un camino separado para que las personas crucen los flujos de tráfico o algún obstáculo

Diseño de Pasarelas de acero y estructuras para Puentes peatonales

Se necesitan pasarelas o puentes peatonales donde se debe proporcionar un camino separado para que las personas crucen los flujos de tráfico o algún obstáculo físico, como un río. Las cargas que transportan son, en relación con los puentes de carreteras o ferrocarriles, bastante modestas y, en la mayoría de las circunstancias, se requiere una estructura bastante ligera. Sin embargo, con frecuencia se requiere que proporcionen una distancia clara prolongada, y la rigidez se convierte en una consideración importante. Los puentes suelen estar a la vista del público con mucha claridad y, por lo tanto, la apariencia merece una atención especial.

El acero ofrece formas de construcción económicas y atractivas que se adaptan a todos los requisitos exigidos a una pasarela o puente peatonal.

Introducción a las pasarelas o puentes peatonales

Construcción peatonal o pasarela metálica de celosía de medio paso.

Se puede preparar un diseño completamente detallado con otros documentos de contrato para que los licitadores establezcan precios. Sin embargo, es una práctica común, particularmente para puentes peatonales o pasarelas mas pequeñas, que el diseño detallado se incluya como parte de un paquete de diseño y construcción.

Muchos fabricantes pueden proporcionar dicho paquete, utilizando métodos y detalles de construcción desarrollados para adaptarse a sus instalaciones de fabricación y experiencia particulares. Sin embargo, el ingeniero que supervisa el trabajo aún debe estar familiarizado con las diferentes formas de construcción que se pueden utilizar y ser consciente de sus ventajas y limitaciones.

Es probable que un consultor o una autoridad local diseñen en detalle los puentes peatonales de distancias más largas y los que forman parte de un esquema más amplio. Dentro de dicha organización, el ingeniero que realiza el diseño debe estar familiarizado con los requisitos particulares de las pasarelas, sus características y detalles de construcción.

Características y formas de construcción para pasarelas y puentes peatonales

Requerimientos básicos

Las pasarelas, como cualquier otro puente, deben ser lo suficientemente largas para salvar el obstáculo que se va a cruzar y lo suficientemente altas como para no interferir con lo que pase debajo del puente. Sin embargo, la ruta de acceso a la pasarela o puente peatonal es a menudo muy diferente de lo que es familiar para el diseñador de un puente de carretera : no hay necesidad de una alineación horizontal suave (de hecho, la ruta preferida puede ser en ángulo recto con el tramo). Por tanto, la continuidad estructural es menos común. El tramo principal suele ser simplemente apoyado.

Rampas de acceso a pasarelas de un puente peatonal.

La provisión de acceso adecuado para sillas de ruedas y ciclistas a menudo se especifica para pasarelas. Se deben proporcionar rampas de acceso y restringirlas a una pendiente máxima . La consecuente longitud de las rampas donde se accede desde el nivel de la carretera o vía férrea sobre la que se extiende el puente es generalmente mucho más larga que el propio puente. La forma de construcción adecuada para las rampas puede tener una influencia dominante en la forma final del puente.

El ancho de un puente peatonal suele ser bastante modesto, lo suficiente para permitir el paso libre en ambas direcciones para los peatones. Ocasionalmente, el puente tendrá una disposición separada para peatones y ciclistas, en cuyo caso deberá ser más ancho. Se proporcionan parapetos para la seguridad de los peatones y el flujo del tráfico. Se requiere que las pasarelas sobre líneas ferroviarias tengan parapetos más altos y estén provistas de paneles sólidos directamente sobre las vías del tren.

Vigas de celosía y vigas Vierendeel

Las cerchas ofrecen una forma de construcción ligera y económica, especialmente cuando el tramo es grande. Los miembros de la armadura pueden ser bastante delgados y esto naturalmente conduce al uso de secciones huecas estructurales. Las secciones huecas se han utilizado para pasarelas durante más de 50 años y algunos fabricantes se han especializado en esta forma de construcción, desarrollando técnicas y detalles que las aprovechan al máximo.

Las vigas Vierendeel que utilizan elementos de sección hueca ofrecen una forma estructural alternativa pero complementaria de similar proporción al sustituir una forma rectangular por la disposición triangular utilizada en las cerchas.

Cercha tipo Warren a través de pasarelas de puentes peatonales

Cercha tipo Warren a través de pasarelas de puentes peatonales

Cercha tipo Warren a través de pasarelas de puentes peatonales

Las armaduras y las vigas Vierendeel están dispuestas con una construcción de medio paso o de paso. La construcción de medio paso se utiliza para tramos más pequeños, donde la profundidad necesaria es relativamente poco profunda. Para tramos más grandes, o donde la cercha está revestida para proporcionar un cerramiento completo para los peatones, se utilizan cerchas pasantes; los acordes superiores se refuerzan luego juntos por encima del nivel de la cabeza.

Puente o pasarela peatonal de vigas de caja.

Puentes o pasarelas peatonales de vigas de acero

El método más simple de emplear acero estructural como el elemento estructural principal de un puente peatonal es usar un par de vigas ( secciones fabricadas o laminadas ), arriostradas juntas para la estabilidad y que actúan como vigas en flexión, con una superficie de pasarela no participante en la parte superior. Un tablero de puente pequeño típico podría estar formado, por ejemplo, por vigas colocadas transversalmente en la parte superior de las vigas. También se pueden utilizar losas prefabricadas, sin conexión a cortante con el acero y, por tanto, sin participar en la acción estructural global.

Alternativamente, el piso podría estar formado por una placa de acero, adecuadamente rígida para soportar las cargas de los peatones, en cuyo caso la placa también podría hacerse para actuar estructuralmente como el ala superior de las vigas de acero.

Puentes de vigas de caja de acero

Otra alternativa es utilizar una pequeña viga de caja de acero. El ala superior actúa como el piso del puente y generalmente hay voladizos cortos a cada lado de la caja. Esta forma tiene los beneficios de una buena rigidez a la torsión, que puede simplificar las disposiciones de soporte y limpiar las superficies que minimizan el mantenimiento.

Puentes de vigas compuestas

Las vigas compuestas, vigas de acero con una losa de hormigón que actúa como piso de paso y participa como ala superior, son una solución práctica para pasarelas de tramos medios. Son una versión más ligera de la forma de construcción compuesta que se emplea con frecuencia en los puentes de carreteras. Las losas se pueden colar in situ, aunque los requisitos menores para la conexión de cortante y las cargas de diseño más ligeras en la losa permiten una mayor oportunidad de emplear losas prefabricadas. La losa también se puede colar sobre las vigas en la obra o en otro sitio conveniente, ya que el peso y las dimensiones son a menudo lo suficientemente modestos como para permitir el transporte y montaje de la superestructura completa.

Aunque la construcción compuesta generalmente se asocia con vigas de sección en I, una losa de hormigón también se puede usar con una viga de caja de acero.

Puente peatonal o pasarela de acero estructural atirantada por cables tensión.

Puentes atirantados

Al tratar de proporcionar un puente de apariencia ligera, el uso de tirantes de cable resulta muy exitoso. A menudo ofrece la posibilidad de crear una estructura visualmente impactante que proporciona un punto de referencia o un foco para el área en la que se encuentra.

