Curso de Puentes

Profesor encargado

José María Coronado

Doctor Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos

Departamento de Ingeniería Civil y de la Edificación

JoseMaria.Coronado@uclm.es

¿De qué trata el bloque?

El bloque trata del papel de los puentes en la construcción de las ciudades y, a su vez, la necesidad, siempre creciente, que tienen las ciudades de construir puentes para crecer. El puente en ocasiones es el germen de la ciudad, el motivo por el que la ciudad se construye en un lugar concreto del río; en otras pasa a formar parte de sus accesos y defensas, como sucede con los puentes fortificados medievales. Más tarde, algunos puentes se convirtieron en calles convirtiéndose en los que denominamos puentes habitados como el puente de Londres o el Ponte Vecchio de Florencia. Más tarde, las ciudades incorporarán más puentes conforme fueron creciendo y conforme aparecieron necesidades de puentes para el ferrocarril, las carreteras, autopistas, etc.

Vídeos

Ciudades construyendo puentes, puentes construyendo ciudades.

La ingeniería romana a través de los comics de Astérix.

Profesor encargado

Doctor Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos

Departamento de Ingeniería Civil y de la Edificación

JoseAntonio.Lozano@uclm.es

¿De qué trata el bloque?

En este bloque se expondrán los conceptos básicos necesarios para entender el funcionamiento de los puentes, pero aplicados a estructuras cotidianas con las que convivimos todos los días. Para ello, se realizarán las siguientes actividades:

• Acciones. El primer aspecto a tener en cuenta antes de abordar el diseño de una estructura es entender y definir qué tipo de solicitaciones (también conocidas como acciones) aparecerán durante su vida útil. En esta actividad, se utilizan ejemplos cotidianos para mostrar la naturaleza de las principales acciones que deben resistir los puentes. Para ello, en primer lugar se describe la acción de peso propio. Con el objetivo de despertar la curiosidad del espectador, se utiliza la ley cuadrado cubo para analizar aspectos tan dispares como: el cálculo de la fuerza real de los gnomos, la altura máxima de las montañas o si es posible o no encontrar un simio del tamaño de King Kong. Posteriormente se estudian las acciones por sobrecarga de uso y viento.

• Equilibrio. El equilibrio es un requisito fundamental para garantizar la estabilidad de las infraestructuras civiles. En esta actividad se utilizan ejemplos cotidianos para mostrar hasta que punto (y casi sin darnos cuenta) el equilibrio está presente en la mayor parte de nuestras actividades diarias. Para ello, en primer lugar se utilizan las ecuaciones de equilibrio de fuerzas para explicar aspectos tan dispares cómo: ¿Por qué se hunde el tacón de un zapato cuando andamos en la hierba?, ¿Para qué sirven las zapatas de las pilas de los puentes?, o ¿Cómo puede un faquir acostarse sobre una tabla repleta de clavos sin hacerse daño?. Posteriormente, se explica el concepto de equilibrio de momentos utilizando como ejemplos un balancín de niños y el procedimiento de construcción del tablero de un puente por avance en voladizos sucesivos.

• Tracción, Las cargas fluyen por los diferentes elementos estructurales desde su punto de aplicación hasta las conexiones de la estructura con el terreno. El flujo de la carga depende tanto de la forma de las estructuras (también conocida como tipología estructural), como de las características de los elementos estructurales (las cuales potencian la aparición de unos mecanismos estructurales u otros). Los principales mecanismos estructurales son la tracción, compresión, flexión, cortante y torsor. En esta actividad se utilizan ejemplos cotidianos para mostrar hasta que punto (y casi sin darnos cuenta) un gran número de los objetos que nos rodean (tales como cables, cuerdas, pompas de jabón, o puentes) trabajan a tracción. También se presentan las ecuaciones que vinculan las fuerzas de tracción con las tensiones en los materiales.

