Las cargas por faja de tránsito o camiones se supondrá que ocupan un ancho mínimo de 3m. pudiendo alcanzar un máximo de 4.5 m.
Las cargas serán colocadas en una faja de tránsito diseñada con un ancho de:
Donde:
W = Ancho de faja de tránsito
N = Número de fajas de tránsito
Wc = Ancho libre de calzada (entre bordillos).
En la tabla siguiente, se dan los anchos que corresponden a diferentes fajas de tráfico:
1. Estribos, muros de contención, pilas y pilotaje con excepción de lo especificado en el grupo A - 2.
2. Fundaciones.
3. Estructuras de madera
4. Cargas en las aceras.
5. Alcantarillas y otras estructuras con un relleno superior a 0.9 m.
Para la evaluación del impacto, se tiene la siguiente fórmula:
Donde:
I = Fracción de la carga viva por impacto con un máximo de 30%
L = Longitud en metros de la porción de la luz que se carga para provocar los máximos esfuerzos en el miembro.
Para el caso de la figura 26, L es el promedio de L1 y L2, en las figuras 24 a 31, se marca justamente el valor de L que Corresponde a esta expresión.
La longitud cargada "L" será especialmente considerada como sigue:
Para pisos de calzada usar la luz de cálculo
Para vigas transversales, usar la luz libre del miembro.
Para calcular los momentos debidos a los camiones la luz L para la fórmula del impacto corresponde a la del tramo, y en el caso de volados a la distancia del centro de momentos al eje más alejado del camión.
Para los esfuerzos cortantes, debidos a la carga de camiones usar la longitud de la porción cargada de la luz, desde le punto considerado hasta el apoyo con excepción de los volados donde se tomará para el impacto por corte, el 30% de la carga viva.
Para vigas continuas usar la luz que se considera para los momentos positivos y el promedio de las dos luces adyacentes para los momentos negativos.
Para alcantarillas con relleno:
Siendo:
h = Altura del relleno en m. (inferior a 0.9 m.)
Las solicitaciones producidas por las cargas M ó MS deben ser incrementadas para los ítems del grupo A, por concepto de efectos dinámicos y de impacto.
No se aplicará el impacto a los ítems del grupo B.
a) Grupo A.
1. La superestructura incluyendo columnas resistentes de acero o concreto, pies derechos, torres de acero ó pórticos, y en general aquellas partes de la estructura que se extienden encima de la fundación principal.
2. La porción por encima de la línea de tierra de los pilotes de concreto o acero que estén rígidamente conectados con la superestructura como en el caso de pórticos u otras estructuras continuas.
Con excepción de los camiones MS18 y M18 para verificar los diseños en estado de servicio se tomarán providencias para cargas pesadas infrecuentes aplicando en una faja cualquiera de tráfico el camión correspondiente MS ó M duplicando su peso, sin otras cargas concurrentes en las demás fajas. En tal estado de carga, las tensiones resultantes de la combinación de carga muerta, viva e impacto aplicada en la totalidad de la sección transversal no deben ser mayores que el 150% de las fatigas admisibles permitidas de acuerdo al diseño.
Esta sobrecarga se aplicará a todas las partes afectadas de la superestructura incluyendo las vigas longitudinales, con excepción de la losa de piso.
Para el cálculo en estado límite último no es aplicable esta especificación.
En resumen, los camiones tipo están constituidos por cargas puntuales por lo que resulta interesante aplicar el teorema de Barré para la ubicación de los momentos máximos en vigas simplemente apoyadas. Como resultado de ello en la figura 23, se muestra las ubicaciones que se deben dar a estos camiones con relación al eje de simetría de los tramos isostáticos para obtener el máximo momento flexor en correspondencia con la carga P (marca en la figura con m) más próxima al eje de simetría de la viga.
Lo que se hace es ubicar el centro de la viga con la mitad de la distancia entre la rueda marcada con m y la resultante del conjunto de ruedas.
