Un puente ortotrópico o plataforma ortotrópica es típicamente uno cuya plataforma fabricada consiste en una placa de plataforma de acero estructural endurecida longitudinalmente con nervaduras o transversalmente, o en ambas direcciones. Esto permite que la plataforma fabricada soporte directamente cargas vehiculares y contribuya al comportamiento de carga general de la estructura del puente . La plataforma ortotrópica puede estar integrada o apoyada en una rejilla de elementos de estructura de plataforma, como vigas de piso transversales y vigas longitudinales . Todas estas diversas opciones para los elementos de refuerzo, por ejemplo, nervaduras, vigas de piso y vigas principales, pueden intercambiarse, lo que da como resultado una gran variedad de paneles ortotrópicos.
Las cubiertas con diferentes rigideces en direcciones longitudinales y transversales se denominan 'ortotrópicas'. Si las rigideces son similares en las dos direcciones, entonces la plataforma se llama 'isotrópica'. [1]
El sistema de cubierta-placa y costillas de acero puede ser idealizada para fines analíticos como un ortogonal - anisotrópico placa, de ahí la designación abreviada “ortotrópico.”
Discusión
Los elementos de refuerzo pueden cumplir varias funciones simultáneamente. Mejoran la resistencia a la flexión de la placa para permitirle transportar cargas de ruedas locales y distribuir esas cargas a las vigas principales. También aumentan el área de la sección transversal total de acero en la placa, lo que puede aumentar su contribución a la capacidad total de flexión de la plataforma (es decir, la placa de la plataforma actúa como una brida superior en una caja o viga en I ). Finalmente, los refuerzos aumentan la resistencia de la placa al pandeo .
Los mismos efectos estructurales también se aplican a la losa de hormigón en un puente de vigas compuestas , pero la plataforma ortotrópica de acero es considerablemente más liviana y, por lo tanto, permite que los puentes de mayor luz se diseñen de manera más eficiente.
La resistencia al uso de una plataforma ortotrópica se relaciona principalmente con su costo de fabricación, debido a la cantidad de soldadura involucrada. Además, debe ser prefabricado en lugar de ensamblado en el sitio, lo que ofrece menos flexibilidad que las cubiertas de hormigón in situ. Las plataformas ortotrópicas han sido propensas a problemas de fatiga y a la delaminación de la superficie de desgaste, que, como la plataforma, también suele ser de un material muy delgado para reducir el peso. [2]
Invención
Un ingeniero alemán, el Dr. Cornelis de MAN Corporation, recibió la patente alemana nº 847014 en 1948. El manual de diseño de MAN se publicó en 1957 en alemán. En 1963, AISC publicó su manual basado en las prácticas de diseño de América del Norte.
Puentes de cubierta ortotrópicos
Existen miles de puentes de cubierta ortotrópicos en todo el mundo. A pesar de los ahorros y las ventajas (se puede ahorrar hasta un 25% de la masa total del puente al reducir el peso de la plataforma, ya que las reducciones de peso se extienden a cables, torres, muelles, anclajes, etc.), EE. UU. Tiene solo alrededor de 60 plataformas de puentes de este tipo. en uso a finales de 2005[actualizar]. Aproximadamente el 25% de los ortotrópicos en los EE. UU. Se encuentran en California, incluido el puente San Mateo-Hayward , que es uno de los primeros puentes importantes en los EE. UU. Que se construye con una plataforma ortotrópica.
Algunos puentes sostenidos por cables de gran tamaño, más el lapso récord actual ( puentes atirantados y puentes colgantes ) no serían factibles sin las cubiertas ortotrópicas de acero. La viga de caja más larga o récord , puentes de patas inclinadas ; puentes de arco ; Los puentes móviles y dos puentes flotantes noruegos utilizan cubiertas ortotrópicas.
El viaducto de Millau, un puente atirantado de Millau, Francia, tiene el área de cubierta de acero ortotrópico más grande de todos los puentes. El menor peso bruto total de la superestructura permitió el lanzamiento del puente desde ambos extremos del viaducto de Millau .
La plataforma ortotrópica del puente Akashi Kaikyō permitió a los japoneses construir el tramo más largo con aproximadamente 6,000 pies (1,800 m), o un 50% más largo que el puente Golden Gate.
