Tipología y Cálculo de Tableros Rectos

Tipología y cálculo de tableros rectos:

El tablero consta de plataforma y aceras, siendo la plataforma la superficie apta para el tráfico. Según el material pueden ser: hormigón, metálico y mixto. Desde el punto de vista estructural:

• Vanos isostáticos: tableros que son estáticamente independientes uno de otro (respecto al tablero de las pilas, también son independientes).
• Vanos hiperestáticos: los tableros son dependientes uno de otro desde el punto de vista estático. Se establece o no una dependencia entre los tableros y sus apoyos:

- Si hay independencia > viga continua; si hay dependencia > pórtico.

Tableros de hormigón:

Se suelen emplear en luces cortas y medias.

Tableros en vigas doble T:

Prefabricados. Es la solución más común en vanos isostáticos. Pero se le puede dar continuidad aunque se sigue comportando como isostático con el peso propio; y se comporta como continua con las sobrecargas.

Ventajas: prefabricación; fabricación alejada del puente; ahorro de cimbras y encofrados en obra; facilidad constructiva.

Inconvenientes: estética; necesidad de grandes medios de transporte; al no dar continuidad, los momentos a resistir son mayores lo que lleva a mayores secciones.

La losa puede ser:

• Adosada: no se utiliza.
• Superpuesta: la losa se sitúa sobre las cabezas de la viga, y por lo tanto se puede construir fácilmente con encofrado perdido.
• Pueden ejecutarse:
  • Encofrado perdido entre vigas (doble T): obliga a vigas extremas en los bordes.
  • Encofrado perdido con armaduras en celosía: permite tener voladizos.
  • Losas de espesor completo: no suele ser habitual.

Tableros de vigas artesa:

Prefabricados. Sección en U. Se está utilizando a modo cajón, ensanchando la parte inferior. A estas se les llama monoartesa. Son prefabricados. Su diferencia con las de doble T es que puede trabajar como viga continua completa ya que es muy fácil darle continuidad.

Si trabaja en isostática > luces de 40-45m. Si trabaja en forma continua > luces de 60-70 hasta 90m.

Es en aquellos puntos donde el momento es nulo donde nos interesa hacer las uniones porque es donde menos sufre.

Ventajas: mejor respuesta estructural; posibilidad de dar continuidad más fácilmente; menor número de aparatos de apoyos.

Desventajas: mayor peso lo que requiere mayores medios auxiliares y medios de transporte.

Tableros sección cajón:

Es una sección in situ, esto quiere decir que van a ser continuas las vigas.

Ventajas: gran cabeza de compresión inferior y superior; gran rigidez a torsión; gran rigidez transversal; gran rigidez de giro.

Las luces con canto constante > 25 a 70m. Las luces con canto variable >> 70m hasta 200m.

Tableros sección losa:

Se hace in situ. Rango de luces 20-40m. Puede ser: armado; pretensada; maciza (canto); aligerada (canto > 1,20m).

Ventajas: menor canto a igualdad de luz que las prefabricadas; se adaptan mejor a trazados curvos; genera mayor libertad en las pilas.

Desventajas (frente prefabricados): proceso constructivo; mayor duración en construcción; afección inferior por cimbra.

Resumen:

En función de la luz:

• Hasta 45m (isostática o continua, prefabricado o in situ).
• De 45 a 65m (continua, prefabricado o in situ).
• A partir de 65m (continua y cajón).

Disposición de las vigas:

En ferrocarriles, vigas y alas debajo de las vías, las cargas se transmiten con poco recorrido horizontal y por tanto se evitan losas resistentes. En carreteras se distribuye uniformemente.

Relación entre PP+CN y la SC:

La relación entre carga permanente y sobrecarga es importante porque determina la oscilación de los momentos flectores principales actuando en las vigas. Esta relación es importante porque ayuda a elegir la tipología.

Tipo de viga a utilizar:

Las vigas pueden ser de dos tipos: doble T o artesa.

Variables más importantes para dimensionar un tablero:

• Luz del tablero.
• Separación entre vigas (depende del canto y del espesor de la losa. El espesor suele ser un mínimo de 0.25m. La tendencia actual es colocar el menor número de vigas y por tanto lo más separadas posibles).
• Arriostramiento vertical (Actualmente en España, por facilidad constructiva se ha impuesto evitar las riostras).
• Clase de pretensado (pretensado: cables rectos o quebrados, pero no parabólicos; postesado: entonces hay que dejar vaina).
• Vinculaciones entre vanos de vigas prefabricadas (las vinculaciones entre vanos en los tableros de vigas pueden ser de tres tipos: tableros simplemente apoyados, tableros semi-continuos, tableros continuos).

Tableros mixtos:

Las vigas son de acero y la losa de hormigón. Estos dos materiales tienen que estar unidos. Hay que ver cuántos conectadores hay que poner. Estos materiales se comportan de forma diferente, lo cual indica esfuerzos tensionales. Su cálculo es más complejo.

Elementos constitutivos: losa superior de hormigón; viga inferior metálica; rigidización longitudinal y vertical de la viga metálica; arriostramiento transversal para rigidizar la sección.

Sección biajena:

Dos vigas metálicas doble T hasta 40m en isostática y hasta 100m en continua.

Ventajas: simultaneidad y calidad; transporte sencillo; maquinaria sencilla; facilidad de uniones; se adapta con mayor facilidad a otros sistemas constructivos; máximo aprovechamiento ala inferior.

Diafragmas: rigidizan y controlan la deformabilidad tanto en servicio como en construcción.

En el caso de luces pequeñas, la solución biajena no es buena, y se utiliza multijacena.

Sección cajón:

Presenta una ventaja en puentes curvos y de grandes luces > 50m. La esbeltez es mayor que en las biajenas. Hay que tener cuidado en el dimensionamiento y respuesta de la chapa inferior > pandeos locales > rigidización; la distorsión del cajón.

Tableros metálicos:

La losa también es metálica.

Ventajas: menor peso; mayor calidad/uniformidad; mayor resistencia.

Se emplean en puentes de grandes luces. Hay que estudiar la chapa superior, además de la inferior.