La forma esquemática de aplicar estas cargas es la siguiente:
Todos los vehículos anteriormente descritos fueron establecidos el año 1944 bajo la notación inglesa de H para los camiones sencillos y HS para los que llevan acoplado.
La equivalencia de estas notaciones (con sus diversas nomenclaturas) para el sistema métrico decimal es el siguiente:
M18 = H20 = H20 = H20/44
M13.5 = H15 = H15/44
M9 = H10 = H10/44 (en desuso)
MS18 = HS20 = H20S16 = HS20/44
Tiene la misma nomenclatura que los M cubriendo a su vez los correspondientes MS.
La carga equivalente está constituida por una carga distribuida en superficie que se puede aplicar por tramos o sectores acompañados de una carga distribuida transversalmente, con apariencia de puntual, por lo que la denominamos tipo borde de cuchillo y cuyo valor es diferente según se trate de momento o corte el esfuerzo que se busca.
En la figura 22, se muestran estas cargas equivalentes aplicadas a un ancho mínimo de faja de 3 m., en consecuencia lo que se ve es una carga por unidad de longitud y otro puntual.
Esta puntual se aplica una sola vez en las líneas de influencia, sin embargo, existe un caso (Ver figura 26) en el que se aplican dos puntuales tipo borde de cuchillo y es cuando se calcula el momento máximo sobre apoyo interior.
Adoptando la nomenclatura del sistema internacional (A.A.S.H.T.O./77 Art. 1.2.7), se distinguen; los tipo M y los MS.
Los camiones M están formados por dos ejes de ruedas espaciadas a 4.3 m (ver Figura 20) con las ruedas delanteras pasando la cuarta parte de las traseras. Cada eje consta de dos ruedas las que están espaciadas a 1.8m.
Pertenecen a este grupo el M18 y M13.5 cuyos pesos son respectivamente de 20 y 15 toneladas inglesas (cada tonelada inglesa tiene 2000 libras). En unidades del sistema internacional los pesos de los ejes son los que se detallan en la figura 20.
Los camiones MS están formados por un camión M y su acoplado S, es decir que el M es el detallado anteriormente y su acoplado corresponde a la adición de un eje trasero cuya separación es variable 4.3 y 9.0 m (Ve figura 22).
Pertenecen a este grupo el MS18 y MS13.5 con pesos en toneladas inglesas de 36 y 27 respectivamente.
En todos los casos incluida la carga equivalente, el ancho mínimo de cada faja de trafico para el diseño es de 3 m. pudiendo alcanzar un máximo de 4.5m.
Esta constituida por los vehículos tipo que se detallan a continuación, ya que la carga de los peatones y fuerzas complementarias generadas por estos mismos se consideran como otros ítems en el presente capítulo.
En todos los casos, la permanencia de la carga viva sobre los puentes es en general inferior a las 24 horas.
El reglamento A.A.S.H.T.O., distingue dos tipos de carga viva: CAMION TIPO que se toma como carga única por cada faja de tráfico y su correspondiente CARGA EQUIVALENTE que reemplaza al camión tipo al habarse sobrepasado una determinada longitud ( o sea varios vehículos o camiones)
Esta es una carga que debe ser definida previo predimensionamiento de la estructura y en ningún caso debe ser menospreciada y tampoco exagerada ya que la limitación de longitud de vanos fundamentalmente se debe al peso muerto de las estructuras.
Para el pre diseño se tiene una serie de datos que guardan relación con obras que ya han sido construidas.
La carga muerta de la superestructura generalmente esta constituida por las vigas, la losa y los diafragmas que constituyen lo que mas propiamente se denomina la carga muerta permanente. Complementaria a estas se tiene: Las aceras, los postes, los pasamanos, la capa de rodadura, tuberías, cables y otros servicios públicos.
La carga muerta de la infraestructura la constituyen su coronamiento, elevación y fundación.
Entre las diversas solicitaciones que se deben considerar en el diseño de los puentes, se tiene: El peso propio, la carga viva, el impacto, el frenado, el viento, la fuerza de la corriente de agua, la subpresión, la fuerza centrifuga, el sismo y otras particulares a regiones del planeta como ser el choque de los hielos, etc.
