Puente de vigas cajón
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| Antepasado | Puente tubular |
|---|---|
| Relacionado | pasarela , pasarela aérea |
| Descendiente | puente segmentario |
| Lleva | Peatones, automóviles, camiones, trenes ligeros, trenes pesados |
| Rango de amplitud | Medio |
| Material | Acero, hormigón armado, hormigón pretensado |
| Móvil | Posible |
| Esfuerzo de diseño | Alto |
| Se requiere cimbra | Sí, si se utiliza hormigón armado o pretensado colado in situ, lo que es habitual en los pasos elevados de autopistas. |
Un puente de vigas cajón , o puente de sección en cajón , es un puente en el que las vigas principales comprenden vigas en forma de cajón hueco. La viga cajón normalmente comprende hormigón pretensado , acero estructural o un compuesto de acero y hormigón armado . El cajón suele tener una sección transversal rectangular o trapezoidal . Los puentes de vigas cajón se utilizan habitualmente para pasos elevados de autopistas y para estructuras elevadas modernas de transporte ferroviario ligero . Aunque el puente de vigas cajón normalmente es una forma de puente de vigas , las vigas cajón también se pueden utilizar en puentes atirantados y otros puentes.
Desarrollo de vigas cajón de acero
En 1919, el mayor Gifford Martel fue nombrado jefe del Experimental Bridging Establishment en Christchurch, Hampshire , [1] que investigó las posibilidades de utilizar tanques para fines de ingeniería en el campo de batalla, como la colocación de puentes y la limpieza de minas . Aquí continuó las pruebas en tanques Mark V modificados . El componente del puente incluía un puente de asalto, diseñado por el mayor Charles Inglis RE, el Canal Lock Bridge, que tenía la longitud suficiente para atravesar una esclusa de canal . El mayor Martel acopló el puente al tanque y utilizó la energía hidráulica generada por el motor del tanque para maniobrar el puente en su lugar. Para la limpieza de minas, los tanques estaban equipados con rodillos de 2 toneladas .
Martel también desarrolló su nuevo concepto de puente en la EBE, el puente Martel, un puente modular de vigas cajón adecuado para aplicaciones militares. El puente Martel fue adoptado por el ejército británico en 1925 como el Puente de Vigas Cajón Grande. [2] Una versión reducida de este diseño, el Puente de Vigas Cajón Pequeño , también fue adoptado formalmente por el ejército en 1932. Este último diseño fue copiado por muchos países, incluida Alemania, que llamó a su versión Kastenträger-Gerät (K-Gerät para abreviar). [2] Estados Unidos fue otro país cuyo ejército creó su propia copia, designándola como H-20. Además, la construcción modular del puente básico Martel se convertiría más tarde, durante la Segunda Guerra Mundial, en parte de la base del puente Bailey . En 1954, la Comisión Real de Premios a Inventores otorgó a Martel £ 500 por infracción del diseño de su puente por parte del diseñador del puente Bailey, Donald Bailey . [3]
Tanto el diseño de Caja Grande como el de Caja Pequeña tendrían mucho uso en la Segunda Guerra Mundial, especialmente en el caso de esta última.
El puente de vigas cajón (no modular) fue una opción popular durante la expansión de la construcción de carreteras de la década de 1960, especialmente en el oeste, y muchos proyectos de puentes nuevos estaban en marcha simultáneamente. Un golpe serio para este uso fue una secuencia de tres desastres graves, cuando los puentes nuevos se derrumbaron en 1970 ( Puente West Gate y Puente Cleddau ) y 1971 (Puente Sur (Coblenza)). Cincuenta y una personas murieron en estos derrumbes, lo que llevó en el Reino Unido a la formación del Comité Merrison [4] y a una inversión considerable en nuevas investigaciones sobre el comportamiento de las vigas cajón de acero.
La mayoría de los puentes que todavía estaban en construcción en ese momento se retrasaron para investigar el principio básico de diseño. Algunos fueron abandonados y reconstruidos como un tipo diferente de puente. La mayoría de los que permanecieron como puentes de vigas cajón, como el puente Erskine ( illus. ), fueron rediseñados o se les agregó refuerzo adicional más tarde. Algunos puentes se reforzaron unos años después de su apertura y luego se reforzaron aún más años después, aunque esto a menudo se debió a una mayor carga de tráfico tanto como a mejores estándares de diseño. El puente Irwell Valley de 1970 se reforzó en 1970 y nuevamente en 2000. [5]
Construcción
Si están hechos de hormigón, los puentes de vigas cajón se pueden construir en el lugar utilizando soportes de cimbra , se pueden quitar una vez terminados o se pueden construir en secciones si se trata de un puente segmentado . Las vigas cajón también se pueden prefabricar en un patio de fabricación y luego transportar y colocar utilizando grúas .
En el caso de las vigas cajón de acero, normalmente se fabrican fuera del lugar y se colocan en su lugar con una grúa, con secciones conectadas mediante pernos o soldadura. Si se utiliza un tablero de puente de hormigón compuesto, a menudo se hormigona en el lugar utilizando cimbra temporal sostenida por la viga de acero.
También se puede instalar cualquier tipo de puente mediante la técnica de lanzamiento progresivo . Con este método, se suelen utilizar grúas pórtico para colocar nuevos segmentos en las partes terminadas del puente hasta que se completa la superestructura del mismo.
Ventajas y desventajas
Ventajas
- Reduce el espesor de la losa y el peso propio del puente.
- Rentable
- Mayor resistencia por unidad de área del hormigón
- Garantía de calidad, ya que las vigas prefabricadas se fabrican fuera del sitio.
Desventajas
(Principalmente diseños no modulares)
- Las vigas de acero estructural son costosas
- Ineficiencias logísticas y costos de transporte
Referencias
- ^ Museo de los Ingenieros Reales Archivado el 1 de mayo de 2008 en Wayback Machine.
- ^ ab Think Defence (30 de diciembre de 2011). "Puentes militares del Reino Unido: equipamiento (puentes de equipamiento anteriores a la Segunda Guerra Mundial)". www.thinkdefence.co.uk . Consultado el 8 de mayo de 2017 .
Adoptado por el ejército en 1925, el puente de vigas de cajón grande era adaptable y relativamente barato, capaz de soportar cargas de hasta 40 toneladas, y permaneció en servicio hasta que fue reemplazado por el puente Bailey.
- ^ "Reclamación del general sobre el puente 'utilizada como base para el diseño de Bailey'"". The Times . 26 de julio de 1955. pág. 4 col E.
- ^ Departamento de Medio Ambiente (Comité de Investigación Merrison) (1973). Investigación sobre las bases de diseño y el método de construcción de puentes con vigas de cajón de acero . Londres: HMSO .
- ^ Smith, DA; Hendy, CR (2002). "Refuerzo del puente de Irwell Valley, Reino Unido" (PDF) . Ingeniería de puentes . 161 (BE1). Institution of Civil Engineers : 33–43.[ enlace muerto permanente ]
