26 febrero 2013

Salvando obstáculos: Tipos de puente

Tipos de puente
La necesidad humana de cruzar pequeños arroyos y ríos fue el comienzo de la historia de los puentes. Hasta el día de hoy, la técnica de su construcción ha pasado desde un simple tronco hasta los grandes puentes colgantes que miden varios kilómetros y que cruzan bahías y estrechos. Los puentes se han convertido a lo largo de la historia en un elemento básico para las sociedades y un símbolo de su capacidad tecnológica.


El diseño de cada puente varía dependiendo de su función y la naturaleza del terreno sobre el que el puente es construido. Los puentes pueden clasificarse según múltiples criterios; tales como material de construcción, obstáculo que salva, el fin para el cual es construido, los elementos estructurales...

Atendiendo a su fundamento arquitectónico los podemos clasificar en:
    Puente de viga

  • Puentes de viga: es el puente más sencillo, derivado del puente de tronco y empleado en vanos cortos e intermedios, como por ejemplo las pasarelas peatonales sobre autovías. Como su nombre indica, están constituidos por vigas; es decir, por piezas rectas horizontales apoyadas en dos o más puntos que soportan las cargas que actúan sobre ellas mediante su capacidad para resistir flexiones. Antiguamente, hasta conocerse el hormigón armado eran poco útiles para salvar grandes obstáculos, ya que los materiales empleados no trabajaban bien a flexión. Los puentes de vigas de hormigón armado o de acero pueden salvar tramos de 20 a 25 m. Para distancias superiores se utilizan el acero y el hormigón pretensado y, cuando la longitud es considerable, las vigas son compuestas.
Puente de la AP9 sobre la ría de Pontevedra
Puente de Santiago, PontevedraPuente Internacional de Tui, Pontevedra
Puente de la AP9 sobre la ría de Pontevedra
Puente de Santiago, Pontevedra
(con el puente de los Tirantes al fondo)
Puente Internacional de Tui, Pontevedra


    Puente de arco
  • Puentes de arco: Un puente de arco es un puente con apoyos a los extremos del vano, entre los cuales se halla una estructura con forma de arco por donde se transmiten las cargas. El tablero puede estar apoyado o colgado de esta estructura principal, dando origen a distintos tipos de puentes (arco con tablero superior, con tablero intermedio o con tablero inferior). Estos puentes reparten el peso sobre los pilares de apoyo, los arcos contiguos y los apoyos en tierra firme. De esta manera consiguen mayor distancia entre los pilares.
    • Ventajas:
      • Permiten utilizar materiales simples, como piedra y similares, cemento, materiales de relleno, hormigón en masa (no armado), ladrillo, etc. (epoca de los romanos y medieval).
      • A partir del siglo XIX se empezó a utilizar el hierro.
      • Son adecuados en sitios capaces de proporcionar una buena resistencia al empuje horizontal.
      • Se pueden utilizar para salvar grandes distancias construyéndolos con una serie de arcos sucesivos.
    • Inconvenientes:
      • La piedra y muchos materiales similares son fuertes en esfuerzos de compresión, pero poco resistentes a esfuerzos de tracción, por lo que por eso, muchos puentes en arco, están diseñados para trabajar a compresión.
    Puente de las Corrientes (Pontevedra)   Puente de la Barca (Pontevedra)   Puente del Burgo (Pontevedra) 
    Puente de las Corrientes (Pontevedra)  Puente de la Barca (Pontevedra)   Puente del Burgo (Pontevedra)


