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DISEÑO DE PUENTE TRABE CAJON. Alexis Galmich Hernández INGENIERIA CIVIL C101

PUENTE TRABE CAJON Existen diferentes tipos de puentes de acuerdo a la forma de su estructura. Nos centraremos en el puente trabe cajón, En la actualidad, prácticamente todos los puentes se construyen con esta técnica y es una de las más exitosas. Este puente tiene una losa superior que sirve como cordón de la trabe. Si te imaginas un puente el cordón superior es la parte horizontal de la parte superior de la construcción del puente y trabe es el nombre de la viga. La trabe cajón tiene por lo menos 2 almas o bien más de 2 almas (son aquellos que unen los extremos del cordón superior y el cordón inferior).

Actualmente son considerados para longitudes de 20 a 45 m. Se puede incrementar hasta 60 m con vigas tipo Gerber (se llaman así gracias al ingeniero alemán Henrich Gerber y tienen una especial aplicación para tramos largos). Más allá de este rango es probablemente más económico seleccionar con otro tipo diferente de estructuración. Debido a la alta resistencia, una estructura de trabe cajón postensada (se refiere a un estado especial de esfuerzos inducido para aumentar la capacidad de cargas y disminuir el tamaño del elemento) es apropiada para puentes con curvatura notable. Para puentes con poca curvatura se pueden usar trabes cajón pretensadas (trabes en los que los tendones que generalmente son de cable torcido se tensan antes de colocar el concreto). VENTAJAS DE LAS TRABES CAJÓN    

Alta rigidez torsional y flexionante. Nervaduras anchas. El espacio encerrado dentro de la trabe puede ser útil para el paso de servicios o para otros propósitos. Por ejemplo, en una estructura una subestación eléctrica completa puede ser encerrada dentro de la sección. El mantenimiento es más sencillo.

 

El espacio interior puede ser sellado, y el aire adentro puede secarse para proveer una atmósfera no dañina. La apariencia de una trabe cajón es generalmente más atractiva.

DEFINICIÓN DE PRESFUERZO El presfuerzo significa la creación intencional de esfuerzos permanentes en una estructura, con el propósito de mejorar su comportamiento y resistencia cuando ya esté en funcionamiento. Los principios y técnicas del presforzado se han aplicado a estructuras de muchos tipos y materiales, la aplicación más común ha tenido lugar en el diseño del concreto. Con la práctica y el avance en conocimiento, se ha visto que esta idea no es necesaria, pues pueden permitirse esfuerzos en el concreto y un cierto ancho en las grietas. -Presforzar para aumentar la resistencia última del elemento. Esto es considerar al concreto presforzado como una combinación de acero y concreto, similar al concreto reforzado, con acero tomando tensión y concreto tomando compresión de tal manera que los dos materiales tengan resistencia contra lo externo. Es un concepto fácil para ingenieros familiarizados con concreto reforzado. En el concreto presforzado se usa acero de alta resistencia que tendrá que fluir (siempre y cuando la viga sea dúctil) antes de que su resistencia sea completamente alcanzada. DISEÑO DE PUENTES DE TRABES CAJON

El diseño de elementos de concreto presforzado consiste en tener un elemento que sea funcional y económico, para determinadas acciones y características de la obra, esto es, proporcionarle presfuerzo y refuerzo para que tenga un

comportamiento adecuado durante todas sus etapas ante cargas de servicio y cargas últimas. Es claro que ante este punto de vista, el elemento a utilizar no es desconocido sino un dato que el diseñador de acuerdo a sus conocimientos y experiencia debe proporcionar. Debido a que las trabes cajón tienen un borde superior e inferior, deben ser diseñadas como viga T. ESFUERZOS DE ADHERENCIA, LONGITUD DE TRANSFERENCIA Y LONGITUD DE DESARROLLO En las vigas de concreto presforzado las fuerzas que actúan tienden a producir el deslizamiento de los tendones a través del concreto que los rodea. La longitud de transferencia depende de varios factores, incluyendo el esfuerzo de tensión del acero, la configuración de la sección transversal del acero (por ejemplo, alambres contra cables), la condición en que se encuentre la superficie del acero, y la rapidez con la que se libere la fuerza. Los alambres de acero que se encuentran ligeramente oxidados requerirán longitudes menores que aquellos que se encuentren limpios y brillantes. Las pruebas indican que si la fuerza se libera constantemente, la longitud requerida sería más grande que la que se requeriría si la fuerza se aplica gradualmente. La resistencia del concreto tiene muy poca participación.

