Un puente de vigas de caja , o puente de sección de caja , es un puente en el que las vigas principales comprenden vigas en forma de caja hueca. La viga cajón normalmente comprende hormigón pretensado , acero estructural o un compuesto de acero y hormigón armado . La caja es típicamente rectangular o trapezoidal en sección transversal . Los puentes de vigas de caja se utilizan comúnmente para pasos elevados de carreteras y para estructuras elevadas modernas de trenes ligerostransporte. Aunque el puente de vigas de caja es normalmente una forma de puente de vigas, las vigas de caja también se pueden utilizar en puentes atirantados y otros puentes.
Antepasado | Puente tubular |
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Relacionados | pasarela , ruta aérea |
Descendiente | puente segmentario |
Lleva | Peatones, automóviles, camiones, tren ligero, tren pesado |
Rango de alcance | Medio |
Material | Acero, hormigón armado, hormigón pretensado |
Móvil | Posible |
Esfuerzo de diseño | Elevado |
Se requiere trabajo en falso | Sí, si se utiliza hormigón armado o pretensado colado en el lugar, que es típico de los pasos elevados de autopistas. |
Desarrollo de vigas cajón de acero
En 1919, el Mayor Gifford Martel fue nombrado jefe del Establecimiento de Puentes Experimentales en Christchurch, Hampshire , [1] que investigó las posibilidades de usar tanques para fines de ingeniería en el campo de batalla, como la colocación de puentes y la remoción de minas . Aquí continuó las pruebas en los tanques Mark V modificados . El componente de puente involucró un puente de asalto, diseñado por el Mayor Charles Inglis RE, el Canal Lock Bridge, que tenía la longitud suficiente para abarcar una esclusa de canal . El Mayor Martel acopló el puente con el tanque y usó la energía hidráulica generada por el motor del tanque para maniobrar el puente en su lugar. Para la remoción de minas, los tanques estaban equipados con rodillos de 2 toneladas .
Martel también desarrolló su nuevo concepto de puente en el EBE, el puente Martel, un puente modular de vigas de caja adecuado para aplicaciones militares. El puente Martel fue adoptado por el ejército británico en 1925 como el puente de vigas de caja grande. [2] Una versión reducida de este diseño, el Small Box Girder Bridge, también fue adoptado formalmente por el Ejército en 1932. Este último diseño fue copiado por muchos países, incluida Alemania, que llamaron a su versión Kastenträger-Gerät (K- Gerät para abreviar). [2] Estados Unidos fue otro país cuyo ejército creó su propia copia, designándolo como el H-20. Además, la construcción modular del puente Martel básico 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 los Inventores otorgó a Martel 500 libras esterlinas por infringir el 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 continuarían recibiendo mucho servicio en la Segunda Guerra Mundial, especialmente en el caso de esta última.
El puente de vigas de caja (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 progreso simultáneamente. Un duro golpe a este uso fue una secuencia de tres graves desastres, cuando nuevos puentes colapsaron en 1970 ( West Gate Bridge y Cleddau Bridge ) y 1971 ( South Bridge (Koblenz) ). Cincuenta y una personas murieron en estas fallas, lo que llevó en el Reino Unido a la formación del Comité Merrison [4] y una inversión considerable en nuevas investigaciones sobre el comportamiento de las vigas de caja de acero.
La mayoría de los puentes todavía en construcción en este momento se retrasaron para investigar el principio de diseño básico. Algunos fueron abandonados y reconstruidos como una forma diferente de puente. La mayoría de los que quedaron como puentes de vigas de caja, como el puente Erskine ( ilustración ), se rediseñaron o se les añadió más rigidez más adelante. Algunos puentes se reforzaron unos años después de su apertura y luego se reforzaron aún más años más tarde, aunque esto a menudo se debió al aumento de la carga de tráfico tanto como a mejores estándares de diseño. El puente de Irwell Valley de 1970 se reforzó en 1970 y nuevamente en 2000. [5]
Construcción
Si están hechos de concreto, los puentes de vigas de caja pueden colocarse en su lugar usando soportes de cimbra , retirarse después de su finalización o en secciones si se trata de un puente segmentario . Las vigas de caja también pueden prefabricarse en un patio de fabricación, luego transportarse y colocarse utilizando grúas .
Para las vigas de caja de acero, las vigas normalmente se fabrican fuera del sitio y se levantan en su lugar mediante una grúa, con secciones conectadas mediante pernos o soldadura. Si se utiliza una plataforma de puente de hormigón compuesto, a menudo se echa en el lugar utilizando una cimbra temporal sostenida por la viga de acero.
Cualquiera de las formas de puente también se puede instalar utilizando la técnica de lanzamiento incremental . Con este método, las grúas pórtico se utilizan a menudo para colocar nuevos segmentos en las partes terminadas del puente hasta que se completa la superestructura del puente.
Ventajas y desventajas
Ventajas
- Reduce el espesor de la losa y el peso propio del puente.
- Económico
- Mayor resistencia por unidad de superficie de hormigón
- Garantía de calidad, ya que las vigas prefabricadas se fabrican fuera del sitio.
Desventajas
(Diseños principalmente no modulares)
- Las vigas de acero estructural son costosas
- Ineficiencias logísticas y costo de transporte
Ver también
- Viga de caja pequeña
Referencias
- ^ Royal Engineers Museum Archivado el 1 de mayo de 2008 en la Wayback Machine.
- ^ a b Think Defense (30 de diciembre de 2011). "Puente militar del Reino Unido - Equipo (Puente de equipo anterior 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 viga de caja grande era adaptable y relativamente barato, capaz de transportar cargas de hasta 40 toneladas, permaneció en servicio hasta que fue reemplazado por el Bailey.
- ^ "Reclamación de puente por general 'utilizado como base para el diseño de Bailey ' ". The Times . 26 de julio de 1955. p. 4 col E.
- ^ Departamento de Medio Ambiente (Comité de Investigación de Merrison) (1973). Investigación sobre las bases de diseño y método de montaje de puentes de vigas de caja de acero . Londres: HMSO .
- ^ Smith, DA; Hendy, CR (2002). "Fortalecimiento del puente Irwell Valley, Reino Unido" (pdf) . Ingeniería de puentes . Institución de Ingenieros Civiles . 161 (BE1): 33–43.[ enlace muerto permanente ]