El puente es una estructura que salva un obstáculo, sea río, foso, barranco o vía de comunicaci6n natural o artificial, y que permite el paso de peatones, animales o vehículos. Todos los puentes se basan en modelos naturales, a los que, conforme la tecnología ha ido avanzando, se han incorporado nuevas formas de resolver los mismos problemas.
A partir de un tronco derribado sobre un cauce, una piedra desprendida de una ladera o una maraña de lianas y enredaderas tendidas sobre un barranco, que desde siempre han servido para salvar accidentes naturales, se ha montado una ciencia que es parte importante de las aplicaciones de la ingeniería civil: el proyecto y construcción de puentes. Tipos y materiales. Los puentes pueden clasificarse en tres tipos fundamentales, de vigas rectas, de arco o colgantes, si se atiende exclusivamente a la acci6n que ejercen sobre el terreno en que se apoyan, que es consecuencia de la forma de trabajo de las estructuras que lo componen. En el primer caso, puentes de vigas rectas, los elementos estructurales resistentes, las vigas, transmiten su carga a los apoyos ejerciendo acciones verticales, normalmente descendentes. E1 ejemplo natural es el tronco de árbol o la losa de piedra tendidos a través de un arroyo apoyados en ambas orillas. A partir de este ejemplo, los progresos en la técnica de los materiales y su conocimiento han ido dando lugar a otras formas mas complejas, pero que responden a una misma idea: los tramos en voladizo, los puentes basculantes, los levadizos o los tendidos sobre apoyos flotantes. El puente de arco tuvo posiblemente su origen en la observación del cierre de una garganta natural por desprendimiento de grandes masas de piedras sueltas que, apoyándose unas en otras y sobre las paredes del barranco, dejaban un hueco entre ellas para el paso inferior. La mejora del apoyo entre esas piedras dio origen a las dovelas y al nacimiento del arco de elementos independientes. Su característica más importante es el empuje horizontal que ejerce sobre los apoyos. En estos puentes, el arco es el elemento que sustenta la vía de paso, o tablero, Se han construido puentes con el tablero en posición superior, inferior o intermedia con respecto al arco, peso siempre se ha de disponer de estribos capaces de absorber los empujes creados por los arcos. En cuanto al tercer grupo, los puentes colgantes, se origina a partir de las marañas naturales de lianas y enredaderas que cierran espacios entre árboles o barrancos. Una liana entre dos troncos es un modelo para tender una cuerda entre dos orillas y luego otras más que sirve de apoyo a manos y pies, facilitando así el paso. El rasgo que diferencia este puente de los anteriores es la reacción del elemento resistente, el cable, que tira de los puntos de anclaje y ejerce una tracción casi horizontal. El conocimiento de materiales de mayor resistencia a la tracción que las tradicionales cuerdas de fibra vegetal ha permitido cubrir vanos cada vez mayores, hasta llegar a ser hoy el tipo de puente que ostenta el récord de luz cubierta. Los materiales empleados en la construcci6n de puentes han sido sucesivamente la madera, las piedras y las fibras vegetales naturales, que fueron dando paso a los ladrillos, al hormig6n, al hierro, al acero, al hormig6n armado y, finalmente, al hormig6n pretensado, en la actualidad el que más se emplea, atendiendo a la suma de longitudes de tramos cubiertos. Información colaborada por: Ignacio Barrientos desde España.
