Diseño y Comportamiento de Tableros de Puentes de Vigas

1. Rigidez a Torsión en Vigas Cajón vs. Vigas Doble T

¿Las vigas con sección cajón tienen una mayor rigidez a torsión que las vigas doble T? ¿Cómo afecta esto al trabajo conjunto del tablero? ¿Qué puede decir respecto del trabajo de la losa superior en relación con las losas de tablero de vigas doble T?

Las vigas cajón poseen una mayor rigidez a torsión longitudinal en comparación con las vigas doble T. Esta característica resulta en una mejor distribución transversal de las cargas, transfiriéndolas desde las vigas más cargadas hacia las menos cargadas.

En consecuencia, se requieren luces menores para la flexión transversal de la losa superior, lo que disminuye el trabajo que esta realiza bajo este tipo de flexión.

2. Parámetros de Diseño del Tablero y Separación entre Vigas

Cite al menos dos parámetros del diseño del tablero de un puente de vigas que estén relacionados con la separación entre vigas.

2.1 Relación Canto / Luz (h/L)

Este parámetro define la esbeltez del tablero y está directamente relacionado con la separación entre vigas (s).

Un aumento en la separación entre vigas implica un mayor canto de las mismas, lo que generalmente resulta en un tablero menos esbelto. Sin embargo, si se utilizan grandes cabezas inferiores que permitan la introducción de pretensado, es posible reducir el canto a expensas de aumentar la anchura del ala inferior de las vigas.

En tableros de vigas prefabricadas, la esbeltez más común es h/L = 1/16. Dentro de las esbelteces normales:

• h/L = 1/20: Tableros esbeltos.
• h/L = 1/15: Tableros ligeramente más pesados.

Los tableros de vigas construidos in situ suelen ser menos esbeltos, con una relación h/L que oscila entre 1/10 y 1/18.

2.2 Separación entre Vigas y Espesor de la Losa

Existe una relación directa entre la separación entre vigas y el espesor y la rigidez de la losa superior. Una mayor rigidez en la losa superior permite una mayor separación entre las vigas.

En su predimensionamiento de tableros de vigas prefabricadas, Guyon estableció un valor para la separación entre vigas de “s = L / 36 + 2” (m). En este tipo de tableros, s no suele superar los 3,5 m. No obstante, en tableros de vigas in situ, donde el número de vigas es menor y su canto es mayor, es común encontrar separaciones entre vigas superiores a 5,0 m.

El espesor de la losa (e) no debe ser inferior a 20 cm, siendo valores normales: s/20 ≤ e ≤ s/15.

Guyon, en su predimensionamiento, propuso un valor para el espesor de la losa de: 0,50 ó 0,60 x (s / 9 – 6 cm).

3. Dirección del Viento y Tipo de Empuje según la Instrucción IAP-11

Explique, según la instrucción IAP-11, la dirección de viento a considerar para evaluar la sobrecarga de viento y qué tipo de empuje procede.

Al evaluar la acción del viento sobre la estructura, se consideran dos direcciones principales:

• Dirección transversal (X): Perpendicular al eje del tablero. Esta componente puede estar acompañada de una componente asociada en dirección vertical (Z).
• Dirección longitudinal (Y): Paralela al eje del tablero.

El tipo de empuje que se considera es tanto horizontal como vertical.

4. Morfología Longitudinal de Puentes de Vigas

Explicar brevemente las tres posibilidades en cuanto a la morfología longitudinal de puente de vigas.

4.1 Tableros Simplemente Apoyados

Esta es la tipología más común. Las vigas se apoyan directamente sobre las pilas mediante dispositivos como neoprenos.

4.2 Tableros Semicontinuos

En este tipo de puentes, la continuidad se establece únicamente a nivel de la losa superior. Las vigas de vanos contiguos no se conectan entre sí, por lo que no se requieren juntas de dilatación.

4.3 Tableros Continuos

En este caso, la continuidad se establece a lo largo de todo el tablero, lo que implica la necesidad de un armado de continuidad.