Obras Viales Tecnicas Constructivas e Historia Hormigón






DESCRIPCIÓN SOBRE LAS TÉCNICAS CONSTRUCTIVAS BÁSICAS
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 Antes de hablar sobre las técnicas y la historia de las obras viales que han permitido la comunicación y las relaciones humanas entre las primeras poblaciones del planeta, vamos a dar una introducción a un noble material que está presente en toda construcción civil y es el elemento mas importante por su características en lo que refiere a maleabilidad, poder aglomerante, dureza y longevidad.  Estamos hablando del cemento, y de una técnica que se utiliza muy a menudo llamada: hormigon-pretensado que permite aprovechar mucho mejor las buenas propiedades del hormigon armado.

Como deciamos el hormigón empleado como material  de construcción tiene una gran resistencia mecánica, siempre que las cargas que se le apliquen ejerzan sobre él fuerzas de compresión. Pero cuando las fuerzas aplicadas al hormigón tiran de él en la dirección opuesta — cuando está sometido a tensión— es menor su” resistencia.

Debido a ello, el hormigón ordinario no se emplea nunca si se supone que todas las fuerzas que van a actuar sobre él son fuerzas de tensión. Pero las diversas partes de la estructura de un edificio están casi siempre, como mínimo, en tensión parcial. La causa estriba en que las fuerzas que tienden a flexionar una viga producen, al mismo tiempo, compresiones y tensiones. Al flexionar una viga, su parte exterior tiende a estirarse, y aparecen fuerzas de tensión. De la misma forma, la cara situada en el interior de la curva se acorta y se desarrollan fuerzas de compresión.

El hormigón ordinario tiene poca resistencia a la tensión, y si una viga, formada únicamente por hormigón, se somete a una carga de flexión constante, el hormigón que ocupa la parte que se comprime realiza su cometido a la perfección. Sin embargo, en la parte de la viga sometida a tensiones aparecen grietas y, finalmente, la viga falla.

Estas fuerzas de flexión se manifiestan en casi todas las partes de una estructura, excepto en las columnas y cimientos. En un puente, por ejemplo, el propio peso de la estructura desarrolla fuerzas de flexión. A esta carga muerta, que es constante, hay que agregar otra carga, que varía con el peso y la posición del tráfico sobre el puente.

Las mismas fuerzas actúan siempre que una viga o un panel de hormigón —por ejemplo, en el suelo de un, edificio— están apoyados sólo en algunos puntos. Incluso en las columnas verticales, como los puntales de los edificios altos, en que la mayoría de las fuerzas son de compresión, se encuentran presentes fuerzas de flexión.

El viento, soplando contra la pared de un alto edificio, puede también crear considerables fuerzas de flexión. Debido a que el hormigón ordinario no es en sí apropiado, se refuerza con barras de acero, que quedan embutidas en sü estructura. Dichas barras soportan las fuerzas de tensión, mientras que el hormigón resiste las fuerzas de compresión.

Se emplean diversos métodos para conseguir que las fuerzas de tensión se trasmitan del hormigón al acero, y que los dos materiales actúen conjuntamente. Con frecuencia, la superficie ligeramente rugosa, producida por oxidación, es suficiente para asegurarla unión, pero las barras mayores se dotan de una superficie especial o se deforman, para conseguir mayor interacción entre -ambos materiales. También es muy importante que el hormigón quede formando una masa compacta alrededor de las barras de refuerzo —no se deben formar bolsas de aire en el hormigón—.

Para conseguir que el hormigón rellene completamente el armazón de refuerzo, suele vibrarse inmediatamente el molde cargado con hormigón húmedo, para que adquiera mayor compacidad.

EXPLICACIÓN GRÁFICA DE LA TÉCNICA DE PRETENSADO:

viga de hormigon armado

1. Viga de hormigón ordinario, sujeta a una carga de flexión, abajo se estira y el material se raja. 2. Embutiendo una barra de refuerzo en la viga, su borde inferior presenta más resistencia a la tracción inferior. 3. Viga de hormigón, premoldeada antes de colocar los cables en sus alojamientos. 4. Colocando los cables muy tensados, la longitud de la viga se reduce y se desarrollan en ella fuerzas de compresión. 5. Cuando se aplica una carga de flexión (como en el caso 1), se reducen las fuerzas de compresión del borde inferior de la viga pretensada.

El hormigón armado se introdujo en Francia hace aproximadamente un siglo, y en la actualidad disponemos de muchos miles de obras interesantes de arquitectura e ingeniería, fabricadas con esta técnica. Sin embargo, muchos de los mejores edificios han tenido que esperar para su realización a que se desarrollara el hormigón pretensado. Las mayores desventajas del hormigón armado ordinario son su peso excesivo y su gran volumen.

