Un claro ejemplo de un dintel aporticado con las pilas
que lo sustentan es el puente pórtico. En este tipo de puentes, la intención al
aporticar, es reducir los momentos flectores que se producen en el puente
gracias al empotramiento parcial que le proporcionan la rigidez de las pilas.
El puente pórtico reduce la ley de momentos flectores de
una viga apoyada a otra continua, siempre que se cumplan dos condiciones: que el
dintel y la pila se empotren entre sí y el terreno presente una gran rigidez a
las fuerzas horizontales que le transmiten las pilas del pórtico. Con un
terreno blando las pilas se abrirían, desaparecerían o se reduciría el empuje
horizontal y la ley de momentos tendería de nuevo a la de la viga bi-apoyada.
La inclinación de las pilas cumple por su parte, una
doble función. Reduce, en primer lugar, la luz central del dintel, aunque a la
vez introduce una componente axil significativa en el tramo central del dintel
(ver problema). La segunda función que cumple es la de conseguir un
empotramiento más perfecto del vano central, el cual se compensa por
continuidad de los vanos laterales del dintel.
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Puente pórtico. |
Podemos concluir lo siguiente de cara al diseño de un
puente de estas características:
1) Los puente pórtico encuentran en la coacción del suelo
a los movimientos horizontales, las fuerzas horizontales que reducen su ley de
momentos flectores, además de someter el vano central del dintel a una carga
axil. Por esta razón, deben colocarse siempre en terrenos muy rígidos para
reducir al máximo los movimientos horizontales. Las reacciones horizontales son elevadas.
2) La relación H/L es una variable especialmente
significativa. Con valores pequeños se pierde la eficacia buscada.
3) Hay transmisión de momentos flectores entre tablero y pilas. Los movimientos impuestos introducen flexiones altas en pilares.
4) La relación entre el canto en el apoyo y en el centro
del vano en puentes pórtico de canto variable, debe ser más pequeña que en
puentes continuos, dado que casi todos los efectos secundarios debidos a
movimientos horizontales de los apoyos o a acortamientos del dintel tienden a
aumentar los momentos positivos. Por lo tanto, permiten una reducción en el canto del tablero (en general pequeña).
5) Constituye una buena práctica constructiva, tanto más
necesaria cuanto el puente sea más grande, interponer gatos activos en el
centro del vano o entre la cimentación y las pilas con el fin de producir la
deformación elástica horizontal del suelo sin que ésta repercuta en el estado
tensional del puente. Si bien este tipo de puentes son más difíciles de construir.
6) Son puentes estéticos.
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Elementos de la estructura del puente: tablero, pilas inclinadas, pilares, estribos y cimentación. |
A continuación se detalla el cálculo de la estructura de un puente pórtico.
Obsérvese cómo aparece una carga axil significativa en el vano central del dintel, y cómo las pilas inclinadas están sometidas a esfuerzos de flexión muy importantes, con valores máximos de momentos flectores precisamente en los nudos de empotramiento con el dintel.