Las plataformas ortotrópicas permiten una profundidad de plataforma muy baja, lo que reduce la inclinación de las pendientes de aproximación y, por lo tanto, sus costos. La forma también se usa ampliamente en puentes basculantes y otros puentes móviles donde se pueden lograr ahorros significativos en el costo de los elementos mecánicos cuando se usa una plataforma más liviana. El puente ferroviario El Ferdan a través del canal de Suez de Egipto es el puente período de registro. El Puente Erasmus tiene una plataforma ortotrópica tanto para su puente atirantado como para su vano basculante . El Puente Danziger de Nueva Orleans es un puente de elevación vertical muy grande.
Reemplazos de la plataforma del puente
Es posible reacondicionar un puente originalmente diseñado con una plataforma de hormigón o no estructural para usar una plataforma ortotrópica más liviana, lo que se ha hecho para preservar o extender la vida útil de carga de puentes clave o emblemáticos en todo el mundo.
Se utilizó por primera vez en América del Norte en 1975, en el puente Lions Gate en Vancouver , que se completó en 1938 con un diseño excepcionalmente ligero. La plataforma de hormigón original del viaducto norte de 670 m (2200 pies) del puente Lions Gate Bridge fue reemplazada por una plataforma ortotrópica más ancha y liviana, realizada en secciones utilizando una serie de cierres cortos del puente. [3] Un cuarto de siglo después, un reemplazo ortotrópico aún más ambicioso de toda la estructura suspendida original de la parte principal de suspensión del puente Lions Gate se llevó a cabo en 2000-2001 y se completó sin interrupción en el tráfico en las horas pico, lo que resultó en el 63- Puente de un año, no diseñado para durar, obteniendo una nueva vida. [4]
Otro ejemplo notable, el puente Golden Gate de San Francisco , terminado en 1937, originalmente usaba una plataforma de concreto . La sal transportada por la niebla o la neblina llegó a la barra de refuerzo , provocando corrosión y desconchado del hormigón . De 1982 a 1986, la plataforma del puente original, en 747 secciones, fue reemplazada por paneles de plataforma de acero ortotrópico más livianos y fuertes durante 401 noches sin cerrar la calzada por completo al tráfico. [5] El proyecto no solo restauró el puente a condiciones óptimas, sino que también redujo el peso de la plataforma en 12,300 toneladas (11,160 toneladas métricas ).
Ver también
- Cubierta del puente
Referencias
- ^ Hambly, EC (1976). Comportamiento de la plataforma del puente . E & FN Spon. pag. 54.
- ^ Mangus, Alfred R .; Sol, Shawn. "Puentes de cubierta ortotrópicos" (PDF) . Manual de ingeniería de puentes. Ed. Wai-Fah Chen y Lian Duan, Boca Raton: CRC Press, 2000 . Consultado el 2 de agosto de 2020 .
- ^ Buckland, Peter G. "El puente Lions 'Gate - renovación" . nrcresearchpress.com . Revista Canadiense de Ingeniería Civil, 1981, 8 (4): 484-508 . Consultado el 1 de agosto de 2020 .
- ^ Buckland, Peter G .; Matson, Darryl. "El puente colgante reconstruido Lions 'Gate, Vancouver" . Biblioteca Virtual ICE . Actas de la Institución de Ingenieros Civiles - Ingeniería de puentes, ISSN 1478-4637 E-ISSN 1751-7664, Volumen 156 Edición 3, septiembre de 2003, págs. 125-133 . Consultado el 1 de agosto de 2020 .
- ^ "Reemplazo de la plataforma del puente (1982-1986)" . goldengate.org . Consultado el 2 de agosto de 2020 .
- Wolchuk, R. (1963). Manual de diseño para puentes de plataforma de placa de acero ortotrópicos . Nueva York, NY: Instituto Americano de Construcción en Acero . OCLC 601952341 . Consultado el 21 de enero de 2015 .
- Troitsky, MS (1987). Puentes Ortotrópicos - Teoría y Diseño (2ª ed.). Cleveland, OH: Fundación de soldadura por arco James F. Lincoln. ASIN B001KSB33O .
- Cartledge, P., ed. (1973). Puentes de vigas de caja de acero: Actas de la Conferencia Internacional . Londres, Reino Unido: Institución de Ingenieros Civiles , Thomas Telford Publishing. ISBN 0901948764.
