DIDÁCTICA DE LA EDUCACIÓN SUPERIOR- DR LENIN CARI MOGROVEJO
Historia y tipos de puentes
1. EL PUENTE
HISTORIA Y CARACTERÍSTICAS DEL
PUENTE
La historia de los puentes es también la historia
de la ingeniería estructural. Según se fue
avanzando en el conocimiento de los materiales
y la forma en que estos resisten y se fracturan
hizo que se construyeran cada vez puentes más
altos y con mayor vano y un menor uso de
materiales. La madera quizás fue el primer paso,
después la piedra y el ladrillo que dieron paso al
acero y al hormigón en el siglo XIX. Y aun la
evolución continúa, en la actualidad nuevos
puentes de fibra de carbono son diseñados con
luces mayores y espesores nunca antes vistos.
JUAN SEBASTIAN MONTOYA GONZALEZ
5:B
07/04/2014
2. HISTORIA
El arte de construir puentes tiene su origen en la misma prehistoria cuando un día
se le ocurrió al hombre prehistórico derribar un árbol en forma que, al caer,
enlazara las dos riveras de una corriente sobre la que deseaba establecer una
conexión. También utilizó el hombre primitivo losas de piedra para salvar las
corrientes de pequeña anchura cuando no había árboles a mano.
El arte de construir puentes no experimentó cambios sustanciales durante más de
2000 años. La piedra y la madera eran utilizadas en tiempos napoleónicos de
manera similar a como lo fueron en época de Julio Cesar e incluso mucho tiempo
antes. Hasta finales del siglo XVIII no se pudo obtener hierro colado y forjado a
precios que hicieran de él un material estructural asequible y hubo que esperar
casi otro siglo a que pudiera emplearse el acero en condiciones económicas.
Conocido desde la antigüedad, el puente se presentó en sus inicios como una
construcción de madera. Herodoto describe la construcción de un puente de
barcas por los soldados del rey Jerjes, y también se refiere a un gran puente
construido en tiempo de Nabucodonosor, que, atravesando el Éufrates, unía las
dos partes de Babilonia, con una longitud de más de 900 m. Los puentes más
antiguos de piedra fueron construidos por los egipcios del Imperio Antiguo (h. -
2500). Grandes constructores de puentes fueron los romanos, que asimilaron las
técnicas de los etruscos y las desarrollaron posteriormente con magníficos
resultados, según muestran los múltiples puentes que desafiando el paso del
tiempo han llegado hasta la actualidad, algunos de ellos en servicio todavía. Los
puentes romanos más antiguos estaban construidos de madera, como el famoso
Sublicio, citado por Horacio Coclite. Posteriormente adoptaron el empleo de
piedras y grandes sillares, como en el puente construido en el año 104 sobre el
Danubio, por Apolodoro de Damasco. Las técnicas constructivas fueron
perfeccionándose, se adoptaron el mortero y la bóveda y se mejoró el sistema de
cimentación de las pilas.
Los romanos desarrollaron la cimentación bajo el agua mediante cajones de
madera de dobles paredes, llenos de hormigón, o con gruesos bloques
paralelepipédicos. En los puentes de más de una arcada recurrían a estrechar las
vías de agua mediante pilotes muy gruesos o represas. Los pilares estaban
formados por grandes bloques, que producían una disminución de la luz de los
vanos, lo que era causa de hundimientos debido al aumento de la velocidad del
agua. La luz de los arcos en general era inferior a 20 m, si bien destacan algunos
sobre esta distancia, como el puente de Alcántara (Cáceres, España), con 28,6 m,
y el puente Augusto, en Narni (Italia), con 42 m; este último es el de mayor luz de
los conocidos.
Durante la Edad Media el ritmo de construcción de puentes decreció de modo
ostensible y se limitó prácticamente a la reconstrucción de algunos puentes
3. romanos. La construcción era irregular y desproporcionada, con pilas enormes y
arcos generalmente desiguales. Muchos eran de arco único, con escasa cuerda.