Materiales de construcción de puentes
Los MATERIALES tienen una importancia decisiva en la configuración de los puentes. A lo largo de la historia se han ido empleando distintos materiales en su construcción, evolucionando estos hasta la utilización actualmente de materiales compuestos formados por fibras de materiales muy resistentes. Madera, piedra, hierro, hormigón, ladrillo y aluminio han sido los materiales utilizados con más frecuencia en la construcción de este tipo de estructuras. En una primera etapa de la historia de la construcción de puentes los materiales que se usaban eran la piedra y la madera. El hierro fundido comenzó a utilizarse a finales del siglo XVIII, suponiendo una auténtica revolución en la construcción de puentes. Del hierro fundido se pasó a mediados del siglo XIX al hierro forjado, más resistente y regular y a finales de este siglo se empezó a utilizar el acero, superando a los dos tipos de hierro en resistencia y calidad. También a finales del siglo XIX hizo su aparición el hormigón, que permitió
hacer arcos mayores que los de piedra natural dando lugar a un nuevo sistema de hacer estructuras: el hormigón armado, donde el hormigón y el hierro se asocian para permitir construir vigas de luces considerables y afinar las dimensiones de los arcos, lo que no era posible con el hormigón en masa ni con la piedra. A finales de la primera mitad del siglo XX hizo su aparición el hormigón pretensado, una forma de colaboración perfecta entre el acero y el hormigón, ampliando de forma extraordinaria las posibilidades del hormigón armado. Contemporáneas al hormigón pretensado son las estructuras mixtas, otra forma de colaboración entre el acero y el hormigón en la que ambos no se mezclan íntimamente, sino que se yuxtaponen. Han sido muchas las tentativas de utilizar aleaciones de aluminio en la construcción de puentes por su mayor resistencia específica (fuerza resistida por unidad de peso y longitud) que el acero y por su ligereza, pero son escasos debido al alto coste económico, a las dificultades que plantea la unión de las piezas y por los problemas que han causado. Se ha utilizado especialmente en la construcción de puentes móviles atraídos por su ligereza, siendo ejemplos el puente de Banbury (Oxfordshire, Inglaterra) o el puente de Hendon Dock también en Inglaterra. Este último puente cuya construcción finalizó en 1948 fue sustituido en 1976 a causa de la corrosión que había afectado al aluminio. La aparición de nuevos materiales en la construcción de puentes ha ido dando lugar a innovaciones y la construcción de puentes y a una evolución de su tipología para adaptarse a sus características, adecuándose los materiales, las estructuras y las formas. El material es esencial en la concepción de un puente, porque su características de resistencia son las que determinan las dimensiones de cada uno de los elementos que lo componen, e influye decisivamente en la organización de su estructura. Además de ello, el material tiene unas posibilidades tecnológicas determinadas en lo que se refiere a fabricación, uniones, formas de los elementos básicos, etc., que son fundamentales a la hora de proyectar un puente. No obstante, los materiales no determinan unívocamente los tipos de puentes, ya que cada tipo de material permite distintos tipos y formas de puentes.
El desarrollo de las tecnologías de los distintos materiales ha hecho que las estructuras de los puentes tengan cada vez más posibilidades, lo que ha permitido una mayor diversidad de formas y hacer puentes de hormigón y acero, hasta el grado de que a veces es difícil a distancia saber de qué material están hechos, especialmente en las vigas continuas con sección en cajón de alma llena, metálicas o de hormigón, que se pueden confundir con facilidad si su color es análogo. Cronológicamente, los puentes metálicos siempre han ido por delante de los de hormigón, ya que el hormigón hizo su aparición casi un siglo después. Pero
además, el acero al ser un material de mayor resistencia específica también permite salvar luces mayores lo que a su vez permiten que los puentes tengan mayores dimensiones. Actualmente se prueban nuevos materiales para construir puentes con mayor resistencia específica que el acero. Son los denominados materiales compuestos, formados por fibras unidas con una matriz de resina y que se vienen utilizando desde hace años en diversos tipos de industrias (aeroespacial, aeronáutica, automóvil, etc.).
