¿Qué es Bridge Pier? Tipos de muelles de puente

Un muelle de puente es un tipo de estructura que se extiende hasta el suelo debajo o en el agua. Se utiliza para soportar la superestructura del puente y transferir las cargas a los cimientos. Los pilares del puente se pueden construir para ser sustancialmente atractivos y fuertes con el fin de soportar cargas verticales y horizontales. Tampoco obstaculiza el flujo de agua o la marea si el puente agota el agua.

Los pilares de puentes se pueden construir con hormigón, piedra o metal. El hormigón se especifica comúnmente como materiales de construcción, siempre que el muelle esté sumergido en agua, ya que el metal es propenso a la oxidación en el agua. Está construido en muchos lugares, como vías fluviales, tierras secas en las que se construyen sistemas de vías altas como pasos superiores

Puede variar en tamaño y forma (Fig. 1 y Fig. 2) Basado en la estética, el sitio, el espacio y las limitaciones económicas, como las formas de viga y V. El diseñador debe especificar la forma de muelle adecuada para una aplicación específica. A veces, los pilares de los puentes están diseñados para garantizar una carga adecuada de la carretera, y en otros casos, se pueden construir de tal manera que no impidan el flujo adecuado de agua del río. Además, el diseño del muelle del puente se puede modificar en función de las otras fuerzas que actúan en el puente, como los fuertes vientos que pueden imponer cierto diseño sobre otro.

Formas de sección transversal de muelle para Cruces o Viaductos en Tierra
Fig. 1: Formas de sección transversal de muelle para Cruces o Viaductos en Tierra
Formas de sección transversal de muelle para Cruces de ríos y Vías navegables
Fig. 2: Formas de sección transversal de muelle para cruces de ríos y vías navegables

Tipos de muelles de puente

Basados en la Estructura de los muelles

Los muelles se clasifican en dos tipos principales basados en su estructura que incluyen muelles sólidos y muelles abiertos. Estos tipos se clasifican además en varios tipos:

Pilares sólidos

Los pilares sólidos poseen una estructura sólida e impermeable, y generalmente están construidos con ladrillos, mampostería de piedra, hormigón en masa o hormigón armado. Sólidos pilares se clasifican en sólidos pilares de mampostería y sólida de hormigón armado muelles

Sólidos Pilares
Fig. 3: Pilares sólidos

1.1 Pilares sólidos de mampostería

Está construido de mampostería de ladrillo, mampostería de piedra y hormigón. Para razones económicas, la parte exterior del muelle de mampostería sólida está construida con mampostería de piedra y la parte interior se llena con la ayuda de hormigón en masa.

Mampostería Sólida Muelles
Fig. 4: Pilares de mampostería sólidos

1.2 Pilares de hormigón armado sólido

Los pilares de hormigón reforzado sólido están construidos principalmente de hormigón armado y comúnmente de sección transversal rectangular. Se utiliza en el caso en que la altura de los pilares es mayor y los pilares de mampostería sólida no serían lo suficientemente fuertes como para soportar la carga y pueden ser antieconómicos.

Muelle de hormigón armado sólido
Fig. 5: Muelle de hormigón sólido reforzado

Muelles abiertos

Muelles abiertos permiten el paso del agua a través de la estructura y se clasifican en los siguientes tipos:

2.1 Muelle cilíndrico

El muelle cilíndrico está construido con un cilindro de hierro fundido o acero dulce que está lleno de hormigón. Este tipo de muelle es adecuado para puentes de altura moderada. Para mejorar la estabilidad se pueden utilizar estuches determinados, arriostramientos de acero horizontales y diagonales.

Eje Circular de Hormigón Armado
Fig. 6: Eje Circular de hormigón armado

2.2 Pilares de columna o Columna doblada

Este tipo de pers es adecuado para puentes con una altura significativa. Consiste en una viga de tapa y columnas de soporte que forman un marco. Los pilares doblados de columna se pueden usar para soportar una superestructura de viga de acero o como un pilar integral donde se utiliza la técnica de construcción de fundición en el lugar.

Las columnas pueden ser circulares o rectangulares en sección transversal. Son, con mucho, las formas más populares de muelles en el sistema de carreteras moderno.

Columna Doblada Muelles
Fig. 7: Pilares doblados de columna

2.3 Pilares doblados Multicolumna o pila

Los pilares doblados Multicolumna o pila doblada o marco se componen de dos o más columnas que soportan una tapa. La zapata de aislamiento se utiliza para este tipo de pilares si el espaciamiento entre columnas es grande, de lo contrario, la zapata combinada sería más adecuada.Existe un problema de recolección de escombros cuando se permite que el agua fluya entre las columnas.

