¿Cuál tipología de puente es la más antigua y utilizada?
Escrito por: Ing. Hellen Garita
Se cree
que los primeros puentes de la historia se construían con árboles, los cuales
se colocaban horizontalmente y se apoyaban en los laterales de un río o depresión
para poder cruzarlo, como se ejemplifica en la figura 1. No se tiene mucha
evidencia de ello, en parte debido a que la madera es un material que posee problemas
de durabilidad si no es tratada adecuadamente, lo que indica que se tratarían
de puentes temporales. Las estructuras como estas se pueden clasificar por su taxonomía
como puentes tipo viga, por lo que se puede decir que los puentes tipo viga corresponden
ser la tipología más antigua.
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Figura 1. Puente
de troncos Inca en camino alternativo a Machu-Pichu
Tomado de https://static5.depositphotos.com/1042498/513/i/950/depositphotos_5139768-stock-photo-inca-bridge-of-machu-picchu.jpg
el 10 de mayo del 2018
Puentes
tipo viga
Los
puentes tipo viga se llaman así ya que la superestructura, es decir, el
conjunto de elementos encargados de soportar las cargas y transmitirlas a los
apoyos, está conformada por vigas. Las vigas son piezas rígidas que se apoyan
en dos o más puntos en dirección del tránsito, salvan un tramo recto o curvo
por lo que pueden tener alguna de estas formas, y pueden ser de sección
constante o variable. Sobre estas se coloca una superficie llamada tablero, generalmente
de concreto, que les transfiere las cargas de tránsito. La gran mayoría de
puentes de viga son de concreto (armado o presforzado) o acero.
Además
de las vigas principales que se mencionaron anteriormente, un puente tipo viga
puede tener vigas diafragma que tienen la función primordialmente de ayudar a
transmitir las cargas del tablero entre las vigas principales y de generar
estabilidad lateral. Las vigas diafragma se diferencian a simple vista de las
principales, ya que las primeras se colocan transversales a la dirección del
tránsito.
Dentro de la
clasificación de puentes de vigas se desprenden varios tipos dependiendo de la
geometría del elemento o elementos principales; por ejemplo se tienen puentes
tipo viga cajón (múltiple o sencillo), viga te o doble te, viga canal y viga
múltiple, tal y como se aprecia en el cuadro 1. Los puentes tipo
cajón se estudiaron anteriormente en otra entrada de este blog (para mayor
detalle puede ingresar aquí).
Un
puente que se clasifica como viga múltiple se puede decir que es el tipo más
simple de puente; por lo general cubren luces libres que alcanzan hasta los 75
m, esto quiere decir sin que se requiera de un apoyo intermedio.
El nombre “puente de
vigas” puede sonar confuso, ya que la gran mayoría de puentes poseen vigas. Por
ejemplo, un puente tipo arco que como el ubicado sobre el río Colorado en las
cercanías de la represa Hoover, en el estado de Nevada (ver figura 2), posee vigas; sin
embargo, las vigas se colocan para transferir las cargas a los elementos
verticales que transfieren las cargas al arco, por lo que el arco es el
elemento principal de la superestructura y el que transfiere las cargas a los
elementos de la subestructura. En el caso de los puentes de vigas, no hay otro
elemento encargado de transferir las cargas directamente a la subestructura más
que las vigas longitudinales. 
Figura 2. Puente
tipo arco sobre la represa Hoover
Fuente: Tomado de https://seba29888.files.wordpress.com/2015/05/wpid-dsc_0153.jpg
el 5 de mayo del 2018
Puentes
de viga múltiple en Costa Rica
La
Unidad de Puentes del LanammeUCR clasifica las estructuras utilizando la
terminología del NBI (código 43 (FDOT, 2015)) de donde se extrajeron 13 categorías, y además se agregó
la categoría otros para que así
cubrir todas las tipologías que se observan actualmente en la Red Vial Nacional
(RVN) (Muñoz-Barrantes et al., 2017). Como anteriormente se observó en el cuadro 1, esta
clasificación no encasilla a todas las estructuras tipo viga en una sola, sino
que se desprenden varios tipos dependiendo de la geometría del elemento o
elementos principales.
Para
entender mejor los componentes de los puentes tipo viga se presenta un segmento
de la sección transversal de dos puentes. Cabe aclarar que estas secciones se
presentan para ejemplificar la conformación general de elementos de un puente
de vigas múltiples sin que signifique que todos los puentes de este tipo deben
de tener las mismas secciones o dimensiones.
En la figura 3 se
muestra la sección transversal del puente sobre el río Corobicí ubicado en la
Ruta Nacional No. 1 (ver figura 3). Este es un puente
de vigas I de concreto presforzado con acero postensado, que tienen una
separación centro a centro de 2,45 m y un peralte o altura de 1,37 m; además se
observa en la imagen la viga diafragma, el tablero de concreto, las barreras y
barandas. 
Figura 3.
Sección de la vista transversal entre apoyos del puente de vigas de concreto
ubicado sobre el río Corobicí en la Ruta Nacional No. 1
Fuente: MOPT & Conavi, 2016
En
la figura 4 se observa una parte
de la sección transversal del puente sobre el río Villa Vieja ubicado en la
Ruta Nacional No. 1. En este caso se tienen 4 vigas de acero de peraltes
ligeramente diferentes entre sí; además de vigas diafragma de acero con peralte
de 400 mm. Se aprecia el tablero de concreto, la acera y baranda.