LOS PUENTES MODERNOS. Los puentes modernos se caracterizan por los elementos estructurales utilizados como cantilever o de tirantes, colgantes, de arco de acero, de arco de hormigón, de arco de piedra, de vigas trianguladas o de pontones. Los puentes móviles son construcciones de puentes en casos especiales como el paso de grandes barcos. Puentes de tirantes. En este tipo de puente los tramos no se sujetan por sus extremos, mas bien lo hacen cerca del centro de sus vigas. El puente de Normandía, posee un tramo central de longitud de 856 m y está diseñado para soportar vientos de hasta 120 kilómetros por hora. El puente de Forth, construido entre 1882 y 1890 en Escocia, es un puente ferroviario de acero con dos tramos principales de 520 m cada uno, y una longitud total de 1,6 km fue obra de lso ingenieros John Fowler y Benjamin Baker. El puente de Carquinez Strait, cerca de San Francisco, Estados Unidos, terminado en 1927, tiene dos tramos de 335 m y unos tramos de anclaje de 152 m; fue diseñado para resistir terremotos. El puente de Quebec, sobre el río San Lorenzo (Quebec, Canadá), terminado en 1917, tiene un tramo principal de 550 m; soporta una carretera y una vía de tren de dos carriles. El puente de Barrios de Luna sobre el embalse de Barrios de Luna, en España, es el mayor puente del mundo atirantado de hormigón. Entró en funcionamiento en 1985 y cubre una luz de 440 metros.El puente Howrah, sobre el río Hooghly en Calcuta, la India, tiene un tramo principal de 457 m, y se inauguró en 1943. El Gran Puente de Nueva Orleans (1958) sobre el río Mississippi (Estados Unidos) tiene un tramo principal de 480 m. Puentes colgantes o de tirantes. John Roebling, ingeniero estadounidense de origen alemán diseñó y construyó en 1846 un puente colgante de 308 m sobre el río Ohio en Wheeling, Virginia, Estados Unidos, siendo el primer puente colgante de cables construido en el mundo. El puente sobre el estrecho del Bósforo en Estambul, Turquía, tiene un tramo central de 1.079 m. Se inauguró en 1973 y constituye la primera comunicación permanente de autopista entre Europa y Asia. El Golden Gate, en San Francisco, Estados Unidos, inaugurado en 1937, tiene un tramo central de 1.280 m suspendido de unas torres de 227 m de altura. Tiene un margen de altura de 67 m. El puente de Humber era uno de los puentes colgantes más largos del mundo hasta 1995. Se construyó en 1980 en el estuario del río Humber, en Inglaterra, con un tramo central de 1.410 m. El puente General Belgrano, situado sobre el río Paraná, tiene una longitud de 2.000 m. En 1998 se inauguró en Lisboa el puente Vasco da Gama, el mayor puente de toda Europa, con casi 18 km de longitud, y casi 15 km sobre el agua. Este puente, situado en la desembocadura del río Tajo, aliviará el tránsito de vehículos por el puente 25 de Abril, inaugurado en 1966 y con 1.013 m de luz. También en 1998 se abrió el puente del estrecho de Akashi, en Japón con un vano central de unos 1.990 metros. El puente colgante más alto, 321 m sobre el nivel del agua, atraviesa el Royal Gorge sobre el río Arkansas, en Colorado, Estados Unidos. Puentes en arco de acero. El primer puente de acero se construyo sobre el río Mississippi en Saint Louis, Missouri, en el año 1874 por el ingeniero estadounidense James Buchanan Eads. En Nueva York se encontraba el puente de arco de acero más largo del mundo cuando se inauguró en 1917, con un tramo principal de 298 m. conocido como el puente ferroviario Hell Gate, sobre el río East. El puente que atraviesa el río Niágara desde Queenston, Ontario, Canadá, a Lewiston, Nueva York, Estados Unidos, inaugurado en 1965, utiliza un arco de acero de 305 metros. Puentes en arco de hormigón. El desarrollo del hormigón armado en los comienzos del siglo XX proporcionó grandes progresos a la construcción de puentes con arcos de hormigón. Ejemplos de estos son: El puente de Gladesville (1964) en Sydney, Australia, se eleva 46 m sobre el río Parramatta con un arco de hormigón de 305 m. El puente del Esla, sobre el río Esla, en España, con un tramo central de 197 m, se construyó en 1940. El puente Tancredo Neves se sitúa sobre el cañón del río Iguazú y une la localidad de Puerto Iguazú (Argentina) con la ciudad de Foz do Iguaçu (Brasil). En Croacia se construyó un puente de arco de hormigón de 390 m de longitud y 67 m de altura en 1979. Los viaductos se ha efectuado con puentes de arcos múltiples gracias a los avances del hormigón. El viaducto ferroviario Tunkhannock, en Pennsylvania, Estados Unidos (1916), tiene 724 m de longitud y está formado por diez arcos de 55 m y dos de 30 m. El viaducto para automóviles Columbia, también en Pennsylvania, tiene una longitud de 2.090 m y está formado por 28 arcos de hormigón de 56 metros. http://www.arqhys.com
