Universidad Autónoma de San Luis PotosíFacultad del Hábitat

Construcción para arquitectura IIIProfesor Gustavo Perez Portales

Janeth Estefanía Tristan LoredoIsabella Torres Solana

Alejandro Cepeda GómezArturo García de Haro

Uriel Cervantes

Sistemas atirantados

SISTEMA ATIRANTADO

SISTEMA ATIRANTADOEl sistema de atirantado se usa en muchos campos de aplicación :

• Estructuras de madera y acero• Fachadas de vidrio• Marquesinas• Soportes de viento en tejados y paredes

El sistema de atirantado ofrece una solución flexible al arquitecto y una construcciónsencilla al ingeniero. Para el usuario es un sistema técnicamente con una instalación fácily cómoda. Todos los componentes están disponibles en acero (listo parar pintar), acerogalvanizado y acero inoxidable con acabados : sin tratar, electro pulido y pulido a mano.

Ejemplo de aplicación : El techo acristalado de laestación central de Helsinki (Finlandia)

PUENTE ATIRANTADO

Se le denomina puente atirantado a aquel cuyo tablero está suspendido de uno o variospilones centrales mediante obenques Se distingue de los puentes colgantes porque en éstoslos cables principales se disponen de pila a pila, sosteniendo el tablero mediante cablessecundarios verticales, y porque los puentes colgantes trabajan principalmente a tracción, ylos atirantados tienen partes que trabajan a tracción y otras a compresión. También hayvariantes de estos puentes en que los tirantes van desde el tablero al pilar situado a un lado,y de ahí al suelo, o bien están unidos a un único pilar.

Los puentes atirantados ocupan un punto medio entre los puentes de acero de contrapeso ylos colgantes. Un puente colgante, requiere más cables (y más acero), y uno de contrapeso,más acero para su construcción. Aunque desde el punto de vista estructural serían puentesque trabajan en modo contrapeso.

Este tipo de puentes se usa en vanos medianos y grandes con luces que van de los 300metros al kilómetro, como en estrechos y bahías, aunque para vanos mayores de unkilómetro, en la actualidad se usan puentes colgantes solamente. Si el diseñador lo consideray las condiciones del fondo lo permiten se pueden construir puentes atirantados de vanossucesivos que salvan luces mayores del kilómetro como es el caso del Puente Rio Antirio o elViaducto de Millau. Este tipo de puentes también se usa para pequeñas pasarelas peatonales.

Dos de las características de estos puentes es el número de pilones, hay puentes con unosolo, o con varios, lo más típico es estar construidos con un par de torres cerca de losextremos.

Puente atirantado, diseño en arpa

Puente atirantado, diseño en abanico

Algunos puentes tienen los pilares en los mismos tirantes en el vano central del puente queen los de los extremos, otros, tienen más cables en el vano del centro que en los vanosextremos, también conocidos como vanos de compensación.Algunos puentes atirantados, son puentes mixtos, con unos vanos atirantados, y otros detipo puente de viga, como es el caso del Puente de Rende.

También se caracterizan por la forma de los pilones (forma de H, de Y invertida, de A, de Acerrada por la parte inferior (diamante), una sola pila), y si los tirantes están sujetos a amboslados de la pista, o si la sujetan desde el centro (dos planos de atirantamiento, o uno solorespectivamente). También es característico la disposición de los tirantes, ya que puede serparalelos, o convergentes (radiales) respecto a la zona donde se sujetan en el pilón.

También pueden tener un gran número de tirantes próximos, o pocos y separados, como enlos diseños más antiguos.

Secciones transversales tipicasde puentes atirantados:

(a) Puente Büchenauer con tablero compuesto dehormigón y dos vigas cajón de acero.(b) Cruce de Julicherstrasse con tablero de placaortotrópica. viga cajón y voladizos laterales.(c) Kniebrucke con tablero de placa ortotrópica ydos vigas de alma llena(d) Puente Severn con tablero de placa ortotrópicay dos vigas cajón.(e) Puente cerca de Maxau con tablero de placaortotrópica. viga cajón v voladizos laterales.(f) Puente Levenkusen con tablero de placaonotrópica. viga cajón y voladizos laterales.(g) Puente Lower Yarra con tablero compuesto dehormigón, dos vigas cajón y voladizos laterales.