- Especificaciones de diseño de puentes LFRD (7ª ed.). Washington DC: AASHTO . 2014. ISBN 978-1-56051-592-0. Consultado el 21 de enero de 2015 .
- Sedlacek, Gerhard (1992). "Cap. 2.10: Cubiertas de puentes de placas ortotrópicas". En Dowling, Patrick J .; Bjorhovde, Reidar; Harding, John E. (eds.). Diseño de acero de construcción: una guía internacional . Londres: Elsevier Applied Science. ISBN 978-1-85166-895-3.
- Chang, JCL (diciembre de 1961). "Construcción de placa ortotrópica para puentes de tramo corto". Ingeniería civil . ASCE .
- Mangus, Alfred R .; Sun, Shawn (1999). "Cap. 14: puentes de cubierta ortotrópicos". En Chen, Wai-Fah; Duan, Lian (eds.). Manual de ingeniería de puentes (1ª ed.). Boca Raton Fl: CRC Press. ISBN 0-8493-7434-0.
- Mangus, Alfred R. (mayo de 2002). Merrill, Kelly S. (ed.). Puentes de cubierta ortotrópicos construidos en regiones frías . XI Conferencia Internacional sobre Ingeniería de Regiones Frías (20 al 22 de mayo de 2002; Anchorage, Alaska). Reston, VA: ASCE . doi : 10.1061 / 40621 (254) 36 . ISBN 978-0-7844-0621-2.
Ingeniería de las regiones frías: impactos de las regiones frías en el transporte y la infraestructura
- Actas de la Conferencia sobre puentes ortotrópicos (25-27 de agosto de 2004) (PDF) . ASCE Capital Branch of Sacramento, CA. Agosto de 2004 . Consultado el 21 de enero de 2015 . Verifique los valores de fecha en:
|year=
/|date=
falta de coincidencia ( ayuda )
- Buckland, Peter, G. (1981). "El puente Lions Gate - renovación". Revista Canadiense de Ingeniería Civil . Ottawa, Canadá. 8 (4): 484–508. doi : 10.1139 / l81-063 .CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
- Manual de diseño, construcción y mantenimiento de puentes de plataforma de acero ortotrópicos (PDF) . Administración Federal de Carreteras, Departamento de Transporte de EE. UU. Febrero de 2012 . Consultado el 21 de enero de 2015 .
Publicación No. FHWA-IF-12-027
enlaces externos
- Conferencia sobre puentes ortotrópicos celebrada en Sacramento, California, en agosto de 2004 y 2008.
- Centro de investigación Turner-Fairbark Highway Artículo de plataforma ortotrópica del sitio web del Departamento de Transporte de los Estados Unidos
- Lista de la organización de puentes ortotrópicos de puentes en los EE. UU. Que utilizan cubiertas ortotrópicas.
- Esquema del curso para una clase de diseño de puentes ortotrópicos. (Enlace muerto el 13 de junio de 17)
- Informe de la Administración Federal de Carreteras (Departamento de Transporte de EE. UU.) Sobre la automatización de la fabricación de secciones de tableros de puentes.
- Sitio comercial de Chemco Systems que describe el hormigón polimérico epoxi asfáltico, un material de superficie de desgaste que aborda el problema de la delaminación
- Detalles de la plataforma de Severn Crossing Las ilustraciones incluyen la parte inferior de la plataforma y los diagramas de puntos de soldadura
- Seminario de ingenieros de puentes occidentales * = puentes ortotrópicos de California
- puentes ortotrópicos de California * Powerpoint
- [1] * (2012) Manual de diseño, construcción y mantenimiento de cubiertas de acero ortotrópico.
Términos de búsqueda en idiomas extranjeros
Ejemplos de puentes famosos con cubiertas de acero ortotrópicas
Holandés: Erasmus Orthotropic Bridge = Erasmusbrug ( Brug = bridge en holandés)
Francés: Pont Gustave-Flaubert (Pont = puente y ortótropo = ortótropo en francés)
Alemán: Erasmus-Brücke ( Brücke = puente y ortótropo = ortótropo en alemán)
Portugués brasileño: The Juscelino Kubitschek Bridge (portugués: Ponte Juscelino Kubitschek) (Ponte = puente en portugués)
Italiano Ponte sullo Stretto di Messina (Ponte = Puente en italiano)
Noruego: Nordhordland Bridge = Nordhordlandsbrua ( Brua = puente en noruego)