Puentes colgantes | Capítulo 1. Los puentes colgantes en el siglo XIX | #MundoIngeniería

Continuamos estudiando la Historia de la Ingeniería con nuestro compañero Enrique Hernández Gómez-Arboleya, Ingeniero de Caminos, Canales

Puente de Brooklyn

Puente de Brooklyn

Los puentes colgantes del siglo XIX comienzan con los puentes del americano JAMES FINLEY y concluyen con el puente de Brooklyn de J.A. ROEBLING que recoge, a finales de siglo, los avances producidos en el proyecto y construcción de los puentes colgantes durante el siglo. Algunos de esos avances fueron soluciones para solventar los problemas  que llevaron al fracaso de numerosos puentes, alguno de los cuales produjeron numerosas víctimas.


Puentes colgantes anteriores al siglo XIX

Los puentes colgantes no son un invento del siglo XIX: las pasarelas colgantes hechas con cuerdas de fibras naturales y los puentes de cadenas se remontan a varios siglos antes. Eran puentes catenaria[i] en los que el tablero era una plataforma de tablas sujetas directamente a los cables principales o bien el paso se hacía sobre las mismas cuerdas que forman los cables principales.

 Puente colgante inca Q´eswachaka sobre el río Apurimac. 28 m de luz. Perú

Puente colgante inca Q´eswachaka sobre el río Apurimac. 28 m de luz. Perú

Los puentes colgantes no son un invento del siglo XIX: las pasarelas colgantes hechas con cuerdas de fibras naturales y los puentes de cadenas se remontan a varios siglos antes.

Puente colgante inca  Q´eswachaka sobre el río Apurimac. 28 m de luz. Perú

Puente colgante inca  Q´eswachaka sobre el río Apurimac. 28 m de luz. Perú


El uso de péndolas: el gran cambio de los puentes colgantes del siglo XIX         

El gran cambio de los puentes colgantes que se inicia a principios del siglo XIX es el que pasa de los puentes catenaria a la independización del tablero de los cables principales. Este cambio fundamental de colgar el tablero del cable principal mediante péndolas se puede considerar el comienzo de los puentes colgantes modernos.

El gran cambio de los puentes colgantes que se inicia a principios del siglo XIX es el que pasa de los puentes catenaria a la independización del tablero de los cables principales.


Primeros puentes colgantes en EEUU

Los puentes colgantes modernos fueron iniciados por el americano JAMES FINLEY (¡ojo! juez de profesión). Los cables principales eran de cadenas de hierro y las torres y tablero eran de madera. En 1808 patentó su sistema que fue utilizado para construir numerosos puentes en los EEUU.

Puente tipo de JAMES FINLEY (1808)

Puente tipo de JAMES FINLEY (1808)

Estos primeros puentes colgantes del siglo XIX tenían luces pequeñas o moderadas: Jacob´Creek (año 1801, 21 m), Potomac  (año 1807, 39 m) o Schuylkill Falls (año 1809, 2×47 m). Estos puentes alcanzaron amplia difusión porque eran más económicos que otras soluciones estructurales para salvar un obstáculo similar.


Primeros puentes colgantes del siglo XIX en Europa

Los puentes colgantes cruzaron pronto el Atlántico y se llegó a la construcción de puentes colgantes de más de 100 m de luz.  En Gran Bretaña se construyó el Union Bridge (año 1820) de 137 m de luz con cables principales de cadenas de hierro, tablero de madera y pilas de piedra.

Union Bridge (Escocia-Inglaterra, 1820) Puente colgante de cadenas, 137 m. SAMUEL BROWN

Union Bridge (Escocia-Inglaterra, 1820).
Puente colgante de cadenas, 137 m. SAMUEL BROWN

Cables de alambres paralelos.

El primer cambio importante en los puentes colgantes modernos respecto de los puentes americanos se produce en Francia, donde los ingenieros introdujeron los cables principales formados por alambres paralelos como alternativa a los cables principales formados por cadenas. MARC SEGUIN fue el que inició un desarrollo continuado de los puentes con cables de alambres paralelos.

Puente de Tournon-Tain L`Hermitage (Francia, 1825)  

Puente de Tournon-Tain L`Hermitage (Francia, 1825). Puente colgante de cables de alambres paralelos. Luz de 2×89 m. MARC SEGUIN

Luz máxima de los puentes colgantes

El ingeniero inglés THOMAS TELFORD construyó en 1826 el puente sobre el estrecho de Menai de 177 m de luz. Los cables principales son de cadenas. El puente tuvo problemas desde el principio debidos al viento por falta de rigidez, y por ello tuvo que ser reforzado. Por su experiencia negativa, TELFORD consideró que los puentes colgantes no debían pasar de 600 pies (183 m)

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

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

No hizo caso de esta recomendación el también ingeniero inglés ISAMBAR K. BRUNEL que proyectó el puente de Clifton con 214 m de luz. Proyectado en 1831, su construcción duró 34 años, acabándose en 1865.