Componentes del sistema atirantado

TirantesSe suministran con un extremo con rosca a izquierdas y otro aderechas, de forma que al enroscarlos en sus respectivoscabezales se puedan ajustar y tensar. Unas muescas en losextremos del tirante permiten usar unas llaves para enroscarel tirante en las roscas de conexión. De esta forma,dependiendo de la dirección de giro se puede incrementar oreducir la longitud del sistema dentro de los límites de ajuste.

Mangos de conexiónSe emplean para conectar los tirantes entre sí, para conseguirmayores luces. Con estos mangos se aumenta además laposibilidad de ajustar la longitud. Cada mango de conexión sesuministra con dos contratuercas. A partir del diámetro M12los mangos de conexión están disponibles con una argollasoldada. Estas argollas permiten colgar el sistema de tirantesevitando la flexión, p.ej., en caso de luces largas.

DiscosSe usan también para aumentar las luces. Con ellos se realizan las crucesTirante Cabezal Pasador Arandela de seguridad de arrostramiento. Comomáximo se pueden conectar 8 tirantes en cada disco.Cabezales, contratuercas. El Sistema de Atirantado consta de cabezales,uno con rosca a izquierdas y otro con rosca a derechas. Éstos forman laconexión entre el tirante y las pletinas de unión en el elemento deconstrucción o el disco de anclaje. Los cabezales se pueden identificarfácilmente gracias a los protectores de colores en sus extremos interiores,que evitan la penetración de humedad (amarillo = rosca derecha, azul =rosca izquierda). El diseño del cabezal y su contratuerca proporcionan unaunión muy estética. Los cabezales se suministran completos: cabezal,pasador, anillo de seguridad y contratuerca

Barras de compresiónComo complemento al sistema de atirantado también ofrecebarras de compresión, que se adaptan perfectamente alsistema, tanto visual como técnicamente. Las barras decompresión se componen de tubos con grandes diámetros, quese reducen cónicamente en sus extremos para que se puedanconectar a los cabezales estándar. Se suministran tanto enacero S355 como en acero inoxidable.

Placas de anclajeSe usan para conectar el sistema a la estructura. Se puedensuministrar como bridas para soldar a construcciones de acero ocomo cartelas para atornillar a la estructura de soporte.Hay que tener en cuenta que la posición de las placas estádiseñada de tal forma que el Sistema de Atirantado no estáexpuesto a fuerzas de flexión en el sistema. Para fijar las placasa elementos de hormigón se pueden usar perfiles o tacos.

RESISTENCIA DE PUENTES ATIRANTADOS

Los puentes atirantados consisten generalmente en soportes intermedios de una viga,colgados de una torre de mástil, una referencia muy lejana sería en Egipto, cuando seatravesaban los ríos por puentes de bambú que se apoyaban por pajas sujetas a los árbolesque se encontraban en las orillas de los ríos. Poco a poco se fueron perfeccionando estospuentes, como el caso, del diseño de una cubierta de madera atirantada, la cual fue realizadapor Faustus Verantius, de Venecia, en 1617. Después se crearon puentes con cables, hierroforjado, cadenas e incluso madera.

Tenemos los tipos de puentes según el número de planos de atirantamiento, el cual dependedel ancho que tiene el tablero y la rigidez necesaria para que contenga cargas torsionales.Estos puentes tienen un sistema de suspensión lateral, como en el puente del rioPapaloapan, que cuenta con estas condiciones. También tenemos otro como el Jaime Davalí,con un sistema de suspensión central, aunque muy pocos como el puente de Riddes es Suiza,con distintos tipos de de diseño, que son: el de tipo arpa o cables paralelos, de tipo abanico,semi-arpa y finalmente los asimétricos.

La resistencia de los puentes atirantados tienen mucha relevancia ya que de él dependenmuchas personas, las cuales van a transitar esta vía. Uno de los aspectos primordiales en laconstrucción, además del comportamiento y desempeño de la estructura, serian susdimensiones, los métodos constructivos a utilizar y los materiales. Así mismo podemosacotar que parar tener un puente atirantado con una gran resistencia tenemos que cumplircon estas recomendaciones y así satisfacer las necesidades de la sociedad.

