Diseño preliminar de puentes colgantes.

Puesto que los puentes colgantes son estructuras importantes, es aconsejable aun en el diseño pre­liminar proceder con cierto grado de refinamiento detallado en los cálculos matemáticos pertinen­tes. A menudo, el análisis con la teoría completa de la deflexión es aconsejable en esa etapa. Tal refinamiento es económicamente posible con los computadores. En lo que sigue se describen dos procedimientos para el diseño preliminar. 

Dicho diseño puede empezar por examinar los factores pertinentes del sitio (requerimientos de gálibo, ancho de calzada, materiales de cimentación, etc.) y el estudio de los detalles de estruc­turas existentes de proporciones y condiciones similares. En la tabla 7.2  se presentan algunos datos típicos. Sin embargo, tales datos deben ser usados con discreción, debido a

TABLA 7.2  Detalles de puentes colgantes importantes.

 

las grandes diferencias en los códigos con respecto a cargas vivas, factores de seguridad, esfuerzos de trabajo admisibles, y de­flexiones. Pueden existir también diferencias significativas en detalles, como la estructura de la vía, que tienen un efecto importante sobre las cargas muertas, así como también diferentes gáli­bos, longitudes de las luces laterales, condiciones de viento y otras condiciones del sitio que influ­yen sobre el peso requerido de acero. Muchos pesos publicados por unidad de área pueden resultar engañosos debido a la inclusión de andenes, senderos de bicicletas, y otros elementos en los anchos de los puentes continentales.

Relaciones de luz. Con tirantes rectos, la relación de la luz lateral a la principal puede ser aproxima­damente de 1:4 por economía. Para luces laterales colgantes, esta relación puede ser casi de 1:2. No obstante, las condiciones físicas en el sitio pueden determinar las proporciones de las luces.

Flecha. La relación flecha-luz es importante ya que determina la componente horizontal de la fuer­za del cable. También, esta relación afecta la altura de las torres, el tiro en los anclajes, y la rigidez total del puente. Para esfuerzos mínimos, la relación debe ser tan grande como sea posible por economía, del orden de 1:8 para luces laterales colgantes, o 1:9 con tirantes rectos. Pero las torres pueden ser entonces muy altas. Se deben hacer varios ensayos comparativos. Para el puente Forth Road, la relación correcta flecha-luz de 1:11 se determinó en esa forma. El intervalo general en la práctica para esta relación está entre 1:8 a 1:12, con un promedio alrededor de 1:10.

Altura de la armadura. Las alturas de la armadura de rigidez varían entre 1/60 a 1/170 de la luz. Sin embargo, las condiciones aerodinámicas juegan un papel impórtame en la forma del diseño preliminar, y algunos de los criterios de diseño aerodinámicos, deben estudiarse en esta etapa.

Otros criterios. Los esfuerzos admisibles en los cables principales pueden variar de 5600 a 6000 kg/cm2. Las deflexiones admisibles por carga viva rara vez se especifican en la practica, pero por lo general no exceden 1/300 de la luz. En Europa, se confía más en limitar el radio de curvatura de la calzada (entre 600 y 1000 m); o en limitar la pendiente de la sección transversal bajo carga excén­trica (aproximadamente a 1%); o en limitar la aceleración vertical bajo cargas vivas  (a 0,31 m/seg2)