En la construcción de puentes, lograr tanto la eficiencia económica como el rendimiento estructural presenta un desafío significativo. Los puentes mixtos de acero y hormigón ofrecen una solución atractiva que aborda ambas preocupaciones. Este artículo proporciona un análisis exhaustivo de las consideraciones clave de diseño para estos puentes, ofreciendo a los ingenieros una guía práctica para reducir los costos y mejorar la integridad estructural.

La ventaja fundamental de los puentes mixtos de acero y hormigón reside en su utilización óptima de las propiedades de ambos materiales. El acero destaca en resistencia a la tracción, mientras que el hormigón funciona excepcionalmente bajo tensión de compresión. Al combinar estratégicamente estos materiales (el acero manejando la tensión y el hormigón gestionando la compresión), estos puentes logran una capacidad de carga superior y una rigidez a la flexión. Esta relación complementaria permite vanos más largos con menores requisitos de material, lo que genera importantes ahorros de costos.

Dos configuraciones predominantes de puentes mixtos de acero y hormigón merecen especial atención:

• Puentes mixtos multigirder: Con vigas de acero paralelas conectadas por sistemas de arriostramiento y coronadas con una losa de hormigón, estas estructuras ofrecen simplicidad en la construcción y son ideales para aplicaciones de vano medio.
• Puentes de vigas trapezoidales: Compuestos por dos vigas principales de acero con vigas secundarias transversales que soportan una losa de hormigón mixta, este diseño proporciona una mayor rigidez torsional adecuada para vanos más largos.

El diseño eficaz de puentes mixtos requiere una cuidadosa atención a varios elementos clave:

• Sistemas de conectores de corte: Componentes como pernos y conectores de canal aseguran la transferencia adecuada de fuerza entre los elementos de acero y hormigón. Su diseño debe equilibrar la capacidad de carga, la durabilidad y la eficiencia de la instalación.
• Optimización de la sección transversal: El dimensionamiento estratégico de las vigas de acero y las losas de hormigón puede maximizar el rendimiento estructural al tiempo que minimiza el uso de materiales. Las vigas de profundidad variable que se adaptan a las condiciones de tensión localizada representan una de esas técnicas de optimización.
• Metodología de construcción: La selección entre técnicas como la construcción continua simplemente apoyada o la colocación en voladizo impacta significativamente los plazos del proyecto, los costos y las consideraciones de seguridad.

El diseño de puentes mixtos debe adherirse a los códigos establecidos, como el JTG 3362-2018 de China o las especificaciones AASHTO LRFD, al tiempo que se tienen en cuenta las condiciones ambientales y de carga específicas del sitio. La integración de las tecnologías de Modelado de Información de Construcción (BIM) permite el modelado tridimensional avanzado, el análisis estructural y la simulación de la construcción, lo que conduce a diseños más eficientes con menos errores y predicciones de seguridad mejoradas.

A medida que crecen las demandas de infraestructura, los puentes mixtos de acero y hormigón continúan demostrando su valor a través de un rendimiento excepcional y rentabilidad. A través de una implementación de diseño reflexiva y la integración tecnológica, estas estructuras desempeñarán un papel cada vez más vital en el desarrollo de infraestructura sostenible.