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 ms 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.QU ES?
Historia
En 1826 se complet el puente colgante de Menai, iniciando una
nueva tipologa de puentes. Al principio los puentes colgantes se
construan de cadenas, lo que resultaba peligroso, ya que la rotura
de un eslabn supona la rotura del tensor. De esta forma tambin se
construy el puente de Clifton (1864). A pesar del xito que suponan
empezaron a aparecer problemas. En 1831 un regimiento de soldados
que desfilaban sobre el puente de Broughton en Reino Unido hizo
entrar al puente en vibracin, debido al paso acompasado del
desfile, lo que provoc su rotura. Por desgracia en 1851 se volvi a
repetir un desastre similar en Francia, en el puente de Angers,
donde fallecieron 200 soldados. Los ingenieros franceses no
volvieron a construir un puente colgante hasta 1871, y an hoy en
Europa existe tendencia a evitar construirlos. En Amrica no fue as,
los puentes colgantes tuvieron mucho xito. En 1842 se complet el
puente de cables de Fairmount en Filadelfia con una luz de 109 m. A
finales del siglo XIX Estados Unidos haba perfeccionado la
construccin del puente colgante hasta alcanzar las enormes
dimensiones actuales. En 1866, el puente de Roebling sobre el ro
Ohio tena 322 m de luz, en 1869 ste es superado por el puente del
Niagara con 386 m, y en 1883 se termina el puente de Brooklyn con
486,3 m.El puente Golden Gate representa es uno de los grandes
puentes ms famosos del mundo. Terminado en 1937 el puente no slo
fue pionero en su ingeniera, tambin lo fue en el uso de medidas de
seguridad como redes para evitar cadas.A principios de siglo XX el
puente colgante ya dominaba ampliamente las grandes luces. En 1931
se super por primera vez el kilmetro en un solo vano con el puente
George Washington, en Estados Unidos. En 1937 se termina el famoso
puente Golden Gate con un vano de 1280 m, un puente que perdur con
el rcord de mayor luz hasta 1964. En la actualidad hay ya 10
puentes que superan en luz al Golden Gate, siendo el de mayor luz
el Gran Puente de Akashi Kaiky con una luz de 3911 m (3 veces mayor
que la del Golden Gate). Si bien los proyectos de grandes puentes
colgantes son difciles de financiar, las ventajas econmicas que
suponen para una regin han hecho que se sigan planteando nuevos
puentes, an mayores que los existentes, como el puente del estrecho
de Mesina. Por otro lado el xito de proyectos de tneles bajo
estrechos como el Eurotnel o el tnel Seikan han hecho replantearse
grandes proyectos de puentes como el puente de Gibraltar. En otros
casos se han adoptado soluciones hbridas (puente y tnel) como es el
puente de Oresund con excelentes resultados para la navegacin
martima y el trfico rodado. En la actualidad el puente colgante es
una opcin usual para vanos mayores a los 500 m, y la nica posible
para vanos superiores al kilmetro.
Entonces el diseo 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 Pas 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 ms
exactamente un transbordador. Desde entonces se han construido
puentes colgantes en todo el mundo. Esta tipologa de puente es
prcticamente la nica solucin posible para salvar grandes luces
(superiores a un kilmetro), por ejemplo, cuando sea peligroso para
el trfico martimo aadir apoyos centrales temporales o permanentes,
o no sea viable aadir apoyos centrales. En la actualidad, el puente
de mayor vano es el de Gran Puente de Akashi Kaiky, en Japn, y mide
1991 m. Hay un proyecto que estuvo a punto de iniciarse pero se
pospuso, el Puente del estrecho de Mesina, que permitira unir esa
zona con un vano de ms de tres kilmetros.Ventajas
La cantidad de material empleado en la construccin es mucho
menor que la necesaria para un puente apoyado porque, para la misma
carga, los materiales resisten mucho ms a traccin que a compresin
(a compresin requieren mayor seccin para evitar el pandeo). El vano
central puede ser muy largo en relacin a la cantidad de material
empleado, permitiendo atravesar caones o vas de agua muy anchos.
