Según su definición, La pilas, son las estructuras verticales de soporte de los puentes. Las tipologías de pilas son muchas, y varían según factores de diseño estructural, de estética, y económicos. 1. 2. 3. 4. 5. Pilas rectas: es la forma más sencilla de pilas, o sea con sección cuadrada o rectangular, sin inclinaciones o cambios de sección. Son a menudo rectas las pilas de gran altura, que a veces no presentan el dintel para simplificar la construcción. Pilas Curvas: las pilas curvas tienen forma circular o elíptica, y se utilizan sobre todo cuando hay una exigencia hidráulica (por ejemplo, pilas en ríos), pues esta sección reduce la presión dinámica del agua. Pilas pórtico: esta tipología está caracterizada por la presencia de un cabecero superior que une más pilas. Según las propiedades estéticas y estructurales requeridas por el proyecto, existen muchas secciones que pueden tener las pilas de puentes.
Configuraciones de pilas y secciones
Sección Maciza: la sección maciza es típica de pilas con alturas no muy elevadas. Sección hueca: en este caso, la sección presenta un hueco interior por exigencia de aligeramiento de la pila misma y ahorro de hormigón. El capitel tiene la función de interconexión entre tablero y pila, transmitiendo las cargas del tablero a la pila. Normalmente hasta 12 m de altura se encofra, si posible, con cimbra apoyada al suelo. Para alturas de más de 12 m hay que utilizar sistemas sin apoyo al suelo (Por Ejemplo. Capitel empotrado en el tablero: en sistemas estáticos con continuidad entre tablero y pila, se puede elegir, en fase de proyecto, el capitel empotrado en el tablero, sin apoyos.
Los puentes mejoran la organización del territorio, facilitan la circulación de las personas, vehículos y otros medios de transporte, como los ferrocarriles y satisfacen nuestras necesidades de movilidad. 1-Cimentación. 2- Subestructura. 1-Zapatas cuadradas. 2- Zapatas rectangulares. El tipo de suelo, la estabilidad que este ofrece y la carga a transferir, determinan el material, el tamaño y la forma del pilote. Los pilotes suelen ser de hormigón armado o de acero y pueden ser prefabricados o ejecutados in situ. En cuanto a su configuración, lo habitual es que una vez ejecutadas, sean descabezadas y se ejecute el encepado que las una y empotre para que finalmente sirvan de punto de arranque de las pilas. 1-Cimentación pilotada clásica.
Estribos, apoyos y fundaciones
Los estribos son los elementos estructurales de retención del suelo que soportan la carga vertical de la superestructura del puente en sus dos extremos. Completados por otras estructuras denominadas aletas, que pueden estar integradas o separadas del estribo, su función consiste en colaborar junto a las pilas en la sustentación del tablero, además de servir como muros de contención unidos a un talud tanto al inicio como al final del puente. 1-Aleta. 2- Losa de aproximación. 3- Muro frontal. 4- Fundación poco profunda. 5- Apoyo. Son los apoyos de la superestructura que se encuentran entre los dos estribos. Al igual que los estribos, las pilas son elementos de apoyo que conducen los esfuerzos de la superestructura hacia los cimientos o fundaciones. Están diseñadas para resistir todas las fuerzas verticales, horizontales y transversales que actúan sobre el puente.
La forma de las pilas también puede variar dependiendo de la altura y resistencia requerida. Cuando la altura es reducida suelen ser de sección constante, mientras que cuando la altura es mayor, su sección será variable y decreciente en altura y, además, su sección será hueca para optimizar la cantidad de hormigón y armadura, así como para reducir el peso sobre la cimentación. Si las pilas están sumergidas en ríos o en el mar, se les da una forma redondeada o de tajamar en sus dos extremos para reducir los efectos de la corriente. En cuanto a las pilas de tipo columna ofrecen una estética mucho más liviana y una mayor visibilidad bajo el puente.
Los pilonos o torres forman parte de la subestructura de los puentes atirantados, en voladizo, extradosados y colgantes. 1-Puente voladizo. 2- Puente atirantado. La estructura portante variará dependiendo del tipo de puente. En el caso del puente en arco, el arco es el principal componente estructural que puede situarse encima o debajo del tablero. 1-Puente de armadura. 2- Puente en arco sobre tablero. 3- Puente en arco bajo tablero. 4- Puente de vigas. 5-Puente colgado.
