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2. .CONCEPCIÓN DE PUENTES VEHICULARES DE CARRETERAS. BASES-CRITERIOS-FUNDAMENTOS
2.1 Preámbulo
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Para la concepción de la estructura de un puente es necesario conocer las diferentes variables que intervienen para su diseño, que debidamente integradas o relacionada permiten definir la mejor alternativa garantizando un beneficio - costo.
Adicionalmente es importante tener noción de sus antecedentes (historia), para lo cual en el tomo 1 del libro [1], se hace una breve reseña historia donde se describen las primeras obras de estructuras de puentes construidas en el mundo en madera y después en piedra. Este segundo material ofreció mejores resultados en cuanto a su durabilidad y su uso se remonta a los planes del Imperio Romano para la conducción del agua (acueductos) y la generación de vías para la movilización de las columnas de legionarios. Este Imperio construyó alrededor de 2.000 puentes, distribuidos en las zonas del mundo que dominó y de los cuales han perdurado algunos, tomados como ejemplos para la ingeniería actual.
Para poder construir puentes con mayores luces se hizo necesaria la utilización del acero, el cual se combinó con los cables, que reemplazaron el uso de cuerdas de cáñamo, elaboradas con fibras naturales especialmente en China y el Tíbet. Además de emplear madera, piedra y acero para la construcción de estos puentes, los ingenieros se idearon el hormigón armado, el cual se empleó después de diferentes pruebas y procesos de investigación y verificación con los conocimientos y recursos de la época. Su uso se basó en que las armaduras de acero tienen la función de soportar los esfuerzos de tracción y el hormigón los esfuerzos de compresión. Posteriormente apareció el concreto preesforzado, cuyo precursor fue el ingeniero francés Eugene Freyssinet, quien en 1911 logró demostrar las ventajas de esta técnica para la construcción de los puentes, con la cual se realizaron estructuras con mayores luces comparadas con las de hormigón armado.
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Algo Algo similar se presentó en Colombia, donde existen algunos registros de los primeros puentes y no se sabe exactamente si fueron construidos por los indígenas (Muiscas, Chibchas, entre otros), los españoles o en conjunto. Estas estructuras lograron en su momento solucionar el paso de algunos obstáculos y se concibieron empleando materiales de la zona, tales como: guadua, madera, bejuco, entre otras (Véase [2]). Después se realizaron puentes en arco en ladrillo o piedra, acero, concreto reforzado, preesforzado. A partir del uso de cada uno de estos materiales, la ingeniería en diferentes épocas se ideo diversas tipologías, las cuales se describen en capítulo 2 del tomo 1 del presente libro, tales como: armaduras, arcos, voladizos sucesivos, colgantes y atirantados.similar se presentó en Colombia, donde existen algunos registros de los primeros puentes y no se sabe exactamente si fueron construidos por los indígenas (Muiscas, Chibchas, entre otros), los españoles o en conjunto. Estas estructuras lograron en su momento solucionar el paso de algunos obstáculos y se concibieron empleando materiales de la zona, tales como: guadua, madera, bejuco, entre otras (Véase [2]). Después se realizaron puentes en arco en ladrillo o piedra, acero, concreto reforzado, preesforzado. A partir del uso de cada uno de estos materiales, la ingeniería en diferentes épocas se ideo diversas tipologías, las cuales se describen las cuales se muestran en la Figura 2-1, tales como: armaduras, arcos, voladizos sucesivos, colgantes y atirantados.
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Figura 2 - 1 .(A) Uno de los tipos de puente en madera que comunicó pueblos en el mundo y que superó obstáculos importantes.(B) . Foto del Departamento de la American Colony (Jerusalem) (1938).Acueducto Romano que una vez llevó agua a Cesarea. (C) Norman, James (2000). Puente Long-Allen Texas (D) Vista general, mirando hacia el norte del puente Golden Gate Bridge, que abarca la boca de la bahía de San Francisco, San Francisco. ( E ). Lowe, Jet (1978). Puente de arco en hormigón - Cleveland del condado de Cuyahoga – Estados Unidos. Fuentes: [1]
Los puentes son elementos fundamentales en la infraestructura vial, diseñados para superar tanto obstáculos naturales—como ríos, valles, lagos, cañones o brazos de mar—como artificiales, incluyendo vías férreas y carreteras. Su propósito es conectar caminos, facilitando el tránsito de viajeros y el transporte de mercancías y animales ([1]). El ingeniero Hans Wittfoth resume la importancia de estas estructuras con la siguiente reflexión: “Desde que el hombre habita este mundo, los puentes son la expresión de su voluntad de superar los obstáculos que encuentra en el camino hacia su objetivo. Los puentes son testimonio del progreso, poder y decadencia; nos hablan de la cultura de los pueblos y de su mentalidad” ([1]). Con esta afirmación, Wittfoth enfatiza la relevancia histórica de los puentes y su estrecha relación con el desarrollo de las naciones. Por ello, los esfuerzos de innovación y desarrollo orientados a su conservación resultan esenciales.
Respuesta: Falso. Se estima que el Imperio Romano construyó alrededor de 2.000 puentes, no 5.000.
Pregunta 1: El Imperio Romano construyó aproximadamente 5.000 puentes, muchos de los cuales aún sirven como referencia para la ingeniería moderna?
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Pregunta 2: El concreto preesforzado fue desarrollado por el ingeniero francés Eugene Freyssinet en 1911, permitiendo la construcción de puentes con mayores luces en comparación con el hormigón armado, aunque su aplicación inicial se limitó a pequeñas estructuras debido a la falta de pruebas de resistencia.?​
Respuesta: Falso. Se estima que el Imperio Romano construyó alrededor de 2.000 puentes, no 5.000.
2.2 PROPOSITOS DE DISEÑO
2.2.1Seguridad Estructural
Las variables principales que intervienen en la concepción y definición de un puente vehicular se indican en le flujograma de la Figura 2‑2, las cuales se basan en la experiencia adquirida durante varios años, por ser una de las obras indispensables de la infraestructura vial que conectadas con las demás (carreteras, pavimentos, etc) han permitido la comunicación entre los pueblos. Estas experiencias han venido siendo parte de las diferentes normas en el mundo paralelamente con los avances científicos y tecnológicos de las áreas relacionadas con la ingeniería de puentes, entre las que se encuentran las normas [3] y [4]
La filosofía de diseño de puentes en la norma se basa en la aplicación de estados límite, ductilidad, redundancia e importancia operacional para garantizar la seguridad, estabilidad y funcionalidad de las estructuras a lo largo de su vida útil. Los puentes deben diseñarse considerando:
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Construibilidad
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Seguridad
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Servicio
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Inspección
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Economía
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Estética
La norma sismo resistente de puentes se desarrolló para el análisis, diseño y rehabilitación de puentes vehiculares. Se basa en el método de factores de carga y resistencia. Los factores de reducción de resistencia y de mayoración de cargas se fundamentan en la teoría de confiabilidad estructural ([4]).
Figura 2‑2. Flujograma con las variables principales para la concepción del puente.

En la sección 2 de la norma CCP-14[4], se presentan los propósitos del diseño de este tipo de estructura basados en cuatro (4) aspectos fundamentales, que se exponen a continuación. Como lo indica la norma, esta no es concebida para reemplazar la capacidad ni el criterio profesional del diseñador, únicamente estipula los requisitos mínimos necesarios para proveer la seguridad pública. Los aspectos de la seguridad estructural se basan en los estados límites, ductilidad, redundancia y la importancia operacional como se expone en la Figura 2‑3.