Casi cualquier forma de construcción se puede utilizar con tirantes, aunque cuando se elige una forma atirantada, los requisitos estructurales a menudo se consideran una consideración secundaria para lograr una apariencia agradable.

Ejemplos de puentes atirantados incluyen :

Estructura metálica cerrada de acero estructural para recinto de pasarela de puente peatonal.

Puentes cerrados

El cerramiento de los lados de un puente peatonal a menudo se requiere para desalentar el lanzamiento de objetos desde el puente. Este es un requisito particular para puentes sobre líneas ferroviarias.

Estructura metálica cerrada de acero estructural para recinto de pasarela de puente peatonal.

El cerramiento completo, a los lados y al techo de la pasarela, es necesario en situaciones donde los usuarios deben estar protegidos del medio ambiente y donde se requiere una mayor protección sobre las líneas ferroviarias. Dicho cerramiento justifica el uso de cerchas o construcción Vierendeel. La forma de construcción probablemente dependerá de la apariencia del puente y su relación con las estructuras adyacentes. Si bien los principios generales discutidos en esta guía son aplicables, los puentes completamente cerrados no se tratan específicamente en detalle aquí.

Características decorativas

Además de la impresión básica causada por la forma de construcción, la apariencia puede verse muy influenciada por elementos decorativos no estructurales, como parapetos y pasamanos. Cuando se buscan efectos particulares, se debe investigar la disponibilidad de diferentes patrones para postes, rieles, etc. Los adornos no estructurales de los soportes también pueden contribuir, por ejemplo, un pilón atirantado puede extenderse a una punta u otra característica por encima del nivel de la conexión de soporte superior, como se muestra en la Pasarela verde de la catedral (arriba a la derecha).

Estructuras emblemáticas

Estructuras metálicas de pasarelas y puentes peatonales emblemáticos.

Es un requisito cada vez más común que las pasarelas en lugares prominentes o clave sean 'estructuras emblemáticas'. Se presta especial atención a la apariencia de la estructura y esto puede resultar en formas de construcción algo inusuales. Se puede permitir que tales estructuras sean marginalmente menos eficientes (en términos de complejidad de fabricación ) pero si el diseño está bien ejecutado, las penalizaciones deberían ser pequeñas.

Hay más margen para un diseño innovador cuando la estructura no se encuentra sobre una carretera o ferrocarril, porque los requisitos para los detalles del parapeto no necesitan ser tan estrictos. Los parapetos son a menudo la característica más notable de un puente peatonal, y la libertad de usar formas más atractivas y arreglos de postes y rieles más abiertos puede llevar a una apariencia muy agradable.

El uso de miembros de tipo arco curvo es bastante popular en la actualidad, al igual que el uso de tirantes de cable. Algunos ejemplos notables se ilustran en los estudios de caso de este artículo.

Diseño conceptual y detallado

Disposiciónes Generales

Como primer paso, se deben determinar los requisitos básicos de acceso y seguridad. El ancho y la forma de acceso necesarios dependen del flujo de tráfico peatonal esperado, aunque las dimensiones mínimas son adecuadas en la mayoría de los casos.

Para una acera simple, las autoridades de carreteras exigen un ancho libre mínimo de 2.0 m. Las pasarelas de las estaciones de tren pueden ser menos anchas. A los lados de esta acera se requieren parapetos, los cuales deben tener 1,15 m de altura sobre carreteras o 1,5 m de altura sobre vías férreas, la altura medida desde la superficie de la acera en ambos casos. En áreas propensas al vandalismo, es posible que se requiera una altura de 1,8 m sobre las vías férreas. Es posible que sea necesario aumentar la altura del parapeto de 1,3 m en áreas de fuerte viento predominante y para puentes donde la altura libre debajo del puente sea superior a 10 m.

Cuando los peatones y los ciclistas compartan la vía, se puede utilizar un ancho mínimo de 3,5 m para flujos de tráfico bajos, pero puede ser necesaria una vía segregada más amplia para flujos de tráfico más altos. La segregación se puede lograr mediante una línea blanca, contraste de color o diferencia en la textura de la superficie, en cuyo caso el ancho mínimo es (1,5 m + 2,5 m). Alternativamente, se puede usar un bordillo o barandillas, lo que aumenta aún más los requisitos de ancho. Al mismo tiempo, se aumenta la altura mínima del parapeto a 1,4 m.

Los requisitos de drenaje también afectan la sección transversal, ya que se necesitarán bordillos para evitar la escorrentía donde el puente esté sobre una calzada, un sendero o vías de tren. Por lo general, se debe proporcionar un soporte de 50 mm. Este montante puede ser provisto por una viga de borde, por la cuerda inferior de una cercha o por un plano soldado al piso.

Tramo

Dado que normalmente no es necesario alinear los accesos a un puente peatonal, el tramo debería estar dispuesto normalmente en escuadra con el obstáculo que tiene que cruzar.

El tramo mínimo requerido es el que simplemente se necesita para despejar el ancho del obstáculo, la calzada o el ferrocarril. Sin embargo, el tramo puede aumentarse para que los soportes se coloquen lo suficientemente lejos de una calzada o vía férrea para evitar el riesgo de impacto de un vehículo errante o tren descarrilado. Los soportes de estructuras ligeras como pasarelas son particularmente propensos a los efectos del impacto.

Para las pasarelas sobre carreteras, el tramo se determina por las dimensiones de las calzadas.

Para evitar la imposición de cargas de impacto, los soportes deben retroceder a 4,5 m del borde de la calzada (ver Figura a continuación). Cuando esto se pueda arreglar, quizás abarcando adicionalmente una acera al lado de la carretera, se deben considerar los consiguientes ahorros en el costo de la subestructura. Si es posible, también deben evitarse los soportes entre las calzadas.

Dimensiones gobernantes en elevación para puentes peatonales y pasarelas estructurales.

El espacio necesario para las rampas de acceso y las escaleras será significativo para organizar el diseño de una pasarela o estructura para puente peatonal. Esto puede influir en la posición del puente y sus soportes y, por tanto, en su distancia.

Las pasarelas sobre vías férreas se requieren principalmente para cruzar dos o cuatro vías, con un tramo resultante de entre 10 y 25 m. Cuando los soportes intermedios se colocan a menos de 4,5 m del riel más cercano, se requiere que la superestructura sea capaz de sostenerse por sí misma si un soporte fuera demolido, en un accidente.

Despeje

En una carretera, se requiere que el espacio libre debajo de las nuevas pasarelas sea de al menos 5,7 m. Con este espacio libre, la superestructura no necesita estar diseñada para cargas de impacto. Si se permitiera una relajación del espacio libre en casos especiales, es probable que se deban considerar las cargas de impacto. Esto sería muy oneroso para el diseño estructural.

Pasarela o puente peatonal típico de media viga de placa sobre un ferocarril.

El espacio libre requerido sobre una línea ferroviaria depende de varios factores, como si la línea está electrificada y la "categoría" de la línea. Los requisitos deben acordarse con la red ferroviaria para la situación particular.

Claramente, cuando el acceso al puente tiene que provenir de la calzada o el nivel de la pista, la elevación necesaria para las escaleras o rampas es la suma del espacio libre más la profundidad de construcción de la superestructura (superficie de la pasarela a plafón de la estructura).