Las magnitudes de estas solicitaciones están basadas en datos empíricos y están definidas en normas o reglamentos para el diseño de los puentes.
En el presente texto se aplican las normas (American Asociation of State Higway and Transportation Officials), A.A.S.H.T.O./2002 - versión 17 actualizaciones del año 2007.
A diferencia de los gráficos anteriores estas líneas tienen continuidad y son curvilíneas, existiendo variados procedimientos para su deducción. En forma esquemática se muestran en las figuras 18 y 19, diversos casos.
Las cargas variables o vivas se ubicarán en las zonas del mismo signo y se las evaluará por ejemplo como positivas y/o negativas utilizando los programas estructurales.
El análisis es similar por lo que en la figura 15 se muestran los gráficos de estas líneas de influencia para diferentes secciones y en la figura 16 se muestra la línea de influencia de la reacción en C que se la obtiene por la sumatoria en valor absoluto de las líneas de influencia del corte a la izquierda de C más la línea de influencia del corte a la derecha de C.
En la figura 14, se analiza lo que ocurre con el momento flexor en una sección C, cuando la carga P=1, se encuentra antes y después de ella.
Las reacciones son las mismas del caso a y de acuerdo con la definición de corte, para una sección cualquiera C, se tiene que cuando la carga P= 1 se encuentra en el sector
A manera de repaso y como una introducción por su sencillez se detallan los siguientes casos:
Para una distancia variable x y una carga puntual unitaria, las reacciones toman las siguientes expresiones lineales:
Las líneas de influencia son gráficos a escala de alta precisión que permiten calcular solicitaciones ya sea de momento flexor, corte, torsión o normales en secciones específicas para cargas distribuidas o puntuales ubicadas en posiciones diversas, lo que permite establecer máximos positivos y máximos negativos de dichas solicitaciones por afecto de la carga muerta y la carga viva en su movimiento.
La mayor aplicación de las líneas de influencia es justamente en el diseño de los puentes, partícularmente en el caso de estructuras híperestáticas.
En el pasado se recurría a tabulaciones para ciertas relaciones de luces y que permiten encontrar directamente las ordenas de las líneas de influencia tanto para momento como para corte cada décimo de luz de tramo. En los puentes, la aplicación de estas tablas resultaba limitada porque solo sirven para vigas de altura constante y determinadas relaciones de tramos (lo que sí sirve, es la idea de sus formas que permiten ubicar la sobrecargas o cargas vivas en posiciones que induzcan ya sea a máximos positivos o a máximos negativos)
Para vigas continuas de sección variable o constante, se recurría a una diversidad de métodos entre los que se destacaba por su simplicidad el método de distribución de momentos que servía también para el caso de estructuras porticadas y por ello se lo estudiaba con detalle en ediciones anteriores. A la fecha los programas para resolución de estructuras permiten también graficar con gran precisión estas líneas, sobre las que se aplican directamente las solicitaciones (que pueden ser puntuales, distribuidas uniformes y/o trapeciales) y en conclusión se obtienen las envolventes de las solicitaciones.
Definir la luz y el número de tramos isostácticos iguales que se requieren para cubrir una caja ripiosa de 177 m. de longitud, si se sabe que la altura máxima de las aguas es de 3.5 m. y su velocidad 6m/seg. La revancha que se ha de dar sobre el N.A.M.E. es de 1.5 m. y la cota de fundación será fijada 4 m. por debajo del nivel máximo de socavación.
Se desea que el costo de la fundación sea intermedio entre los dos límites extremos establecidos en el artículo elección del tipo de puente del presente capítulo.