Uno de los más atrevidos es el de Trezzo, sobre el río Adda, en Italia, con un arco
único de 72 m, construido en 1370. Cabe citar también de esta época el de San
Juan de la Abadesas (Cataluña, España), el de Aviñón, en el Ródano, y el puente
de las Gracias en Florencia.
A principios del s. XIX apareció la tendencia a sustituir la madera, piedra y
mampostería por el hierro fundido, como en el puente del Louvre, en París, y el
Ironbridge (Gran Bretaña), y después por el hierro forjado y finalmente por el
acero. En 1823 apareció un nuevo tipo de puente, proyectado por Marc Seguin: el
puente colgante, que conocería un formidable desarrollo. En 1833 acabó la
construcción del puente metálico de Brooklyn, en Nueva York, de 480 m de
longitud. En 1867 se construyó el primer puente de contrapeso, a través del Main,
en Alemania, proyectado por Heinreich Garber, con 127 m de longitud. Del tipo
colgante son el puente del Niágara, en EE. UU., de 387 m de largo, y el de
Brooklyn, terminado en 1883, con 1.186 m de longitud. En el s. XX han continuado
los grandes avances en la construcción de puentes, derivados del
aprovechamiento más racional de los materiales. En 1925 entró en servicio el
puente colgante sobre el Hudson, en Bear Mountain, con un ojo central de casi
500 m. En 1932 se terminó el puente colgante de George Washington, de 1.067 m
de luz, en Nueva York, sobre el río Hudson.
Con puentes colgantes de características singulares cabe destacar los siguientes:
el tendido sobre el río Forth, (en Escocia, Gran Bretaña) con un tramo central de
1.067 m de luz y una longitud total de 1.820 m; sobre el estrecho que separa los
lagos Michigan y Hurón, en EE. UU., el puente colgante de Mackinac, de 1.160 m
de luz; el de Golden Gate, en la bahía de San Francisco, también del tipo
colgante, con 1.280 m de luz y el tablero situado a 60 m de altura sobre el mar; el
Narrow Bridge, en la desembocadura del Hudson, en Nueva York, con una luz de
1.300 m y el tablero a 72 m de altura. Construidos con arcos metálicos son de
destacar el Hell Gate, con una luz de 298 m, y el Kill van Kull, con 503 m de luz,
ambos en Nueva York. El puente de arco de hormigón pretensado mayor del
mundo está situado en Caracas, con una luz de 152 m en su tramo principal. Es
de destacar como puente de mayor longitud el que une San Francisco con
Oakland, terminado en 1936, con 6.900 m de longitud.
4. CARACTERISTICAS Y TIPOS DE PUENTES
Los puentes tienen distintas características según el material con que se realicen.
Pueden ser de madera rápidos de construir y baratos pero poco resistentes y
requieren d mantenimiento continuo, los primeros puentes fueron construidos en
madera. De piedra, muy resistentes compactos y duraderos pero costosos.
Metálicos son versátiles y se construyen con rapidez pero son caros para construir
y mantener. De hormigón que son rápidos para construir y resistentes y requieren
poco mantenimiento.
Los puentes son estructuras que los seres humanos han ido construyendo a lo
largo de los tiempos para superar las diferentes barreras naturales con las que se
han encontrado y poder transportar así sus mercancías, permitir la circulación de
las gentes y trasladar sustancias de un sitio a otro.
Dependiendo el uso que se les dé, algunos de ellos reciben nombres particulares,
como ACUEDUCTOS, cuando se emplean para la conducción del agua,
VIADUCTO, si soportan el paso de carreteras y vías férreas, y PASARELAS están
destinados exclusivamente a la circulación de personas.
Las características de los puentes están ligadas a las de los materiales con los
que se construyen:
Los puentes de madera, aunque son rápidos de construir y de bajo costo,
son poco resistentes y duraderos, ya que son muy sensibles a los agentes
atmosféricos, como la lluvia y el viento, por lo que requieren un
mantenimiento continuado y costoso. Su bajo coste (debido a la abundancia
de madera, sobre todo en la antigüedad) y la facilidad para labrar la
madera pueden explicar que los primeros puentes construidos fueran de
madera.
