Análisis y diseño de puentes colgantes vehiculares tipo cuadricable

Abstract

La presente tesis trata del análisis y diseño de puentes colgantes vehiculares tipo cuadricable. Este tipo de puente tiene la peculiaridad de contar como parte de su estructura con dos cables de reversa, los que tienen como principal función dar rigidez lateral a la estructura ante la acción de cargas de viento; sin embargo, en el desarrollo del tema se verá que el aporte del cable de reversa en el transporte vehicular es preponderante. Este trabajo incluye en el análisis la no linealidad geométrica que se presenta debido al comportamiento de los cables, así como los efectos de la teoría de la elasticidad de segundo orden; proporcionando al lector información técnica, así como el desarrollo paso a paso de problemas no lineales y de estructuras de cables. El querer explorar nuevas alternativas estructurales que sean más económicas y ventajosas, aprovechando de manera óptima los elementos estructurales, especialmente en el caso de puentes; me motivó a hacer el presente trabajo. Pero existe una razón importante que también me motivó a realizar este trabajo, y esta en el dar una alternativa viable y económica para la construcción de puentes en el país, el cual tiene un sistema vial bastante desmejorado y la integración de los pueblos de nuestro país requiere la presencia de puentes, carreteras y ferrocarriles. Este trabajo presenta inicialmente una descripción del sistema cuadricable, las principales características y los fundamentos de su comportamiento. Luego se realiza un análisis lineal del sistema con fines de dimensionamiento; aquí se ve la estática de los cables suspendidos y cálculos preliminares de las secciones que conforman el sistema cuadricable. Posteriormente, se realiza un estudio de manera exhaustiva, abordando las no linealidades presentes en el sistema. Para el desarrollo de esta parte fueron de gran ayuda los textos de“ Matrix Structural Analysis“, de McGuire, Gallagher y Ziemian; la tesis: “Análisis de Puentes atirantados-El puente atirantado de Yanango“, de López Jara; así como la publicación “Métodos Numéricos Avanzados“, del CIMNE. Luego se realizó el análisis de la estructura usando el SAP 2000 versión 8; dicho software fue la herramienta de trabajo para el cálculo respectivo. Se realizó un diseño básico de los elementos estructurales; para ello se hizo uso de las especificaciones AASHTO estándar. Finalmente, se hizo una evaluación de las ventajas del sistema Cuadricable frente a un puente colgante convencional. En lo personal, este trabajo representa un gran esfuerzo de mi parte por realizar la investigación de un sistema novedoso ante la necesidad de alternativas viables y económicas de puentes de gran luz. Por otro lado, manifiesto mi satisfacción dado que los resultados, a mi parecer, han sido ventajosos y por tanto útiles. para el desarrollo de nuestro país. De manera muy especial agradezco a mis padres Manuel Adolfo Sánchez Arévalo y a Lourdes Fernández de Sánchez, quienes me apoyaron en todo momento no solo para la realización de este trabajo; si no también lo hicieron en mi desarrollo personal y profesional. Agradezco a las bibliotecas de la Facultad de Ingeniería Civil de la Universidad Nacional de Ingeniería; así como a la de la empresa Tecnodinámica SRL y a la Consultora Natividad Sánchez Arévalo, por el material bibliográfico proporcionado. Mi agradecimiento va también al Dr. Víctor Sánchez Moya, por haberme asesorado; al Dr. Rugo Scaletti Farina, cuya colaboración fue muy valiosa en el desarrollo del presente trabajo y al Ing. Jorge Villanueva Pinedo, quien me coasesoró. Con cariño, un sincero agradecimiento a Walter Velásquez Infantes por su apoyo desinteresado en la conclusión de este trabajo.