La selección de la ubicación correcta de un puente es crucial en el diseño y en la planificación del mismo, sin embargo, son las consideraciones de seguridad las que sobre todo rigen los requerimientos técnicos, funcionales, económicos y estéticos, que a su vez también resultan imprescindibles. Es necesario que el puente y cada uno de sus componentes sean seguros, duraderos, fiables y estables.

Por lo tanto, uno de los objetivos más importantes del diseñador, a la hora de la concepción de un puente, debe ser el ofrecer seguridad mediante su respectivo análisis técnico y económico. Cabe destacar que aunque estos dos aspectos son de suma relevancia, no constituyen la totalidad del proceso de diseño ya que la concepción de puentes es un problema de ingeniería compleja. Además de dichos análisis, se deben hacer estudios topográficos, hidráulicos, hidrológicos, geológicos, geotécnicos, estudios de riesgo sísmico, de impacto ambiental y de tráfico. También se deben considerar factores como el sistema de puentes a ser usado, materiales, dimensiones, fundaciones, estética, paisaje local y medio ambiente.

Diseño Conceptual de puentes Master Internacional en Diseño y Construcción de Puentes de Zigurat

En la concepción de puentes también es importante la visualización del mismo como estructura y como parte de su entorno, para llegar a generar una mejor propuesta. Esto generalmente depende en gran medida de la creatividad del diseñador, su sentido de innovación e invención, su experiencia y conocimiento. Además la visualización del puente tiene como objetivo prever su funcionamiento y comportamiento estructural.

La mejor solución en el diseño de puentes debe proporcionar el material y la capacidad de carga adecuados, y nunca debe comprometer la seguridad de los usuarios. En puentes convencionales la construcción se lleva a cabo por métodos preestablecidos, mientras que en casos especiales, cuya construcción es compleja, por ejemplo en puentes con grandes luces y urgencia de trabajo; los requisitos de construcción particulares se vuelven muy importantes y pueden llegar a influir en la selección del sistema de puente y en sus materiales.

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Generalmente los métodos de diseño de puentes están compuestos por dos fases, la fase de diseño preliminar y la fase de diseño final, y se basan en la investigación científica y análisis, y en la práctica y la experiencia de diseños previos.

Fase de diseño preliminar

El diseño de puentes generalmente comienza con el desarrollo de posibles alternativas teniendo en cuenta la parte técnica y económica, con el objetivo de encontrar la solución más conveniente en función de las condiciones locales del sitio.

Durante el diseño preliminar se suelen tomar una serie de decisiones que tienen gran influencia sobre la ubicación del puente, los materiales, tipo de fundación, sistema constructivo, longitud de los tramos, tipos de superestructura, tipos de apoyos, entre otros.

Este diseño preliminar consiste entonces en analizar, perfeccionar y seleccionar las posibles alternativas mediante la elaboración de diversos esquemas del puente. Esto se convierte en una labor ardua ya que no existen fórmulas ni soluciones existentes, esta fase se basa principalmente en la experiencia y creatividad del diseñador, así como también en los requisitos particulares del proyecto.

Las comparaciones entre los diferentes esquemas se pueden realizar mediante el uso de software de diseño de puentes, para obtener así una serie de alternativas en un corto periodo de tiempo, aunque se debe tener presente que hay situaciones específicas de sitio que pueden ser imposibles de representar mediante software. Los factores que influyen en la selección del esquema son diversos, y existen tantas variables que es complicado obtener una respuesta directa, es por ello que las comparaciones deben comprobar la racionalidad, aplicabilidad, viabilidad y economía de los esquemas en consideración.

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Fase de diseño final

En muchos aspectos el diseño de puentes se basa en un análisis exacto y por esta razón es análogo a la solución de problemas matemáticos, donde los resultados se obtienen llevando a cabo el examen del problema y mediante la utilización de modelos matemáticos. Este enfoque funciona para análisis técnicos y económicos, sin embargo deja de lado una parte importante del proyecto, en primer lugar porque muchos problemas no pueden resolverse numéricamente, y en segundo lugar porque los modelos pueden corresponder o no a la situación real. En conclusión el análisis técnico puede resultar no muy significativo en la solución de los problemas como: la elección del tipo de puente, del tipo de material, dimensiones generales, entre otros; problemas que se suelen resolver en base a consideraciones generales y a juicio del diseñador.

Esta fase consta de un estudio detallado y de análisis del comportamiento estructural y estabilidad del puente. También se deben efectuar estudios económicos y de seguridad detallados, para tomar las decisiones finales del sistema en cuanto a los materiales a ser empleados, las dimensiones, sistemas de luces, ubicación de las fundaciones, entre otros. Para la elección final de la alternativa es necesario determinar cuál es la propuesta más coherente y la que más se adapte a las normativas vigentes.

De igual forma, en esta fase se determina la capacidad del puente y la carga vertical que el mismo puede soportar, para ello se debe considerar el número de vehículos que pasan por un momento dado. La capacidad de un puente viene definida por el número de carriles y su ancho.

Una estructura de un puente se considerará funcional cuando cumpla con los requisitos de transporte, seguridad, capacidad de la vía, ofrezca comodidad en las instalaciones, sea eficaz en la mano de obra y materiales, y se puede completar en un plazo de tiempo razonable. Los diseñadores deben ser cada vez más ingeniosos para poder superar situaciones más difíciles, ya que día a día crece la demanda de transporte, y el mismo se hace más veloz y de mayor peso.

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