Esto significa que las rampas serán largas (unos 120 m en cada extremo del puente sobre una carretera, para un grado de 1 en 20). También significa que la profundidad de construcción (por ejemplo, la profundidad de una viga de placa ) puede aumentar significativamente la longitud de la rampa y, por lo tanto, el costo de toda la estructura. Por esta razón, generalmente se prefiere la construcción a mitad de camino, con una profundidad de construcción muy baja.

Se necesita una curvatura vertical suficiente para asegurar el drenaje de la pasarela hasta los extremos, donde la escorrentía se puede llevar a los desagües o un sumidero.

Escaleras y rampas

Cuando se requiera acceso desde un nivel inferior, se deben proporcionar escaleras y rampas. Las escaleras solo son adecuadas para peatones capacitados y es política general proporcionar rampas siempre que sea posible. Lo ideal es que tales rampas no sean más empinadas que 1 en 20, aunque se pueden usar pendientes de hasta 1 en 12 en casos de dificultad extrema.

Una rampa puede ser una serie de secciones rectas o una espiral, según las circunstancias y el espacio disponible (consulte la Figura a continuación). El espacio ocupado por una rampa es bastante significativo y bien puede influir en la posición del puente.

Disposición de escaleras y rampas típicas para el acceso a una estructura de pasarela o puente peatonal.

Se puede usar una sola rampa recta donde el espacio y la ruta de acceso deseada lo permitan. Si la pendiente es más pronunciada que 1 en 20, la rampa debe tener descansos intermedios (es decir, debe ser una serie de rampas con secciones horizontales entre ellas). Las rampas suelen estar dispuestas en forma de tijera (es decir, con un cambio de dirección de 180 ° en un rellano intermedio).

Las rampas en espiral deben tener un radio interior mínimo de 5,5 m (pendiente medida 900 mm desde el borde interior). Se aplican los mismos límites de gradiente (es decir, es deseable un máximo de 1 en 20, hasta 1 en 12 puede ser aceptable en algunos casos). Las rampas en espiral no son adecuadas para una altura total de 6 m hasta un puente peatonal sobre una carretera, a menos que se pueda acomodar un radio grande.

A veces se utilizan rampas escalonadas que, con un escalón de 125 mm y una pendiente de 1 en 12 entre ellos, pueden lograr efectivamente una pendiente de 1 en 6. Para rampas en espiral, esto da una elevación de 6 m en un giro inferior a 360 °.

Las escaleras suelen disponerse en dos o tres tramos con descansos intermedios, según disposiciones particulares, para cumplir con los requisitos normales de seguridad. Suelen tener bandas semiabiertas, para una apariencia más ligera. Se proporcionan pasamanos en las caras interiores de los parapetos en escaleras y rampas. Deben mantenerse anchos mínimos entre estos pasamanos. Galería de imágenes :

Puente peatonal o pasarela peatonal.

Rampa de tijera para acceso a puente peatonal.

Instalación de escaleras en vía ferroviaria.

Servicios

Instalación de servicios adicionales debajo de una pasarela de estructura metálica.

Ocasionalmente, el puente puede tener que llevar un servicio: tuberías de agua o cables eléctricos, por ejemplo. Normalmente debería disponerse de modo que tales tuberías se apoyen fuera de la vista, en soportes o travesaños entre las vigas principales, por ejemplo.

Si un servicio se coloca dentro de una viga cajón , es mejor colocarlo en un conducto, para que cualquier mantenimiento al servicio no requiera entrada en la viga cajón. Las tuberías de gas o agua no deben ubicarse dentro de una viga de caja, por razones de seguridad, a menos que se coloquen en una manga de acero que se extienda a lo largo del puente.

Selección de tipo de construcción

Como se mencionó anteriormente, la profundidad de la construcción es muy importante para la extensión general de la pasarela donde el acceso es desde el nivel de la carretera o ferrocarril que se cruza. En esas circunstancias, normalmente es preferible utilizar una forma de construcción a medio camino. Esto generalmente conduce a una selección de un puente de viga de celosía o Vierendeel , aunque también se pueden usar formas de viga de placa de medio paso.

Sin embargo, no todos los puentes están sujetos a tales limitaciones. Algunos simplemente cruzan, por ejemplo, un pequeño río o atraviesan un corte profundo. En tales casos, la profundidad de la construcción no es tan importante y se pueden emplear vigas de acero o construcciones de acero compuesto. Cuando el tramo es largo, la respuesta dinámica del puente se convierte en una consideración importante, particularmente para el puente de acero más ligero. La mayor rigidez proporcionada por la construcción de cerchas puede ser ventajosa. Alternativamente, se puede emplear una construcción atirantada.

Las formas de construcción atirantadas rara vez se pueden justificar visualmente por debajo de los 40 m. Para tramos de hasta 100 m, un solo pilón en un lado del vano principal suele ser apropiado, tanto visual como estructuralmente. Más allá de unos 100 m, deben considerarse torres gemelas.

Los puentes colgantes rara vez se consideran en estos días, pero aún pueden elegirse por razones de apariencia cuando el tramo excede los 70 m.

A continuación se ofrece un resumen de los rangos de alcance aproximados adecuados para los distintos tipos.

Cerchas y puentes de vigas Vierendeel

Aunque las cerchas y las vigas Vierendeel tienen una acción estructural diferente, hay muchas características similares cuando se construyen con miembros de sección hueca estructural , como se usa en las pasarelas. Esta sección trata sobre ambos tipos de construcción.

Construcción completa y media

Las cerchas y las vigas Vierendeel para pasarelas y puentes peatonales, normalmente se colocan con el tablero al nivel de la cuerda inferior, ya sea en una construcción a través o en medio. La construcción de medio paso se usa para tramos más pequeños, donde la profundidad necesaria es menor que la altura libre para que las personas puedan caminar. Para tramos grandes, o donde el puente está revestido para proporcionar un cerramiento completo para los peatones, se utiliza la construcción a través.

Cerchas y vigas vierendeel a través de la pasarela de celosía en puente peatonal.

Los acordes superiores se pueden unir por encima del nivel de la cabeza.

La estabilidad de la cuerda de compresión superior en la construcción a media altura es proporcionada por la acción del marco en U de los largueros y los travesaños de la plataforma. En la construcción a través, los arriostramientos laterales entre las dos cuerdas superiores ofrecen un medio más directo de estabilizarlos.

Configuración

Tipos de cerchas y viga Vierendeel para estructuras de pasarelas y puentes peatonales.

El tipo de celosía que se emplea habitualmente es una celosía Warren o una celosía Warren modificada. De vez en cuando se puede utilizar un cercha Pratt.

Las cerchas Warren son la forma más simple de cercha, con todas las cargas que se llevan principalmente como cargas axiales en los miembros y con un mínimo de miembros que se encuentran en las juntas. Sin embargo, las cargas que se llevan a las cuerdas inferiores desde el suelo de la pasarela pueden conducir a una flexión significativa en estos miembros cuando los paneles son grandes. Una cercha Warren modificada reduce el tramo de estos miembros de cuerda, aunque los miembros verticales adicionales agregan complejidad a la fabricación . Las cerchas Pratt se utilizan donde se prefiere que algunos miembros sean verticales, por ejemplo para facilitar la fijación de revestimientos o paneles decorativos.

