🕑 Tiempo de lectura: 1 minuto
Tabla de contenido
materiales utilizados en la construccion de puentes
La piedra, la madera, el hormigón y el acero son los materiales tradicionales utilizados en la construcción de puentes. En los primeros días, la madera y la piedra se obtenían directamente de la naturaleza y se utilizaban en la construcción debido a su fácil disponibilidad. El ladrillo se utilizó como material de construcción del subgrupo junto con la construcción de mampostería. La piedra como material de construcción era muy popular debido a su durabilidad. Muchos puentes de piedra históricos todavía están vivos hoy como símbolos de la cultura arquitectónica del pasado. Sin embargo, algunos puentes de madera han sido arrastrados por el agua o se encuentran en estado de deterioro debido a la exposición a las condiciones ambientales. Con el tiempo, la construcción de puentes se ha desarrollado más en términos de los materiales utilizados en la construcción que en términos de tecnología de puentes. El hormigón y el acero son materiales sofisticados hechos por el hombre. Se puede decir que la construcción de puentes con estos materiales artificiales es la segunda fase de la ingeniería de puentes. Este fue el comienzo de la tecnología moderna de ingeniería de puentes. Los puentes modernos utilizan hormigón o acero, o una combinación. Se han desarrollado varios otros materiales innovadores para adaptarse mejor a la terminología del puente. La incorporación de fibras, que entran dentro de la categoría de materiales de alta resistencia, ahora se está incorporando a la construcción de puentes. Estos materiales también se utilizan para fortalecer los puentes existentes.
puente de piedra
A lo largo de la historia, las piedras se han utilizado de una sola forma. Se utilizan principalmente en forma de arcos. Esto se debe a su alta resistencia a la compresión. El uso de piedra facilitó a los ingenieros la construcción de puentes duraderos y estéticamente agradables. Dada la historia de la construcción de puentes de piedra, los romanos fueron los mayores constructores de puentes de piedra. Tenían una idea clara y comprensión de las cargas, geometrías y propiedades de los materiales del puente. Esto condujo a la construcción de un puente de gran envergadura en comparación con otras construcciones de puentes de la época. Este período también fue muy competitivo para los chinos. China también estaba desarrollando un gran puente llamado el famoso Puente Zhuzhou. El puente de Zhuzhou es conocido como el puente de arco abierto, de piedra y segmentado más antiguo del mundo. Nihonbashi es el puente de piedra más famoso de Japón. Este puente se llama Nihonbashi.
Figura 1: Puente Zhuzhou, China
Con el tiempo, los puentes de piedra han demostrado ser los más eficientes y económicos porque son más duraderos y ofrecen menos garantías de mantenimiento a lo largo de su vida.
madera o madera para la construcción de puentes
La madera se usó mucho en la construcción de puentes, a diferencia de hoy en día, donde se usa para la construcción, como obras de construcción. En la actualidad, el acero y el hormigón han proporcionado una gama más amplia de flexibilidad laboral, y ha disminuido el uso de la madera y la madera para trabajos a gran escala. La demanda de madera está aumentando en La madera como material de ingeniería tiene las ventajas de una alta tenacidad y propiedades renovables. Son ecológicos ya que se obtienen directamente de la naturaleza. La madera tiene una baja densidad, por lo que tiene una alta resistencia específica. Tienen valores de intensidad significativos a valores bajos de densidad. Esta propiedad los hace fáciles de transportar. Algunas de las desventajas asociadas con la madera como material de construcción son:
- Altamente anisotrópico en la naturaleza
- Susceptible a termitas, infestaciones y carcomas
- altamente inflamable
- propenso a la putrefacción y la enfermedad
- No para alta temperatura
Hay muchos puentes de madera diferentes en todo el mundo. La figura 2 muestra un puente matemático en Cambridge. Otro puente es Togetsukyo sobre el río Katsura en Kioto.
Figura 2: El Puente Matemático, Cambridge
Figura 3.Puente Togetsukyo, Japón
puente de acero
El acero es más resistente que otros materiales. Esto lo hace adecuado para la construcción de puentes de grandes luces. Sabemos que el acero es una combinación de aleaciones de hierro y otros elementos, principalmente carbono. En función de la cantidad y variaciones de los elementos, las propiedades de los mismos cambiarán en consecuencia. Las propiedades de resistencia a la tracción, ductilidad y dureza se ven afectadas por cambios en su composición. El acero utilizado en la construcción normal tiene una resistencia de varios cientos de megapascales. Esta resistencia es casi diez veces mayor que las resistencias a la compresión y a la tracción disponibles en las mezclas de hormigón normales. La principal propiedad incorporada del acero es la ductilidad. Esta es la capacidad de transformarse antes de que ocurra una eventual rotura. Esta propiedad del acero es un criterio importante en el diseño de estructuras.
