad de la carga p la descripción se aproxima a la de un puente colgante, obteniéndose la forma parabólica del cable. Y= 4f/12 (1x-x2) S=L+8/3 (f2/L)

H=wl2/8f

ΔS=wL2/2EA(L/4f+4f/3L)

Donde: Δf1

= Aumento de flecha por alargamiento de cable entre torres

ΔL

= Aumento de longitud de cable entre torres E =

Módulo

elasticidad del cable A

= Area transversal de la parte metálica del cable calculado

n1

= fm / L'

n

= f / L'

Hpp

= Tensión horizontal verdadera por peso propio total

H'pp

= Hpp / 2 a cada lado del puente

L1

= Longitud del cable fiador izquierdo

L2

= Longitud del cable fiador derecho

Δf2

= Aumento de flecha por disminución de luz entre torres

ΔL'

= Aumento de longitud de cable entre torres.

de

BIBLIOGRAFIA: -

http://es.slideshare.net/kathyespinoza24/puentes-colgantes http://html.rincondelvago.com/elasticidad-de-las-construcciones.html https://www.mtc.gob.pe/portal/transportes/caminos_ferro/Seminario2006/A mpuero.pdf http://www.monografias.com/trabajos81/fuerzas-construccion-puentecolgante/fuerzas-construccion-puente-colgante2.shtml