Puentes de hormigón, vigas y sistemas de apoyo
En el caso de puentes de hormigón in situ, los más simples están formados por una losa maciza de hormigón. Cuando su canto aumenta se introducen pequeños aligeramientos circulares longitudinales para optimizar la estructura. 1-Vigas de hormigón. 2- Vigas metálicas. 3- Losa aligerada sin voladizos. 4- Losa nervada. 5- Losa aligerada con voladizos. 6- Cajón de hormigón. 1-Ala tablero. 2- Jabalcón. 3- Núcleo tablero. 4- Apoyos. En el caso de los puentes de tipo viga, las vigas sostienen el tablero y se sitúan sobre los estribos y las pilas a lo largo de todo el puente para soportar toda su carga. Pueden ser de hormigón, acero o placas armadas. La losa sostiene la superficie de rodadura y recibe también las cargas de los vehículos. Se encarga de distribuir estos esfuerzos a las vigas de manera transversal. A fin de evitar el movimiento de las vigas se les ajustan unas vigas de manera perpendicular o transversal al puente llamadas diafragmas. Los diafragmas hacen posible la resistencia a las deformaciones transversales del puente, incrementan la distribución de las cargas a todas las vigas y ofrecen una estructura más estable a la construcción. Situada sobre la losa del tablero, la superficie de rodadura está expuesta de manera directa a la acción de los neumáticos de los vehículos y hace posible una circulación cómoda y segura. Debe contar con la uniformidad y la rugosidad necesarias para cumplir las condiciones de seguridad vial. 1-Discontinuidad. 2- Tablero. 1-Junta de betún modificado. 2- Perfil de caucho. 3- Perfiles de caucho armado.
Los dispositivos de apoyo son elementos mediante los que el tablero transmite las acciones que le solicitan a las pilas y estribos. El más común es el apoyo de neopreno zunchado, y para puentes de gran longitud, reacciones muy elevadas, y/o pilas muy rígidas se usan apoyos deslizantes y tipo “pot”.
La construcción de una buena cimentación para los puentes es fundamental a la hora de que la estructura ofrezca un buen comportamiento durante su vida, proporcionando seguridad a los usuarios de la misma. Para iniciar la cimentación es necesario realizar primeramente el desbroce y la limpieza del terreno, efectuando un replanteo de los elementos que formarán la cimentación. Una vez concluidas estas tareas se realizará una excavación, en la que se tendrán en cuenta diferentes criterios como pueden ser las características del terreno, la estabilidad de las excavaciones, o el agua de la lluvia que puede alterar la capacidad resistente del suelo. En algunos casos puede ser necesario también efectuar una mejora del terreno. Después se debe realizar un hormigonado de limpieza, de unos 10 centímetros de espesor, ya que así se podrán realizar las siguientes operaciones sobre una zona nivelada y limpia.
Tenemos que distinguir entre dos tipos de cimentaciones: las superficiales y las profundas. Cuando se haya realizado el hormigonado de limpieza, se comenzará a disponer la ferralla, que puede realizarse in situ, o estar ya preparada, utilizando separadores para que las armaduras no estén en contacto con los encofrados. El siguiente paso consiste en colocar los encofrados laterales de tal manera que no se muevan, para que pueda realizarse el hormigonado sin problemas.
Las cimentaciones profundas se llevan a cabo mediante pilotes o pantallas, soluciones habituales en estructuras de gran envergadura donde las cargas deben transmitirse a estratos más resistentes. Las cimentaciones profundas pueden ser de dos tipos: hincados o perforados/excavados in situ. Los pilotes hincados se pueden colocar mediante hinca, con percusión, con una maza o mediante vibración. Los pilotes perforados o excavados in situ pueden ser de tres tipos: pilotes hormigonados con camisas metálicas recuperables, pilotes excavados sin entubación y pilotes barrenados. En el caso de las cimentaciones profundas también podrían utilizarse pantallas. Para la ejecución de éstas es necesario la realización de unos muretes guía, que se tienen que colocar en los extremos donde irá colocada la pantalla, después se colocará la ferralla y se hormigonará.
