Construcción: Arco de tres rótulas con juntas de concreto, diseñado como una viga de caja hueca Materiales de construcción: Concreto Armado
Longitud total: 132.30 m
Ancho de carril: 3.50 m
Pendiente de la carretera: 3%
Tramo del arco: 90.00 m
Altura de la flecha: 13.00 m
Altura sobre el agua 90 m
Proyecto: Oficina de Ingeniería Maillart, Ginebra
Ejecución: Florian Prader & Cie., Zurich / Chur
Andamios: Empresa de andamios Richard Coray, Trin
Periodo de construcción: 1929-1930
Costo total: Fr. 180`000.-
Geometría
Generalidades y cargas:
En esta oportunidad se presentan los resultados aproximados de las acciones internas y esfuerzos en el arco del puente Salginatobel, estos resultados corresponden a un análisis simplificado el cual se realizo teniendo las siguientes consideraciones:
Dado que la estructura del puente fue concebida como un arco de tres rotulas, esta condición le da al puente cierta capacidad de moverse y ajustarse a cualquier movimiento leve del suelo o por cambios de temperatura. Mientras que un arco fijo o hiperestático experimentaría un esfuerzo masivo del movimiento, y posiblemente fallaría. Por lo tanto en este análisis no se van a considerar cargas de asentamiento y de temperatura. Por tratarse de un puente de eje recto no sera necesario considerar cargas de fuerza centrifuga. En este análisis se considero la acción de tres cargas sobre el puente: cargas muertas del peso del puente, las cargas vivas del tráfico y la carga de nieve. La carga muerta se idealizo como distribuida uniformemente a lo largo del arco, aunque en realidad es mayor cuando el arco es más profundo y las verticales son más largas. Maillart encontró una carga muerta total de casi 762 ton. En su cálculo, esto no se distribuyó uniformemente, pero para simplificar este análisis supondremos esta carga distribuida a lo largo de todo el arco. En el análisis de Maillart, se utilizó una carga de nieve; este análisis desatiende la carga de nieve por simplicidad. Las cargas vivas de tráfico no se definen tan fácilmente, ya que cambian constantemente con el tráfico que circula por el puente, sin embargo, se crean grandes esfuerzos de flexión en el arco cuando se aplican cargas dinámicas a 0.25L o 0.75L. Esto sucedería en el puente real cuando una gran carga, como un camión, ha recorrido uno o tres cuartos del camino. En este análisis se usa dos cargas puntuales de 25 ton en cada cuarto de punto para crear algunas de las tensiones más grandes que podrían ocurrir en el puente. Respecto a la carga de viento aunque hay muy poca área de puente enfrentada al viento, existe fuerzas de viento sobre ella. Se logra mayor resistencia a la fuerza de viento al aumentar el ancho del arco: aumenta cerca de los arranques, como se puede ver en los planos precitados. Las cargas de viento no se consideran en este análisis. El procedimiento constructivo empleado fue utilizado un encofrado de apoyo a lo largo de todo el arco y su posterior desencofrado cuando se alcanzo la resistencia a la compresión requerida del proyecto, por lo que no sera necesario analizar esfuerzos por etapas constructivas.
Acciones internas:
Diagrama de Momentos Flectores
Diagrama de Fuerzas Axiales
Esfuerzos internos:
En este análisis simplificado, se han hecho muchas suposiciones por claridad y simplicidad y, aunque no son incorrectas, sí aportan una cierta cantidad de varianza en las respuestas finales. Un análisis más riguroso con menos suposiciones ha llevado a valores muy cercanos a los que Maillart determinó al diseñar el puente.
El análisis más exhaustivo utilizó la carga muerta real de la forma del arco. El análisis no utilizó la parábola asumida aquí, sino la línea de presión del arco real, que es la línea del diagrama del momento flector creado por las cargas reales. Esta línea es ligeramente diferente a la línea del centroide de la sección y se habría reutilizado sin esfuerzos de flexión debido a la carga uniforme. En el análisis riguroso, así como en el análisis de Maillart, se encontró cierta flexión de la carga muerta. Además, se crearon mayores fuerzas de flexión mediante una carga dinámica asimétrica. El análisis riguroso utilizó una única carga puntual, mientras que Maillart encontró un segmento de una carga viva uniforme que creó el momento máximo de carga máxima absoluta. Ambos análisis utilizaron una sección más precisa (las dimensiones no se idealizaron) y esto dio lugar a momentos de flexión más precisos. Los valores de esfuerzos de tracción encontrados en los análisis riguroso y de Maillart son lo suficientemente pequeños como para ser tomados por el concreto. Estos valores son mucho más cercanos que los del análisis realizado aquí.
Análisis de esfuerzos y diseño:
¡Cuál sera la mínima resistencia a la compresión del concreto del arco que se requiere para que los esfuerzos de compresión y tracción producidos por las fuerzas que han sido considerado en este análisis sean tomados solo por el concreto, de tal manera que los esfuerzos de contracción y temperatura sean absorbidos solo por un acero de refuerzo mínimo?
Conclusiones:
La concepción estructural como un arco de tres rótulas y la sección transversal de mayor rigidez de paredes llenas en las zonas de mayor esfuerzo a un cuarto y tres cuartos de la luz han permitido lograr un diseño óptimo, liviano en peso y muy estético.
Los esfuerzo internos actuantes son inferiores a los esfuerzos admisibles para un concreto de peso normal y de baja resistencia a la compresión.
El puente Salginatobel a la actualidad cuenta con una vida útil de más de 80 años y se encuentra operativo y trabajando en condiciones optimas.
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