Las vigas Vierendeel no tienen miembros diagonales y dependen de una combinación de carga axial y flexión para transportar cargas. La rigidez de la viga depende fundamentalmente de la rigidez a la flexión de los elementos verticales y horizontales y de la rigidez de las uniones entre los dos. Como consecuencia, son mucho más pesados, para un tramo determinado, que una cercha Warren. Sin embargo, la apariencia, que solo muestra líneas verticales y horizontales, en armonía con la forma normal del parapeto (rieles horizontales, postes verticales y relleno), a menudo se considera más agradable.

Para los tramos más grandes, la viga Vierendeel probablemente será demasiado flexible, aunque se han utilizado con éxito hasta un tramo de 45 m.

Pasarelas de medio paso en puentes peatonales construídos con tipo de cercha Warren.

Pasarelas de medio paso en puentes peatonales construídos con tipo de cercha Warren.

Pasarelas de medio paso en puentes peatonales construídos con tipo de cercha Warren.

Proporciones y apariencia

La imagen familiar de una cercha es probablemente la de una estructura de aspecto pesado, relativamente profunda en proporción a la distancia. Tales cerchas se usaban a menudo para puentes ferroviarios. Sin embargo, una pasarela de celosía generalmente puede tener un aspecto ligero y una proporción de poca profundidad / distancia.

Con la construcción de medio paso, la profundidad total mínima está determinada por la altura del parapeto; para cruzar una carretera el mínimo es de 1,25 m. Para tramos de más de 30 m, la profundidad deberá ser un poco mayor, aunque las proporciones de distancia / profundidad superiores a 30 pueden dar una apariencia agradable.

Para tramos de más de 50 m completos, probablemente será necesaria la construcción. Luego, la profundidad se determina por el espacio libre interno, que generalmente se especifica como mínimo de 2,3 m. Para reducir el efecto túnel y mantener el refuerzo superior alejado de abusos casuales, se necesita una profundidad de unos 3 m. Dichos tramos tendrán una relación / profundidad más profunda, aunque los miembros delgados aún darán una impresión de ligereza.

La disposición de los arriostramientos y la línea de los parapetos son los rasgos dominantes que ven los usuarios de la vía. Por tanto, requieren una atención y un tratamiento cuidadosos.

Configuración trasera para el tramo principal de una estructura de una pasarela o puente peatonal.

Cuando la profundidad de la viga Vierendeel está determinada por la altura del parapeto, la cuerda superior a menudo se puede usar como el riel del parapeto, con barras de relleno adecuadas fijadas entre los miembros verticales. Para vigas Vierendeel de mayor distancia, donde la profundidad es mayor que la altura del parapeto, los paneles de parapeto completos con el riel superior se pueden fijar dentro de los paneles rectangulares de la viga. Cuando se utiliza una cercha, el parapeto generalmente se fija a la cara interior de los miembros diagonales. Los parapetos son menos visibles para los usuarios de la carretera que los miembros de la armadura, aunque todavía son evidentes en la silueta.

La profundidad de construcción, desde la superficie de la acera hasta la parte inferior de la cercha o viga, es normalmente bastante superficial, no mayor que la profundidad de los miembros de la cuerda. Esto contribuye en gran medida a la apariencia de luz.

Las cuerdas superior e inferior de una cercha generalmente se hacen paralelos, pero para tramos más grandes, se puede lograr una apariencia menos dominante mediante una configuración de espalda cerrada, con una curva suave hacia la cuerda superior que reduce la profundidad en los extremos del tramo.

Miembros y conexiones - Cerchas

Las secciones huecas estructurales circulares y rectangulares se utilizan comúnmente en cerchas. La cuerda inferior es generalmente rectangular, para facilitar la conexión con el tablero y los travesaños. Las secciones laminadas o planos se utilizan a veces como travesaños o como refuerzos para placas de piso de acero. Las cuerdas y las diagonales suelen disponerse con líneas centrales que se cruzan siempre que sea posible. Se han desarrollado detalles de soldadura estándar para conexiones de sección hueca.

Por medio-a través de cerchas la conexión con miembros transversales en la cuerda inferior requiere una atención especial, ya que su rigidez y resistencia son fundamentales para la accióndel marco en U.

Detalles de placa diagonal a través de la cuerda inferior.

Cuando las cuerdas inferiores son de sección rectangular, algunos diseñadores especifican placas ranuradas diagonalmente a través de la sección en la posición de los travesaños para evitar que la cuerda se rompa o distorsione, aumentando así la rigidez de la junta.

Cuando se usa una placa de piso de acero, normalmente actúa como el "refuerzo" de las cuerdas inferiores, para llevar el cortante lateral (principalmente las fuerzas del viento) de regreso a los soportes. Si se usa una forma de piso no participante, se deben considerar arriostramientos transversales en el plano de la cuerda inferior, para resistir fuerzas laterales.

Las cerchas pasantes, utilizadas en tramos más largos, dan estabilidad lateral a la cuerda de compresión superior mediante arriostramientos en el plano de la cuerda superior. Dicho arriostramiento también participará en el transporte de cualquier fuerza lateral, especialmente cuando la cercha está revestido en sus lados y, por lo tanto, sujeto a cargas de viento significativas. En los extremos del tramo, estas fuerzas laterales deben ser llevadas hasta el nivel de apoyo a través de la acción del portal o mediante un marco arriostrado.

Miembros y conexiones - Vigas Vierendeel

En las pasarelas, las vigas Vierendeel normalmente utilizan secciones huecas rectangulares para mayor rigidez y resistencia en las conexiones entre verticales y cuerdas.

Estructuras metálicas de pasarelas y puentes de medio paso con vigas Vierendeel.

Estructuras metálicas de pasarelas y puentes de medio paso con vigas Vierendeel.

Estructuras metálicas de pasarelas y puentes de medio paso con vigas Vierendeel.

La naturaleza de la acción de Vierendeel es que el cizallamiento vertical se lleva a cabo mediante la acción de cizallamiento / flexión de cada tramo de cuerda, y los elementos verticales están sujetos a cizallamiento y flexión horizontales complementarios. Dado que el cortante es más alto en los extremos del tramo, los "momentos finales fijos" también son más altos allí. Por lo tanto, los miembros verticales deben ser más fuertes en los extremos del tramo.

Por otro lado, las porciones centrales de las cuerdas soportan predominantemente cargas axiales, mientras que los extremos soportan predominantemente cargas de flexión. Hay menos necesidad de variar el tamaño de los miembros de la cuerda, y normalmente solo se varía el grosor, si es que se varía.

Las consecuencias son que los miembros verticales suelen ser más anchos (en el plano de la viga) en los extremos del tramo y, a veces, están más juntos, variaciones que son claramente visibles en la silueta.

Detalle de una articulación acodada en una viga Vierendeel.

La resistencia de la junta entre cuerda y elementos verticales debe ser adecuada para transmitir los momentos finales fijos. Para hacer esto, ambos deben tener el mismo ancho (normal al plano de la viga). Bajo los momentos más altos en las juntas hacia los extremos del tramo, una junta cuadrada simple puede tener una resistencia inadecuada y es posible que sea necesario agregar filetes triangulares (cortados de la misma sección que la vertical) o placas de refuerzo para aumentar la rigidez y la resistencia. La apariencia de estas adiciones puede no ser siempre aceptable y se pueden preferir secciones más pesadas.

