TRANSVERSAL ENTRE ARCO Y TABLERO.
7.6. ANÁLISIS DE RESULTADOS MÁS RELEVANTES.
7.6.1. CARGAS PERMANENTES.
7.6.1.1. Similitudes con estudios previos.
En realidad, parte de los resultados de este análisis han sido ya descritos: En el capítulo 4 quedó demostrado que se podían considerar desacoplados los trabajos en el plano vertical y horizontal. Además, se vio que las proyecciones verticales de los axiles de pretensado de las péndolas coincidían con las reacciones del tablero supuesto viga continua con apoyos fijos en los anclajes de las péndolas.
Como el tablero es el mismo para todos los puentes de la serie recién estudiada, los valores de dichas reacciones, verticales, se mantienen inalteradas, independientemente de su posición relativa con respecto al arco (Fig. 7.6-1). Análogamente, las proyecciones longitudinales de los axiles de pretensado de las péndolas coinciden para todos los casos, pues, para una componente vertical impuesta, sólo dependen de la diferencia de abscisas entre sus extremos (Fig. 7.6-2).
Por lo tanto, la proyección del axil de las péndolas sobre el plano vertical del arco se mantiene invariante con respecto a la posición transversal arco-tablero.
Así, en el tablero, la flexión longitudinal en el tablero (Fig. 7.2-2) y la torsión (Fig. 7.2-8) coinciden para todos los puentes analizados.
Y en el arco, los esfuerzos axiles (Fig. 7.2-5) y las flexiones longitudinales del arco también coincidirán (Fig. 7.2-1).
Para cargas permanentes, pues, toda la evolución de los esfuerzos está vinculada a la de las componentes transversales (Fig. 7.6-3) de las péndolas que, para toda la serie, mantienen constantes sus proyecciones verticales y longitudinales.
-50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 115 120 125 130 135 140
HIP0: Arco plano vertical. Analisis E.L. gT=-10. Componentes verticales de axiles en pendolas. (YT)
x [m] N PZ [KN] 137 117 137 117 137 117 137 117 137 117 137 117 YT=10. YT=8. YT=6. YT=4. YT=2. YT=0.
Fig. 7.6-1.- Constancia de las componentes verticales de los axiles de pretensado de las péndolas para toda la serie estudiada. (Acciones de péndolas sobre nudos de anclaje del tablero).
-50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8
HIP0: Arco plano vertical. Analisis E.L. gT=-10. Componentes longitudinales de axiles en pendolas. (YT)
x [m] N PX [KN] 8 -8 8 -8 8 -8 8 -8 8 -8 8 -8 YT=10. YT=8. YT=6. YT=4. YT=2. YT=0.
Fig. 7.6-2.- Constancia de las componentes longitudinales de los axiles de pretensado de las péndolas para toda la serie estudiada. (Acciones de péndolas sobre nudos de anclaje del tablero).
-50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 -250 -200 -150 -100 -50 0 50 100
HIP0: Arco plano vertical. Analisis E.L. gT=-10. Componentes horizontales de axiles en pendolas. (YT)
x [m] N [KN] -0 -242 12 -180 24 -118 36 -56 48 6 68 58 YT=10. YT=8. YT=6. YT=4. YT=2. YT=0.
Fig. 7.6-3.- Distribución de las componentes transversales de los axiles de pretensado de las péndolas en función de YT(Acciones de péndolas sobre nudos de anclaje del tablero).
7.6.1.2. Flexión transversal y torsión en el arco.
A la vista de la distribución de las proyecciones horizontales de los axiles de las péndolas, el comportamiento transversal tanto del arco como del tablero adquiere mucha más claridad: A medida que crece YT las componentes horizontales de las péndolas aumentan en la zona de arranques y decrecen hasta
llegar a anularse en zona de clave.
Dicha variación en la distribución de los axiles provoca la variación de las leyes de flexión transversal en el arco de la Fig. 7.2-3.
Para YT=0, la flexión transversal es la más alta tanto en clave como en arranques, ya que todos
los axiles horizontales cargan el arco en la misma dirección. Sin embargo, para YT=10, a pesar de que las
cargas en las péndolas extremas son muchísimo mayores, éstas se sitúan muy cerca de los empotramientos de los apoyos, y las cargas en zona de clave son muy bajas, incluso nulas, debido a que las péndolas en esa zona se inclinan hasta la vertical.