El material sobre el que se va a construir es ripio suelto con lo que la solución basada en la figura 11, será:
Para cuantificar la profundidad probable de socavación se tiene que la constante para el ripio suelto es de 0.04 con lo que:
Los planos necesarios para la ejecución de un puente en forma general y como una orientación son los siguientes:
Plano general en el que se presentan, la elevación, planta y sección transversal típica del conjunto de la obra. (Incluye topografía, geología, hidráulica y cómputos).
b) Plano de formas o encofrados de la superestructura (caso de hormigón armado pretensado) mostrándose, vistas detalles y cortes con todas sus dimensiones y acotados.
c) Plano de armadura de la superestructura (caso de hormigón armado o pretensado) mostrando toda la enfierradura con su planilla y posiciones de los fierros, o en caso de pretensado con el detalle de cables y anclajes mas secciones transversales.
d) Plano de encofrados de la infraestructura con las mismas aclaraciones que para el inciso c.
e) Si la infraestructura es en hormigón armado, se detallará también su plano de armadura con aclaraciones similares a las del inciso c.
f) Plano de detalles en el que se muestran, postes, pasamanos, juntas de dilatación, aparatos de apoyo, drenajes, etc,
g) Plano de obras adicionales, como ser defensivos, protección de terraplenes, prolongación de aleros, alcantarillas adicionales y en fin todo aquello que vaya vinculado con la seguridad del puente
Si el puente es bajo y largo, se lo puede solucionar en forma similar al caso anterior pero con la diferencia de que se debe introducir tramos colgados para disminuir la acción de las dilataciones debidas a la temperatura, fraguado, etc.
Si el puente es bajo y corto, se lo puede solucionar con viga continua o sea con articulaciones o aparatos de apoyo sobre las pilas y los estribos. La necesidad de estas articulaciones es en razón de que las pilas bajas tienen muy poca capacidad para absorber las dilataciones o contracciones de las vigas principales.
Las articulaciones aumentan cuatro veces esta capacidad en relación a la de las pilas monolíticas con sus vigas.
Si el puente es de mucha altura y largo, requiere de juntas de dilatación, lo que se soluciona con varios tramos similares a los del caso anterior pero con la introducción de tramos colgados (Articulados) como se puede ver en la figura 8.
Si el puente es de mucha altura y corto, este puede ser solucionado con el mayor grado de hiperestaticidad posible monolitizando la superestructura con sus pilas (porticado), ya que las variaciones de longitud de las vigas principales debidas a la temperatura, fraguado, acortamiento elástico (pretensado) etc., serán absorbidas por la elasticidad de las columnas, en las que se producirán fatigas importantes.
El arte de la construcción de puentes ha sido siempre el interés de muchos hombres y los grandes puentes son admirados, como auténticos resultados de las fuerzas del ingenio y la creación.
Para elegir el tipo de puente mas adecuado, es necesario disponer previamente de los datos mencionados con anterioridad para el proyecto de un puente, para luego seguir con las etapas que se especifican a continuación:
Fijar en forma aproximada la infraestructura, la luz de los tramos y el tipo de superestructura, fijando ademas los posibles sistemas de fundación así como sus profundidades aconsejables en función de la capacidad portante del terreno incluidas las profundidades estimadas de socavación, Una vez fijada esta cota y la de la rasante, se obtendrá la altura de las pilas, las cuales ya dan una primera idea de la longitud de los tramos, porque según lo muestran los proyectos mas satisfactorios se establece que esta luz generalmente esta comprendida entre 2.5 y 4.5 veces la altura de la pila medida desde la cota de fundación hasta la parte superior de su coronamiento. Tratándose de pilotaje, este punto mas bajo corresponde a la sección de empotramiento de los pilotes en el terreno incluida la máxima profundidad de socavación y la consistencia del terreno.
En los limites establecidos anteriormente, los valores próximos a 2.5 se adoptan para obtener fundaciones de bajo costo, como ser fundación directa, pilotaje de madera etc. En cambio, los valores que se aproximan a 4.5 generan fundaciones: más caras como ser de tipo neumático correspondiendo estos casos a soluciones para volados sucesivos y obenques.