La estabilidad de la cuerda de compresión nuevamente requiere la acción de un marco en U de la sección transversal y esto nuevamente requiere una rigidez y resistencia adecuadas del miembro transversal a la conexión vertical en la cuerda inferior. Incluso con las secciones más pesadas que generalmente se requieren para una viga Vierendeel, puede ser necesario insertar placas diagonales, como se mencionó anteriormente.

Construcción de piso

Placa de piso rígida boca abajo, de un puente peatonal en la fábrica.

El piso de una pasarela de vigas de celosía o Vierendeel generalmente será de chapa de acero, aunque se han usado tablas prefabricadas con celosías. La plataforma de acero más ligera ahora se prefiere generalmente.

La placa, típicamente de 6 mm u 8 mm de espesor, se apoya y se suelda a travesaños de acero entre las cuerdas. Estos travesaños forman parte de los marcos en U que estabilizan la cuerda superior y suelen ser ellos mismos secciones huecas. Los paneles de placa entre las cuerdas y las vigas transversales están divididos transversalmente y, a veces, longitudinalmente mediante refuerzos (generalmente planos) para brindar soporte adicional.

En la parte superior de esta placa se requiere una capa impermeable para protección contra la corrosión y para proporcionar una superficie antideslizante para mayor seguridad. Esto se suele conseguir con una fina membrana (que actúa tanto como impermeabilizante como aglutinante) y un apósito superficial de árido fino. El espesor total es de unos 4 mm. Esta superficie se aplica a menudo en las obras y no aumenta significativamente los pesos de montaje.

Cuando se utilizan tablones prefabricados, es necesario proporcionar un ángulo de estante en la cara interior de las cuerdas sobre los que se pueden asentar los tablones. Es muy importante que la junta entre el hormigón y el acero esté correctamente sellada o podría convertirse en una trampa de humedad y corrosión.

Cuando no se permita el drenaje sobre los bordes del puente, se deben hacer arreglos para llevar el agua de lluvia a los extremos del puente y luego a los desagües o un sumidero. Se debe proporcionar una curva vertical o una curvatura longitudinal en un puente que de otro modo estaría nivelado.

Donde se pueda permitir que el agua de lluvia corra por el costado del puente (por ejemplo, sobre un río), el piso puede estar ligeramente arqueado transversalmente para facilitar el drenaje. Con las plataformas de placas de acero delgadas reforzadas, también se debe tener cuidado de que los paneles no se deslicen entre los refuerzos y permitan que el agua se acumule; el espacio entre los refuerzos suele ser limitado por esta razón. Los tamaños de soldadura deben mantenerse al mínimo para reducir la distorsión de la soldadura.

Parapetos

Parapeto de una viga Vierendeel en una pasarela o puente peatonal.

El parapeto puede ser un artículo separado o puede combinarse con miembros estructurales.

Para las cerchas, el parapeto se proporciona como unidades separadas fijadas a las caras interiores de las diagonales de las cerchas. Entonces, las diagonales deben diseñarse para soportar cargas laterales desde el parapeto, y los rieles del parapeto deben diseñarse para que se extiendan entre las diagonales que las sostienen. Los postes de parapeto se pueden fijar alternativamente a la plataforma de la acera, aunque el accesorio tendría que ser lo suficientemente fuerte para soportar el momento de vuelco que surge de las fuerzas laterales en el riel superior.

Cuando se utilizan vigas Vierendeel, es conveniente fijar los paneles de parapeto en los paneles rectangulares de las vigas, utilizando eficazmente los miembros verticales como postes de parapeto. Esto logra una apariencia integrada y produce un ancho total de puente ligeramente menor que con parapetos separados en las caras internas de la viga. La cuerda superior de la viga también puede funcionar como barandilla superior del parapeto o, si es más alta que la altura del parapeto requerida, se puede proporcionar una barandilla separada además de la cuerda superior.

Revestimiento

Revestimiento de malla fina para pasarelas peatonales.

Sobre las vías del tren, las autoridades de carreteras y ferrocarriles requieren que se proporcione un revestimiento sólido no escalable en la cara interior de la viga de celosía o Vierendeel. Para evitar el acceso no autorizado, no solo debe diseñarse la cara peatonal del puente para que no sea escalable, sino que también debe ser imposible trepar por la cara exterior desde los extremos del puente; esto generalmente significa que las cerchas están revestidas a ambos lados de las diagonales en los extremos. Las bridas superiores, las cuerdas o los parapetos deben disponerse de forma que sea imposible transitar por ellos.

Este tipo de revestimiento se suele conseguir mediante chapas de acero perfiladas, aluminio rigidizado, paneles de PRFV ( paneles de material compuesto de plástico reforzado con fibre de vidrio ) o incluso chapas planas. Se puede usar malla fina (aberturas máximas de 50 mm) sobre líneas no electrificadas. Aunque el revestimiento solo se requiere sobre las vías, a menudo se logra una mejor apariencia al proporcionar el revestimiento en toda la longitud del tramo. Se debe tener mucho cuidado al detallar el revestimiento, para evitar la creación de pequeñas repisas protegidas e inaccesibles en la parte superior del cordón inferior donde el musgo y los escombros se pueden acumular o se pueden usar para agarraderas o puntos de apoyo para los pies.

Apoyos

Las cerchas y las vigas Vierendeel se apoyan sobre cojinetes (si se extienden entre pilares de hormigón, por ejemplo) o directamente sobre una subestructura de acero simple sin cojinetes.

En los estribos, el punto de apoyo está normalmente directamente debajo de los elementos verticales o diagonales extremos y, por lo tanto, no da lugar a una flexión local de la sección de cuerda. Otros soportes también deberían disponerse preferiblemente de forma similar. Cuando no es conveniente hacerlo, por ejemplo, cuando un rellano superior sobresale una distancia corta más allá de las columnas de soporte y el soporte está a medio camino entre las conexiones de arriostramiento, el cordón inferior está sujeto a flexión. Entonces es común usar una sección de cuerda más pesada sobre el último o los dos últimos paneles de la armadura.

Fabricación de Cerchas para pasarelas

Los fabricantes que se especializan en la fabricación de perfiles huecos están familiarizados con todos los tipos de detalles necesarios para las pasarelas de celosía y cuentan con el equipo adecuado, como equipos de corte de perfiles para tubulares, etc.

Los trenes de laminación ofrecen una amplia gama de tamaños de secciones huecas, pero debe recordarse que el fabricante tiene que comprar el material para cada trabajo, ya sea en el molino o en un almacenista, y sus pedidos pueden estar sujetos a cantidades mínimas y primas por pequeñas cantidades. Por lo tanto, el diseñador debe intentar estandarizar en la medida de lo posible su elección de tamaño de sección y grado de material.

El proceso de erigir la estructura

Afortunadamente, la mayoría de las pasarelas pueden fabricarse como una longitud completa del tramo y luego transportarse, con tramos de hasta aproximadamente 45 m. Aunque las fabricaciones de más de 27 m de longitud requieren un permiso especial para circular por la vía pública, la mayoría de los fabricantes prefieren completar la fabricación en la obra siempre que sea posible y están familiarizados con las disposiciones para el movimiento de grandes longitudes.