El hormigón situado en la parte de una viga sujeta a tensiones, por ejemplo, sirve fundamentalmente para contener las barras de la armadura y realiza poco trabajo propio. Esto es particularmente perjudicial cuando es grande la envergadura de las vigas. El peso de la viga llega a ser tan excesivo que casi toda la resistencia de la estructura debe intervenir para poder soportarlo.

El hormigón pretensado incluye fuertes barras de acero o cables, además de las barras ordinarias de refuerzo. Estos nervios pretensados se colocan en condiciones de alta tensión y, cuando la liberan, toda la masa de hormigón queda sometida a fuerzas de compresión y de flexión, que actúan en dirección opuesta a la carga muerta.

Las fuerzas liberadas por los nervios de pretensión tienden a desplazar el centro de la viga en dirección opuesta a su propio peso. Las fuerzas de flexión en servicio son fundamentalmente las debidas a la carga viva y, cuando se aplica dicha carga viva, lo que sucede es que se anula parte de las fuerzas de compresión. La compresión primitiva que se comunica a las vigas es siempre superior a la tensión que puede producir la mayor carga   probable   que   han   de   soportar.


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Dé esta forma, el elemento no trabaja nunca en tensión.

El pretensado es de dos tipos.   El hormigón se moldea alrededor de los nervios en tensión. Cuando el hormigón se ha endurecido, los extremos de los nervios se sueltan, con lo que tratan de volver a su longitud primitiva, originando las fuerzas de pretensión en el hormigón. También se puede tensar el hormigón por otro procedimiento. Para ello, al moldear las vigas se dejan orificios o canales para alojar los nervios.

Fraguado el hormigón, los nervios se alojan en sus orificios, se fijan por uno de sus extremos y se estiran, hasta que alcanzan la tensión deseada, por medio de un gato hidráulico, desde el otro extremo. Cuando se ha conseguido la tensión final, los nervios se fijan y se suelta el gato. Así, los nervios desarrollan las fuerzas de pretensión que son necesarias.

Mediante la aplicación del hormigón pretensado se ha hecho posible la fabricación de vigas ligeras y de perfiles atrevidos, que pueden soportar cargas mucho más pesadas. El aspecto airoso de los puentes de hormigón sólo puede conseguirse con dichos elementos. Como las vigas pretensadas se fabrican con menos hormigón se reducen los costos; por otra parte, las estructuras son mucho más ligeras, lo que permite hacer cimientos menos macizos.

HORMIGÓN  PREMOLDEADO
En la construcción de muchas de las grandes estructuras de hormigón, éste se agrega sobre los refuerzos y se moldea en el lugar que ha de ocupar. Éste es el procedimiento de construcción “in situ”. Sin embargo, cada día es más frecuente prefabricar ciertos elementoscomo vigas, columnas, suelos, etc.

Al fabricar las piezas con independencia de la obra, para trasportarlas después a los sitios donde se han de utilizar, se puede ejercer un control más riguroso en la calidad. Cuando son necesarias muchas piezas idénticas, el número de unidades permite al fabricante emplear moldes y formas de gran calidad, para conseguir mejores productos con acabados perfectos, y más económicos. Otra ventaja, por supuesto, es que las condiciones climáticas no influyen en el trabajo; ios distintos elementos se fabrican y se almacenan, listos para usarlos cuando  sean   necesarios.

Los cuerpos prefabricados de hormigón, de pequeño tamaño y formas normalizadas, se han empleado durante muchos años; pero, en la actualidad,   se   moldean   componentes  de   muchas toneladas lejos del sitio que han de ocupar, donde se puede comprobar la calidad. Se han construido secciones enteras de túneles, con un peso de miles de toneladas, en “diques secos”, siendo trasportadas después por el agua a su emplazamiento, para construir túneles para carreteras y vías férreas, bajo ríos y puertos.

En Francia se está construyendo un puente de hormigón para una autopista, con piezas prefabricadas de veinte toneladas, que después se pretensan conjuntamente en el lugar de emplazamiento. Sin embargo, lo normal es que el peso de estas piezas esté comprendido entre tres y cinco toneladas, de forma que se trasporten con facilidad y se manejen en la obra con grúas corrientes.

El procedimiento de las piezas prefabricadas ha sido el factor principal del desarrollo de los diversos sistemas de construcción industrializada, para los que se fabrican unidades tan grandes como secciones de paredes (o incluso habitaciones completas), en factorías, y se arman en el lugar de emplazamiento, de modo análogo a las construcciones infantiles.

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Historia del Cemento
Megaestructuras

Fuente Consultada:
Revista TECNIRAMA N°126 Enciclopedia de la Ciencia y la Tecnología





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