Analisis De Puentes Colgantes

ANÁLISIS APROXIMADO DE PUENTES COLGANTES

Cuando actúan las cargas en una estructura y el resultado de las deformaciones es pequeño, la relación carga - deformación, para la estructura es lineal. Este comportamiento lineal permite usar ecuaciones de equilibrio para la condición de geometría no deformada de la estructura.
Las ecuaciones de equilibrio son independientes de las cargas aplicadas yla deformación resultante y los resultados para diferentes condiciones de carga estáticas o dinámicas puedes ser superpuestos, trayendo consigo una gran facilidad en la programación.
Si las cargas en una estructura o el resultado de las deformaciones es grande, entonces el comportamiento carga - deformación puede no ser lineal. Causas de este comportamiento pueden ser:
• GRANDES ESFUERZOS:Cuando grandes esfuerzos, (Fuerzas o Momentos) están presentes en la estructura; las ecuaciones de equilibrio para la geometría original y la geometría deformada, pueden tener diferencias significativas, aun si la deformación es muy pequeña. Ej. Efecto P-A y Efecto P-5.
• GRANDES DESPLAZAMIENTOS: Cuando la estructura sufre grandes desplazamientos y la geometría inicial difiere considerablemente dela geometría deformada, para cargas aplicadas, importando o no su magnitud; es el caso de las estructuras con cables.
• NO LINEALIDAD DE LOS MATERIALES: Cuando el material es deformado más allá de límite de proporcionalidad o la relación esfuerzo -deformación es no lineal y por tanto la rigidez de la estructura se degrada al incrementarse los esfuerzos.






CABLES:
Los cables sonelementos estructurales con propiedades muy particulares ; no soportan esfuerzos de compresión, ni de flexión y por tanto el cable ha de deformarse hasta adquirir una forma y posición en la cual solo soporte esfuerzos de tracción, este comportamiento lo hace utilizar la energía mínima.

PUENTES COLGANTES:
El proceso constructivo en puentes colgantes, es tal que las deformaciones en los cablesdebido a la carga muerta de la estructura del tablero y de la cercha rigidizadora producen desplazamientos en la estructura del puente mas no le producen deformaciones y en consecuencia no le producen esfuerzos.
El efecto de segundo orden en los cables de puentes colgantes, solo se considera a partir del momento en que actúan las cargas móviles, las cuales normalmente representan porcentajes pequeñosde la carga con relación a otros tipos de puentes, pues en este tipo de estructuras la relación carga móvil - carga muerta es del orden de 1 : 4 como mínimo (en el puente colgante "Verrazano Narrows" el peso propio es de 50 t/m. y la carga móvil es de 3.5 t/m.) normalmente con el fin de disminuir los inconvenientes en el diseño y en otros tipos de puentes es del orden de 1 : 3.
Los puentescolgantes pueden estar compuestos por una cercha rigidizadora, con el fin de disminuir las deformaciones en el cable y de distribuir longitudinalmente las cargas concentradas aplicadas.
El diseño de puentes colgantes se hace pues en dos pasos: primero se analiza la deformación y la tensión del cable debido a la carga muerta, la cual se usará más adelante para ser superpuestas a la tensión producida enlos cables por las cargas móviles, eólicas, sísmicas y demás; en el segundo paso, con la geometría deformada del cable se halla la geometría del conjunto, cables - cercha rigidizadora, sobre el cual actúa el resto de la carga.
El comportamiento de esta estructura es no lineal y por tanto deberán utilizarse métodos que consideren los efectos de segundo orden o hacerse un análisis paso a paso, endonde la carga se entre poco a poco hasta obtener la carga total y en cada iteración se utilice la geometría final de la iteración anterior como geometría inicial o se consideren las ecuaciones de equilibrio en la posición deformada.
Teniendo en consideración las siguientes hipótesis:
• La deformación del cable bajo cargas distribuidas por unidad de longitud,
es una parábola.
• La...