Un puente integral no contiene juntas de expansión para adaptarse a la ampliación debido al aumento de temperatura. Los movimientos horizontales (axiales) debidos a la expansión térmica y las cargas de frenado se transfieren al relleno adyacente al pilar. La omisión de la junta de expansión elimina un camino para la penetración de sales de carreteras que contienen cloruro a la subestructura del puente. En el Reino Unido se presume que la mayoría de los puentes nuevos de longitud corta a mediana serán del tipo integral. [ cita requerida ]
Un ejemplo temprano de un puente integral es el puente de arco de mampostería . Algunos de los primeros ejemplos de puentes integrales de hormigón armado se construyeron como parte de la autopista M1 del Reino Unido en 1959. [1]
Descripción
Un puente integral no contiene juntas de expansión , que se extienden monolíticamente de un pilar a otro. [1] El movimiento debido a la expansión y contracción térmica o las cargas de frenado se acomoda mediante las paredes de los extremos o los estribos. [2] [3] Cuando se especifican soportes intermedios (por ejemplo, pilares de puentes), estos también pueden servir para resistir los movimientos de expansión térmica. [3]
La omisión de la junta de expansión elimina un problema significativo de mantenimiento y durabilidad, ya que sirve como un punto de entrada para las sales de la carretera, lo que permite que el estribo, los pilares y el concreto del plafón de la plataforma sufran un ataque de cloruro que puede causar degradación y eventual falla del tramo. Un estudio británico de 1989 mostró que la mayoría de las juntas de expansión examinadas en los puentes existentes habían fallado y habían permitido la entrada de agua (y por lo tanto de sal). [1]
El movimiento experimentado en el pilar en un puente integral es un orden de magnitud mayor que los diseñados con juntas de movimiento. El tamaño del movimiento depende de la rigidez de la estructura del puente y del relleno adyacente al estribo (que está sujeto a compactación). El movimiento es mayor en la parte superior del pilar, donde los efectos térmicos son mayores. [2] Highways England especifica que los puentes integrales deben diseñarse para limitar el movimiento a 20 milímetros (0,79 pulgadas). [3] Debido a los ciclos repetidos de expansión y contracción, el relleno adyacente al pilar está sujeto a trinquetes, por lo que la rigidez del material aumenta. El nivel máximo de rigidez se alcanza después de unos 100-200 ciclos de expansión térmica. [2]
Tipos
Highways England reconoce cuatro tipos de puentes integrales, definidos por la construcción de sus estribos:
- Pilares de marco donde el estribo actúa como un muro de contención para el relleno circundante, conectándose a la plataforma de una manera que permite la transferencia de momentos flectores, fuerzas cortantes y cargas axiales. [3]
- Pilares incrustados, que se extienden hasta una profundidad por debajo del relleno retenido con la restricción proporcionada por la longitud incrustada. [3]
- Pilares de plataforma de banco, diseñados para moverse horizontalmente para adaptarse a la expansión y contracción de la plataforma. Deben tener un peso adecuado (o una plataforma lo suficientemente flexible) para evitar las fuerzas de elevación debidas al asentamiento diferencial. [3]
- Pilares de la pantalla final, que actúan solo para retener el relleno circundante y transferir cargas horizontales desde la plataforma del puente al relleno. Las cargas verticales se transfieren desde el tablero mediante un sistema de soporte independiente. Los soportes pueden diseñarse para soportar únicamente cargas verticales o adaptarse al movimiento horizontal. [3]
Cuando se utilizan cojinetes de puente en un puente integral (como suele ser el caso de los tipos de pilares de pantalla de extremo), la estructura a veces se denomina semi-integral. [1]
Usar
Es ampliamente aceptado que los puentes de longitud corta a mediana deben diseñarse como estructuras integrales para minimizar los requisitos de mantenimiento. [2] El Manual de diseño de carreteras y puentes de Highways England (aplicable a todo el Reino Unido y muchas partes de él, incluida la sección sobre puentes integrales, aplicable a la República de Irlanda) establece que todos los puentes con una longitud de tablero inferior a 60 metros (200 pies) y una inclinación de menos de 30 grados deben diseñarse como estructuras integrales, a menos que exista una razón de peso para hacer lo contrario. [1] [3] [4]
Referencias
- ^ a b c d e "Puentes integrales" . La sociedad concreta . Consultado el 12 de febrero de 2018 .
- ^ a b c d Rhodes, Steve. "Puentes integrales y el modelado de la interacción suelo-estructura" (PDF) . LUSAS . Consultado el 12 de febrero de 2018 .
- ^ a b c d e f g h "BA 42/96 Enmienda nº 1: El diseño de puentes integrales" (PDF) . Manual de diseño de carreteras y puentes . Carreteras de Inglaterra . Consultado el 12 de febrero de 2018 .
- ^ "Addendum NRA a BA 42/96 enmienda nº 1 el diseño de puentes integrales" (PDF) . Infraestructura de transporte Irlanda . Autoridad Nacional de Carreteras . Consultado el 14 de febrero de 2018 .