12-09-2018 | Publicado por Joaquín Martí
Al conducir por la autopista habrás notado que el firme normalmente presenta juntas el entrar y salir de cualquier puente y, salvo que sea muy corto, también en varios puntos intermedios. El motivo es que el tablero se acorta y se alarga con los cambios de temperatura estacionales; si se impidieran esas elongaciones, el tablero, las pilas y los estribos tendrían que absorber las tensiones correspondientes.
Lo mismo solía ocurrir con los raíles del tren. La longitud estándar de raíl en España era 18 m y casi todos nosotros tuvimos un padre o tío con inclinaciones matemáticas que nos informó de que, como 18×60 es 1080, el número de veces por minuto que se oía pasar a las ruedas sobre las juntas daba aproximadamente la velocidad en km/h; y uno podía añadir un 8% para refinar la cifra.
La mayor parte de las líneas ferroviarias han perdido ya esas juntas periódicas al cambiar al carril soldado continuo, con lo que los trenes han dejado de emitir ese traqueteo rítmico reminiscente del pasado. Los raíles son ahora capaces de soportar las tensiones longitudinales generadas por los cambios térmicos y sus movimientos laterales se restringen con dispositivos adecuados para evitar el pandeo en verano.
Un puente integral está libre de discontinuidades estructurales como juntas de expansión y apoyos deslizantes; por tanto, las expansiones y contracciones térmicas del tablero afectan a los estribos y las pilas, efectos que se minimizan en un puente convencional.
A cambio, el diseño integral incorpora las ventajas del monolitismo estructural. Todas las pilas y los estribos pueden colaborar a la hora de transmitir cargas horizontales al terreno; además, la redundancia de la estructura da lugar a una respuesta global más deseable y contribuye ductilidad a los potenciales modos de fallo.
La posibilidad de transmitir al terreno de forma ordenada fuerzas horizontales importantes es de especial interés en puentes de ferrocarril, que deben ser capaces de hacer frente a las cargas generadas por un frenado de emergencia, así como las producidas por la acción sísmica. Además de esas ventajas, la ausencia de juntas y apoyos simplifica y acelera la construcción, además de abaratar el mantenimiento.
Los puentes de carretera sin juntas son relativamente frecuentes en muchas partes del mundo; sólo Estados Unidos tiene más de 13.000, de los que el más largo abarca 358 m. En España no existe una limitación específica de su longitud, pero al no permitir que los desplazamientos horizontales del tablero superen 30 mm, en la práctica la longitud se limita a menos de 100 m, incluso sin tener en cuenta la retracción y la fluencia. También se limita el esviaje a 60º y el radio de curvatura debe ser al menos 10 veces superior al ancho del tablero.
Principia ha llevado a cabo simulaciones realistas con Abaqus en diversas actividades de diseño e investigación sobre puentes integrales, especialmente en relación con los ferrocarriles de alta velocidad. Los puentes integrales se están haciendo cada vez más populares en Europa y no sería sorprendente que la tendencia se mantuviera, a pesar de que la regulación actualmente existente es todavía escasa y a veces contradictoria.