 
Figura 5. Vigas
principales (a) simples y (b) continuas
Fuente: Ramírez, 2016
Longitudes
de puentes tipo viga
Las
longitudes del tramo máximo de los puentes tipo viga de la RVN varían entre los
6 m a 80 m. Según el inventario de la Unidad de Puentes, el puente sobre el río
Chirripó en Matina, Limón, es el puente más largo de vigas múltiples y el que
posee el claro libre de mayor longitud. Tiene un largo total de 416 m y el
claro máximo alcanza los 73 m. Su superestructura está conformada por 4 vigas
metálicas tal y como se aprecia en la Figura 5 y Figura 6. Este sistema
posee arriostramiento entre las vigas longitudinales con el fin de brindar
estabilidad lateral.
Figura 5. Vista
del puente sobre el río Chirripó en la Ruta Nacional No. 32
Figura 6. Vista
inferior del puente sobre el río Chirripó en la Ruta Nacional No. 32
Famosos
puentes de viga múltiple en el mundo
El Gran
Puente Tianjin ubicado en la República de China, cuenta con el título de ser el
tercer puente más largo del mundo (Pariona,
2018). En total cubre una longitud de 113700 m y es un puente de vigas
múltiples construido para el tren de alta velocidad que une dos grandes zonas
económicas (ver figura 7). La construcción de este viaducto se completó en el
2010 sin embargo, entró en funcionamiento en el 2011 (BridgesDB, 2018).
Figura 7. Gran Puente Tiajin, China
Fuente: BridgesDB, 2018
sin
embargo fue foco de controversia ya que no superaba la longitud del puente Lake
Pontchartrain Causeway en el agua (Solomon,
2017).
Figura 8. Puentes sobre el lago Pontchartrain, Lousiana
Fuente: Witcher, 2017
Como los
puentes mostrados, existen muchos puentes importantes de vigas múltiples. Con
estas estructuras se busca solucionar el cruce de una depresión, carretera o
ciudad, con un enfoque en aspectos funcionales y económicos más que estéticos.
En
futuros entradas a este blog continuaremos el estudio de otras tipologías
estructurales de puentes.
Bibliografía
MOPT, & Conavi. (2013). Planos as bulit puente
río Villa Vieja Existente Ruta Nacional No. 1 Carretera Interamericana Norte
sección: Cañas-Liberia.
MOPT, & Conavi. (febrero de 2016). Planos del puente
sobre el río Corobicí en la Ruta Nacional No. 1 Carretera Interamericana Norte sección:
Cañas- Liberia.
Muñoz-Barantes, J., Vargas-Alas, L., Ruiz-Cubillo, P.,
Vega-Salas, P., Barrantes-Jiménez, R., Villalobos-Vega, E., y otros. (2017). Protocolo
de inspección de puentes después de sismo. LanammeUCR, San Pedro de Montes
de Oca.
National Bridge Inventory Data. (2016). Local Road
over Lake Pontchartrain. Recuperado el 27 de
febrero de 2018, de https://bridgereports.com/1233411
Pariona, A. (2018). The
Longest Bridges In The World. Obtenido de worldatlas: https://www.worldatlas.com/articles/20-longest-bridges-in-the-world.html
Ramírez, M. (2010). Material del curso de Puentes. Módulo 1.
San José, Costa Rica: Impartido en el Colegio Federado de Ingenieros y
Arquitectos (CFIA).
Solomon, B. (2017). 10 of the world's longest
bridges of various types. Obtenido de CNNtravel:
https://edition.cnn.com/travel/article/worlds-longest-bridges/index.html
Witcher, T. R. (2017). History Lesson: Lake
Pontchartrain Causeway. Civil Engineering , 87 (5), 42-45.
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Esto detalla cómo los puentes tipo viga, la tipología más antigua, evolucionaron de estructuras de madera a modernas construcciones de concreto y acero. Los puentes tipo viga, como el que se encuentra sobre el río Chirripó en Costa Rica, con una longitud total de 416 metros y un claro máximo de 73 metros, ejemplifican cómo estos puentes pueden abarcar grandes distancias sin necesidad de soportes intermedios (Muñoz-Barrantes et al., 2017). La inspección OCA es fundamental para asegurar la estabilidad y durabilidad de estos puentes a lo largo del tiempo.
ResponderEliminarA nivel internacional, puentes como el Gran Puente Tianjin en China, con 113.7 kilómetros, y el Lake Pontchartrain Causeway en Estados Unidos, con 38.4 kilómetros, demuestran la importancia de los puentes tipo viga en la infraestructura moderna (BridgesDB, 2018; Witcher, 2017). Estos ejemplos subrayan la capacidad de los puentes tipo viga para conectar regiones extensas y soportar grandes volúmenes de tránsito.
La inspección OCA asegura que estos puentes continúen funcionando de manera segura y eficiente. Su rol es crucial en la evaluación regular de la condición estructural, garantizando que las infraestructuras críticas sigan siendo seguras para el uso público y cumpliendo con los estándares de seguridad a lo largo de su vida útil.