• Compresión, En esta actividad se utilizan ejemplos cotidianos para mostrar hasta que punto (y casi sin darnos cuenta) un gran número de los objetos que nos rodean (tales como pértigas, castellers, columnas o pilas ) trabajan a compresión. Para facilitar la comprensión del fenómeno, se presentan las ecuaciones que vinculan las fuerzas de compresión con las tensiones en los materiales. Por último, también se describe el concepto de pandeo, y se explica cómo esta inestabilidad reduce la capacidad resistente de los elementos estructurales que trabajan a compresión.

• Flexión, En esta actividad se utilizan ejemplos cotidianos para mostrar hasta que punto (y casi sin darnos cuenta) un gran número de los objetos que nos rodean (tales como espigas, torres eólicas o pilas de puentes) trabajan a flexión. Para facilitar la comprensión del fenómeno, se presentan las ecuaciones que vinculan los momentos flectores con las tensiones en los materiales. Por último, también se describe la importancia de la colocación del material, y se explica cómo propiedad geométrica de la inercia mejora la capacidad resistente de los elementos estructurales que trabajan a flexión. Cortante, donde se describen el comportamiento estructural tanto de estructuras cotidianas como de los puentes frente a fenómenos de cortante.

• Torsión, En esta actividad se utilizan ejemplos cotidianos para mostrar hasta que punto (y casi sin darnos cuenta) un gran número de los objetos que nos rodean (tales como los tapones de las botellas o los manillares de las motos) trabajan a torsión. Para facilitar la comprensión del fenómeno, se presentan las ecuaciones que vinculan las fuerzas de torsión con las tensiones en los materiales.

Vídeos

Estructuras cotidianas: Acciones.

Estructuras cotidianas: Equilibrio.

Acciones: Tracción.

Acciones: Compresión.

Acciones: Flexión.

Acciones: Cortante.

Acciones: Torsión.

Profesor encargado

Santos Sánchez-Cambronero

Doctor Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos

Departamento de Ingeniería Civil y de la Edificación

Santos.Sanchez@uclm.es

¿De qué trata el bloque?

En este bloque se explicará el funcionamiento de las diferentes tipologías de puentes y de sus diferentes elementos:

• ¿Qué es un puente? En esta actividad nos pararemos a pensar cuál es la necesidad de un puente y qué factores tiene que tener en cuenta el proyectista a la hora de diseñar un puente. En concreto su función, los materiales que lo constituyen o el suelo sobre el que estará cimentado.

• Newton y los puentes. En esta actividad vamos a descubrir cómo las tres leyes de Newton nos ayudan a entender el comportamiento de los puentes. Aplicaremos el principio de inercia sobre un puente colgante; la ley fundamental de la dinámica sobre un puente atirantado y utilizaremos la ley de acción-reacción utilizando un puente arco. Finalmente aplicaremos (de una forma peculiar) esta teoría sobre un modelo virtual construido con piezas con K'nex.

• Los elementos de un puente. Si nos pusiéramos a analizar todos los elementos de un puente, necesitaríamos muchas horas. Sin embargo, en esta actividad, pretendemos dejar unas pinceladas que nos permitan analizar algunos de las partes más características de estas obras de la ingeniería civil. En concreto veremos que son, como son y para qué sirven los tableros, los estribos y las pilas de un puente. También trataremos de justificar cada elemento utilizando modelos virtuales de maquetas de puentes realizados con k'nex.

• Puentes en celosía. En ocasiones y debido a diversos condicionantes, los puentes no pueden tener tantas pilas como uno quisiera por, quizás, facilidad constructiva. Cuando eso sucede, cuando tenemos que salvar distancias muy grandes sin proyectar apoyos intermedios, tenemos que recurrir a tipologías de puentes especiales. En esta actividad, vamos a descubrir las celosías. Aprenderemos sus elementos, y entenderemos cómo funcionan con un modelo virtual diseñado con piezas k'nex.

• Puentes atirantados. Los puentes en celosía tienen sus limitaciones cuando la luz que se ha de salvar excede un determinado valor. En esta actividad os queremos introducir una nueva tipología de puentes, concebida para salvar grandes luces: Los puentes atirantados. Utilizano un nuevo modelo virtual realizado con piezas k'nex, descubriremos cómo són y para qué sirven todas sus partes: Pilono, tirantes, muertos de anclaje, vano de retenida, etc.

