Juntas de Puentes
1.
Introducción
Las juntas de Dilatación son dispositivos que permiten los movimientos relativos entre dos partes de una
estructura. Algunos proyectos de puentes interrumpen los tableros para cubrir requerimientos estructurales de
diseño y construcción, para garantizar los movimientos reológicos como cambios de temperatura, efectos de
retracción o flujo plástico, acortamientos por pretensado, cargas de tráfico, asentamientos diferenciales o
tolerancias requeridas, compatibles con las condiciones de apoyo. En tales casos, en la estructura se deben
considerar movimientos permisibles que garanticen un desempeño adecuado para los diferentes estados límites
de utilización del puente, donde el deterioro o la falla de las juntas puede comprometer su seguridad.
Los tipos de juntas y las interrupciones superficiales del pavimento deben considerar además del confort de los
usuarios vehículares, el desplazamiento pedestre, y el movimiento de bicicletas y de motos. Más adelante se
presenta una clasificación de los diferentes tipos de juntas aplicadas, se ve como han evolucionado a través del
tiempo, las ventajas y desventajas de su utilización y las experiencias constructivas. Estas propiedades se
discuten en el contexto del estado real en que se encuentran las diversas juntas como producto de su
mantenimiento y conservación. También se analizan los efectos de su influencia en el comportamiento
estructural y las tendencias actuales para su colocación ó eliminación.
2.
Las juntas de expansión
Sus funciones principales son las siguientes:
Asegurar que los movimientos totales del puente proyectados sobre las juntas, se cumplan sin golpear
o deteriorar los elementos estructurales
Asegurar la continuidad de la capa de rodamiento del puente, para dar mayor confort a los usuarios
vehiculares, pedestres, bicicletas y motos.
Ser Impermeables y evacuar las aguas sobre el tablero en forma rápida y segura.
No deben ser fuente de ruidos, impactos y vibraciones al soportar las cargas del tráfico.
Las juntas son dispositivos que dependen de los movimientos de la estructura, y sus funciones se pueden
cumplir solo cuando las longitudes de apoyo (Seating) de las vigas ó losas sean suficientes para suplir los
movimientos que se sucedan por eventos sísmicos. Al calcular estas longitudes debe tomarse en cuenta que
los elementos estructurales pueden perder sus respectivos recubrimientos al golpearse entre ellos, tal como se
muestran la fig. 1. Por esto, cuando se diseñan detalles de juntas de puentes se procura hacer secciones
reforzadas terminales llamadas guardacantos que van ha proteger los laterales.
Fig. 1. Ancho de Apoyo (Seating)
Esto se hace más patente en los casos en los cuales las juntas están en dirección esviada, lo que ocasiona
que puede fallar la longitud de apoyo del elemento estructural, debido a que las esquinas agudas de la losa se
abren en mayor longitud que las esquinas opuestas, por rotación del elemento, como se aprecia en la fig. 2.
Fig 2. Rotación por Esviaje.
Queda claro que no hay una solución de junta capaz de resistir movimientos que provengan de la falla de
elementos estructurales como tableros o pilas, según se observa en la fig. 3, que corresponde al Puente
Nishinomiya-ko derrumbado en el terremoto de Kobe 1995, donde fue insuficiente la longitud de soporte de la
viga.
Fig.3. Caída de Tramo en Kobe 1995.
También se presentan fallas en la junta entre tablero y estribos, al fallar la subestructura y ocasionar
asentamientos y rotaciones que la separan, como se puede observar en la fig. 4, colapso ocurrido en el sismo
de Costa Rica 1990.
Fig. 4. Falla de Junta por Rotación del Estribo.
3.
Evaluación de movimientos de las juntas
Los movimientos de las juntas se presentan bajo condiciones de servicio del puente y bajo solicitaciones
sísmicas; al sumarse ambas se obtiene el movimiento total. Bajo Condición de Servicio se presentan
movimientos Irreversibles y reversibles.
3.1. Movimientos Irreversibles: El primero es la retracción del Concreto, donde se toma un valor aproximado
de 0,25 mm por metro, sin incluir el grado de humedad del ambiente, el espesor de la pieza vaciada, el diseño
de mezcla utilizado, el uso de plastificantes ó aditivos, y la cantidad y diámetro del acero utilizado. Se debe
corregir este valor por el tiempo transcurrido entre el vaciado del elemento y la colocación de la junta,
asumiendo un 100% en 2,5 años, según la siguiente expresión:
)
30
1
(
25xLxK
.
0
T
TR
K
TR
R
l
(1) donde T son los meses trascurridos.
El segundo movimiento es la Deformación Diferida del Concreto (Crepp), donde se toma en las mismas
condiciones anteriores un valor aproximado de 0,20 mm por metro, con una corrección de un 100% en 10 años,
según:
)
120
1
(
20
,
0
T
TR
K
TR
xLxK
F
l
(2)
3.2. Movimientos Reversibles: En primer lugar se tiene la Dilatación y Contracción Térmica, tomando en
cuenta los picos máximos (Tmax) y mínimos (Tmin) de temperatura diaria en el sitio del puente y asumiendo un
valor medio de 0,01 mm por metro y grado centígrado (Tmed). Esto da la siguiente expresión donde se adjunta
la Tabla 1 de corrección del espesor del elemento estructural.
