Cubierta ortotrópica - Orthotropic deck

Para otros usos, consulte Deck .
Fabricación de una sección de plataforma ortotrópica

Un puente ortotrópico o plataforma ortotrópica es típicamente uno cuya plataforma fabricada consiste en una placa de plataforma de acero estructural endurecida longitudinalmente con nervaduras o transversalmente, o en ambas direcciones. Esto permite que la plataforma fabricada soporte directamente cargas vehiculares y contribuya al comportamiento de carga general de la estructura del puente . La plataforma ortotrópica puede estar integrada o apoyada en una rejilla de elementos de estructura de plataforma, como vigas de piso transversales y vigas longitudinales . Todas estas diversas opciones para los elementos de refuerzo, por ejemplo, nervaduras, vigas de piso y vigas principales, pueden intercambiarse, lo que da como resultado una gran variedad de paneles ortotrópicos.

Las cubiertas con diferentes rigideces en direcciones longitudinales y transversales se denominan 'ortotrópicas'. Si las rigideces son similares en las dos direcciones, entonces la plataforma se llama 'isotrópica'.

El sistema de cubierta-placa y costillas de acero puede ser idealizada para fines analíticos como un ortogonal - anisotrópico placa, de ahí la designación abreviada “ortotrópico.”

Discusión

Los elementos de refuerzo pueden cumplir varias funciones simultáneamente. Mejoran la resistencia a la flexión de la placa para permitirle transportar cargas de ruedas locales y distribuir esas cargas a las vigas principales. También aumentan el área de la sección transversal total de acero en la placa, lo que puede aumentar su contribución a la capacidad total de flexión de la plataforma (es decir, la placa de la plataforma actúa como una brida superior en una caja o viga en I ). Finalmente, los refuerzos aumentan la resistencia de la placa al pandeo .

Los mismos efectos estructurales también se aplican a la losa de hormigón en un puente de vigas compuestas , pero la plataforma ortotrópica de acero es considerablemente más liviana y, por lo tanto, permite que los puentes de luz más larga se diseñen de manera más eficiente.

La resistencia al uso de una plataforma ortotrópica se relaciona principalmente con su costo de fabricación, debido a la cantidad de soldadura involucrada. Además, debe ser prefabricado en lugar de ensamblado en el sitio, lo que ofrece menos flexibilidad que las cubiertas de hormigón in situ. Las plataformas ortotrópicas han sido propensas a problemas de fatiga y a la delaminación de la superficie de desgaste, que, como la plataforma, también suele ser de un material muy delgado para reducir el peso.

Invención

Un ingeniero alemán, el Dr. Cornelis de MAN Corporation, recibió la patente alemana nº 847014 en 1948. El manual de diseño de MAN se publicó en 1957 en alemán. En 1963, AISC publicó su manual basado en las prácticas de diseño de América del Norte.

Puentes de cubierta ortotrópicos

Existen miles de puentes de cubierta ortotrópicos en todo el mundo. A pesar de los ahorros y las ventajas (se puede ahorrar hasta un 25% de la masa total del puente al reducir el peso de la plataforma, ya que las reducciones de peso se extienden a cables, torres, muelles, anclajes, etc.), EE. UU. Tiene solo alrededor de 60 plataformas de puentes de este tipo. en uso desde finales de 2005. Aproximadamente el 25% de los ortotrópicos en los EE. UU. se encuentran en California, incluido el puente San Mateo-Hayward , que es uno de los primeros puentes importantes en los EE. UU. que se construye con una plataforma ortotrópica.

Algunos puentes muy grandes soportados por cables, además de la luz récord actual ( puentes atirantados y puentes colgantes ) no serían factibles sin las cubiertas ortotrópicas de acero. La viga de caja más larga o récord , puentes de patas inclinadas ; puentes de arco ; Los puentes móviles y dos puentes flotantes noruegos utilizan cubiertas ortotrópicas.

El viaducto de Millau, un puente atirantado de Millau, Francia, tiene el área de cubierta de acero ortotrópico más grande de todos los puentes. El menor peso bruto total de la superestructura permitió el lanzamiento del puente desde ambos extremos del viaducto de Millau .

La plataforma ortotrópica del puente Akashi Kaikyō permitió a los japoneses construir el tramo más largo con aproximadamente 6,000 pies (1,800 m), o un 50% más largo que el puente Golden Gate.