Los puentes colgantes sobrepasan estos limites y como es sabido a la fecha es con esta solución que se han conseguido las mayores luces centrales (del orden de 2 km. entre pilones).
Siguiendo lo anteriormente mencionado, la superstructura se la fija en función de la luz de los tramos, el paisaje, costos, disponibilidad de materiales, etc.
Luego, se determina el grado de continuidad o hiperestaticidad de la obra porque en relación a los tramos isostáticos son más económicos y monoliticos, aunque cuando se trata de obras viales con muchos puentes, estos pueden ser estandarizados mediante tramos isostáticos prefabricados con lo que la economia puede inclinarse más hacia está última técnica.
Estos se ubican aguas arriba y en correspondencia con las playas que tienden a la sovación, provocándose con ellos más bien la sedimentación para estabilizar el cauce del río.
Los espigones tiene longitudes variables y para dar una idea se indica que varían de 10 a 60 m. (puede ser mas) y su número así como su inter separación es función de la playa a proteger (figura 6) Pueden ser construidos en diversas formas y con variedad de materiales.
Los más rígidos que corresponden a mampostería son los menor aconsejables porque a la larga se fracturan e inclusive se voltean pudiendo quedar en posiciones desfavorables, por otra parte su costo es mayor que el de los flexibles los que pueden ser de maderas rollizas trabadas a manera de grandes jaulas y rellenados con piedras, o mejor aún pueden ser los gaviones cuya jaula es mas bien de malla olímpíca (cada jaula puede ser de 2m x 1m x 1m, ligadas entre sí con amarre de fierro galvanizado)
En regiones boscosas son más económicos los espigones construidos en base a tetraedros de madera, consistentes cada uno de ellos de seis troncos largos bien amarrados o trabados por sus vértices para formar un tetraedro y luego se ligan estos varios tetraedros mediante cables hasta alcanzar la longitud deseada de espigón. Su característica es que cuando se voltean siempre tienen una punta hacia arriba y se los utiliza preferentemente en ríos que traen palizada para que ella se trabe entre los espigones provocándose así una buena sedimentación.
Los países desarrollados, destinan sumas fuertes de dinero para estos ítemes y es así que utilizan tetraedros pero de hormigón armado y los arrojan sin necesidad de trabarlos con cables porque ellos mismos se traban entre sí.
Reciben esta denominación los diferentes sistemas destinados a proteger las playas de los ríos y terraplanes de acceso al puente. En consecuencia pueden ser definidos como protecciones como espigones
Una vez estimada la profundidad de sovación, se puede definir la cota de fundación de las pilas adicionando al valor estimado con la fórmula anterior un mínimo de 3 m., inclusive se debe analizar la posibilidad de hincar pilotes.
Cabe recordar que una de las causas mas frecuentes de las falla de los puentes es la socavación, por esta razón es de importancia fundamental que la cota de fundación, se fije con criterio conservador para quedar a salvo de este fenómeno.
La inversión que se haga para profundizar las pilas contribuye más a la seguridad de la estructura, que esa misma erogación aplicada a aumentar la longitud.
Es indispensable el conocimiento de la naturaleza del subsuelo para fijar la profundidad de fundación conveniente.
Se deberá tener en cuenta que los efectos de las socavaciones deben sumarse, es decir que si en un año se ha socavado un estribo o una pila y no se ha vuelto a rellenar, en la próxima riada esta profundidad aumentará.
Por ello si es que se va a fundar la infraestructura de un puente cerca de otro, se debe guiar por los datos que hubiera al respecto sin olvidar que al modificar el cauce del río por la reconstrucción de pilas y estribos, se aumenta la velocidad y por lo tanto, la socavación.
Se hace acá un llamado a la reflexión porque aún en la actualidad se oye hablar de la violencia de los impetuosos ríos que furiosamente arrancan los puentes con gran consternación de los hombres, quiénes deben emprender cada vez nuevamente la lucha porque tienen la necesidad de cruzar al otro frente.
Las mayores socavaciones que se han registrado son de alrededor de 10 m. habiéndose constatado que guardan relación con la profundidad del agua, su velocidad y la dureza del terreno.