La base o los cimientos formados por pilotes y zapatas o cajones de cimentación transmiten al suelo todas las cargas del puente. Las pilas son elementos de apoyo del tablero de un puente que conducen los esfuerzos de la superestructura hacia los cimientos o fundaciones. Su función consiste en resistir todas las fuerzas verticales, horizontales y transversales que actúan sobre el puente. Se puede considerar que las pilas son de altura moderada, cuando estas no superan los 30 metros y en este caso, suelen ser de sección transversal constante y maciza. Mientras que cuando las pilas son de gran altura, su sección suele ser variable, disminuyendo a medida que alcanza una mayor altura. Los pilonos o torres forman parte de la subestructura de los puentes atirantados, en voladizo, extradosados y colgantes. Su función principal es servir de soporte para los cables o tirantes que sostienen el tablero del puente, transmitiendo las cargas hacia los cimientos. Los estribos son los elementos estructurales de retención del suelo que soportan la carga vertical de la superestructura del puente en sus dos extremos. Su función consiste en colaborar junto a las pilas en la sustentación del tablero, además de servir como muros de contención unidos a un talud tanto al inicio como al final del puente. Cada tipo de estribo cumple una función específica y su elección dependerá de factores como el tipo de puente, las condiciones del terreno y el presupuesto disponible.
En ULMA tenemos la experiencia y el conocimiento necesarios para ayudarte y formar parte de tu equipo para la ejecución exitosa de este tipo de proyectos de obra civil de gran envergadura y complejidad. Consulta nuestros encofrados versátiles optimizados para cada estructura de puente.. Como proveedor de estructuras de puentes bien establecido, he tenido el privilegio de presenciar de primera mano el papel fundamental que desempeñan los pilares en la estructura de un puente. Una de las funciones principales de los pilares en el marco de un puente es proporcionar soporte estructural. Los puentes están diseñados para soportar cargas pesadas, incluido el peso del propio puente, el tráfico y las fuerzas ambientales como el viento y los terremotos. La distribución del peso es crucial para mantener la integridad estructural del puente. Al distribuir uniformemente la carga entre varios pilares, se reduce la tensión sobre los componentes del puente, evitando deformaciones excesivas o fallas. Por ejemplo, en un puente de gran luz, los pilares se colocan estratégicamente a intervalos para soportar el peso de la plataforma y el tráfico que pasa sobre ella. Además de proporcionar soporte vertical, los pilares también desempeñan un papel vital al resistir las fuerzas laterales. Las fuerzas laterales, como el viento, la actividad sísmica y las corrientes de agua, pueden ejercer una presión significativa sobre un puente, provocando que se balancee o incluso colapse. La forma y el diseño de los muelles se diseñan cuidadosamente para minimizar el impacto de las fuerzas laterales. Por ejemplo, algunos muelles están diseñados con una forma aerodinámica para reducir la resistencia al viento. En áreas propensas a terremotos, los muelles suelen reforzarse con materiales y técnicas de construcción especiales para mejorar su resistencia sísmica. Los pilares sirven como un vínculo crucial entre la plataforma del puente y los cimientos. La cimentación es la base sobre la que se construye el puente y debe poder soportar el peso del puente y las cargas que soporta. El tipo de cimentación utilizada para un puente depende de varios factores, incluidas las condiciones del suelo en el sitio. En algunos casos, se requieren cimientos profundos, como pilotes o cajones, para alcanzar capas de suelo estables. Luego se conectan los pilares a estos cimientos, proporcionando una plataforma estable para el puente. Los puentes están expuestos a temperaturas variables, lo que puede hacer que se expandan y contraigan. Si no se adaptan adecuadamente, estos movimientos térmicos pueden provocar daños estructurales. Algunos pilares están diseñados con juntas de expansión que permiten que el puente se mueva libremente a medida que se calienta y se enfría. Estas juntas evitan la acumulación de tensión dentro de la estructura del puente, lo que reduce el riesgo de grietas u otras formas de daño. Más allá de sus funciones estructurales, los pilares también pueden contribuir al diseño estético y funcional de un puente. La apariencia de los pilares puede mejorar el atractivo visual general del puente, convirtiéndolo en un hito en el área. Funcionalmente, los muelles también pueden servir como plataformas para actividades de mantenimiento e inspección. Se pueden diseñar con puntos de acceso y pasarelas, lo que permite a los equipos de mantenimiento llegar fácilmente a diferentes partes del puente. En nuestra empresa entendemos la importancia de los pilares de alta calidad en la estructura de un puente. Nuestros muelles están diseñados y fabricados con los más altos estándares, utilizando las últimas técnicas y materiales de ingeniería. Nos aseguramos de que nuestros muelles puedan proporcionar un soporte confiable, resistir fuerzas laterales y adaptarse a los movimientos térmicos. Si está en el mercado de marcos y pilares para puentes, lo invitamos a contactarnos para una discusión detallada. Nuestro equipo de expertos está listo para ayudarle a seleccionar los productos adecuados para su proyecto. Invertir en marcos y pilares de puentes de alta calidad es esencial para el éxito de su proyecto de puente. "Análisis estructural de puentes" por Ian F.