Instalación de un tramo completo de la estructura metálica de un puente peatonal

Los detalles de juntas con bridas de sección hueca atornilladas se pueden usar para empalmes en el sitio, aunque se puede sentir que las conexiones de los extremos de las placas de brida son algo engorrosas en apariencia. Los detalles de los empalmes en línea son mucho menos molestos, pero requieren más esfuerzo de diseño y fabricación. En la mayoría de los casos, los tramos deben estar completos antes del levantamiento , porque los períodos de cierre o posesión serán muy cortos.

Puentes de vigas de acero

Tipos de construccion

En esta sección se consideran cuatro tipos de construcción :

• Un par de vigas de acero con un piso no estructural en la parte superior (por ejemplo, madera).
• Un par de vigas de acero con una placa de piso de acero estructuralmente participante.
• Una viga de caja de acero.
• Un puente de viga de placa de medio paso.

Los tres primeros son apropiados cuando la profundidad de la construcción no es importante. El cuarto es apropiado cuando la profundidad mínima de construcción es crítica.

Proporciones y apariencia

Para la carga relativamente ligera en un puente peatonal, la profundidad de la viga en todos los casos se puede configurar para que sea aproximadamente 1/30 del tramo.

Puente peatonal o pasarela sobre un río.

Un puente típico sobre un río o canal podría tener una distancia de 30 m y una viga de 1 m de profundidad. Un puente simple de vigas en I con piso no estructural podría comprender dos vigas con una separación de aproximadamente 1,5 m sobre las cuales se fija un piso de, en algunos casos, tablas de madera. Los postes de parapeto se fijarían al ala superior o la cara exterior de las vigas de acero.

Las vigas de acero con una placa de piso de acero estructural participante tendrían proporciones generales similares. Los parapetos se fijarían encima de la placa del piso.

Con ambas formas, las vigas pueden tener una red limpia en toda su longitud, ya que los refuerzos de la red solo se necesitan en los soportes y en las caras internas para la fijación de los arriostramientos. Por lo tanto, el elemento estructural parece limpio y simple. La apariencia estará fuertemente influenciada por el tratamiento de los rieles del parapeto, los postes y cualquier otra característica agregada al puente. El uso de detalles simples de parapeto contribuirá a una buena apariencia general y no exigente.

En algunas circunstancias, una curvatura distinta en la elevación (más de la que sería suficiente para ayudar al drenaje hasta los extremos) agregará carácter a la apariencia.

Puente peatonal de viga de placa de medio paso.

El uso de una viga de caja de acero extiende las líneas limpias hasta el sofito del puente. Puede complementarse con un simple parapeto básico o contrastarse con adornos con adornos y accesorios. Normalmente, la caja tendría aproximadamente 1,0 m de ancho, con voladizos de acero cortos a cada lado para proporcionar el ancho necesario.

Los puentes de viga de placa de medio paso generalmente tendrán sus refuerzos de marco en U en las caras exteriores y generalmente se verán más pesados. Sin embargo, el puente de viga de placa de medio paso de la imagen izquierda, logra una apariencia agradable.

Miembros y conexiones: vigas / vigas en I

Para un diseño económico, el par de vigas deben estar reforzadas para estabilizarlas contra el pandeo lateral por torsión. Será necesario apuntalar en varias posiciones del tramo, aproximadamente de 15 a 20 veces el ancho del ala superior para lograr niveles de tensión límite razonables. El arriostramiento puede ser simplemente un tirante en X con un solo lazo en cada posición, atornillado a refuerzos en las caras interiores de las almas. Para las vigas principales, es probable que las secciones en I fabricadas sean más ligeras y económicas que las vigas universales. Las vigas almenadas pueden proporcionar un ahorro de peso en algunas circunstancias al tiempo que ofrecen un aspecto interesante y diferente.

Una plataforma no estructural, como un entablado de madera, se puede atornillar simplemente al ala superior de las vigas en I. Se debe prestar especial atención a los detalles para minimizar las grietas donde la suciedad y la humedad pueden acumularse.

En muchos casos se usa placa de acero para el piso del puente. La placa, normalmente de unos 6 mm u 8 mm de espesor, suele soldarse a las vigas principales y, por tanto, se puede suponer que actúa estructuralmente con ellas. Se requerirán vigas transversales para llevar la carga del piso a las vigas principales y estas a veces se extienden mediante voladizos de acero cortos fuera del alma de la viga, en cuyo caso se proporciona una viga de borde para dar una cara limpia y para dar soporte al parapeto. Normalmente se especifica una fina superficie de uso impermeable, revestida con agregado fino para mayor agarre y durabilidad. La superficie se aplica a menudo en las obras.

Miembros y conexiones - vigas de caja

Sección transversal a través de una pasarela típica de vigas de caja.

Las vigas de caja son esencialmente similares a las vigas de placas emparejadas con plataforma de acero, como se describió anteriormente, excepto que el ala inferior une las dos almas y encierra el espacio entre ellas. Por lo general, se consideran solo para tramos superiores a unos 30 m. El grosor de la brida superior que también forma la placa del piso estará determinado por la resistencia general a la flexión en lugar de la carga local del piso. La placa suele estar soportada por refuerzos transversales que van en voladizo a las vigas de borde. Pueden proporcionarse dos o tres refuerzos longitudinales para endurecer la placa de suelo cuando actúa como la brida de compresión de la caja.

Se necesitan diafragmas en los soportes y, a menudo, se proporcionan en varias posiciones a lo largo de la viga (normalmente los terceros puntos) para controlar la distorsión. Se requerirán orificios grandes en los diafragmas si se requiere acceso durante la fabricación o el mantenimiento.

Para mejorar la apariencia, es común utilizar almas ligeramente inclinadas, creando una sección transversal trapezoidal.

El uso de vigas de caja de acero tiene la ventaja de la resistencia a la torsión y la rigidez. Se pueden usar en construcción continua para simplificar los soportes o para curvar el puente en planta cuando se desee por apariencia. En un puente recto, la restricción a la torsión (generalmente mediante cojinetes gemelos ) es necesaria solo en los extremos : un solo cojinete será suficiente en los soportes intermedios, lo que permite el uso de una sola columna delgada.

Pasarela de viga de cajón curvada

Miembros y conexiones: medias vigas

Las pasarelas de media viga de placa se utilizan a menudo sobre vías férreas. La banda sólida proporciona el cribado requerido sin necesidad de adiciones no estructurales. Esta forma se ha desarrollado a partir del concepto de viga de placa de medio paso que se ve a menudo en los puentes de ferrocarril. Dos características a destacar son: el uso de una sección hueca como ala superior, girada 45 ° forma un cabo de campanario, lo que desalienta el caminar por el ala; la ausencia de cualquier saliente del ala inferior evita que se trepe por la cara exterior.

La acción del marco en U es proporcionada por los refuerzos intermedios planos al alma y al ala inferior. Por lo general, se proporcionan aproximadamente cada 1,5 m.

Parapetos

Donde no hay voladizos, el parapeto puede fijarse al ala superior de la caja o al alma de la viga. Las posiciones de fijación deben coincidir con los arriostramientos o travesaños, para proporcionar restricción contra la rotación bajo cargas laterales en el riel del parapeto.

Donde hay voladizos, los postes deben coincidir con las posiciones del voladizo o deben montarse en una viga de borde de sección hueca rígida a la torsión.