Entre las varias fórmulas que existen para determinar la profundidad de socavación, se puede citar la siguiente por su simplicidad y que tiene aplicación especialmente en caso de ríos medianamente caudalosos.
La constante k para algunos materiales tiene los siguientes valores: Se entiende que no se debe fundar sobre el fango, pero sí, este puede estar por encima de la fundación.
Son muy peligrosas porque pueden provocar el colapso de la estructura, por ello cuando se va a fundar en un terreno socavable, caso muy frecuente, se debe fijar la cota de fundación por debajo de las socavaciones mas profundas, las que pueden ser previstas en base a estudios realizados en puentes existentes o mejor aún complementados con estudios en laboratorios de hidráulica.
En los terrenos llanos, especialmente en la época de las gandes crecidas las aguas pueden llegar a pasar sobre la vía provocando su destrucción o el deterioro de la calzada.
Por ello es conveniente prever un buen sistema de drenaje en el terraplén mediante alcantarillas que restituyen en parte, la sección de escurriemiento. En los ríos de caudal casi constante, las inundaciones son mas frecuentes pero sin peligro de grandes erosiones o socavaciones por que el agua no adquiere mucha velocidad. Es de comentar que en el salar de Uyuni (Potosí - Bolivia), en época de lluvias, este se cubre con unos 0.15 m. de agua, es decir que los ríos que lo llenan llegan mediante deltas y cuando pasan las lluvias, el agua circula en sentido inverso, hasta que se insume o evapora (el subsuelo contiene bórax en forma de ulexita que contiene mucha agua de hidratación, rebrota en los sitios de explotación de este mineral) en consecuencia las carreteras se comportan como represas y el agua a su regreso lo hace con bastante velocidad y concentrándose en los puentes y alcantarillas y como el material de soporte no es consistente, se presenta tendencia a socavación apreciable.
Es un grave problema ya que el río abandona su cauce y toma otra dirección generalmente cortando el terraplén del camino o la vía férrea. En algunos casos, el río se divide en forma permanente obligando a mantener dos puentes con fuertes gastos en lo que a protecciones y mantenimiento se refiere. Por ello es que muchas veces cuando se construye este tipo de puentes se prevé un tramo de descarga, es decir una o más alcantarillas en el terraplén de acceso para que por ahí pasen las aguas que se desprenden del curso principal. Estos tramos de descarga requieren de una buena vigilancia porque existe el peligro de que la totalidad del río se vaya por ellos provocando probablemente una catástrofe.
La topografía terrestre presenta una gran variedad de ríos con una diversidad de problemas, sin embargo por razones prácticas se agrupan en los dos tipos siguientes:
a) Ríos de caudales bruscamente variable o torrenciales
b) Ríos de caudal relativamente constante (VArían más o menos lentamente)
Los del grupo b, no dan problemas de índole hidráulico en cambio los del grupo a, que normalmente se encuentran en las regiones bajas tienen característica que durante la mayor parte del año su caudal es más o menos reducido, incrementándose enormemente y súbitamente en la época de lluvias y durante los deshielos.
Estos ríos de caudal variable presentan los siguientes peligros:
a) Variabilidad del lecho.
b) Inundaciones
c) Socavaciones
Tomando en consideración las recomendaciones descritas anteriormente, este perfil casi siempre está definido por el trazado caminero o ferroviario, o sea que en lo posible habrá que respetarse pendientes y curvas tanto verticales como horizontales, aunque lo normal es que en correspondencia con lo puentes el trazado es horizontal y rectilíneo y en estos casos lo que se hace es dar un peralte al centro, con pendientes hacia ambos extremos no mayores a 0.75%.
Los cambios de pendiente se hacen con acordamientos parabólicos o circulares.
Tratándose de ríos muy caudalosos, la protección de los terraplenes mediante defensivos así como la prolongación de aleros en los estribos puede encarecer la obra de manera que resulta más económico avanzar poco o nada con terraplenes en la caja del río lo cual sucede cuando la crecida del río sobre la caja ripiosa tiene calados superiores a 1.5m.