Figura 4.Puente Yawata
El puente Danjo, el primer puente de hierro de Japón, fue construido en 1878. La figura 4 a continuación es el puente Danjo. El puente Dansho se trasladó a su ubicación actual en 1929 y se llamó puente Hachiman. Como puente moderno, tiene un alto valor histórico y técnico. El puente fue otorgado por la Sociedad Estadounidense de Ingenieros Civiles en 1989. La composición química y los métodos de fabricación determinan las propiedades del acero estructural. Las principales propiedades que los diseñadores de puentes deben especificar cuando necesitan especificar un producto son:
- fortaleza
- tenacidad
- Ductilidad
- durabilidad
- soldabilidad
Cuando nos referimos a la resistencia del acero, nos referimos tanto a la resistencia a la fluencia como a la tracción. Dado que las estructuras se diseñan en la etapa elástica, es muy importante conocer el valor del límite elástico. El límite elástico se usa principalmente porque se especifica con más detalle en los criterios de diseño. El cable recomendado por los japoneses está diseñado para una máxima resistencia. Por ejemplo, SS400 especificado con una resistencia máxima de 400 MPa. Esta es una excepción. Las propiedades de ductilidad dependen en gran medida de los aspectos de diseño involucrados en el diseño del grupo de tornillos por parte del diseñador o ingeniero y la distribución de tensiones en condiciones extremas. Otra propiedad importante es la resistencia a la corrosión mediante el uso de acero resistente a la intemperie.
Concreto para la construcción de puentes
La construcción de puentes más moderna utiliza hormigón como material principal. El concreto es fuerte en compresión y débil en tensión. El hormigón armado es la solución a este problema. El hormigón tiende a tener valores de módulo constantes a niveles de tensión más bajos. Sin embargo, este valor disminuye en condiciones de mayor estrés. Esto hace que la formación de grietas y la posterior propagación sean bienvenidas. Otros factores a los que el concreto es susceptible son los efectos de la expansión y contracción térmica. La fluencia se forma debido a la tensión prolongada en el hormigón. Las propiedades mecánicas del hormigón están determinadas por su resistencia a la compresión.
El hormigón armado o pretensado se utiliza para la construcción de puentes. El refuerzo RCC proporciona propiedades dúctiles a la estructura. Hoy en día, el refuerzo dúctil se ofrece como un requisito adicional, principalmente en estructuras sísmicas. Los RCC ahora están hechos de una combinación de acero, polímeros u otros materiales compuestos. Hay muchos materiales sostenibles disponibles que pueden actuar como cemento. Esta es una nueva innovación en la construcción de puentes sostenibles. En comparación con la construcción de puentes RCC, el hormigón pretensado es el más preferido y adoptado. Antes de la carga de servicio real, se induce una fuerza de precompresión en el hormigón con la ayuda de tendones de acero de alta resistencia. Esta tensión de compresión, por lo tanto, resiste la tensión de tracción que se produce en condiciones de carga reales. El pretensado se introduce en el hormigón mediante el postensado o el pretensado de las barras de refuerzo. Muchos inconvenientes del hormigón armado ordinario, como la resistencia limitada, las estructuras pesadas y la dificultad de construcción, se superan mediante el uso de hormigón pretensado.
Lea también: ¿Qué tipos de hormigón? ¿Cuáles son sus aplicaciones?
Materiales compuestos en la construcción de puentes
Los materiales compuestos se han desarrollado y utilizado tanto para la construcción como para la restauración de nuevos puentes. El plástico reforzado con fibra es uno de esos materiales que es una matriz polimérica. Está reforzado con fibras de vidrio o de carbono. Estos materiales son livianos, duraderos, fuertes y dúctiles. El problema de degradación al que se enfrentan los puentes de acero y hormigón está fomentando nuevas soluciones y materiales. Otro material es el hormigón en polvo reactivo (RPC) desarrollado en Corea del Sur. Este material es un tipo de hormigón de altas prestaciones reforzado con fibras de acero. Esta mezcla ayuda a crear columnas delgadas para puentes de luces más largas. Los compuestos se utilizan en la reparación de columnas de puentes y otros elementos de soporte para mejorar la ductilidad y la resistencia a las fuerzas sísmicas. Cubra la columna (que es inherentemente no dúctil) con fibra de vidrio impregnada con epoxi. Esta es una alternativa a la tecnología de chaqueta de acero.
leer más:
Tipos de materiales de construcción, sus propiedades y su uso en obras de construcción.
Problemas de salud de los materiales de construcción durante y después de la construcción
Cojinetes de puente – Tipos y detalles de los cojinetes estructurales de puente