Puente Colgante

INTRODUCCIÓN

La Estática aplicada es la aportación de la resistencia de materiales y la mecánica, que nos dan conocimiento de las fuerzas exteriores e interiores de una estructura, de tal forma que nos permite determinar sus dimensiones estrictas, asegurando la estabilidad de la obra.

Es de origen relativamente reciente el desarrollo de la estática y sus aplicaciones al campo de la construcción. Cierto es que los pueblos en la antigüedad de oriente, los griegos y los romanos, después conocieron la influencia de la mecánica en la construcción, pero durante la invasión de los bárbaros se perdieron por completo los estudios realizados.

La introducción de hierro como material constructivo impuso indefectiblemente el empleo de los principios científicos en las estructuras. No solo faltaba la experiencia de su uso y apreciación de las dimensiones, sino que, por tratarse de un material bastante costoso, debía de regir, como primordiales criterios, la mayor economía posible y la determinación de secciones en función de las fuerzas aplicadas.

Los momentos y las condiciones de equilibrio son temas de suma importancia en la estática y principalmente en el dia a dia de la ingeniería civil. Estos nos ayudan a saber cuánta fuerza o presión aguanta un apoyo en cierta estructura o construcción y como balancear bien el peso de esta, es importante a la hora de hacer los cálculos para el peso que podrá soportar dicha edificación.

En el presente proyecto decimos hacer un puente a escala pero con detalles y estructuras iguales a los de un puente en tamaño real, la intención de esto poder calcular los momentos y las condiciones de equilibrio para  así saber cuál es la fuerza en cada uno de los apoyos de este puente y el peso real de este así como su distribución correcta.

Creemos que esto nos ayudara a que en un futuro tengamos una idea más certera de lo que implica una construcción de un puente y los cálculos que se deben llevar a cabo para lograr el éxito y la seguridad de este.

MATERIALES

  Papel batería delgado y grueso

  Papel showcard

  Algodón unicel

 Alambre de cobre

  Pasto sintético

  Pintura politec verde, café  plata

  Hilo de algodón delgado

  Esponja

  Servitoallas

  Cartón

 Plastilina

  Palillos de madera

  Pegamento uhu

  Barras de silicón

  Pegamento blanco

  Papel contac

  Cartulina

HERRAMIENTAS

  Exacto

  Pistola de silicón

  Tijeras

  Tabla de madera

  Clavo

  Pinceles

 Brocha delgada

 

PROCEDIMIENTO

1.       
Definir la figura del puente que se pretende hacer

2.       
Con el cartón, hacer la base del puente (cimiento)

3.       Posteriormente recortar el cartón en la forma que se quiere. Esto se hace en par para posteriormente armar la figura.

4.       Juntar la base con la estructura central armada, esto se hace con pegamento blanco.

5.       Pintar de gris lo armado con pintura politec.

6.       Con el papel batería recortar un rectángulo para la base de la carretera, arriba de este pegar la parte central del cartón (parte arrugada). Y encima de este cubrir con papel showcard, simulando ser la parte de asfalto.

7.       Con el pegamento UHU adherirlo a la estructura.

8.       Recortar una tira de unicel que será la parte media de la carretera.

9.       
En la parte superior de la estructura perforar y pasar los hilos que serán los tensores.

10.   
Unir cada hilo a la base de la carretera con pegamento UHU.

               

               

11.   
Con los palillos de madera y la esponja hacer las lámparas y armar los coches con imágenes impresas.

12.   
Para hacer la base se utiliza el cartón común, se hace en bola sobre la base de unicel y con las servitoallas encima. Rociar con una mezcla de agua con pegamento, para que se queden adheridas al cartón. Dejar que seque.

13.   
Pintar de café para simular las rocas. Para simular el pasto se utiliza pasto sintético adherido con pegamento blanco.

14.   
Para hacer los árboles se utiliza el alambre de cobre y el algodón.

15.   Pintar de verde.

Maqueta completa

CALCULO DE CONDICIONES DE EQUILIBRIO

Para el cálculo de las condiciones de equilibrio tales como la sumatoria de fuerzas en “x”, “y” y el momento se deben utilizar datos reales como el peso del puente (concreto, vigas de acero, asfalto, armaduras) y la tensión de cada cable

Aplicando la primera condición de equilibrio en el puente la cual nos dice que un cuerpo se encuentra en estado de equilibrio traslacional si y sólo si la suma vectorial de las fuerzas que actúan sobre él es igual a cero.

Cuando un cuerpo está en equilibrio, la resultante de todas las fuerzas que actúan sobre él es cero.

        

-Para la sumatoria de fueras en X se toma en cuenta la tensión de los cables. Hay que tomar en cuenta que el cable más largo es el mayor tensado y el de menor longitud es el de menor tensión esto por la carga que ejerce el puente hacia abajo, cuando la distancia entre el apoyo y el tensor es más larga, la fuerza ejercida hacia abajo será de mayor magnitud por ende mayor tensión.

Cuando un automóvil se va desplazando entre los tensores estos a su vez van haciendo su efecto de resistencia al peso y tensándose más ya que están diseñados para soportar una carga máxima y aun así seguir manteniendo el equilibrio del puente.

Para la sumatoria de fuerzas en Y son varios factores tales como el peso propio de los materiales con los que está hecho el puente el concreto, el acero, el asfalto además de las cargas que soportará autos y transeúntes. Todas estas fuerzas que empujan hacia abajo están equilibradas a través de los cables tensados los cuales jalan hacía arriba y hacen que la suma vectorial de las fuerzas sea 0.

El diseño del puente está calculado para soportar las cargas vivas y muertas, las muertas son el peso propio del puente y las vivas automóviles.

Segunda condición de equilibrio: La suma algebraica de las torcas aplicadas a un cuerpo con respecto a un eje cualquiera perpendicular al plano que los contiene es igual a cero.

Por tanto los momentos generados por las fuerzas están equilibrados de tal forma que el puente no tiende a girar desde un punto “o” de un lado.

La sumatoria de momentos desde “o” es igual a 0, lo que sumamos son todas las fuerzas por sus respectivos brazos de palanca de tal forma que unos momentos contrarrestan a otros y causan el equilibrio del puente.

Conclusión

El conocimiento de temas tales como la primera y segunda condición de equilibrio nos ayuda a comprender de mejor manera la estabilidad de puentes en este caso, ya que por dichas condiciones analizamos las fuerzas actuantes y como unas contrarrestan a otras y el porqué del uso de tensores  hace que el momento generado por las cargas se reduzca a 0. Estos temas son el pilar para el análisis y el cálculo de estructuras además de prepararnos para E.E. siguientes.