Si el puente está ubicado sobre una curva en el río, es posible avanzar con terraplenes por la playa interior (la fuerza centrífuga de la corriente tiende a socavar más la ladera opuesta). En estos casos es aconsejable trazar el puente perpendicularmente al eje de la corriente, siempre y cuando no se altere el trazado general de la vía con curvas y contra curvas.
Cuando la quebrada a salvar es muy franca, el problema estará resuelto, en cambio tratándose de zonas llanas donde generalmente los ríos son del tipo maduro estos presentan los denominados meandros (forma sinuosa) que hacen un problema no simple de resolver el determinar la longitud del puente. En todo caso, es la caja ripiosa la que da una primera idea del largo que deberá tener el puente, porque en las grandes crecidas esta puede ser ocupada en su totalidad. A menudo este ancho es excesivo y puede por tanto construirse un puente mas corto que el ancho del lecho ripioso avanzando con terraplenes bien protegidos y con un buen sistema de drenaje con alcantarillas, si es posible complementando con defensivos que garanticen que el río pasará siempre por debajo del puente.
Por otra parte según que el puente sea de autopista o no habrá que ver si se colocan solo bordillos (Mejor parapetos conocidos como New Jersey) o si se incluyen aceras teniendo presente que para ellas la modulación aconsejable es en base a 0.6 m. con altura de bordillos de 0.25 m. cuando estos se encuentran alejados de las ciudades ya que en caso de encontrarse en correspondencia con la prolongación de una calle la sección transversal del puente queda definida por esta. En las autopistas y viaductos se aconseja la aplicación de parapetos New Jersey que resisten bien a los impactos.
La rasante está fijada pro el trazado de la vía o por el nivel de aguas máximas debiéndose tomar en cuenta que no puede quedar mas baja que la altura de la viga sobre apoyos interiores mas 1 m., si es que el río no trae palizada porque de ser así habrá no solo que dar una altura mayor sino luces también adecuadas y proteger las pilas desde aguas arriba mediante elementos que guíen la palizada para que no se trabe en la infraestructura.
Caso similar es el de ríos navegables o pasos a desnivel en los que en la parte inferior se deberán verificar los pasos mínimos requeridos por las normas y que reciben la denominación de gálibos.
Los datos anteriores deben ser traducidos en lo posible en un mismo plano cuyas escalas vertical y horizontal sean iguales, porque en él se tiene que ir dibujando el puente en su conjunto.
Son las condiciones topográficas e hidráhulicas las que definen la longitud a cubrir así como el nivel de rasante. En cambio, su ancho está fijado por ejemplo para el caso de puentes ferroviarios por la trocha de la vía y por el número de vías y la estabilidad tansversal, para el caso de puentes carreteros el ancho queda definido por el número de vías, estimándose como ancho de vía un valor comprendido entre 3 y 4.5 m., es decir que hasta 6m. el puente es de una sola vía de tráfico y a partir de 6.01 m. hasta 9 m. la calzada será para dos vías de tráfico detalle que se lo especifica en el capítulo de normas, sin embargo se puede citar que 7.3 m. permite una velocidad directriz racional con la que los vehículos no necesitan desacelerar a su paso por el puente (es aconsejable incluir las bermas para dar una mejor continuidad al conjunto de la carretera, lo que permite una eventual parada de vehículos).
Un estudio más detallado complementario al correspondiente a la carretera, con sondeos geofísicos mas la perforación de pozos en los probables emplazamientos de la infraestructura con la extracción de materiales para la clasificación de los mismos y fundamentalmente los estudios que permitan establecer las características de resistencia del terreno.
Debe incluir por lo menos la media anual, las crecientes máximas y mínimas (períodos mínimos de 30 años, mejor si son de un siglo), la velocidad de la corriente particularmente en las crecidas, el caudal, las variaciones dimatéricas y materiales de arrastre (palizada).
