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Articulo de referencia

Muelle (estructura del puente)

Un pilar de puente es un soporte intermedio, colocado sobre una cimentación, que sostiene el tablero del tramo. Es un soporte permanente, a diferencia del apuntalamiento tempora...

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Un pilar de puente es un soporte intermedio, colocado sobre una cimentación, que sostiene el tablero del tramo. Es un soporte permanente, a diferencia del apuntalamiento temporal utilizado durante la construcción. [ 1 ]

Historia

Viaducto de Fades  : los pilares de mampostería tradicionales más altos jamás construidos (92  m).

Hasta la llegada del hormigón y el uso del hierro fundido y luego del acero, los puentes se construían con mampostería. Los puentes romanos eran robustos, semicirculares y se apoyaban sobre gruesos pilares, con un ancho equivalente a aproximadamente la mitad de la luz de la bóveda . [ 2 ]

No fue hasta 1750, con Jean-Rodolphe Perronet , que se pudo reducir el espesor de los pilares. Si bien se consideraba regla absoluta darles un espesor igual a un quinto de la luz, Perronet propuso y logró que se aceptaran espesores iguales a un décimo de la luz y alturas que variaban entre un quinto y un séptimo. Estas reducciones disminuyeron significativamente el obstáculo al flujo de agua creado por la estructura. [ 3 ] [ 4 ] Con una altura de 92 metros, los pilares del viaducto de Fades en Francia, inaugurados el 10 de octubre de 1909, son los pilares de mampostería tradicionales más altos jamás construidos. [ 5 ]

Posteriormente se lograron avances considerables con la invención del cemento natural moderno, descubierto en 1791 por James Parker en Inglaterra, y especialmente gracias al trabajo de Louis Vicat en Francia (1813-1818), quien sentó las bases de la industria de los aglutinantes hidráulicos y, por ende, del hormigón. La combinación con el acero dio origen al hormigón armado, permitiendo la construcción de estructuras cada vez más audaces y económicas. Paul Séjourné sería el último gran teórico de los puentes de mampostería, y sus métodos y fórmulas para el cálculo de pilares siguen vigentes hoy en día. [ 6 ]

Los pilares se volvieron más delgados y altos. Ya en 1937, el puente Golden Gate en Estados Unidos alcanzó una altura considerable , con pilones de 230 m (750 pies) de altura que integran pilares debajo de la calzada y torres para sostener los cables de suspensión del puente por encima de ella.  

Un nuevo avance se produjo con la aparición de dos nuevas tecnologías: el hormigón pretensado, desarrollado por Eugène Freyssinet en 1928, y el hormigón de alto rendimiento, en la década de 1980. La combinación de ambas permitió la construcción de pilares de gran altura.

Pilares de mampostería

Composición

Puente Viejo de Gien ( Loiret , Francia)  : pilares de mampostería, protegidos aguas abajo por las aguas estancadas.

En los pilares de puentes de mampostería, hay una parte resistente y una parte de relleno: [ 6 ]

  • La periferia de los pozos, a partir de cierto espesor, constituye la parte resistente, construida de piedra o ladrillo, ya sea en bruto o labrado.
  • El relleno dentro del perímetro, que consiste en piedras toscas o escombros, unidos o no por mortero o cemento, no ofrece una resistencia mecánica particular y a veces es de muy mala calidad y muy heterogénea.

Cálculo

Las dimensiones de los soportes resultan de la consideración de cuatro criterios: estabilidad frente al vuelco, resistencia a la compresión de la mampostería de soporte, presión admisible sobre el terreno y estética.

Sin embargo, los pilares de los primeros puentes no se calcularon y las características de las estructuras resultaron de fórmulas empíricas. Los pilares de las primeras estructuras eran muy robustos para garantizar la estabilidad del soporte durante la construcción: cada pilar era autoestable bajo el empuje de la bóveda ya construida. Posteriormente, la evolución técnica, como la construcción simultánea de bóvedas, permitió su perfeccionamiento.

El espesor de los pilares al nivel de las líneas de arranque de la bóveda viene dado por las fórmulas de Paul Séjourné . [ 7 ]

Muelles bajos

En este caso, la altura de la estructura, medida entre la parte superior de la plataforma y el suelo, está entre los valores a /3 y a /2, donde a denota la luz del arco, que generalmente es un arco semicircular o elíptico. [ 7 ]

El espesor e del pilar depende únicamente de la luz de los arcos: a /10 < e < a /8 .

Muelles altos

La altura total de la estructura generalmente está entre 1,5 a y 2,5 a . [ 7 ]

Los arcos son semicirculares y su espesor T depende tanto de la luz a de los arcos como de la altura H de la estructura: [ 7 ]

Si H = 2,5 a , T = 0,1 a + 0,04 H
Si H < 2,5 a , T = 0,125 a + 0,04 H

Sin embargo, si la longitud a es pequeña ( a < 8 m ), es preferible utilizar la siguiente fórmula para T:

T = 0,15 a + 0,4 [ 7 ]

Pilares de hormigón

La mayoría de los pilares de los puentes modernos están hechos de hormigón armado o de hormigón pretensado en el caso de estructuras de mayor tamaño. Se encuentran principalmente dos tipos de formas: columnas o muros.

Cada soporte puede estar compuesto por uno o más muros o columnas. Los muros de forma estándar que se pueden encontrar en la mayoría de las carreteras están representados en la ilustración de la derecha.