La torsión en el arco (Fig. 7.2-7) no es más que el acoplamiento con la flexión transversal anterior como corresponde al comportamiento como viga balcón descrito en capítulos anteriores.
7.6.1.3. Flexión transversal y axil en el tablero.
Otro tanto puede decirse de la flexión transversal en el tablero (Fig. 7.2-4), de la que ya se vio que sería la correspondiente a la flexión en un arco de directriz circular trabajando en planta (véase 4.5.1.6). Debido a su forma, las acciones de las péndolas están claramente concentradas en las zonas de estribos para valores altos de YT, y provocan, por falta de antifunicularidad de la directriz curva,
concentraciones de flexiones.
Con respecto al axil del arco que iría aparejado a la flexión transversal del tablero para completar su comportamiento como arco (Fig. 7.2-6), cabe destacar que el axil va disminuyendo según crece YThasta
invertir su signo. Y así, para los casos YT=8 e YT=10 el tablero está traccionado.
Este comportamiento se explica al ver que todos los axiles que recibe el tablero en estos casos, están traccionándolo hacia el exterior de su curva. En todos los demás casos, excepto en el caso YT=0,
parte de los axiles también traccionan el tablero hacia el exterior, pero no basta para provocar un estado general de tracción en el tablero. El axil en el tablero es prácticamente uniforme para todos los casos analizados. Y, de los casos estudiados, cambia de signo entre YT=2 e YT=4.
Es de destacar, que, el estado de compresiones o tracciones del tablero se produce de forma continua con YT. Por eso, para cada punto del tablero habrá una posición de YT en que dicho punto tenga
axil nulo. Lo que es más improbable que ocurra es que ese estado de axil nulo se produzca simultáneamente para todos los puntos del tablero.
7.6.2. SOBRECARGAS.
7.6.2.1. Eficacia del sistema de atirantamiento.
La mejora de la eficacia del sistema de atirantamiento del tablero con respecto a los arcos del capítulo 4, en los que se aumentaba la curvatura del tablero manteniendo coincidentes arranques y estribos, es doble:
1.- En primer lugar, el hecho de disponer un arco mucho más rígido mejora muchísimo la eficacia del sistema de atirantamiento, que como se vio en 4.5.2.1, queda controlada por la deformabilidad transversal del arco.
2.- En segundo lugar, el hecho de que no todas las péndolas estén situadas del mismo lado del arco reduce, en general, los movimientos de la estructura, ya que las cargas a ambos lados se compensan entre sí.
Compárense a este respecto las flechas de las Fig. 7.4-5 a la Fig. 7.4-12 con la serie de las Fig. 4.4-5 a la Fig. 4.4-12.
En la primera serie, las deformaciones son sistemáticamente mayores para el caso YT=0 (Donde,
En este caso coincide con la disposición del caso gT=-10 de la serie del capítulo 4, donde las
flechas son mucho mayores (pues el arco es mucho menos rígido).
7.6.2.2. Picos y alternancia del signo de la flexión.
Sin embargo, la rigidez del arco1 no basta para producir la alternancia del signo de la flexión de la que hablábamos en el apartado 4.5.2.3, y que aparece en los puentes curvos sobre apoyos puntuales fijos. Como puede verse en la Fig. 7.3-4, las leyes de esfuerzos no presentan el aspecto límite de la Fig. 4.5-12 o de la Fig. 11.3-16. Es una consecuencia clara de la flexibilidad transversal.
Sin embargo, sí que se moderan los picos de flexión a los que nos referíamos en el apartado 4.5.2.2. Basta comparar los resultados recién obtenidos con los de la Fig. 4.3-4.
Una razón podría estar en que ahora las rigideces verticales de los nudos de anclaje de las péndolas están más equilibradas: En el arco, la zona de arranques, más rígida, sostiene al tablero con una péndola más tendida, y en la zona de clave, más flexible, las péndolas están más verticales. Además, con respecto al primer estudio realizado en el capítulo 4, el conjunto arco-péndolas es ahora más rígido por condicionantes tenso-deformacionales, y no se transfiere tanta carga a las péndolas extremas.
7.7.
PUNTOS FIJOS TRANSVERSALMENTE.
7.7.1. PUNTO DE CLAVE FIJA.
En función de los resultados anteriores, como por ejemplo, los resultados mostrados en la Fig. 7.4-3, se llega a una conclusión que tiene consecuencias decisivas respecto a la capacidad de controlar la deformabilidad transversal del arco, así como su flexión transversal:
-50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 -500 -400 -300 -200 -100 0 100