El cálculo de puentes es una compleja tarea realizada por profesionales especializados, aquí te contamos como.
Puentes y su cálculo estructural en 5 fases
Los puentes son de las infraestructuras más antiguas de la humanidad, y desde hace siglos han servido para conectar poblaciones, ciudades, o simplemente crear nuevas rutas de comercio. Con el paso del tiempo se ha complejizado la construcción y el cálculo de puentes, haciendo las luces más amplias, cada vez las cargas son mayores y más complejas, se busca más criterios estéticos como la esbeltez, convirtiéndolos en monumentos para las ciudades más modernas.
Antes de adentrarnos por completo en el proceso de cálculo, conviene aclarar exactamente a qué nos referimos con un puente: Como muchos sabemos, es una infraestructura de desarrollo horizontal que tiene el único objetivo de salvar uno o varios vanos. La parte compleja implica que su estructura pueda resistir con creces las cargas verticales que recibe (el tránsito que pasa constantemente) , el movimiento las vibraciones que puedan producir, el embate del viento y otros fenómenos naturales; de ahí lo arduo y complejo de la tarea de los ingenieros civiles a la hora de calcular y diseñar un puente.
Sin ánimos de simplificar esta labor, y a modo de referencia de lo complejo que es, os traemos 5 fases a las que se enfrentan los ingenieros en el cálculo de puentes:
1. Estudios preliminares
La primera parte del proceso pasa por estudiar, junto con todos los profesionales que necesiten estar involucrados, todos los aspectos que van a condicionar la forma del puente a desarrollar en el proyecto, esto en conjunto con geólogos, arquitectos, ingenieros, etc. Ya que a la hora de escoger la tipología de puente que se desarrollará en el proyecto se deben tener en cuenta una amplia todos los factores posibles, que no son el objetivo de este post, pero que hemos desarrollado en este artículo previo.
2. Pre-dimensionamiento de secciones
En base a la tipología estructura elegida como resultado de la etapa anterior, se comienza a dar dimensiones a dicha estructura, comenzando por los distintos tipos de secciones que presentan el diseño del puente. La tipología estructural también nos determinará el procedimiento de cálculo a desarrollar. Existen los siguientes tipos estructurales:
-
-
Tableros de vigas estructurales
-
Puentes de losa
-
Puentes mixtos tipos cajón
-
Estudio estructural de puentes con softwares especializados. Dlubal
3. Cálculo de los elementos
En esta etapa se recurre a la normativa técnica existente en cada región o país, donde se determina el sobredimensionamiento en base a los coeficientes de seguridad para evitar las catástrofes en la medida de los posible.
4. Cálculo de esfuerzos y tensiones
En esta etapa es necesario descomponer en el puente en los distintos sistemas estructurales que definen el sistema estructural, por ejemplo, pórticos para los pilares, cerchas, tensores, etc. Adoptando un modelo de cálculo estructural para cada uno, y así obtener los esfuerzos y las tensiones en toda la estructura del puente.
En el caso de las cimentaciones en los puentes, son casi tan importantes como calcular el propio puente, por lo que hemos dedicado una entrada entera en nuestro blog, que te recomendamos visitar.
5. Comprobación estructural
En esta etapa se asignan materiales específicos para cada uno de los elementos estructurales del puente, permitiendo integrar las propiedades mecánicas de cada uno de ellos al cálculo, y así comprobar que el pre-dimensionamiento cumple con todos los coeficientes de seguridad establecidos en los códigos técnicos. Así como en cualquiera de las etapas anteriores, si algo no cumple o es incorrecto se debe regresar a la fase anterior, convirtiendo al cálculo de puentes en un proceso iterativo.
Construcción de con cerchas metálicos. Victor Yepes
Podemos evidenciar que la fase de pre-dimensionamiento es de las más importantes y que requiere especial atención, porque sin ella no se puede avanzar a las fases posteriores, y si hay cualquier fallo o incumplimiento en el proceso, es a la que se debe regresar para replantear o modificar el diseño del puente. Está claro que el cálculo de puentes es un proceso muy complejo que requiere de profesionales muy capacitados y especializados en el tema.
Si te interesa desarrollarte como profesional especializado en el cálculo de estructuras, te recomendamos visitar el programa de la maestría en Análisis y Cálculo de Estructuras que tenemos disponible en Structuralia.