Las columnas, al ser superficies visibles, suelen ser objeto de investigación arquitectónica. Esto puede dar lugar a secciones distintas del clásico disco o a superficies específicas. A esto se le denomina hormigón arquitectónico.

Algunas estructuras presentan pilotes con formas distintas a las dos formas clásicas de columna o muro. El tablero del Puente de Europa en Orléans (Francia) se apoya sobre pilares tripodales particularmente originales.

Montones altos

Se considera que un pilote es alto cuando supera los 70  m. La esbeltez, es decir, la relación entre el diámetro máximo del fuste y la altura del pilote, suele ser menor o igual a 1/10°. La compresión ejercida en la base del pilote se ve acentuada tanto por el peso del propio pilote como por el peso de la losa de apoyo, ya que, por razones arquitectónicas, la gran altura suele ir acompañada de grandes luces. Por lo tanto, este es un ámbito lógico y, en ocasiones, privilegiado para el uso de hormigón de alto rendimiento. [ 8 ]

Composición del hormigón

Los hormigones de alto rendimiento se fabrican reduciendo la porosidad del hormigón, lo que implica disminuir la relación E / C entre la masa de agua y la de cemento por cada  metro cúbico de hormigón. Una relación E / C inferior a 0,4 generalmente corresponde, con cementos comunes, al ámbito del HPC (la resistencia supera entonces los 50  MPa). En la práctica, para compensar la disminución de la trabajabilidad del hormigón debida a bajas relaciones E / C , se utilizan superplastificantes para deflocular las partículas finas (cemento, adiciones minerales, ultrafinos). [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]

La composición del hormigón HPC80 utilizado para el puente de Elorn fue la siguiente: [ 12 ]

  • Cemento Saint-Vigor CPA HP PM: 150  kg/m³
  • Arena Saint-Renan 0/4 : 744  kg/m³
  • Grava Kerguillo 4/10 : 423  kg/m³
  • Grava Kerguillo 10/16 : 634  kg/m³
  • Humo de sílice (8%): ​​36  kg/m³
  • Plastificante (3,95%): 18  kg/m³
  • Retardador de ajuste: 1,6  kg/m³
  • Agua ( relación E / C  =  0,32): 132  kg/m³

Método de construcción

Para construir muelles altos se pueden utilizar dos métodos de construcción:

  • El encofrado trepador o autotrepante es el método más utilizado en Francia. El encofrado se apoya en la parte ya hormigonada para elevarse hasta una altura determinada. Sin embargo, es necesario reanudar el vertido de hormigón cada vez que se interrumpe el hormigonado. [ 13 ] Los pilares del viaducto de Millau y del viaducto de Verrières se construyeron utilizando este método. [ 14 ] [ 15 ]
  • El encofrado deslizante consiste en mover continuamente un encofrado a una velocidad de entre 10 y 30  cm por hora. Esta técnica evita la reanudación del vertido del hormigón. [ 16 ] El puente Tsing Ma (1997) en Hong Kong, el puente Skarnsundet (1991) o el puente Helgeland (1990) en Noruega se construyeron utilizando este método. [ 13 ]

Los muelles más altos del mundo

Las estructuras con los pilares más altos del mundo se concentran en Europa, específicamente en Francia, Alemania y Austria. La primera de ellas es el Viaducto de Millau , que posee el pilar más alto del mundo y otros dos entre los nueve primeros. La lista de los quince pilares más altos es la siguiente.

Véase también

Referencias

  1. ^ Encyclopédie pratique du bâtiment et des travaux publics (en francés). Colcha. 1953.
  2. ↑ Delbecq (1982 , p. 5) 
  3. ↑ Delbecq (1982 , pág. 6) 
  4. ↑ Prade (1986 , p. 38) 
  5. ↑ Prade (1986 , p. 295) 
  6. 1 2 Delbecq (1982 , p. 11) 
  7. ^ Allard y Kienert ( 1957 , pág.190 )​ 
  8. ^ d'Aloïa et al. (2003 , pág. 7) 
  9. ^ d'Aloïa et al. (2003 , pág. 13) 
  10. ^ d'Aloïa et al. (2003 , pág. 91) 
  11. ^ d'Aloïa et al. (2003 , pág. 94) 
  12. ^ d'Aloïa et al. (2003 , pág. 95) 
  13. 1 2 d'Aloïa et al. (2003 , pág. 39) 
  14. ^ d'Aloïa et al. (2003 , pág. 96) 
  15. ^ d'Aloïa et al. (2003 , pág. 98) 
  16. ^ d'Aloïa et al. (2003 , pág. 40) 

Bibliografía

  • Delbecq, Jean-Michel (1982). Les ponts en maçonnerie (en francés). SETRA.
  • Prade, Marcel (1986). Les ponts – monumentos históricos . Art et Patrimoine (en francés). Brissaud. ISBN 2-902170-54-8.
  • Allard, R.; Kienert, G. (1957). Notions de travaux publics (en francés). Eyrolles.
  • d'Aloïa, Laetitia; Légeron, Frédéric; Le Roy, Robert; Runfola, Pierre; Toutlemonde, François (2003). Valorisation des bétons à hautes performances dans les piles et pylônes de grande hauteur des ouvrages d'art (en francés). Laboratoire Central des Ponts et Chaussées. ISBN 2-7208-3118-2.