En los planos de puentes sobre ríos, se debe registrar los niveles de las aguas, cuya anotación abreviada es la siguiente:
N.A.M.E. = Nivel de aguas máximas extraordinarias
N.A.M. = Nivel de aguas máximas
N.A.O. = Nivel de Aguas Ordinarias
N.A.E. = Nivel de aguas mínimas en el estiaje
Son tres los ítems principales en los que se puede resumir los requerimientos para el diseño de un puente:
Que comprende el plano de ubicación, planimetría con curvas de nivel cada metro si la quebrada es profunda o más juntas si el terreno es poco pronunciado.
También son necsearias las secciones transversales en el ejem propuesto, así como otras situadas ente 10 y 20 m. unas aguas arriba y otras aguas abajo.
Lo anterior debe ir complementado con el perfil longitudinal de la vía. En la actualidad los levantamientos topográficos son de alta precisión, con aparatos desde los GPS, las estaciones terrenas e inclusive de vuelos aéreos.
A continuación se dan los materiales preferentemente utilizados en la construcción de puentes.
Para las funciones se emplea el hormigón simple, armado, ciclópeo y en determinados casos las mamposterías de piedra o inclusive de ladrillo. Es frecuente que estas sean ejecutadas sobre un pilotaje previo.
Para las elevaciones de las pilas y los estribos se utiliza el hormigón ciclópeo o la mampostería de piedra o ladrillo y en función de la altura se parará al hormigón armado y también a las estructuras metálicas. La madera se aplica en obras de carácter netamente temporal.
Para la superestructura se suele utilizar los siguientes materales: Hormigones armados o pretensados, acero y madera.
Es fundamental cuidar el aspecto estético de los puentes y más aún tratándose de puentes emplezados en las proximidades de las ciudades en los que no se debe descuidar la estética, especialmente con la idea de bajar costos.
Preferentemente se aconseja emplear los hormigones armado o pretensado, haciéndose notar que los sistemas hiperestáticos tienen mejor aspecto que los isotáticos porque al distribuir mejor los requerimientos estructurales son más esbeltos y ello contribuye notablemente a su belleza.
Tratándose de pocos tramos estos deberán estar en número impar y con sus luces mayores en los tramos centrales para interferir al mínimo el paso de las aguas que tiende a concentrarse al centro y en consecuencia tener allí su mayor profundidad.
También es muy importante tomar en cuenta su armonía externa con relación al vecindario o urbanización.
Todo lo anterior necesariamente deberá coordinarse con la topografía y las condiciones de tránsito.
Esta multiplicidad de aspectos que deben ser considerados simultáneamente hace muy difícil que la solución final sea enteramente satisfactoria.
Previamente se deberá realizar un estudio prolijo del río o depresión que va a atravesar, tomando en cuenta para su ubicación diferentes factores que son funciones del aspecto económico sin apartarse substancialmente del trazado general del camino, para lo que se debe tomar en cuenta las siguientes condiciones:
Se debe buscar el menor ancho del río
El subsuelo debe ser favorable para fundar.
El ataque del agua a las barrancas debe ser mínimo porque con ello se puede economizar la construcción de defensivos.
La profundidad de las aguas no debe ser excesiva
La velocidad de las aguas tampoco debe ser excesiva
Se deben evitar curvas o variantes que perjudiquen el trazado de la carretera o vía férrea.
Naturalmente que entre los casos anteriormente enunciados existen situaciones contradictorias por lo que habrá que compatibilizar.
Tratándose de localizar un puente en la proximidad de una población deberá cuidarse de que en lo lo posible su eje coincida con el de una de sus calles principales para así conducir por el camino más corto al centro del comercio. Acá es necesario aclarar que sí se trata de carreteras troncales con tráfico intenso más bien conviene alejarse un tanto a manera de circunvalación (Generalmente la conservación de las carreteras que ingresan a las poblaciones pasa al cuidado de los municipios y consecuentemente las obras de arte).
