Torres de los puentes colgantes

Puentes colgantes | Capítulo 4.1: Las torres de los puentes colgantes del siglo XIX | #MundoIngeniería

Continuamos analizando los puentes colgantes de la mano de nuestro colaborador el Ingeniero de Caminos

La construcción de las torres de los puentes colgantes del siglo XIX reflejan  el planteamiento teórico que hace el profesor CARLOS FERNÁNDEZ CASADO, en su obra La Arquitectura del ingeniero, referente a los “sistemas de las artes vigentes” en cierto momento histórico. Entre ellos, la ingeniería es uno de los cauces de realización del sistema de preferencias que caracteriza una época mediante el sistema de posibilidades que el hombre coetáneo tiene a su alcance.


Las torres y los materiales

Los puentes colgantes, que se inician a principios del siglo XIX, nacen como una solución más económica que los arcos de piedra que habían dominado la técnica de construcción de puentes durante varios siglos.

Puente Over (río Severn, 1827) Arco de 45,7 m de luz. T. TELFORD

Puente Over (río Severn, 1827) Arco de 45,7 m de luz. T. TELFORD

Puente tipo de JAMES FINLEY (1808)

Puente tipo de JAMES FINLEY (1808)

Un material ligero y accesible al que acudieron  los constructores de los primeros puentes colgantes fue la madera. Posteriormente, cuando las torres de los puentes colgantes necesitaron una mayor resistencia estructural a las fuerzas producidas en su parte superior por los cables principales, acudieron a otro material antiguo y eterno, pero más resistente que la madera: la piedra.


Importancia de las torres en la visualización del puente

Si contemplamos dos de los puentes colgantes más conocidos del mundo: el puente de Brooklyn y el puente Golden Gate, lo que  individualizan a esos puentes en relación a otros semejantes, son las torres; de piedra en el puente del siglo XIX:

Puente de Brooklyn (Nueva York, 1883) 486 m de luz. J. A. ROEBLING, W. A. ROEBLING

Puente de Brooklyn (Nueva York, 1883) 486 m de luz. J. A. ROEBLING, W. A. ROEBLING

Y de acero en el puente del siglo XX:

Puente Golde Gate (San Francisco, 1937) 1.280 m de luz. J. STRAUSS, C. ELLIS

Puente Golden Gate (San Francisco, 1937) 1.280 m de luz. J. STRAUSS, C. ELLIS


El tamaño de las torres de los puentes colgantes

¿Por qué son tan espectaculares las torres de los puentes colgantes? Las torres son estructuras bidimensionales, ya que el espesor es pequeño en relación a la altura y anchura. En relación a la altura total, ésta se descompone en otras dos: a) desde la cimentación al tablero; y b) desde el tablero a la parte superior de la torre.

a) Altura del tablero sobre el río.

En relación a la altura del tablero sobre la cimentación, la mayoría de los grandes puentes colgantes salvan grandes ríos o estuarios donde existe navegación fluvial y, por tanto, el puente no puede ser un obstáculo para la misma. El proyecto del puente de Brooklyn se aprobó por la Secretaría de Guerra de Estados Unidos con la condición de que la altura sobre el agua (gálibo[i]) fuese de 41 m, cifra que se convertiría en el gálibo estándar para futuros puentes sobre aguas navegables.

[i] En puentes se denomina gálibo a la distancia entre la parte inferior de la superestructura y el nivel medio del curso de agua.

Puente de Menai (Escocia, 1826) 177 m de luz. T. TELFORD

Puente de Menai (Escocia, 1826) 177 m de luz. T. TELFORD

En algunos casos, esta altura no tiene importancia porque la rasante del puente va muy por encima del nivel del agua.

Puente de Clifton (1865). 214 m de luz. I. BRUNEL

Puente de Clifton (1865). 214 m de luz. I. BRUNEL

b) Altura de la torre sobre el tablero.

Respecto de la altura de la torre sobre el tablero, esta altura tiene que ver con la distancia entre torres; es decir, con la luz del tramo de puente. La forma geométrica que adopta el cable principal es una catenaria y, así, la altura de los extremos del cable tiene que ver con la luz del vano: 1/10 de la luz.


Fuerzas que actúan sobre las torres

La mayoría de los puentes colgantes actuales tienen un solo vano, ya que su principal ventaja es salvar un río sin ningún apoyo en el lecho, aunque la luz sea muy grande; a este vano principal se le unen, generalmente, otros dos de compensación.