Los puentes de piedra, de los que los romanos fueron grandes
constructores, son tremendamente resistentes, compactos y duraderos,
aunque en la actualidad su construcción es muy costosa. Los cuidados
5. necesarios para su mantenimiento son escasos, ya que resisten muy bien
los agentes climáticos. Desde el hombre consiguió dominar la técnica del
arco este tipo de puentes dominó durante siglos. Sólo la revolución
industrial con las nacientes técnicas de construcción con hierro pudo
amortiguar este dominio.
Los puentes metálicos son muy versátiles, permiten diseños de grandes
luces, se construyen con rapidez, pero son caros de construir y además
están sometidos a la acción corrosiva, tanto de los agentes atmosféricos
como de los gases y humos de las fábricas y ciudades, lo que supone un
mantenimiento caro. El primer puente metálico fue construido en hierro en
Inglaterra.
Los puentes de hormigón armado son de montaje rápido, ya que admiten
en muchas ocasiones elementos prefabricados, son resistentes, permiten
superar luces mayores que los puentes de piedra, aunque menores que los
de hierro, y tienen unos gastos de mantenimiento muy escasos, ya que son
muy resistentes a la acción de los agentes atmosféricos
Básicamente, las formas que adoptan los puentes son tres, que, por otra
parte, están directamente relacionadas con los esfuerzos que soportan sus
elementos constructivos. Estas configuraciones son:
Puentes de viga: Están formados fundamentalmente por elementos
horizontales que se apoyan en sus extremos sobre soportes o pilares.
Mientras que la fuerza que se transmite a través de los pilares es vertical y
hacia abajo y, por lo tanto, éstos se ven sometidos a esfuerzos de
compresión, las vigas o elementos horizontales tienden a flexionarse como
consecuencia de las cargas que soportan. El esfuerzo de flexión supone
una compresión en la zona superior de las vigas y una tracción en la
inferior.
Puentes de arco: Están constituidos básicamente por una sección curvada
hacia arriba que se apoya en unos soportes o estribos y que abarca una luz
o espacio vacío. En ciertas ocasiones el arco es el que soporta el tablero
(arco bajo tablero) del puente sobre el que se circula, mediante una serie de
soportes auxiliares, mientras que en otras de él es del que pende el tablero
(arco sobre tablero) mediante la utilización de tirantes. La sección curvada
del puente está siempre sometida a esfuerzos de compresión, igual que los
soportes, tanto del arco como los auxiliares que sustentan el tablero. Los
tirantes soportan esfuerzos de tracción.
Puentes colgantes: Están formados por un tablero por el que se circula,
que pende, mediante un gran número de tirantes, de dos grandes cables
que forman sendas catenarias y que están anclados en los extremos del
puente y sujetos por grandes torres de hormigón o acero. Con excepción de
las torres o pilares que soportan los grandes cables portantes y que están
sometidos a esfuerzos de compresión, los demás elementos del puente, es
decir, cables y tirantes, están sometidos a esfuerzos de tracción.
7. De piedra. La
conquista
tecnológica
del arco
permite
construir
puentes de
piedra.
De hierro. La
revolución
industrial trae
de su mano
los primeros
puentes de
este material.
De hormigón
y acero. Los
puentes
actuales se
construyen
mezclando
estos dos
materiales.
8. ATENDIENDO
A LA FORMA
EN QUE SE
SOPORTAN
LOS
ESFUERZOS.
De viga. Es la
primera y más
sencilla
solución que
inventa el
hombre para
salvar una
distancia. En
la antigüedad,
antes de
conocer el
hormigón
armado, hubo
que
descartarlos
ya que la
madera por
flexión no
permitía cubrir
grandes
distancias.
De
arco.
Sobre
tablero.
El arco
soporta
el peso
del
tablero
del que
está
colgado.
Bajo
tablero.
El
tablero
está
encima
del arco
que es
quien
soporta
el peso
del
puente.
