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Estructuras
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E
n la primera página de la unidad se explica el famoso caso
de derrumbamiento de la estructura del puente de Tacoma
Narrows (Washington, EE UU, 1998), sus causas y la solución
adoptada. Mediante este texto introductorio se pretende que el
alumno tome conciencia de la importancia de las estructuras des-
de el comienzo de la unidad.
Para la realización de una estructura es necesario tener en cuen-
ta no solo las cargas permanentes, aquellas que siempre están
presentes en el puente, sino también las cargas variables debido
al tránsito y otras acciones, como el viento, factor determinante
para el derrumbamiento en este caso.
Para su solución se adoptó una estructura permeable al vien-
to de forma que este no lo zarandease como lo había estado
haciendo.
Vídeo:
DERRUMBAMIENTO DEL PUENTE TACOMA
NARROWS
Vídeo introductorio en el que podemos ver como el viento afecta al
puente y finalmente produce su colapso.
MAPA CONCEPTUAL
El profesor como guía de la unidad puede enseñar a los alumnos
el mapa conceptual correspondiente e ir señalando lo que en cla-
se se va tratando.
PRESENTACIÓN
Del mismo modo, puede ser interesante el uso de la presentación
tanto como un recorrido inicial, como al comienzo de cada epígra-
fe, como al final para repasar los contenidos.
Solución
Analiza
a) Observa las fotografías e intenta localizar los siguientes
elementos de los puentes: tablero, tirante vertical, viga
triangulada, cable y pilar.
La estructura de ambos puentes es similar, se trata de puen-
tes colgantes de catenaria, donde un cable principal recibe el
peso del tablero por medio de los tirantes verticales que los
sujetan.
Los elementos verticales de los que penden los cables se pueden
denominar pilares o pilones. La viga triangulada está bajo el table-
ro del segundo puente.
b) ¿Qué diferencias puedes apreciar entre ambos puentes
que mejoren su comportamiento ante la fuerza del vien-
to? Piensa que el viento debe poder atravesar la estructu-
ra de un puente para no empujarlo.
La principal mejora incluida es la eliminación de la viga lateral de
canto, que presentaba una gran resistencia al viento, que ha sido
sustituida por una viga triangulada que permite el paso del viento
a través de ella.
101
5. Estructuras
EN ESTA UNIDAD
VAS A APRENDER A…
+
www
El puente colgante más grande del
mundo es el Gran Puente de Akashi
Kaikyõ, cuyos pilones están separados
1 991 m, casi 2 km de distancia entre
uno y otro, sin apoyos intermedios.
Durante su diseño se emplearon cálcu-
losaerodinámicosparaprobar su com-
portamiento frente al viento, como si
se tratara de un avión.
Estos cálculos comenzaron a hacerse
tras el espectacular derrumbamiento
del puente Tacoma Narrows, en 1940.
Enaquellaépocaerael terceromás lar-
godelmundo,y resistíaperfectamente
el peso de los vehículos que circulaban
sobre él. Sin embargo, su forma era
poco aerodinámica y el viento lo em-
pujaba lateralmente, provocando una
oscilación constante en el tablero.
Cuatro meses después de su construc-
ción, y cuando ya se había convertido
en una atracción turística debido a ese
movimiento,unviento racheadodeno
mucha intensidadprovocóqueentrara
en un estado de resonancia. El puente
se retorció longitudinalmente durante
horas hasta quedar completamente
destruido. Tras este desastre se mejo-
ró notablemente la construcción de
los puentes y en 1950 se inauguró el
nuevopuentedeTacomaNarrowsque
podemos ver hoy en día.
Si realizas una búsqueda en Internet con las palabras
puente Tacoma Narrows
podrás ver el vídeo y obtener más información del suceso.
Teniendo en cuenta el proyecto que vas a realizar, responde a las siguientes preguntas:
1.
¿Qué anchura total deberá tener elpuente?
2.
¿Cuál será la distancia libre entre apoyosde lamaqueta a escala 1:100?
3.
¿Qué longitud mínima deberá tener la maqueta del puente para asegurar un buen apoyo en sus
extremos?
4.
¿Qué altura libremínima debe tener el puente? ¿Y lamaqueta a escala 1:100?
5.
¿Qué superficie tendrá el tablerodel puente?
6.
Calculamos la cargaquedeberá soportarelpuentedebidoal tránsitode vehículos.Teniendoen cuenta
que dicha carga es de20 kN/m
2
, ¿qué peso total deberá soportar?
7.
Para el ensayo de la maqueta de nuestro puente vamos a considerar una carga puntual en el centro
del vano, equivalente a la total obtenida en el apartado anterior dividida entre 400000. ¿Qué peso
tendremosque colocar en el puente?
Antes de empezar… Responde
El espacio libre entre apoyos será de 50 m y no podrá contar con apoyos intermedios, pues está
situado sobre un escarpe del terrenoo cañón de100mde altura.
La anchuradelpuente albergarádos carrilesde circulaciónde vehículosde3m cadauno,un carril
bicidoble con 1,5m para cada sentido y una acera peatonal de 3m en un lateral.
La alturamínima de gálibo será de 4,5m, para permitir la circulación de camiones de bomberos.
Se deberá construir la
maquetadelpuente aescala 1:100.
Losmaterialesque seutilizarán serán: papel, cartón, hilo ypegamento.
Especificaciones técnicas
¿Qué
debes hacer?
1
Analizar los tipos de estructuras más importantes.
2
Diseñar un puente que reúna las características descritas.
3
Realizar una puesta en común y elegir un diseño.
4
Construir el puente.
5
Verificar el puente construido.
6
Elaborar un vídeo explicativo incluyendo la verificación
del puente.
A lo largo de la unidad vas a diseñar y construir un puente en el
Tajo de Ronda que complementará al que existe desde 1785. Para
ello se convocará un concurso de maquetas al que se presentarán
todas las propuestas de la clase.
PuenteNuevo en elTajodeRonda (Málaga).
Elgálibo indica ladistanciamínima
depasoquedebenpermitir los túne-
les,puentes ydemásestructuras.
a)
Observa las fotografíase intenta localizar los siguienteselementosde lospuentes: tablero, tiran-
te vertical, viga triangulada, cable,pilar.
b)
¿Qué diferencias puedes apreciar entre ambos puentes que mejoren su comportamiento ante la
fuerza del viento? Piensa que el viento debe poder atravesar la estructura de un puente para no
empujarlo.
c)
Observa loscablesde losdistintospuentesde las fotografías.¿Cómoestán,estiradosocomprimidos?
d)
¿Conocesotros tiposdepuentesen losqueno seempleencables?Puedes realizarunabúsquedaen
Internetdealgunosejemplosdepuentes sincablesycitaraquellosque teparezcanmás interesantes.
Analiza
❚
Conocer distintos tipos de
estructuras y por qué son
necesarias.
❚
Comprender cómo actúan las
fuerzas y qué efectos producen en
las estructuras.
❚
Diferenciar distintos elementos
estructurales y saber cuándo
emplearlos.
❚
Explicar las características de una
estructura concreta y analizar su
funcionamiento.
❚
Identificar los esfuerzos a los que
está sometido cada elemento de
una estructura.
❚
Diseñar y construir una estructura
para resolver un problema
determinado.
5
ESTRUCTURAS
TacomaNarrows
(Washington, EEUU, 1940).
TacomaNarrows
(Washington, EEUU,1950).
GranPuentedeAkashiKaikyö (Japón,1998).
PROYECTO GUÍA
Construcción de un puente
tc1e916
+
www
SUGERENCIAS DIDÁCTICAS