Pila Doblado
Fig. 8: Pila de Doblado
Pila Doblado Muelle
Fig. 9: Muelle doblado de pila

2.4 Muelle de pila o dobladillos de pila

El muelle de pila es la modificación del doblado de múltiples columnas y se usa para el tipo de estructura doblada en baja altura y corto alcance. Por lo tanto, se especifican pilares de pilotes o dobladillos de pilotes cuando el suelo es inestable y se requieren pilares bajos.

2.5 Muelle de caballete o caballete doblado

El caballete se compone de una columna con tapa doblada en la parte superior. Es adecuado para puentes en lugares donde el lecho del río es firme y la corriente de agua es lenta. También se emplea para pasos elevados y carreteras elevadas.

Pila de Caballete
Fig. 10: Caballete de pilotes

Basado en materiales de construcción

Pilares de mampostería

Esto puede incluir mampostería de piedra y mampostería de ladrillo. Los pilares de mampostería son generalmente macizos, lo que puede conducir a la obstrucción de la vía navegable lineal y aumentar las cargas en las fundaciones.

Los pilares de pozo sólido de Masonr están construidos sobre cimientos de balsa abierta donde la posibilidad de escour es nula. Las fundaciones de pilotes también son posibles para este tipo de pilares.

Pilares de hormigón en masa

Similares a los pilares de mampostería, Pilares de hormigón en masa masivos que a su vez obstruyen la vía de agua lineal y aumentan las cargas en la cimentación. Los cimientos de pilotes se pueden usar para pilares de concreto de masa.

Además, la base de balsa abierta se utiliza para pilares de eje sólido de hormigón en masa, siempre que no se prevea el recubrimiento. En los pilares de hormigón en masa, no se requiere refuerzo por consideraciones estructurales, pero se proporciona refuerzo nominal para el efecto de temperatura y contracción.

Masa Pilares de Hormigón
Fig. 11: Pilares de hormigón en masa

Pilares de hormigón reforzado y pretensado

Los pilares de hormigón reforzado o pretensado tienen un área de sección transversal pequeña comparada con pilares de mampostería y hormigón en masa. Es por eso que dicho muelle requiere mucho menos área de fundación, además de ofrecer menos obstrucción a la vía navegable.

Los pilares celulares de hormigón reforzado o pretensado son adecuados para puentes principales, donde tanto el vano como las profundidades son considerables y el peso propio de los pilares debe ser el mínimo y el módulo de sección el máximo posible.

Para los pilares de hormigón reforzado, el porcentaje de armadura longitudinal no debe ser inferior al 0,8 ni superior al 8% de la superficie transversal bruta. Cuando los materiales de ladrillo y piedra son costosos, generalmente resulta económico usar pilares de hormigón armado o pretensado.

Basado en un Mecanismo de Transferencia de carga

Pilares fijos

Los pilares fijos soportan un soporte fijo y están sujetos a fuerzas transversales y longitudinales

Pilares libres

Los pilares libres soportan rodamientos libres y transfieren fuerzas axiales únicamente desde el rodamiento a los cimientos.

Otros

Muelles de cabeza de martillo o en voladizo

El muelle de cabeza de martillo, que también se denomina muelle de eje sólido, tiene una única sección transversal de hormigón sólido sobre la que se coloca una tapa. Este tipo de muelle se utiliza para soportar vigas de acero o superestructuras de hormigón pretensado prefabricadas. Se construye principalmente en áreas urbanas donde la limitación de espacio es una preocupación. No solo lo hace estéticamente agradable, sino que también ocupa espacios pequeños, proporcionando así más espacio para el tráfico debajo.

Generalmente, se recomienda una base extendida como base para pilares con cabeza de martillo. El eje principal del pilar de eje sólido debe estar en la dirección del flujo de corriente, de lo contrario, se debe seleccionar una sección transversal circular o rectangular pequeña. Las normas para el uso de muelles de cabeza de martillo se mantienen a menudo en los departamentos de transporte individuales.

Hammerhead Pier
Fig. 12: Muelle de cabeza de martillo

Doblado en forma especial

Doblado en forma especial
Fig. 13: Special Shaped Bent

V Shaped Concrete Pier

V shaped Concrete Piers
Fig. 14: V shaped Concrete Piers

V Shaped Steel pier

V Shaped Steel Pier
Fig. 15: V Shaped Steel Pier

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