Tarea 2 Teoria de Etsructuras

Universidad Austral de Chile Facultad de Ciencias de la Ingeniería Instituto de Obras Civiles Escuela de Ingeniería Civil en Obras Civiles

Teoría y modelación de estructuras

: Isabel González Albacete  Teoría y modelación de estructuras  Dr. Ing Frank Schanack  IOCC 302 10 de abril de 2018, Valdivia

Se comentará el comportamiento de cada puente en base a la forma anti funicular ideal que debería tener un arco frente a las cargas de peso propio. Del comportamiento funicular se conoce que mientras mayor sea la magnitud de la carga, mayor será la curvatura que adopte el cable, siendo estas directamente proporcionales. Esto aplica también a los arcos de forma inversa, denominándose estructura anti funicular. En cada puente se observa que el peso propio en el tramo central del arco es menor y que este aumenta conforme se avanza hacia los extremos o apoyos del arco, por consiguiente, la forma de la directriz que mejor se adapta a las cargas de peso propio es aquella que tiene presenta menor curvatura en el centro y la aumenta hacia los extremos. A continuación, se aplicará lo anterior analizando cada puente:

El puente de alcántara presenta un arco de medio punto, lo que corresponde a un medio circulo con radio constante, y por consiguiente, curvatura constante. Esta forma sería ideal en el caso de una carga uniformemente distribuida y radial, sin embargo, las cargas de peso propio son gravitacionales y, como ya se mencionó, estas aumentan desde el tramo central hacia los extremos del arco, por lo tanto, la forma de la directriz del arco no está correctamente adaptada.

El puente de Avignon presenta un arco de tres centros, en el que, existe una curvatura mayor en la zona central y dos curvaturas menores de igual magnitud hacia los extremos. Esto no representa el comportamiento anti funicular, es un curvatura totalmente inversa a la descrita anteriormente, por lo tanto, la forma de la directriz no está correctamente adaptada bajo las cargas de peso propio que se describieron anteriormente.

El puente del diablo está formado por un arco ojival. Analizando el comportamiento funicular, para adquirir la forma ojival, habría que aplicar una carga mayor y concentrada en el centro y una menor distribuida constante hacia los extremos, lo que contradice nuevamente las cargas de peso propio gravitatorias que no son uniformes, además, a pesar de que en la imagen se observa una caseta, este peso no es tan importante o suficiente como para adquirir este cambio pronunciado en la zona central del puente. Finalmente la directriz no está correctamente adaptada.

El puente Vecchio tiene 3 arcos, cada uno de ellos es un segmento circular de radio constante. La estructura presenta tiendas comerciales asentadas que contribuyen con una gran carga de peso propio. Se diferencia del puente de alcántara que al ser un segmento menor de círculo, consigue que el arco no se apoye verticalmente sobre los estribos. No presenta una directriz correctamente adaptada pero si es mejor que los casos anteriores.

El puente de la concordia presenta en su mayoría una curvatura menor y en los extremos una mayor, es decir, aumenta la curvatura donde las cargas son mayores, por lo tanto, se asemeja mejor a la forma anti funicular que en los casos anteriores, por lo tanto, es una mejor adaptación de la directriz del arco.

Se observa que el arco está formado por varios radios, de manera que la curvatura del arco cambia de forma continua de acuerdo al comportamiento anti funicular, en que la curvatura será mayor donde la intensidad de las cargas también lo sea. La directriz del arco ya se encuentra adaptada a las cargas de peso propio.

Esta estructura tiene un arco ojival, que a diferencia del puente del diablo, si soporta una gran carga de peso propio en la zona central, por lo que la forma de la directriz está mejor adaptada que en el caso del puente mencionado.

El puente de la paz sigue la misma estructura que el puente de la concordia, en que la curvatura del arco cambia de forma continua de acuerdo al comportamiento anti funicular. Por lo que, se tiene la mejor forma en la directriz del arco para las cargas de peso propio.

Se construyó entre los años 104 y 106 d.C aproximadamente con pilares de gran altura para salvar el río Tajo y facilitar la comunicación entre las provincias en Roma, uniendo las orillas de Norba y Conimbriga. Roma en este siglo buscaba expandirse, por lo que comenzaron levantando caminos y calzadas para permitir el paso de soldados, comerciantes, viajeros, entre otros, por lo que se necesitaba también atravesar ríos y por consiguiente la construcción de puentes que permitieran salvar este obstáculo.

