Pilar de puente: diseño, tipos y ejemplos

Definición y función del pilar

Los estribos del puente conectan la plataforma, o la superficie del puente, al suelo y ayudan a soportar su peso tanto horizontal como verticalmente. En puentes cortos, se coloca un estribo en cada extremo del puente y se conecta al terraplén, a veces incluyendo un muro de contención.

Los puentes más largos incluyen estribos adicionales colocados a lo largo de la longitud o tramo del puente para proporcionar el soporte necesario a intervalos regulares. Si bien estos no incluirán un muro de contención, aún brindan soporte vertical. La elección del estribo depende del espacio disponible, las características geológicas del sitio del puente y la financiación disponible para el proyecto.

Componentes de un pilar

Los pilares colocados en cada extremo de un puente generalmente incluyen los siguientes cinco componentes, mientras que los colocados a lo largo del tramo del puente carecerán tanto de las paredes laterales como de la pared trasera.

Diagrama del pilar del puente

Asiento del puente : este estante horizontal sostiene la plataforma del puente y está cerca o sobre la parte superior de un pilar. En el terraplén, estos sostendrán el final de un tramo, mientras que los colocados a lo largo de un tramo proporcionarán soporte para reducir la tensión prolongada. En el diagrama, el estante está representado en el diagrama por la letra A.

Muros de ala : Estos solo se incluyen en los estribos que se conectan al terraplén. Son muros de contención cortos para prevenir la erosión y agregar estabilidad. Las paredes laterales son visibles en la mitad derecha de la imagen y no están incluidas en el diagrama.

Muro posterior : también incluido solo en los estribos de terraplén, los muros posteriores se elevan por encima del asiento para proporcionar una riostra horizontal desde la plataforma del puente y reducir la erosión en el punto de conexión. La pared trasera está representada en el diagrama por la letra B.

Pila : La pila de un estribo puede ser una pared vertical que conecta el asiento con el pie o una fila de columnas que sirven para el mismo propósito. En un terraplén, la estructura de la pared vertical proporciona un muro de contención, mientras que los estribos intermedios utilizan columnas más rentables. El pilote de un estribo de terraplén está representado por la letra C en el diagrama.

Zapata : esta parte de un estribo conecta la parte vertical que soporta la carga del estribo al suelo y, por lo general, está enterrada bajo tierra. Consiste en una superficie horizontal, a veces más ancha que el puente, para distribuir el peso. Finalmente, el pie está representado por la letra D en el diagrama.

Cuatro tipos de pilares de puente

Dediquemos unos minutos a analizar los cuatro tipos de pilares de puente.

1. Pilar de gravedad típico

El estribo de gravedad típico es el tipo más común de estribo, e incluye el asiento del puente, la pared trasera, la zapata y las paredes del ala para sostener la plataforma del puente al tiempo que incluye un muro de contención para el terraplén. Por lo general, las paredes de las alas se colocan paralelas al asiento del puente o en un ligero ángulo hacia atrás en el terraplén.

2. Pilar en U

Este pilar en U es una forma de pilar que se diferencia de un pilar por gravedad en el ángulo de las paredes del ala. Estos se colocan en un ángulo perpendicular al asiento del puente, extendiéndose hacia el terraplén y alejándose del puente.

3. Pilar de derrame

Los pilares de derrame suelen soportar el puente periódicamente a lo largo de su tramo. Si bien no incluyen paredes de ala o una pared trasera para retener el terraplén, la plataforma descansa sobre una viga sostenida por columnas o una pared corta. El agua o las carreteras pueden pasar entre los soportes. La longitud de la estructura de soporte varía para adaptarse a la distancia entre el puente nivelado y el terreno cambiante que se encuentra debajo.

4. Pilar Doblado

El estribo doblado de pilotes es una variante del estribo de derrame que reemplaza los soportes en forma de muro con una serie de pilotes o columnas para sujetar la viga de soporte.

Clasificaciones de pilares adicionales

Los ingenieros también clasifican los estribos en función de cómo se conectan al suelo y al terraplén. Los siguientes tipos también se clasifican en las cuatro categorías anteriores como una descripción combinada, como pilar doblado de pilote semiformado. La elección de estas opciones depende del costo del proyecto y de los factores geológicos que afectan la estabilidad del puente en el sitio.

