Cálculo de Esforços em Tabuleiros de Pontes de Tirantes Durante a Fase Construtiva

El documento inicia explorando la evolución de las puentes atirantadas, atribuyéndola a la evolución tecnológica de los materiales, en particular los aceros de alta resistencia, y los métodos de análisis estructural. Describe la estructura típica de una puente atirantada, compuesta por torres que sostienen el tablero mediante un sistema continuo de tirantes. Se enfatiza la importancia de los tirantes para el equilibrio de la estructura, caracterizada por una menor rigidez comparada con otros tipos de puentes. Se destaca la evolución hacia sistemas de suspensión múltiple, con un mayor número de tirantes, lo que permite lograr vãos cada vez más grandes y tableros más esbeltos. Se presentan ejemplos de puentes atirantadas con diferentes diseños y aplicaciones, incluyendo su uso en entornos urbanos incluso para vãos pequeños cuando se busca un tablero de gran esbeltez.

El documento profundiza en el análisis de las tensiones en los tirantes de las puentes atirantadas, especialmente durante la fase constructiva. Se explica que la disposición espacial de los tirantes puede variar, con configuraciones de uno, dos o tres planos de suspensión. Se analizan las ventajas e inconvenientes de cada configuración, considerando factores como la estabilidad aerodinámica, la estética y la eficiencia estructural. Se enfatiza que la elección del material del tablero es crucial para el diseño de la estructura, influenciando el dimensionamiento de todos los elementos, incluyendo los tirantes. Se discuten las ventajas y desventajas del uso de acero, hormigón y soluciones mixtas, así como los desafíos relacionados con el peso propio de los tirantes y la necesidad de utilizar nuevos materiales como las fibras de carbono.

Se introduce el concepto de 'faseamento construtivo', que se refiere a la secuencia de tareas que se realizan durante la construcción de una puente atirantada. El documento presenta dos sistemas constructivos: el sistema convencional y el sistema OPS (Organic Pre-stressed System). Se analizan las diferencias entre ambos sistemas en cuanto a la secuencia de colocación de los tirantes y el uso de macacos de tensionamiento activos. Se detalla la modelación de los tirantes activos, que se convierten en definitivos al final de la fase constructiva. Se presenta un estudio de caso de una puente atirantada, la puente Paulicéia, para comparar el comportamiento estructural de ambos sistemas constructivos. Se destaca la importancia de la modelación matemática para reproducir el comportamiento estructural de la puente durante las diferentes fases constructivas.

Se evalúan los resultados de la simulación del sistema OPS en comparación con el sistema constructivo convencional. Se demuestra que el sistema OPS reduce significativamente los deslocamentos, las tensiones y los esfuerzos en el tablero durante la fase constructiva, permitiendo un dimensionamiento más esbelto. Se analizan los aspectos relacionados con la tensión en los tirantes, la necesidad de un plan de tensionamiento adecuado y la importancia de los sensores y sistemas de control para garantizar la seguridad y la eficiencia durante la construcción. Se discuten las ventajas e inconvenientes del sistema OPS en términos de economía de material, seguridad durante la construcción y desempeño estructural. Se destaca la necesidad de considerar la influencia del sistema OPS en el desempeño de la puente durante la fase de servicio, tomando en cuenta la sobrecarga de servicio y los efectos de la tensión en los tirantes.