Pueden tener la plataforma a gran altura permitiendo el paso de
barcos muy altos. No necesitan apoyos centrales durante su
construccin, permitiendo construir sobre profundos caones o cursos
de agua muy ocupados por el trfico martimo o de aguas muy
turbulentas. Siendo relativamente flexibles, pueden flexionar bajo
vientos violentos y terremotos, donde un puente ms rgido tendra que
ser ms grande y fuerte.Desventajas
Al faltar rigidez el puente se puede volver intransitable en
condiciones de fuertes vientos o turbulencias, y requerira cerrarlo
temporalmente al trfico. Esta falta de rigidez dificulta mucho el
mantenimiento de vas ferroviarias. Bajo grandes cargas de viento,
las torres ejercen un gran momento (fuerza en sentido curvo) en el
suelo, y requieren una gran cimentacin cuando se trabaja en suelos
dbiles, lo que resulta muy caro. La estructura de un puente
colgante est formada por pilotes de cemento o acero que estn
anclados en el suelo, en profundidad o en roca. En un sismo tiembla
la tierra y esto provoca que los pilotes suban y bajen junto con el
movimiento del terreno provocando que los tirantes o cables de
soporte tiemblen y de esta manera se aflojan poco a poco hasta
quedar cortados, provocando desestabilidad en el equilibrio del
puente, ya que al cortarse un cable los dems cables sufran un tirn
y esto puede provocar el corte en cadena de otros cables; por esta
razn los puentes son cerrados despus de un sismo.
Construccin
Principios bsicosLos cables son el principal sostn de los
puentes colgantes. stos se tensan a travs del rea que ocupar el
puente y la plataforma o camino que el puente sostiene. Los puentes
colgantes se han construido por siglos y slo han necesitado unas
pocas mejoras en ese tiempo. La mayora de los puentes colgantes
actuales tienen torres espaciadas y cables que van de una hasta el
suelo y de ah a la siguiente torre a cada lado del puente. Estas
torres soportan la presin de los cables y la mayor parte del peso
de la carretera. Construir un puente colgante requiere, por encima
de todo, de ingenieros que calculen todos los factores involucrados
para evitar su colapso.
TorresCuando comienza la construccin, primero se colocan las
torres en su lugar. En general hay dos de ellas, colocadas en
aproximadamente un tercio de la longitud del puente a cada extremo.
Un revestimiento de cuatro paredes, del tamao de la base, se coloca
en el agua, y el agua se bombea hacia fuera de la estructura. Esto
permite que los obreros coloquen los soportes en su lugar y los
aseguren. Una vez que los soportes estn en su sitio, el
revestimiento es retirado.
CablesLos cables grandes que estn ensartados entre un soporte y
otro estn estirados hasta el inicio del puente en ambos lados. Los
cables se anclan en su lugar para asegurarlos. Tambin se unen
cables colgantes de menor tamao a los cables grandes; stos
soportarn la carretera. Las secciones de la carretera se izan con
gras y se unen a los cables colgantes. Estas secciones tienen
soportes de acero por debajo para aadir cierta rigidez a su
superficie flexible, ayudando a soportar el peso de ciertos
vehculos.
Estructura y funcionamiento
En el tipo ms conocido de puente colgante, los cables que
constituyen el arco invertido estn anclados en cada extremo del
puente a un elemento de soporte, comnmente 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 traccin en
los cables principales y de compresin 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.
Asumiendo como casi despreciable el peso del cable principal
comparado con el peso de la pista y de los vehculos soportados,
unos cables de un puente colgante formarn una parbola (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 conexin 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 ms simples de disear, calcular y analizar
que los puentes atirantados, en los que el tablero trabaja a
compresin.Suspensin
Otro tipo de puente colgante es el llamado atirantado, en el que
los cables de suspensin parten directamente de las torres al
tablero, sin cable en forma de catenaria. Tambin se hace puentes
colgantes con un arco de sujecin al que van anclados los tirantes,
como los casos del puente Juscelino Kubitschek de
Brasilia.Suspensin
La suspensin en los puentes ms antiguos se hizo con cadenas o
barras enlazadas, pero los puentes modernos tienen mltiples 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 pequea amenaza, mientras que un solo eslabn o barra malo o
con defectos puede anular el margen de seguridad o echar abajo la
estructura.
ESCUELA SECUNDARIA TCNICA No. 98
Nombres de las alumnas: Carmen Cortez Alondra Espinoza Natalia
Macas Paloma RazuraNombre del maestro: Emigdio Mendoza Martnez
Nombre de la materia: Fsica
Trabajo a entregar: Antologa de los puentes
Fecha de entrega: 25/03/2015
Grado: 2 Grupo: A
PUENTES COLGANTES