Postes de parapeto en posiciones en voladizo en puentes peatonales

Fabricación

Ya sea que se utilicen vigas en I laminadas o vigas de sección en I fabricadas, los procesos de taladrar orificios, agregar refuerzos, etc., no presentan ninguna dificultad para el fabricante. La sección en I fabricada se puede realizar mediante plantillas y soldadura semiautomática o mediante una máquina de soldadura automática T e I. La curvatura en elevación se logra fácilmente con vigas fabricadas, y las empresas especializadas en doblado pueden curvar fácilmente vigas universales antes de la fabricación. La fabricación de secciones de caja requiere métodos más tradicionales, y completar la caja cerrada hace que sea casi esencial para el trabajo manual interno. Los detalles deben organizarse para facilitar el acceso para el trabajo y la inspección.

Empalmes

Para tramos de hasta unos 40 m, es muy probable que las vigas se transporten en toda su longitud y no se necesiten empalmes. Más de 40 m se dividirían en al menos dos tramos; las conexiones del sitio normalmente estarían atornilladas.

Los empalmes atornillados son bastante convencionales, con pocos problemas. Si se busca una cara completamente limpia, será necesario tener una junta soldada en el sitio.

Puentes de vigas compuestas

Tipos de construccion

La construcción compuesta se ve en pasarelas en dos formas: una losa de hormigón sobre dos vigas en I o una losa de hormigón sobre una viga de caja de acero cerrada. La forma de caja de acero abierta con losa que a veces se usa en puentes de carreteras normalmente no se ve en pasarelas.

Las losas se pueden colar in situ, aunque la extensión relativamente modesta de la conexión de cortante y las cargas de diseño más ligeras en la losa permiten una mayor oportunidad de emplear losas prefabricadas.

Dichas losas están provistas de cavidades abiertas para encajar sobre los conectores de corte. Los huecos y las juntas entre los tramos de losa se rellenan con hormigón para crear la necesaria continuidad estructural.

Proporciones y apariencia

Las pasarelas compuestas generalmente tienen una relación de distancia / profundidad de aproximadamente 20 (profundidad medida desde la parte superior de la losa hasta la parte inferior de la viga).

Los voladizos cortos fuera de las líneas de las almas darán un mejor aspecto, al igual que lo hacen para los puentes de carreteras. Se necesita un pequeño montante en los bordes para proporcionar un montaje para los parapetos y actuar como un montante de drenaje. Una viga de borde gruesa crearía una apariencia bastante pesada.

Miembros y conexiones

La construcción compuesta produce una estructura mucho más pesada que una pasarela de acero; la carga muerta representa más de la mitad de la carga total en la mayoría de los casos. El peso adicional y la consiguiente rigidez de esta forma de construcción tiene la ventaja de ser menos sensible a la excitación dinámica.

Cuando las juntas transversales entre unidades prefabricadas no estén diseñadas para soportar cortante transversal, también se necesitarán refuerzos en planta.

Construcción de piso

Las losas de hormigón armado para pasarelas suelen tener unos 150 mm de espesor. Pueden construirse in situ sobre cimbra o mediante losas prefabricadas.

A veces se pueden moldear en el patio de fabricación y transportar la estructura compuesta completa al sitio y erigirla.

Se requiere una membrana impermeabilizante, además de algún tipo de superficie de uso duradera. Se puede utilizar una capa combinada de membrana y desgaste con apósito agregado, similar a la que se usa en las cubiertas de acero.

Parapetos

En cuanto a otras formas de construcción, los parapetos deben cumplir con los requisitos de DMRB (en inglés, "Design Manual for Roads and Bridges", en español, "Manual de diseño de carreteras y puentes") o de las redes ferroviarias. Los postes del parapeto se fijan a la losa de hormigón o viga de borde con pernos de sujeción convencionales.

Puentes atirantados

Las pasarelas solo soportan cargas relativamente ligeras. Sin embargo, cuando el tramo principal es largo, los requisitos de soportar su propia carga muerta y de proporcionar una estructura suficientemente rígida conducen a una estructura mucho más sustancial de lo que parecería apropiado para una “simple” pasarela peatonal. Como resultado, una solución cada vez más popular para tramos más largos es el uso de una disposición atirantada. Esto divide efectivamente el tramo en longitudes más cortas, para las cuales se pueden utilizar vigas más ligeras. Las torres de estos puentes también agregan una característica visual fuerte que a menudo es bienvenida.

Tipos de construccion

Los tirantes de cable se pueden usar con cualquiera de las formas de construcción descritas anteriormente, aunque para complementar la apariencia ligera, es probable que una forma delgada de construcción de plataforma sea más apropiada para todos, excepto para los tramos más grandes. Se pueden proporcionar soportes a las vigas principales con un espaciado de aproximadamente 10 ma 15 m, lo que facilita el uso de una plataforma delgada.

Para la mayoría de las pasarelas, normalmente se utilizarán planos gemelos de tirantes de cable, uno a cada lado del tablero del puente. Un pilón en un extremo del tramo principal será suficiente hasta unos 100 m de tramo. Los tramos muy largos pueden requerir el uso de pilones en ambos extremos. Las torres de armazón 'A' son populares, con los dos planos de soporte inclinados. Alternativamente, se pueden colocar patas de pilón individuales para cada plano de cable, o se puede usar una disposición de "poste de portería"; los tirantes pueden quedar entonces en un plano vertical.

Por lo general, se deben proporcionar al menos dos estancias en cada plano – una sola estancia es difícil de justificar por motivos económicos o de apariencia. El tramo mínimo para un puente atirantado con dos estantes es de unos 35 m.

Un solo contrafuerte suele ser suficiente, anclado a la viga en el pilar que soporta el extremo del tramo posterior. Solo se necesitan más contrasfuertes si el tramo posterior es largo y requiere un soporte intermedio. Los tirantes normalmente se anclan a nivel del suelo a vigas longitudinales. Las vigas deben ser lo suficientemente rígidas y fuertes para extenderse entre los puntos de anclaje y es posible que tengan que ser bastante profundas. Se puede lograr una apariencia más liviana, con poca profundidad de viga / piso, usando una viga Vierendeel y una construcción de medio paso. Los pilones de las pasarelas son generalmente cajas de acero o secciones circulares, para una apariencia delgada, facilidad de construcción y economía.

Miembros y conexiones

Tirantes de cable para pasarelas y puentes peatonales.

Los tirantes de cable normalmente estarán hechos de cable metálico o hebra en espiral. Los hilos se fabrican enrollando o tendiendo varios alambres de acero galvanizado. Las cuerdas están formadas por una serie de pequeños hilos enrollados entre sí. Las cuerdas y las hebras en espiral tienen un módulo efectivo más bajo que el acero sólido. También se encuentran disponibles hilos de alambre paralelos. Se debe buscar asesoramiento de fabricantes especializados sobre la selección de hebras.

En la condición de carga muerta, los tirantes están efectivamente pretensados. Es importante calcular con precisión el estiramiento de los tirantes en la condición de carga muerta, para que se logre la geometría correcta de la estructura. Deben tomarse medidas para el ajuste de la longitud de los tirantes, para adaptarse a las tolerancias y errores.