    Puentes en ménsula (cantilever)
  • Puentes en ménsula (cantilever): es un puente que se construye usando ménsulas consecutivas, que son estructuras horizontales que se proyectan en el espacio y sólo están soportadas en un extremo. Para pequeños puentes peatonales, pueden construirse con vigas simples, pero para mayores puentes se construyen con grandes estructuras reticuladas de acero. Estos puentes pueden construirse con la técnica de puentes por volados sucesivos, en la que apenas se requiere de una estructura provisional. En estos puentes la parte de la estructura trabaja a tracción, mientras la inferior lo hace a compresión.
  • Quebec Bridge (Quebec,Canada)
    Forth Bridge (Edinburgo, Escocia)
    Minato bridge (Osaka, Japón)
     Quebec Bridge (Quebec,Canada) Forth Bridge (Edinburgo, Escocia) Minato bridge (Osaka, Japón) 

    Puentes de armadura
  • Puentes de armadura: La armadura es una viga es una composición de barras rectas unidas entre sí en sus extremos para constituir un armazón rígido de forma triangular, capaz de soportar cargas en su plano, particularmente aplicadas sobre las uniones. Todos los elemento de la armadura se encuentran trabajando a tracción o compresión sin la presencia de flexión y corte. Este sistema permite realizar a un costo razonable y con un gasto mínimo de material estructuras de metal que salvan desde treinta hasta más de cien metros, distancias que resultan económicamente imposibles para estructuras que funcionen a base de flexión, como las vigas simples.
Viaducto en Pontesampaio  (Pontevedra)
 Ikitsuki Bridge (Nagasaki, Japón) 
Astoria-Megler Bridge (Astoria, EEUU)
Viaducto en Pontesampaio  (Pontevedra)   Ikitsuki Bridge (Nagasaki, Japón) Astoria-Megler Bridge (Astoria, EEUU) 


    Puentes colgantes
  • Puentes colgantes: son puentes sostenidos por un arco invertido formado por numerosos cables de acero, del que se suspende el tablero del puente mediante tirantes verticales. Al igual que el puente de arco, es un puente que resiste gracias a su forma. Las fuerzas principales en este tipo de puentes son de tracción en los cables principales y de compresión en los pilares.
    • Ventajas:
      • El vano central puede ser muy largo en relación a la cantidad de material empleado.
      • Pueden tener la plataforma a gran altura permitiendo el paso de barcos muy altos.
      • No se necesitan apoyos centrales durante su construcción, permitiendo su construcción sobre profundos cañones, masas de agua con mucho tráfico marítimo....
      • Puede flexionar bajo vientos severos y terremotos (un puente más rígido debería ser más fuerte).
    • Inconvenientes:
      • En condiciones de fuertes vientos o turbulencias se hace intransitable por falta de rigidez.
      • 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 caro.
  • Puentes atirantados: se denomina puente atirantado a aquel cuyo tablero está suspendido de uno o varios pilones centrales mediante tirantes. Su estructura básica está formada por los pilares, tirantes y tablero. Se distingue de los puentes colgantes porque en éstos los cables principales se disponen de pila a pila, sosteniendo el tablero mediante cables secundarios verticales, y porque los puentes colgantes trabajan principalmente a tracción, y los atirantados tienen partes que trabajan a tracción y otras a compresión.
Puente de Rande (Pontevedra) Puente de los Tirantes (Pontevedra) Puente Russky (Vladivostok, Rusia) 
Puente de Rande (Pontevedra) Puente de los Tirantes (Pontevedra)  Puente Russky (Vladivostok, Rusia)
A modo de curiosidad os dejo una infografía con los puentes más altos y largos del mundo agrupados por categorías:

Tipos de puente infografia


Os dejo dos vídeos del canal K12del MIT con la explicación de la evolución de varios tipos de puente: de viga (beam bridge), de arco (arch bridge), de armadura (truss bridge) y colgantes (suspension bridge). Los vídeos muestran esquemas, la distribución de las cargas, las ventajas y desventajas en cada tipo de puente  así como la curiosa medición de la carga que resisten maquetas de dichos puente. (Nos os perdáis lo que hacen al final con el muñequito de Lego).





Os dejo este pequeña actividad, de PBS.org, donde dado un problema debéis elegir el tipo de puente para  solventarlo:


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