Es un puente medieval que cruza el río Ródano en el sur de Francia. En esta época el cristianismo se convierte en la ideología de las clases dominantes de Europa, por lo que, en Avignon se pensaba que la construcción del puente era un dictado de Dios para salvar de los inconvenientes que se producían río abajo cada vez que había crecidas en el río. Así, el puente tenía una ubicación estratégica, construido para cruzar el Rio Ródano y unir las ciudades de Avignon y Villeneuve les Avignon que luego se convertiría en una de las rutas de peregrinación entre Francia y España y comunicación esencial para la construcción de la corte papal en Avignon.

Es una construcción que se encuentra entre Martorell y Castellbisbal. En el mismo emplazamiento donde está construido existía un puente romano que tenía fines comerciales entre Italia y la península, permitiendo el cruce de norte a sur y de este a oeste del territorio catalán, sin embargo, fue destruido por una crecida del río que se llevó el pilar central. Se inició la reconstrucción terminando la obra con un cambio que incluía dos arcos ojivales adecuados para evitar el efecto de las crecidas del río con una pendiente y ancho suficientes para el transporte con animales de carga.

El Ponte Vecchio es el puente más antiguo de Florencia. Al igual que el puente del diablo, este tenía un precedente romano que se destruyó por una inundación. Fue reconstruido en varias ocasiones debido a las corrientes del rió Arno, por lo que la última vez se utilizaron arcos rebajados que permitían contar con un menor número de vanos haciendo que durante las inundaciones todo fluyera con mayor facilidad evitando un derrumbamiento.

Esta estructura del renacimiento tuvo dos antecesores destruidos por las fuertes crecidas, la última vez que fue construido se mejoró la forma del arco, ya que Miguel Ángel estudió una nueva técnica usando los arcos elípticas, de esta forma se permitió salvar una mayor luz con una menor altura y evitar las crecidas.

Fue obra de Jean Rodolphe Përronet quien se dedicaba investigar mejores métodos para obtener resultados, así comprendió que los arcos de piedra podían salvar luces con poco peralte y que las pilas podían ser esbeltas cuidando lo procesos constructivos como la utilización de cimbras para la construcción del arco y además, logrando estructuras más aligeradas. Estos estudios se impulsaron debido al derrumbe del primer puente Ronda en 1741 matando a una cantidad de personas. En esa época no había forma de calcular las estructuras, por lo que Jean Përronet inauguró la primera escuela de ingenieros del mundo impulsando el cálculo y la formación de ingenieros en la construcción de puentes.

Fue diseñado por Sejourne quien se graduó de la escuela de ingenieros fundada por Përronet. La solución adoptada para salvar a la vez el rio profundo y estrecho y el conjunto del valle fue concebir el viaducto en dos pisos: el piso inferior sirve para salvar el río y el piso superior sirve para franquear todo el valle. EL puente surge para permitir el paso del tren amarillo, construido a principios del siglo XX con el objetivo de conectar los altos valles catalanes impulsando una revolución económica y social en la zona.

Debido a la expansión que hubo en la ciudad, se lanzó una licitación para la construcción del puente y conectar los dos barrios de la ciudad de Sajonia. En esta época ya se habían desarrollado estudios para la construcción de puentes, por lo que existían ingenieros y arquitectos preparados para el desarrollo de estas estructuras, de esta forma se recibieron 23 ofertas y entre las cuales se seleccionó un proyecto con tres arcos, el cual se modificó para no impedir el tráfico del valle resultando el primer puente con un solo arco de 90 metros de luz.

Una vez vista la evolución que tuvieron los puentes de sillería, se observa que con el puente de la Concordia ya se obtiene una estructura adecuada para la construcción de futuros puentes de arco, gracias a Përronet comenzó a comprenderse la importancia de los términos de rendimiento de materiales y economía. Por lo tanto, lo que permitió triplicar la luz de estos puentes y lograr los 90 metros de luz, fue el desarrollo de los estudios teóricos dejando atrás el método de prueba y error como en el caso del puente de Ronda que resultó en un derrumbe, pero que a su vez impulsó el desarrollo de la primera escuela de ingeniería y la capacitación de ingenieros comprendiendo los conceptos de aplicación y transmisión de cargas a través de los elementos estructurales.