Las debilidades más ocurrentes en estos puentes serian la inestabilidad causada por unarotación en la base, por poca resistencia del pilón, por flexión, fallas en el tablero poraplastamiento o pandeo. Además pueden fallar por un rompimiento de guayas o tirantes,punzonamiento y cortante en los puntos de anclaje, igualmente tenemos fortalezas lascuales serian un ahorro de material, ya que estos puentes reducen las columnas de concreto,además si se realiza a total cabalidad va a tener una gran resistencia.

En otros aspectos tenemos los puentes más resaltanteso en este caso el primer puente construido conmúltiples cables, lo diseño Homberg, lo llamo el puenteFriedrich Ebert, el cual se sostiene por unos 80 cabesatirantados en las dos partes de la torre. Ademástenemos el puente Riddes, el cual cuenta con unsistema de suspensión en tres planos y tiene cuatrotipos de diseño, de arpa, abanico, semi-arpa yasimétrico, también tenemos el puente RíoPapaloapan, entre otros.

Por otra parte encontramos los puentes modernos,los cuales aplican más que todo las guayasatirantadas, semi-arpa, entre otros. En 1974, enHamburgo se concluyo el puente Kohlbrand, no esuno de los más nuevos pero si es considerado comouno de los mejores, también tenemos el Skarnsunndelen Trondhein, Noruega construido en 1992 y poseeuna longitud de 530m, el puente Meikocho, enNagoya, Japón con una longitud de 590m,el puentede Yangpo, en changai, china en 1999, con unalongitud de 602m, el Normandie en Havre, Francia en1995 con una longitud de 816m, el puente Tatara enJapón en 1999 con una longitud de 890m.

Ejemplos

El Puente Replot (en sueco, Replotbron, en finés Raippaluodon silta) es un puente atirantado de Finlandia que conecta la isla de Replot(Raippaluoto), en Kvarken (Merenkurkku) con el continente, a la altura de Korsholm (Mustasaari).

Con 1.045 m de largo, es el puente más largo de Finlandia,1 y las tos torres que lo sostienen miden ambas 82,5 m.

El puente fue inaugurado el 27 de agosto de 1997 por el presidente de Finlandia MarttiAhtisaari.

PUENTE SAINT-NAZEIRE:El puente de Saint-Nazaire (en francés: pont deSaint-Nazaire) es un puente atirantado multicableen abanico de Francia que se extiende sobre elestuario del Loira y conecta la ciudad de Saint-Nazaire (en el lugar llmado de Penhoet, a travésde la comuna de Montoir-de-Bretagne, donde elpuente realmente despega) sobre la margenderecha, al norte, con Saint-Brevin-les-Pins, en lamargen izquierda, al sur.

La estructura metálica atirantada tiene 720 m y el conjunto de la obra con los viaductos de acceso tiene una longitud total de 3.356 metros .

PUENTE ABBÁS FIRNÁS DE CÓRDOBA:Es un puente atirantado que cruza el río Guadalquivir como parte del tramo sur de laVariante Oeste de Córdoba, que une la A-4 y la A-45 con la N-437 (carretera del Aeropuerto),y cuya inauguración tuvo lugar el 14 de enero de 2011.2 El puente tiene una longitud de 365metros y una anchura de 30,4 metros. Constituye el séptimo puente que atraviesa el ríoGuadalquivir a su paso por la capital cordobesa.Debe su nombre al ingeniero Abbás Ibn Firnás, precursor de la aeronáutica, que en el siglo IXse lanzó desde la torre de la Arruzafa con un ingenio alado construido por él para planearsobre Córdoba; por ello, dispone de una escultura abstracta en la pila central que simbolizala figura del ingeniero emprendiendo el vuelo ayudado por las alas gigantes, representadasen los arcos.En su estructura, se han resuelto los vanos de acceso mediante un esquema de vigacontinua, que consiste en la prolongación del tablero de los vanos atirantados hasta elestribo de la margen derecha del río Guadalquivir. Debido a la anchura del cauce, el puentedispone de dos vanos de 132,5m. de luz cada uno, con una pila central y tres vanos más deaproximación en la margen derecha del río.