Obviamente, los tirantes deben ser lo suficientemente resistentes para soportar las vigas, pero a menudo es más importante para los puentes pequeños la necesidad de proporcionar soportes suficientemente rígidos a las vigas y evitar tirantes flojos que vibrarán fácilmente.

Con dos planos de estancias, la disposición natural de la estructura de la cubierta es con vigas principales en cada borde, a las que se unen las estancias. Luego, el piso se extiende transversalmente entre las vigas. Un solo plano de tirantes solo se puede utilizar cuando se proporciona una viga cajón rígida a la torsión; los tirantes se colocarían en la línea central del puente. Normalmente, esto no es conveniente para una sola acera.

Además de la provisión para el ajuste de la longitud durante la instalación, los detalles del accesorio también deben organizarse de manera que cualquier soporte se pueda reemplazar si es necesario. Es una buena práctica asegurarse de que los anclajes sean tan fuertes en ULS como la carga de rotura de los tirantes.

Los tirantes proporcionan un soporte rígido a las vigas principales en estructuras peatonales.

Bajo la acción de la carga viva, los tirantes proporcionan un soporte rígido a las vigas principales y, por lo tanto, se comportan esencialmente como vigas continuas. La carga axial también se transmite a las vigas por los tirantes, por lo que las vigas deben diseñarse para los efectos de carga combinada.

Para tramos muy largos, la deflexión bajo carga cambia la geometría de la estructura. Si el pandeo de los tirantes es significativo, actuarán como resortes no lineales. Ambos efectos deben tenerse en cuenta en el análisis. Hay disponibles programas informáticos que tienen en cuenta automáticamente los efectos no lineales de la geometría variable bajo carga.

Si bien los cables y torones pueden durar toda la vida útil del puente, la experiencia ha demostrado que deben inspeccionarse de vez en cuando para verificar si hay corrosión y fatiga, particularmente en los extremos inferiores, y es posible que sea necesario reemplazarlos. Los anclajes de los tirantes deben ser accesibles para dicha inspección y mantenimiento. El diseño también debe ser tal que cualquier soporte pueda ser removido y reemplazado.

Respuesta dinámica

Los puentes atirantados son relativamente flexibles y son más propensos a oscilar bajo el viento o bajo excitación deliberada por parte de los usuarios. Una construcción totalmente de acero da como resultado un nivel muy bajo de amortiguación estructural , lo que puede permitir que las oscilaciones crezcan significativamente. Por tanto, la respuesta dinámica del puente debe comprobarse cuidadosamente. Si es necesario, se puede proporcionar amortiguación artificial, como amortiguadores de masa sintonizados.

Construcción de piso

La construcción de la plataforma suele ser de placa de acero endurecido, aunque a veces se usa madera u hormigón armado en su lugar.

Rampas de acceso y escaleras

Rampas de acceso y escaleras para pasarelas de puentes peatonales.

Cuando se necesitan rampas o escaleras de acceso, generalmente son estructuralmente independientes, excepto por la necesidad de apoyarse en el extremo superior, ya sea en la superestructura de la pasarela o en un soporte de subestructura común. Por lo tanto, pueden tener una forma estructuralmente diferente. Sin embargo, generalmente es preferible lograr una armonía de apariencia entre los dos y usar una forma de construcción similar.

Las escaleras generalmente requieren, como máximo, un soporte intermedio debajo del rellano en pleno vuelo. Las rampas requieren más soportes y de hecho son pequeños puentes en sí mismos. Incluso para rampas, el número de apoyos intermedios debe mantenerse lo más pequeño posible, con tramos de al menos 10 m. Los soportes también deben ser lo más simples posible: una columna en forma de T y una cruceta deberían ser suficientes en la mayoría de los casos (siempre que la resistencia al impacto no sea necesaria).

Cuando los soportes puedan estar sujetos a cargas de impacto, deberán ser significativamente más sustanciales. Los cimientos también tendrán que ser más grandes. En estas circunstancias, el diseñador puede elegir entre columnas de hormigón armado o una estructura de acero robusta.

Dado que los aterrizajes están nominalmente nivelados, se debe tener cuidado para evitar encharcamientos de agua y acumulación de escombros. Serán suficientes orificios de drenaje adicionales en estas áreas junto con una pequeña caída.

Se deben proporcionar pasamanos en las caras interiores de los parapetos en escaleras y rampas, por razones de seguridad. Es deseable un espacio libre de al menos 40 mm entre los rieles y cualquier miembro adyacente.

Las escaleras normalmente tienen contrahuellas semiabiertas. Los criterios de diseño de pasarelas no permite las contrahuellas completamente abiertas.

En la parte inferior de los tramos de escaleras, se deben elegir detalles que eviten las esquinas agudas, ya que pueden atrapar escombros. Para evitar esto, las escaleras se pueden apoyar justo encima de la parte inferior del tramo, de modo que haya un espacio libre entre la parte inferior de los largueros y el nivel del suelo.

Cojinetes y juntas de dilatación

Las disposiciones para la restricción o la acomodación del movimiento debido a la expansión u otras razones dependen mucho de la disposición general del puente, rampas y escaleras.

Punto de apoyo y elevación.

Punto de apoyo y elevación.

Pin de enlace y anclaje de cable.

Cuando el puente se extiende entre asientos de banco o estribos, se necesitan juntas de expansión y la estructura se asentará sobre cojinetes. En un extremo, los cojinetes pueden fijarse longitudinalmente, pero si se utilizan cojinetes elastoméricos laminados, ambos extremos pueden estar "libres", siempre que los cojinetes puedan transmitir cualquier fuerza longitudinal.

Las juntas de expansión deben adaptarse a un rango de movimiento térmico que depende del tramo; para una longitud de 50 m, se requiere un rango de aproximadamente 40 mm en SLS. El margen de tolerancia en la longitud de la superestructura generalmente se puede acomodar durante la instalación. Incluso en los extremos que están restringidos longitudinalmente debe haber alguna disposición para el movimiento al nivel de la cubierta, debido a los movimientos de rotación bajo carga viva.

Para las juntas de dilatación de pasarelas se debe elegir un detalle sencillo, que no acumule suciedad ni escombros y que se pueda desmontar para su mantenimiento si es necesario. En la mayoría de las circunstancias, normalmente se puede disponer una placa de hoja simple fijada al puente en un lado y deslizante sobre una segunda placa en el lado fijo. Siempre se debe prestar especial atención a evitar los escalones que miran hacia arriba, incluso de 5 mm, ya que siempre tienden a acumular material arrastrado por la escorrentía.

Donde el puente se extiende entre soportes de columnas de acero, no se necesitan apoyos. El puente simplemente se atornilla a la parte superior de las columnas. La expansión se acomoda flexionando las columnas y no se necesitan juntas de expansión.

Se debe considerar la posibilidad de fijar rampas largas en el extremo inferior. Por lo tanto, el movimiento longitudinal máximo en el extremo más alejado ocurre donde las columnas son más altas y más capaces de acomodarlo.

Las escaleras deben fijarse preferiblemente en la parte inferior y atornilladas a los soportes de las columnas. Esto proporciona efectivamente una restricción para cualquier rampa o puente conectado a la parte superior de un tramo recto.

Para puentes ligeros totalmente de acero, todos los detalles de soporte, cojinetes o conexiones directas a columnas, deben diseñarse para resistir al menos una elevación nominal.