Al principio, la idea del puente atirantado, fue el uso del cable atirantado para reemplazar las pilas como soportes intermedios para la viga, con esto se podía tener vanos de gran luz.
El comportamiento de una viga soportada por un cable atirantado puede ser simulado aproximadamente como una viga sobre apoyos elásticos. El momento de flexión en la viga par una carga específica puede considerarse como una componente local y una componente global. El momento de flexión local entre cables es proporcional al cuadrado del espaciamiento. El momento de flexión global de una viga sobre apoyos estáticos es aproximadamente.
Donde
a = Coeficiente que depende del tipo de carga
p = carga
I = Momento de inercia de la viga
k = Valor del apoyo elástico en función de la rigidez del cable
El momento global decrece como la rigidez de la viga también decrece.
Considerando que la función de los cables es soportar las cargas de la viga del puente, la cantidad de cables requeridos para un puente es prácticamente el mismo independiente del número de cables o espaciamiento. Como se indica en la Figura 4.29, si el espaciamiento del cable es reducido, los momentos de flexión entre cables son también pequeños. Una reducción de momento local hace que la viga sea más flexible, una viga flexible tiene menos momento global. Consecuentemente una viga muy flexible puede ser usada con cables poco separados en muchos puentes atirantados modernos.
W = L·p
Fuerzas de Cable en relación de la carga sobre la viga
El puente Talmadge con un vano de 335 m tiene una altura de viga de 1.45 m. El puente ALRT Skytrain (Canadá) para un vano de 340 m, tiene una altura de viga de 1.10 m y el puente Portsmouth tiene una viga de 0.84 m de altura para un vano de 280 m.
A causa de que la viga es muy flexible, se hace interrogante la estabilidad de pandeo.
La carga de pandeo critico de acuerdo a Tang, usando el método de la energía es:
Donde
E = módulo de Elasticidad
I = inercia
A = Área
L = longitud del vano
w = deflexión
(') = derivada con respecto a la longitudes
La carga de pandeo depende más de la rigidez del cable que de la rigidez de la viga.
Teóricamente, aunque la rigidez de la viga sea despreciable, un puente atirantando debe permanecer estable en muchos casos. La experiencia demuestra que para la viga más flexible la carga crítica contra el pandeo elástico es 400 % más que las cargas que actúan en el puente.
Los recientes diseños adoptan espaciamientos pequeños entre cables. Es usual el requerimiento de que un cable puede destensionarse, desmantelarse y ser reemplazado bajo una reducida carga de tráfico. El momento adicional de flexión en la viga no se incrementa excesivamente si el espaciamiento del cable es pequeño.
La complejidad de un análisis se incrementa con el aumento en número de cables, para resolver este problema la computadora es una herramienta de gran ayuda.
Las configuraciones de los cables pueden ser en arpa, en abanico o radial, la configuración de los cables no tiene mayor efecto sobre el comportamiento del puente.
Configuración de cables
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