Para proponer la sección y el presfuerzo se pueden tomar las siguientes recomendaciones: -Peralte de la estructura (La palabra peralte se utiliza normalmente para describir un tipo de arco o viga.) Para asegurar una adecuada rigidez que limite las deflexiones, en la Referencia 1 y 2 se recomienda que la relación peralte-claro (Los claros se refiere al espacio entre los apoyos, para ser más específico seria la separación máxima) en trabes cajón sea:

Material

Relación peralte-claro

Concreto

Tramos simples reforzado L/16.67

Concreto presforzado

L/22.22

Tramos continuos L/18.18 L/25

Estos valores pueden variar de acuerdo a la resistencia del concreto, requerimientos de claro, consideraciones estéticas, prácticas constructivas, carga y otros factores. Se acostumbra para trabes cajón simplemente apoyadas una relación de L/22 a L/23, incluyendo la losa colada. Para su análisis estructural, se tiene la viga exterior y la viga interior, a las cuales se les aplican diseños de vigas T. La losa superior se diseña en la misma forma que para el caso de puentes de placa y vigas. El ancho correcto de la placa superior para las vigas interiores, se toma con las mismas especificaciones dadas para vigas T y el ancho correcto del voladizo para una viga exterior se toma con las especificaciones dadas para vigas. En ambos casos el ancho total de la placa se asume correcto para compresión. Para ejemplificar la posición de las vigas se puede tomar una altura igual a L/15 para luces simples y L/18 para luces continuas. La altura mínima para vigas es dada por la siguiente formula: H = 0.15 + L/20 m. La altura dada por esta fórmula se toma para el caso de vigas continuas y se debe incrementar en un 10% para el caso de luces simples. Se específica, que el espesor de la placa inferior no debe ser menor a 1/16 la separación entre vigas o 14 cm., a no ser que por diseño se requiera, el cual no debe ser mayor al de la placa superior. El espesor de los nervios de las vigas (Nervio o nervadura es un elemento constructivo formado por un segmento de arco saliente), es aproximadamente igual a 20 cm. Cuando por diseño se requiera un cambio de espesor, la variación debe ser gradual y debe hacerse en una distancia de doce veces la diferencia de espesores de la viga. La separación de los nervios se toma entre 2.40 m y 3.65 m. ALGUNOS EJEMPLOS:

El puente de la fotografía fue el primero de este tipo construido para ferrocarriles. El arquitecto (Stephenson, 1803-59) empleó modelos experimentales así como su experiencia en la construcción de barcos.

Puentes de Conway, también de Stephenson. Por entonces, la el empleo de vigas cajón provocaba cierta controversia en cuanto a su adecuación a las solicitaciones impuestas.

Puente de "Forth Road". Los diferentes tramos fueron elevados con grúa y soldados en sus extremos libres.

Es necesario que el ingeniero y el estudiante comprendan los conceptos básicos del concreto presforzado para que este bien familiarizado en el diseño de estos elementos. Gracias a la combinación del concreto y el acero de presfuerzo es posible producir en un elemento estructural esfuerzos y deformaciones que se contrarresten total o parcialmente con los producidos por las cargas, lográndose así diseños muy buenos. Los elementos que se pueden obtener son más esbeltos y eficientes.

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BIBLIOGRAFIA

i http://concretopreforzado.wordpress.com/2011/11/21/68/ http://documentos.arq.com.mx/Detalles/2 8282.html#.VGF34_mUdps

www.smie.org.mx/SMIE_Articulos/cu/cu_03/te_01/ar_02.pdf www.inti.gob.ar/cirsoc/pdf/puentes_hormigon/capitulo04.pdf www.construaprende.com/docs/tesis/293-concreto-presforzado http://cybertesis.uach.cl/tesis/uach/2006/fifv473c/doc/fifv473c.pdf http://www.trabis.com.mx/trabis1/productos/Trabes http://html.rincondelvago.com/construccion-civil.html http://www.ehowenespanol.com/cuales-son-funciones-cuerda-superior-puente-info_295390/ http://arte-y-arquitectura.glosario.net/construccion-y-arquitectura/trabe-7677.html http://cdigital.uv.mx/bitstream/123456789/32836/1/ramirezguzman.pdf http://es.slideshare.net/JONAER/estructuras-postensadas-y-pretensadas http://www.ehowenespanol.com/peralte-construccion-sobre_162684/ https://mx.answers.yahoo.com/question/index?qid=20110909124231AACY6B1 http://es.wikipedia.org/wiki/Nervio_%28arquitectura%29