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Arcos biempotrados, biarticulados y triarticulados

Buenas Juna Carlos

Podrías indicar ejemplos  de puentes reales de cada una de las tipología que te digo, indicando porque en cada caso se optó por esa opción? (Salginatobel, María Pita, Barqueta, Sidney Harbour... ó cualquiera otro que sea ilustrativo)

Muchas gracias
jose manuel gil santacruz
2 respuestas
2 respuestas
Napa
Napa
Alumno
4 may 2021 - 11:13
Hola José Manuel. La pregunta que planteas es muy interesante y no tiene respuesta única pues depende de consideraciones económicas, geotécnicas, de capacidad de cálculo, usos habituales en el país, estéticas... Es más, incluso a veces las cosas no son lo que parecen. Te lo explicaré con algunos ejemplos y comentarios:
1. Los arcos triarticulados son isostáticos y, por tanto, mucho más fáciles de calcular y dimensionar. Además, por su isostatismo, asientos del terreno y variaciones de temperatura no producen esfuerzos internos. Estos condicionantes explican su amplio uso, sobre todo a lo largo del siglo XIX y primera mitad del XX. Salginatobel de Maillart es un arco triarticulado y fue la opción más económica de las que se presentaron al concurso. Una de las laderas en las que se apoya tenía problemas de inestabilidad (de ahí la bondad de las tres articulaciones). Además, su forma es "casi" perfecta en relación a los esfuerzos que en él aparecen. Por cierto, estos esfuerzos se obtuvieron por estática gráfica en uno de los planos.
2. Maria Pia en Oporto de Eiffel y Seyrig es un arco biarticulado. También fue la opción más económica en un concurso y su forma de "media luna" es la óptima para resistir los esfuerzos que aparecen en él. Al ser biarticulado, es un poco más complicado de calcular, pero tiene la ventaja de la mayor robustez, un fallo de una sección no produce necesariamente el colapso de la estructura.
3. El de Sidney y los del Hell Gate y Bayonne en Nueva York no son lo que parecen. Puesto que tienen un mayor canto en los arranques que en el centro, uno podría pensar que son biempotrados, pero no es así. Se diseñaron con articulaciones en los arranques, por lo que el mayor canto en esos arranques no tiene sentido estructural, ese incremento no es honesto estructuralmente y se dispuso por motivos estéticos, para dar una sensación de monumentalidad. De hecho, si te fijas tanto en Sidney como en el Hell Gate el arco "muere" en unos estribos de o recubiertos con mampostería. En el Bayonne querían hacer lo mismo, pero estalló la crisis de 1928 y, por motivos económicos, dejaron los estribos con su esqueleto metálico sin revestir. Lo mismo le pasó al George Washington Bridge, aunque en este caso, el puente es colgante. 
4. El de la Barqueta es un arco atirantado por el tablero, también conocido como bowstring.
5. En ocasiones, el arco se construye en dos mitades biarticuladas para poderlo girar respecto a un eje horizontal y terminarlo. Fernández Troyano hizo uno así en el Norte de España. Luego, podría dejarse la articulación o transformarse en un empotramiento.
6. Hoy en día, muchísimos arcos se construyen biempotrados por su mayor rigidez. Un ejemplo es el puente de Almonte de Arenas y Asociados.
Puedes encontrar mucha información sobre todas estas obras. Algunas referencias clave son:
- "La Torre y el Puente. El nuevo arte de la ingeniería estructural". Un clásico del Prof. Billington publicado en castellano por Cinter.
- "The Art of Structures" del prof. Aurelio Muttonni. Un libro excelente para comprender la relación entre forma y fuerzas.
- "Form and forces" o "Shaping Structures". Libros excelentes para aprender estática gráfica.
- Info sobre Ayamonte y Barqueta la tienes aquí: http://spanishbridges.princeton.edu/
- Sobre Maria Pia y Bayonne, te recomiendo los artículos de Thrall y Billington y la info del ASCE.
     https://www.researchgate.net/publication/256968372_The_Maria_Pia_Bridge_A_major_work_of_structural_art
    https://www.researchgate.net/publication/245282134_Bayonne_Bridge_The_Work_of_Othmar_Ammann_Master_Builder
    https://www.asce.org/project/ponte-maria-pia-bridge/

¡Saludos!





   
Juan Carlos Mosquera Feijoo
Juan Carlos Mosquera Feijoo
Profesor
5 may 2021 - 10:23
Gracias, Napa, por tu contribución tan interesante. José Manuel, adjunto algunas referencias adicionales:
https://mediamadera.com/proyectos/3537-puente-3650-x-200-m-en-cervera-de-pisuerga/
https://www.cfcsl.com/wp-content/uploads/2015/03/Fdez_Troyano_ROP_ene15.pdf

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