Pilar de altura completa : este tipo de pilar soporta todo el terraplén, comenzando en el nivel inferior de una calzada. Suele utilizarse para pasos elevados. Si bien es más caro que otros pilares, permite una profundidad estructural máxima con un ancho mínimo, crítico en áreas urbanas.

Pilar Semi-Stub : este pilar ayuda a equilibrar los costos de construcción cuando hay más espacio disponible. Si bien no soporta todo el terraplén, comienza en algún lugar entre el nivel inferior de una carretera y la superficie del puente.

Stub Abutment : donde el ancho-espacio no es una preocupación, este tipo de pilar ofrece una opción económica que también disminuye la probabilidad de daños en el pavimento de aproximación por asentamiento del terreno. Descansa sobre el terraplén y se extiende una distancia sobre la superficie del suelo.

Pilar integral : donde la expansión o contracción del terraplén puede ocurrir regularmente, un pilar integral proporciona soporte sobre pilotes flexibles, colocados en una fila sin juntas. Esto reduce las fracturas por tensión en el puente.

Pilar semi-integral : Este tipo de soporte, que proporciona el apoyo tanto de un pilar integral como de un muñón, se coloca en áreas de movimiento anticipado del puente de hasta 400 pies o con un ángulo de inclinación de 45 grados.

Pilar abierto / derramado : si bien este es técnicamente uno de los cuatro tipos de pilares enumerados en la primera sección, también es útil analizarlo en esta sección. Los estribos abiertos / de derrame permiten a los ingenieros agregar vanos adicionales al puente si es necesario en el futuro. El inconveniente de este tipo de construcción, que utiliza pilares como estribos, implica la compactación del terraplén, el asentamiento o la erosión porque el peso del puente se concentra en el área pequeña en la base del estribo.

Resumen de la lección

Ningún puente podría sostenerse sin un estribo , ya que conectan el tablero del puente al suelo y ayudan a soportar su peso tanto horizontal como verticalmente. Compuesto por un asiento de puente , el estante horizontal que sostiene el tablero del puente y está cerca o sobre la parte superior del estribo; pared trasera , que se eleva por encima del asiento para proporcionar una riostra horizontal desde la plataforma del puente y reducir la erosión en el punto de conexión; paredes de ala , que son muros de contención cortos para prevenir la erosión y agregar estabilidad; pilotes , que son paredes verticales que conectan el asiento con el pie o filas de columnas que sirven al mismo propósito; y un pie, que conecta la parte vertical que soporta la carga del estribo al suelo y normalmente está enterrado bajo tierra. Aparecen en varias configuraciones.

Los cuatro tipos principales de estribos incluyen el estribo de gravedad típico , el tipo de estribo más común que incluye todos los componentes para sostener el tablero del puente mientras que incluye un muro de contención para el terraplén; Pilar en U , que es una forma de pilar que se diferencia de un pilar por gravedad en el ángulo de las paredes del ala; estribo de derrame , que soporta el puente periódicamente a lo largo de su luz; y el estribo acodado de pilotes , que es una variante del estribo de derrame que sustituye los apoyos a modo de muro por una serie de pilotes o columnas para sujetar la viga de apoyo. Estos se modifican aún más por las necesidades geológicas o geográficas del sitio de construcción del puente.

Los ingenieros utilizan los términos adicionales de altura completa , que soporta todo el terraplén, comenzando en el nivel inferior de una calzada; semi-talón , que ayuda a equilibrar los costos de construcción cuando hay más espacio disponible; talón , que descansa sobre el terraplén y se extiende una distancia sobre la superficie del suelo; integral , que brinda apoyo sobre pilotes flexibles, colocados en fila sin juntas; semi-integral , que se coloca en áreas de movimiento anticipado del puente hasta 400 pies o con un ángulo de inclinación de 45 grados; y, nuevamente, el abierto / derrame para describir cómo estos pilares se adaptan a las necesidades únicas de cada puente.