Puente colgante

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Puente 25 de Abril en Lisboa.
Golden Gate Bridge, uno de los más famosos, y récord de longitud del vano central durante muchos años. San Francisco (California)

Un puente colgante es un puente cuyo tablero, en vez de estar apoyado sobre pilas o arcos se sujeta mediante cables o piezas atirantadas desde una estructura a la que van sujetas. Una de sus variantes más conocidas es el que tiene una catenaria formada por numerosos cables de acero, de la que se suspende el tablero del puente mediante tirantes verticales. La catenaria cuelga de dos torres de suficiente altura, encargadas de llevar las cargas al suelo.

Desde la antigüedad este tipo de puentes han sido utilizados por la humanidad para salvar obstáculos. Con el paso de los siglos y la introducción y mejora de distintos materiales de construcción, este tipo de puentes son capaces en la actualidad de soportar el tráfico rodado o líneas de ferrocarril.

Historia[editar]

El diseño actual de los puentes colgantes fue desarrollado a principios del siglo XIX. Los primeros ejemplos incluyen el puente de Menai, el de Conwy, ambos puestos en funcionamiento en 1826 en el Norte del País de Gales, y el primer puente Hammersmith (1827) en la zona Oeste de Londres. El llamado Puente Colgante de Portugalete en Vizcaya, de 1893, es más exactamente un transbordador. Desde entonces se han construido puentes colgantes en todo el mundo. Esta tipología de puente es prácticamente la única solución posible para salvar grandes luces (superiores a un kilómetro), por ejemplo, cuando sea peligroso para el tráfico marítimo añadir apoyos centrales temporales o permanentes, o no sea viable añadir apoyos centrales.

En la actualidad, el puente de mayor vano es el de Gran Puente de Akashi Kaikyō, en Japón, y mide 1991 m. Hay un proyecto que estuvo a punto de iniciarse pero se pospuso, el Puente del estrecho de Mesina, que permitiría unir esa zona con un vano de más de tres kilómetros.

Ventajas[editar]

Puente Verrazano Narrows en NY, conocido por ser imagen de una compañía de seguros, además, sucedió al Golden Gate como puente con el mayor vano del mundo.
  • La cantidad de material empleado en la construcción es mucho menor que la necesaria para un puente apoyado porque, para la misma carga, los materiales resisten mucho más a tracción que a compresión (a compresión requieren mayor sección para evitar el pandeo).
  • El vano central puede ser muy largo en relación a la cantidad de material empleado, permitiendo atravesar cañones o vías de agua muy anchos.
  • Pueden tener la plataforma a gran altura permitiendo el paso de barcos muy altos.
  • No necesitan apoyos centrales durante su construcción, permitiendo construir sobre profundos cañones o cursos de agua muy ocupados por el tráfico marítimo o de aguas muy turbulentas.
  • Siendo relativamente flexibles, pueden flexionar bajo vientos violentos y terremotos, donde un puente más rígido tendría que ser más grande y fuerte.

Inconvenientes[editar]

  • Al faltar rigidez el puente se puede volver intransitable en condiciones de fuertes vientos o turbulencias, y requeriría cerrarlo temporalmente al tráfico. Esta falta de rigidez dificulta mucho el mantenimiento de vías ferroviarias.
  • Bajo grandes cargas de viento, las torres ejercen un gran momento (fuerza en sentido curvo) en el suelo, y requieren una gran cimentación cuando se trabaja en suelos débiles, lo que resulta muy caro.

Estructura y funcionamiento[editar]

Ejemplo de puente atirantado

En el tipo más conocido de puente colgante, los cables que constituyen el arco invertido están anclados en cada extremo del puente a un elemento de soporte, comúnmente una torre, ya que son los encargados de transmitir una parte importante de la carga que tiene que soportar la estructura. El tablero suele estar suspendido mediante tirantes verticales sujetos a dichos cables. Las torres llevan las cargas al terreno firme.

Las fuerzas principales en un puente colgante son de tracción en los cables principales y de compresión en los pilares. Todas las fuerzas en los pilares o torres deben ser casi verticales y hacia abajo, y son estabilizadas por los cables principales, estos pueden ser muy delgados, como son, por ejemplo, en el Puente de Severn, Inglaterra.

Puente Juscelino Kubitschek, Brasilia, Brasil. Los arcos no se encuentran en el mismo plano y los cables de suspensión forman una superficie parabólica

Asumiendo como casi despreciable el peso del cable principal comparado con el peso de la pista y de los vehículos soportados, unos cables de un puente colgante formarán una parábola (muy similar a una catenaria, la forma de los cables principales sin cargar antes de que sea instalada la pista). Esto puede ser visto por un gradiente constante que crece con el aumento lineal de la distancia; este incremento en el gradiente a cada conexión con el tablero crea un aumento neto de la fuerza. Combinado con las cargas relativamente sencillas que da el tablero, esto hace que los puentes colgantes sean más simples de diseñar, calcular y analizar que los puentes atirantados, en los que el tablero trabaja a compresión.

Otro tipo de puente colgante es el llamado atirantado, en el que los cables de suspensión parten directamente de las torres al tablero, sin cable en forma de catenaria.

También se hace puentes colgantes con un arco de sujeción al que van anclados los tirantes, como los casos del puente Juscelino Kubitschek de Brasilia o el tablero inferior del puente Don Luis I en Oporto.

Tipos de suspensión[editar]

La suspensión en los puentes más antiguos se hizo con cadenas o barras enlazadas (ver: Puente de las Cadenas de Budapest), pero los puentes modernos tienen múltiples cables de acero. Esto es para mayor redundancia; unos pocos cables con defectos o fallos entre los cientos que forman el cable principal son una pequeña amenaza, mientras que un solo eslabón o barra malo o con defectos puede anular el margen de seguridad o echar abajo la estructura.

Puente Luis I en Oporto.

Un caso curioso es el Puente Don Luis I de Oporto (Portugal), que tiene dos tableros, soportados por un arco único, de estructura metálica: el tablero superior está apoyado en el arco y el inferior colgado del mismo, aunque no con cables, sino con estructura de piezas metálicas.

Tipos de tableros en los puentes colgantes[editar]

Puente colgante en Chiquitos, Bolivia
Obsérvese la delgadez del tablero de este puente sobre el Yangtze en China.

La mayoría de los puentes colgantes usan estructuras de acero reticuladas para soportar la carretera (en consideración a los efectos desfavorables que muestran los puentes con placas laterales verticales, como se vio en el desastre del puente de Tacoma Narrows) Recientes desarrollos en aerodinámica de puentes han permitido la reintroducción de estructuras laterales en la plataforma. En la ilustración de la derecha nótese la forma muy aguzada en el borde y la pendiente en la parte inferior del tablero. Esto posibilita la construcción de este tipo sin el peligro de que se generen remolinos de aire (cuando sopla el viento) que hagan retorcerse al puente como ocurrió con el puente de Tacoma Narrows.

Otras aplicaciones del tipo de estructura[editar]

Los principios de suspensión usados en grandes puentes pueden también aparecer en contextos menores que dichos puentes de carretera o ferrocarril. La suspensión con cables ligeros puede servir como una solución menos cara y más elegante para puentes peatonales que soportarlas mediante un gran enrejado. Donde un puente une dos edificios próximos no es necesario construir torres y los mismos edificios pueden sostener los cables. La suspensión con cables puede ser también aumentada con la inherente rigidez de una estructura teniendo mucho en común a un puente tubular.


Véase también[editar]

Enlaces externos[editar]