• Puentes colgantes. En la actualidad los puentes con mayores luces del mundo están construidos con la tipología de puente colgante. El record (con fecha de abril de 2019), lo tiene un puente cuyo vano principal tiene 1990 metros de luz. En esta actividad descubriremos como son sus pilonos, sus péndolas su sus cables principales. Los puentes colgantes han sido de los más utilizados en películas de ciencia ficción y no siempre con demasiado rigor. Una parte de esta actividad está dedicada a destapar algunos errores de varias películas de la industria cinematográfica de Hollywood.

• Puentes arco. El recurso estructural del arco es muy remoto. Parece que ya los griegos, cinco siglos antes del nacimiento de Cristo, construían puentes con dovelas formando arcos. Además, los puentes construidos con esta tipología han sido los que más han aguantado en pie pudiendo encontrar alguno, con más de 20 siglos de antigüedad. En esta actividad, vamos a descubrir sus fundamentos y además simularemos el proceso constructivo de un puente de estas caracterísitcas utilizando un modelo virtual con piezas k'nex.

Vídeos

¿Qué es un puente?

Newton y los puentes.

Elementos de un puente.

Puentes de grandes luces: celosías.

Puentes de grandes luces: atirantados.

Puentes de grandes luces: colgantes.

Puentes de grandes luces: arcos.

Profesora encargada

Rocío Porras Soriano

Doctora Ingeniera de Caminos, Canales y Puertos

Departamento de Mecánica Aplicada e Ingeniería de Proyectos

Rocio.Porras@uclm.es

¿De qué trata el bloque?

En este bloque se expone y enumera el tipo de planos que deben aparecer en un proyecto convencional de ingeniería civil. Además se hace un breve repaso de la historia de la expresión gráfica en la ingeniería. No en vano, la definición geométrica de un proyecto es el fin último para su posterior ejecución. Para el alumno de ingeniería es fundamental conocer las técnicas básicas de representación gráfica, así como conocer y comprender los fundamentos, convencionalismos y utilidad de los distintos sistemas de representación. Además de conocer las distintas herramientas gráficas y sus aplicaciones en ingeniería.

Vídeos

La expresión gráfica en la Ingeniería Civil.

Profesora encargada

Ana Sanz Redondo

Doctora Ingeniera Agrónoma

Departamento de Ingeniería Geológica y Minera

Ana.Sanz@uclm.es

¿De qué trata el bloque?

La Topografía tiene una importancia vital en la definición, ejecución y auscultación de una obra civil. Desde la concepción de una infraestructura hasta su explotación, la Topografía interviene de manera permanente y supone un gran despliegue de medios y recursos humanos cualificados que repercuten de manera directa en el presupuesto global de un proyecto. La implantación de un puente en el territorio requiere de un levantamiento, a escala adecuada, que nos indique dónde es mejor construirlo, el replanteo según los condicionantes geométricos del ingeniero proyectista, el control en la ejecución y las mediciones, y el chequeo de los movimientos estructurales cuando ya está en servicio. Actividades todas ellas controladas por la Topografía.

Vídeos

La cartografía y la Ingeniería Civil.

Profesores encargados

Ángel Yustres, Laura Asensio y Gema de la Morena

Doctores Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos

Departamento de Ingeniería Civil y de la Edificación

Angel.Yustres@uclm.es ; Laura.Asensio@uclm.es ; Gema.delaMorena@uclm.es

¿De qué trata el bloque?

En este bloque se expone la relevancia de la Ingeniería del terreno en el proceso de diseño y construcción de un puente:

• El terreno en el diseño de puentes. En esta actividad se muestra la importancia del terreno en el diseño y la construcción de puentes.

• Desastres en puentes causados por el terreno. En esta actividad se revisan algunos de los principales ejemplos de desastres en puentes causados por el terreno.