H
xK
xLx0
Tmed)
T
T
l
H
xK
xLx0
Tmed)
T
T
l
01
,
min
(
01
,
max
(
(3)
En segundo lugar se estudian las condiciones de frenado y arranque, considerando una fuerza horizontal
máxima de 18.000 Kf., que deforma la
Tabla 1. Factor Corrector del Espesor
Losas Macizas
Espesor
KH
0,30 m
1,15
0,60 m
1,00
0,90 m
0,97
1,20 m
0,95
Losas Aligeradas
0,60 m
1,09
0,90 m
1,05
1,20 m
1,02
1,50 m
1,00
Losas en Cajón
1,67 m
1,06
2,22 m
1,00
2,78 m
0,97
3,33 m
0,95
totalidad de los apoyos de neoprene, con un módulo de deformación por corte G= 0,14 kf/mm², lo que presenta
la siguiente ecuación:
xaxbxn
inst
G
FxT
N
l
/
(4)
T= espesor medio en mm
axb= dimensiones medias en mm.
n = número total de apoyos.
3.3. Movimientos Totales Bajo Condición de Servicio: Se obtienen los movimientos totales de apertura de la
junta sumando las expresiones (1), (2), (3) y (4):
N
l
T
l
F
l
R
l
l
(5)
y los movimientos totales de cierre de la junta:
N
l
T
l
l
(6)
3.4
Bajo Solicitaciones Sísmicas
Según la propuesta de normas MTC-1987, el tamaño de los apoyos N (mm) se puede determinar según la
siguiente expresión, donde a, b y c dependen de los niveles de diseño correspondientes, tal como se muestran
en la Tabla 2, (Lobo-Quintero,1992):
N= a + b .L+ c.H (7)
Donde L es luz y H es la altura del puente, en metros.
Tabla 2. Factores de Apoyo
Nivel
a
b
c
ND1
250
10/6
20/3
ND2
300
20/9
80/9
ND3
400
10/4
10
Conocido el tamaño del apoyo se puede estimar el desplazamiento de la junta
j tomando en cuenta la suma
del desplazamiento relativo estructura
l con las respuestas transversales
t y el efecto de la trayectoria de
las ondas
s. Según Priestley et all, 1996, estos valores se pueden tomar de la siguiente manera:
j =
l +
t +
s
(8)
donde
l se obtiene de la diferencia entre los desplazamientos absolutos de las partes estructurales separadas
por la junta. Estos valores dependen mucho de la relación de rigidez entre estos elementos y una comparación
de ellos se muestra en la Fig. 5.
t es el efecto del ancho del apoyo en la dirección transversal y se toma como 0.015 N de la expresión (7).
s depende de la distancia promedio entre juntas L y se toma como 0.001L.
Conocidos los desplazamientos relativos de la junta por acciones sísmicas
j, el movimiento total debe
incorporar los desplazamientos de servicio anotados en las expresiones (5) y (6), tomando los signos
correspondientes.
4. Clasificación de juntas:
De acuerdo con su conformación y tomando en cuenta el procedimiento constructivo, las Juntas de expansión
se pueden clasificar de la siguiente manera:
Fig 5. Desplazamientos Relativos. (Priestley el all, 1996).
Juntas Abiertas, cuando no tiene conexión en la ranura y permiten el paso directo del agua, Rellenas
Moldeadas cuando se vacían en sitio, Rellenas Pre-moldeadas cuando se ensamblan con elementos
externos y Mixtas si reúnen 2 o más elementos ya descritos.
4.1. Juntas Abiertas. Por ser la primera junta conocida, se encuentran en puentes viejos de corta luz, con un
ancho que varia entre ½” y 2”. Su ventaja es el costo inicial de construcción relativa-mente bajo. Da paso al
agua y a elementos que traban el funcionamiento de la junta, lo que ocasiona la necesidad de reparaciones
costosas en los elementos circundantes.
Fig. 6
4.2. Juntas Rellenas Moldeadas: (Vaciadas en Sitio):
4.2.1. Rellenas con sello Plástico: Se encuentran en diferentes versiones, y soportan movimientos hasta de
1½”. Son fáciles de construir al colocar en el fondo de la ranura un tope o manguera de soporte, luego
poliestireno expandido y después un sello plástico o masilla negra de consistencia semi-dura, (fig. 7)
combinación de asfaltos refinados, resinas plastificantes y fibra de asbesto. No son costosas. El problema
se presenta por la fricción del tope y elementos químicos y mecánicos ajenos a la junta que despegan el tope,
lo que permite la entrada del agua, ocasionando un deterioro acelerado de la misma. También el sello sufre
desgaste por cargas cíclicas de tráfico y cambios de temperatura que la endurecen.
Fig. 7 .
4.2.2. De Mortero Epóxico: Están conformadas por 2 guardacantos hechos con un mortero epóxico a ambos
lados de la ranura, rellenas con una manguera en encofrado perdido y un elastómero vaciado en sitio,
adherido solo a las paredes laterales de los guardacantos (fig. 8). Los movimientos permitidos están en el orden
de 2.5 veces el ancho de la ranura o 2”. Son impermeables, con gran resistencia a los impactos de la carga viva
sobre la superficie. El elastómero se desgasta con la aplicación de cargas cíclicas, se endurece y se despega.
Los guarda-cantos se separan en capas después de los 10 años, por falta de adherencia entre ellas cuando no
se atienden las especificaciones para la preparación del mortero epóxico.
Fig. 8
4.2.3. De Grout Expansivo:
Diseñadas para trabajar bajo movimientos no mayores de las 2½”; tienen la misma conformación estructural de
la junta de mortero epóxico, buscando sustituirlas para bajar los costos. Experimentan los mismos problemas al
despegar el elastómero por fatiga del material. Los guardacantos tienden a fallar por corte, al golpearse los
elementos estructurales bajo cargas cíclicas y también por efectos de retracción.
Portal para Investigadores y Profesionales
Facebook 
Del.icio.us 
Mister Wong