Los puentes de estructura de acero se refieren a puentes cuya estructura portante principal utiliza acero estructural. La viga y el cuerpo de la pata o pilar (pedestal) forman una conexión rígida. Debido a la consolidación de la pila y la viga, la viga y la pila están tensionadas. El muelle no sólo soporta la presión vertical provocada por la carga sobre la viga sino también el momento flector y el empuje horizontal.

Las formas de puente de estructura de acero:

Las formas estructurales se pueden dividir en puentes de marco rígido de portal, puentes de marco rígido de patas inclinadas, puentes de marco rígido en forma de T y puentes de marco rígido continuo.

Las vigas principales de los puentes con estructura de acero generalmente deben soportar momentos de flexión positivos y negativos, y la sección transversal debe tener forma de caja. En el tipo de sección transversal, la tensión de la viga principal del puente de estructura de acero continua es la misma que la de la viga continua, y la forma y el tamaño de la sección transversal son los mismos que los de la viga continua.

Clasificación de puentes de estructura de acero:

1. Puente colgante.

Los puentes colgantes son generalmente de gran luz, con una luz máxima teórica de hasta 4 kilómetros. También son uno de los tipos preferidos de puentes de más de un kilómetro. El puente colgante sostiene la parte superior del puente mediante el cable principal sobre la torre de cables y los cables anclados en ambas orillas.

El cable es el componente portante más importante. Debido a la condición de equilibrio de fuerzas, su forma forma un cable casi parabólico desde el centro hasta ambas orillas. Se cuelga una varilla de suspensión del cable para suspender la plataforma del puente, y se proporcionan vigas de refuerzo entre la varilla de suspensión y la plataforma del puente. La combinación de los dos puede reducir eficazmente la deformación por deflexión del puente causada por la carga.

2. Puente suspendido en cables

También conocido como puente atirantado, su estructura es relativamente simple, compuesta principalmente por tirantes, vigas principales y torres de cables. Este puente fija todos los cables a través de la torre del puente y está conectado al cuerpo de la viga a través de los cables para soportar presión.

In cable-stayed bridges, cables serve as multi-span elastically supported continuous beams instead of piers. This method of building a bridge can effectively reduce the internal bending moment of the beam and, at the same time, reduce the height of the building. The overall structure is lighter and consumes less material.

3. Puente de estructura de acero en arco.

El puente de arco de acero es también uno de los puentes de estructura de acero más comunes. Su estructura de carga consiste principalmente en nervaduras en arco, que soportan fuerzas axiales y tienen poco o ningún momento de flexión. En la construcción de puentes de arco de acero, el arco central está hecho de múltiples tubos de acero, y las vigas transversales y el arco central se pueden izar y soldar en el sitio por separado. Esto puede resolver eficazmente el problema del levantamiento único con sobrepeso y facilitar enormemente la construcción en el sitio. Acortar el plazo de construcción también juega un papel importante.

Ventajas de los puentes de estructura de acero:

Alta resistencia:

El acero tiene una alta resistencia a la tracción, resistencia a la compresión y ventajas aparentes en la capacidad de carga de los puentes con estructura de acero. Las estructuras de acero pueden alcanzar los requisitos de carga exactos de forma más ligera que las estructuras de hormigón en las mismas condiciones.

Ligero y flexible:

La densidad del acero es relativamente pequeña y su peso es liviano, lo que puede reducir efectivamente el peso del puente. Esto es especialmente importante para puentes altos y de luces largas, ya que el peso del puente afecta la estabilidad y confiabilidad de la estructura. Al mismo tiempo, el acero tiene buena plasticidad y es fácil de procesar y fabricar, por lo que se pueden realizar fácilmente diversas formas y estructuras complejas.

Construcción rápida:

En comparación con las estructuras de puentes de hormigón tradicionales, el período de fabricación e instalación de los puentes con estructura de acero suele ser más corto. Los elementos de acero pueden prefabricarse en una fábrica y ensamblarse e instalarse in situ. Este método de montaje in situ puede acortar el tiempo de construcción, reducir la interferencia con el tráfico y reducir los costos del proyecto.

Facil mantenimiento:

Los puentes con estructura de acero son más accesibles para el mantenimiento y reparación de rutina que los puentes de hormigón. La estructura de acero permite una fácil inspección y acceso a varias piezas, lo que hace que las reparaciones sean más cómodas. Las estructuras de hormigón tradicionales pueden requerir más tiempo y esfuerzo para mantener y reparar.

Buena durabilidad:

El acero tiene una alta resistencia a la corrosión y puede resistir eficazmente la corrosión de la atmósfera y otros entornos. El acero suele recubrirse y tratarse con revestimientos anticorrosión para prolongar su vida útil y su durabilidad. Esto permite que los puentes con estructura de acero se utilicen en entornos hostiles durante mucho tiempo, lo que reduce la frecuencia y el costo de mantenimiento y reemplazo.

Sostenibilidad:

La aplicación de estructuras de acero en proyectos de puentes se alinea con el desarrollo sostenible. El acero se puede reciclar y reutilizar, reduciendo el consumo de recursos y la contaminación ambiental. Además, las estructuras de acero pueden lograr la conservación de energía y la reducción de emisiones y reducir su impacto en el medio ambiente mediante la evaluación del ciclo de vida y el diseño optimizado.

Buena resistencia sísmica:

Las estructuras de acero tienen buena resistencia sísmica y pueden soportar cargas sísmicas y de viento de manera eficaz. Por el contrario, las estructuras tradicionales de hormigón tienen ciertas limitaciones en su comportamiento sísmico.

En conclusión

La aplicación de estructuras de acero en puentes tiene las ventajas de alta resistencia, ligereza, flexibilidad, construcción rápida, fácil mantenimiento, buena durabilidad, sostenibilidad y resistencia a terremotos. Estas ventajas hacen de las estructuras de acero una opción esencial en la ingeniería de puentes moderna, capaces de cumplir diversos requisitos de diseño complejos y proporcionar una infraestructura de transporte confiable.