• Introducción a las cimentaciones en suelos. En esta actividad se introduce el concepto de cimentación, así como su función e importancia en una estructura. Además, se repasan los tipos principales de cimentaciones: cimentaciones superficiales y cimentaciones profundas, incluyendo sus características fundamentales y sus usos más frecuentes. Por último, se abordan los condicionantes más importantes a tener en cuenta a la hora de diseñar una cimentación.

• Aplicación práctica: preparación del suelo. En esta actividad se describe la aplicación práctica de la aplicación del suelo para la cimentación de puentes.

• Aplicación práctica: cimentaciones superficiales. En esta actividad se describe la aplicación práctica de las cimentaciones superficiales para puentes.

• Aplicación práctica: cimentaciones profundas. En esta actividad se desarrollan varios ejemplos prácticos para hacer una cimentación profunda en un puente. En estos ejemplos se utilizan diferentes materiales comunes para llevar a cabo tanto el encepado (madera, corcho) como los pilotes (palillos, pajitas, espagueti) de la cimentación, incidiendo en la importancia de las diversas variables que se deben tener en cuenta en su diseño (número de pilotes, su longitud, diámetro y espaciamiento, características del material, etc.).

Vídeos

La importancia del terreno en la construcción y diseño de puentes.

Desastres en puentes causados por el terreno.

Introducción a las cimentaciones en suelos.

Aplicación práctica: preparación del suelo.

Aplicación práctica: cimentaciones superficiales.

Aplicación práctica: cimentaciones profundas.

Profesor encargado

Álvaro Galán

Doctor Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos

Departamento de Ingeniería Civil y de la Edificación

Alvaro.Galan@uclm.es

¿De qué trata el bloque?

La erosión local en la cimentación de un puente por efecto del fluido circulante es, sin duda, uno de los factores limitantes a la hora de diseñar esa cimentación, y por tanto, en la vida útil de la obra. En este bloque descubrirás los conceptos básicos asociados a la erosión local, su desarrollo y factores que más influyen en su evolución temporal y espacial, además de las medidas de protección más empleadas en la actualidad.

Vídeos

La hidráulica de puentes.

Profesores encargados: David Sánchez Ramos y Luis Rodríguez Romero 

Doctor Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos y Doctor en Ciencias Químicas

Departamento de Ciencia y Tecnología Agroforestal y Genética y Departamento de Ingeniería Química

David.SanchezRamos@uclm.es; Luis.RRomero@uclm.es

Profesor encargado

Gonzalo Ruíz

Doctor Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos

Departamento de Mecánica Aplicada e Ingeniería de Proyectos

Gonzalo.Ruiz@uclm.es

¿De qué trata el bloque?

En este bloque, se hace un repaso de los materiales usados en la ingeniería estructural a lo largo de la historia: piedra natural, hormigón, hormigón estructural y acero. Quiere transmitir la importancia del conocimiento y de la investigación sobre el comportamiento de los materiales para el desarrollo de la ingeniería estructural.

Vídeos

Hormigón y acero.

Profesoras encargadas

Inmaculada Gallego y Lucía Balmaseda

Ingenieras de Caminos, Canales y Puertos

Departamento de Ingeniería Civil y de la Edificación

Inmaculada.Gallego@uclm.es ; Lucia.Balmaseda@uclm.es

¿De qué trata el bloque?

En este bloque se exponen los procesos constructivos de las principales tipologías de puentes:

• Criterios de clasificación de los puentes.
• Los puentes y los materiales con los que se construyen los puentes.
• Los puentes rectos y sus procedimientos constructivos.
• Los puentes atirantados y sus procedimientos constructivos.
• Los puentes arco y sus procesos constructivos.
• Los puentes colgantes y sus procesos constructivos.

Vídeos

Los puentes y sus procesos constructivos. 

Profesor encargado

Francisco Javier Castilla Pascual

Doctor Arquitecto

Departamento de Ingeniería Civil y de la Edificación

FcoJavier.Castilla@uclm.es

¿De qué trata el bloque?

En este bloque se analizan los aspectos fundamentales de la concepción estética de este tipo de infraestructuras.

Vídeos 

La estética en el diseño de puentes.