El Arco Triarticulado es una tipología estructural que consiste en una viga curva con dos apoyos fijos articulados en los extremos y que, generalmente aunque no siempre, tiene la tercera articulación en la clave del arco.
El arco triarticulado es una estructura isostática por lo que se puede resolver con las ecuaciones de equilibrio, sin teoría especial. Esta tipología estructural deja verse en muchos puentes arco de hormigón , como es el caso del puente de Saginatobel (en la foto), de Robert Maillart (absolutamente maravilloso).
Los arcos triarticulados se construyen normalmente en acero o en madera estructural laminada y son estructuras insensibles al asentamiento de los apoyos que pueden analizarse con los métodos de la Estática.
Las articulaciones de los dos apoyos fijos del arco (articulaciones en los arranques) absorben fuerzas verticales y horizontales, sin flexión alguna. Su línea de unión es la línea de arranque. La articulación añadida hace que el sistema, inicialmente hiperestático, sea isostático.
Algunas estructuras construidas con arcos triarticulados
Un ejemplo del empleo del arco triarticulado en puentes de hormigón lo encontramos en el puente Salginaltobel, de Robert Maillart, que se construyó entre 1929 y 1930 y está localizado en el este de Suiza, sobre la garganta Salgina. El arco de hormigón tiene una envergadura de 292 pies (89 m) y la longitud total de la estructura es de 432 pies (132 m).
(Imagen: commons.wikimedia.org)Sin embargo, el considerado como primera obra maestra de Robert Maillart es el puente de Tavanasa sobre el río Rin (Graubünden, Suiza, 1905), también un arco triarticulado. Un corrimiento de tierras destruyó el puente el 25 de septiembre de 1927, además de acabar con la vida de siete personas.
(Imagen: commons.wikimedia.org)
(Imagen: www.ce.jhu.edu)Una de las construcciones más notables en la historia de la ingeniería francesa es la Galerie des Machines, del arquitecto Victor Contamin, que se construyó, igual que la torre Effiel, con motivo de la Exposición Universal de París de 1889. Esta estructura se basó en los métodos de la estática y fue una de las primeras en usar el arco triarticulado para salvar grandes luces. La estructura triarticulada de la Galerie des Machines tenía una luz de 107 metros.
(Imagen: commons.wikimedia.org)Un caso de rehabilitación de edificios históricos en el que fueron empleados arcos triarticulados de madera lo encontramos en la Basílica de San Francisco el Grande, en el centro de Madrid. La Basílica de San Francisco el Grande es uno de los templos más emblemáticos de la capital de España. Se comenzó a construir en 1760 y posee una de las cúpulas más grandes de Europa (33 metros de diámetro). Durante años, la basílica permaneció cerrada debido a los trabajos de rehabilitación realizados en su interior. La estructura se resolvió con una serie de arcos triarticulados de madera laminada sobre los que se dispuso un tablero estructural de madera microlaminada (LVL), adaptado al radio de curvatura de los arcos.
Otra aplicación del arco triarticulado la encontramos en el interior del Aeropuerto Francisco Sá Carneiro (Oporto, Portugal), con arcos triarticulados construidos con perfiles metálicos y tensores.
(Imagen: commons.wikimedia.org)
Análisis Estructural de Arcos Triarticulados
Si quieres profundizar en el cálculo de arcos articulados, puedes consultar el primer capítulo de este documento: Teoría de arcos y método de Cross aplicados al cálculo de Estructuras. del profesor Don Javier Pajón. En su primer capítulo (Teoría de Arcos) se analizan, entre otros, los arcos triarticulados simétricos y asimétricos para cargas concentradas y repartidas.
Equipo de ensayos para arcos triarticulados
El equipo SE 110.17 es un artilugio que sirve para realizar ensayos sobre un arco triarticulado isostático, simétrico o asimétrico, y sometido a distintos tipos de carga.
El equipo de ensayo contiene dos tramos de arco largos y uno corto, dos de los cuales se unen a través de una articulación, formando un arco triarticulado simétrico o uno asimétrico.
El arco a estudiar se puede someter a cargas puntuales, uniformes o móviles y las reacciones en los arranques se compensan con juegos de pesas, pudiéndose comparar los valores teóricos con los experimentales.
Resolución de un arco triarticulado empleando el software de cálculo de estructuras SAP2000
Solución gráfica del arco triarticulado
El arco triarticulado de la figura está articulado en A, B y C y sometido a una acción exterior P.
Como el momento flector es nulo en C, y tomando la parte CB, obligamos a que la reacción en B tenga la dirección BC.
Además, como Ra y Rb se han de cortar en la linea de acción de P, podemos definir una solución gráfica al problema y hallar el valor buscado de las reaccciones en los apoyos.