Proyecto del Puente del estrecho de Mesina (actualmente paralizado). Gálibo: 65 m; altura de torres: 382,6 m; luz: 3.300 m

Proyecto del Puente del estrecho de Mesina (actualmente paralizado).
Gálibo: 65 m; altura de torres: 382,6 m; luz: 3.300 m

En el siglo XIX y principios del XX, se construyeron muchos puentes colgantes de varios vanos. Si las cargas del tráfico se sitúan en vanos alternos, las fuerzas horizontales sobre las  cabezas  torres no se compensan y producen flexiones en las torres que es necesario resistir.

La primera solución para resolver esas flexiones fue el uso de torres rígidas para que resistieran por sí mismas o con ayuda de cables atados a las cabezas que transmitían esos esfuerzos a los extremos del puente o al tablero. En Francia, en numerosos puentes de la época,  los cables principales de cada vano son independientes, porque se anclan en los paramentos verticales de las torres adyacentes, una vez pasan sobre las sillas.

Puente Robinet sobre el Ródano

Puente Robinet sobre el Ródano


Torres de piedra

Cuando la luz de los puentes creció, la solución de torres rígidas de piedra fue la que se adoptó en casi todos los puentes colgantes en el siglo XIX. En el diseño de estas torres de piedra, los ingenieros se encontraron con un problema arquitectónico que los alejaba del determinismo tecnológico según el cual “la adecuación de la obra a su función produciría un resultado estéticamente válido”.

Puente Union Bridge (1820) 137 m de luz. S. BROWN

Puente Union Bridge (1820) 137 m de luz. S. BROWN


Autor: Enrique Hernández Gómez-Arboleya (Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos)
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Referencias:

Fotos:

-Puente Golde Gate. http://datodehoy.com/wp-content/uploads/2015/08/Puente-de-74San-Francisco.jpg

-Puente de Brooklyn. http://profundidad.net/blog/al-otro-lado-del-puente-de-brooklyn

-Puente Akashi-Kaikyo. https://lockerdome.com/6553689557045825/8257677600005908

-Puente Union Bridge. https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Union_Chain_Bridge.jpg

The copyright on this image is owned by Joan Sykes and is licensed for reuse under the Creative Commons Attribution-ShareAlike 2.0 license.

-PuentedeConway. https://es.wikipedia.org/wiki/Castillo_de_Conwy#/media/File:Suspension_Bridge_-_geograph.org.uk_-_52195.jpg

http://www.mibauldeblogs.com/2014/03/ciudad-y-castillo-de-Conwy-en-Gales.html

– Puente de Menai. http://www.geograph.org.uk/photo/2021691

https://geotopoi.wordpress.com/2012/10/11/menai-bridge/

– Puente Szechennyi. http://hungarotour.com/hungria/budapest/puente-de-las-cadenas

https://es.wikipedia.org/wiki/Puente_de_las_Cadenas

– Puente Robinet. http://www.minube.com/rincon/le-pont-du-robinet-a1088121#

-Puente de Clifton. http://blog.rumbo.es/bristol-conoce-la-capital-verde-europea-de-2015/2015-03-13/

http://www.puentemania.com/4741

– Puente del Niágara. http://geotecnia-sor.blogspot.com.es/2012_11_04_archive.html

-PuentedeCovington-Cincinnati. https://es.wikipedia.org/wiki/Puente_colgante_John_A._Roebling#/media/File:John-A-Roebling-Suspension-Bridge.jpg

http://footage.framepool.com/es/shot/383555042-john-a-roebling-suspension-bridge-cincinnati-ohio-river-puente-de-suspension

– Puente de Brooklyn. http://blog-eeuu.com/otros-destinos-de-estados-unidos/el-puente-de-brooklyn

– Pont de l’Abisme. https://es.wikipedia.org/wiki/Puente_del_Abismo

http://www.routeyou.com/de-fr/location/view/47839062/pont-de-l-abime

Libros o revistas:

– Aguiló Alonso, Miguel (2008) La autonomía de la forma en la ingeniería civil. Ingeniería y Territorio, nº 81, pág. 4-11. Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos.

– Fernández Troyano, Luis (2004) Tierra sobre el agua. Tomo I. 2ª edición. Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos. Colección Ciencia, Humanidades e Ingeniería. Madrid.

– Fernández Casado, Carlos (2006) La arquitectura del ingeniero. Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos.

 

 

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