Las plataformas ortotrópicas permiten una profundidad de plataforma muy baja, lo que reduce la inclinación de las pendientes de aproximación y, por lo tanto, sus costos. La forma también se usa ampliamente en puentes basculantes y otros puentes móviles donde se pueden lograr ahorros significativos en el costo de los elementos mecánicos cuando se usa una plataforma más liviana. El puente ferroviario El Ferdan a través del canal de Suez de Egipto es el puente período de registro. El Puente Erasmus tiene una plataforma ortotrópica tanto para su puente atirantado como para su vano basculante . El Puente Danziger de Nueva Orleans es un puente de elevación vertical muy grande.

Reemplazos de la plataforma del puente

Parte inferior de la plataforma de reemplazo ortotrópica 2000-2001 más ancha del puente Lions Gate

Es posible reacondicionar un puente originalmente diseñado con una plataforma de hormigón o no estructural para usar una plataforma ortotrópica más liviana, lo que se ha hecho para preservar o extender la vida útil de carga de puentes clave o emblemáticos en todo el mundo.

Se utilizó por primera vez en América del Norte en 1975, en el puente Lions Gate en Vancouver , que se completó en 1938 con un diseño excepcionalmente ligero. La plataforma de hormigón original del viaducto norte de 670 m (2200 pies) del puente Lions Gate Bridge fue reemplazada por una plataforma ortotrópica más liviana y ancha, realizada en secciones utilizando una serie de cierres cortos del puente. Las cubiertas ortotrópicas en voladizo permitieron que el puente Tamar permaneciera abierto mientras que la cubierta principal fue reemplazada en 1999. Un ambicioso reemplazo ortotrópico de toda la estructura suspendida original de la parte de suspensión principal del puente Lions Gate se llevó a cabo en 2000-2001 y se completó sin interrupciones en el pico. -horas de tráfico, lo que da como resultado que el puente de 63 años, no diseñado para durar, tenga una nueva vida.

De 1982 a 1986, el puente Golden Gate se reacondicionó con una plataforma ortotrópica

Otro ejemplo notable, el puente Golden Gate de San Francisco , terminado en 1937, originalmente usaba una plataforma de concreto . La sal transportada por la niebla o la neblina alcanzó la barra de refuerzo , provocando corrosión y desconchado del hormigón . De 1982 a 1986, la plataforma del puente original, en 747 secciones, fue reemplazada por paneles de plataforma de acero ortotrópico más livianos y fuertes durante 401 noches sin cerrar la calzada por completo al tráfico. El proyecto no solo restauró el puente a sus condiciones óptimas, sino que también redujo el peso de la plataforma en 12,300 toneladas (11,160 toneladas métricas ).

Ver también

Referencias

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  • Sedlacek, Gerhard (1992). "Cap. 2.10: Cubiertas de puentes de placas ortotrópicas". En Dowling, Patrick J .; Bjorhovde, Reidar; Harding, John E. (eds.). Diseño de acero de construcción: una guía internacional . Londres: Elsevier Applied Science. ISBN 978-1-85166-895-3.
  • Chang, JCL (diciembre de 1961). "Construcción de placa ortotrópica para puentes de tramo corto". Ingeniería civil . ASCE .
  • Mangus, Alfred R .; Sun, Shawn (1999). "Cap. 14: puentes de cubierta ortotrópicos". En Chen, Wai-Fah; Duan, Lian (eds.). Manual de ingeniería de puentes (1ª ed.). Boca Raton Fl: CRC Press. ISBN 0-8493-7434-0.
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  • Buckland, Peter, G. (1981). "El puente Lions Gate - renovación". Revista Canadiense de Ingeniería Civil . Ottawa, Canadá. 8 (4): 484–508. doi : 10.1139 / l81-063 .CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )

enlaces externos

Términos de búsqueda en idiomas extranjeros

Ejemplos de puentes famosos con cubiertas de acero ortotrópicas

Holandés: Erasmus Orthotropic Bridge = Erasmusbrug ( Brug = bridge en holandés)

Francés: Pont Gustave-Flaubert (Pont = puente y ortótropo = ortotrópico en francés)

Alemán: Erasmus-Brücke ( Brücke = puente y ortótropo = ortótropo en alemán)

Portugués brasileño: The Juscelino Kubitschek Bridge (Portugués: Ponte Juscelino Kubitschek) (Ponte = bridge en portugués)

Italiano Ponte sullo Stretto di Messina (Ponte = Puente en italiano)

Noruego: Nordhordland Bridge = Nordhordlandsbrua ( Brua = puente en noruego)