Puente de Clifton (Inglaterra, 1865) 214 m de lux. ISAMBAR K. BRUNEL

Puente de Clifton (Inglaterra, 1865) 214 m de lux. ISAMBAR K. BRUNEL


Puentes colgantes para el ferrocarril     

Con la llegada del ferrocarril, que introduce grandes cargas concentradas, los puentes colgantes debían pasar la prueba de un nuevo sistema de cargas. El primer puente para el ferrocarril  se construye  en 1830. SAMUEL BROWN, el proyectista del Union Bridge, construyó un puente colgante para el ferrocarril de 85 m de luz sobre el río Tees para la primera línea ferroviaria que había sido abierta en 1825 entre Stockton y Darlington. Pero las deformaciones que se produjeron durante la prueba de carga fueron tan grandes que obligaron a su apuntalamiento y posterior sustitución.

Puente de ferrocarril sobre el Tees. 85 m de luz. S. BROWN

Puente de ferrocarril sobre el Tees. 85 m de luz. S. BROWN

Ese incidente llevó a la idea de que los puentes colgantes no servían para las grandes cargas concentradas del ferrocarril. Los puentes colgantes en su esquema estructural son muy deformables y dicha deformabilidad se acentúa cuanto más concentrada y pesada es la carga actuante.

Por supuesto, existían vías para mitigar y controlar dicha deformabilidad, que generalmente pasan por proporcionar una gran rigidez al tablero, de forma que éste sea capaz de repartir las cargas concentradas antes de que éstas se transmitan al cable principal, lo que permite reducir los desplazamientos del conjunto.

Esta primera generación de puentes colgantes tuvo numerosos fracasos, generalmente debido a esa falta de rigidez de los tableros de madera.


Los fracasos de los puentes colgantes del siglo XIX

Esta primera generación de puentes colgantes tuvo numerosos fracasos, generalmente debido a esa falta de rigidez de los tableros de madera: las cargas y los empujes del viento fueron sus principales causas.

Estados Unidos de América

En EEUU tenemos los fracasos del puente de Schuylkill Falls (Filadelfia, 1809, 2×47 m, J. FINLEY) que se hundió dos años después de su terminación a causa del peso de un rebaño de ganado; el puente de Brounsville (Pennsylvania, 1820, J. FINLEY) a causa del peso de la nieve al que se sumó un carro cargado; el sustituto del puente de J. FINLEY sobre el río Schuylkill (Filadelfia, 1811, 124 m, E. HAZAR y J. WHITE) se hundió en 1816.

El puente de Montrose se hundió nueve años después de su construcción a causa de una aglomeración de gente, causando muchas víctimas mortales.

Gran Bretaña

En Gran Bretaña tenemos el Union Bridge (Gran Bretaña, 1820, 137 m, S. BROWN) cuyo tablero de madera se rompió a los seis meses de su construcción debido a un fuerte viento y se reconstruyó después; el puente-muelle de Brighton (Inglaterra, 1823, 4×78 m, S. BROWN) se hundió por inestabilidad aerodinámica durante una galerna diez años después de construido; el puente sobre el río Tees (Inglaterra, 1830, 85 m, S. BROWN) resultó inservible en las pruebas de carga; el puente de Montrose (Escocia, 1830, 121 m, S. BROWN) se hundió nueve años después de su construcción a causa de una aglomeración de gente, causando muchas víctimas mortales.

Muelle de Brighton (Inglaterra, 1823) 4x78 m. S. BROWN. Acuarela de J.M.W. TURNER (1829)

Muelle de Brighton (Inglaterra, 1823) 4×78 m. S. BROWN. Acuarela de J.M.W. TURNER (1829)

Francia

Por último, en Francia el puente Basse-Chaine (Francia, 1839, 102 m, J. CHALEY) se hundió en 1850 cuando pasaba por él un regimiento militar en formación en medio de una tormenta causando 226 víctimas; el puente de la Roche Bernard (Francia, 1839, 198 m) se hundió por efecto del viento;

Las catástrofes de Basse-Chaine y de Roche Bernard  causaron la paralización de la construcción de puentes colgantes en Francia hasta los puentes de FREDINAND ARNODIN a finales del siglo.

Desastre del puente Basse-Chaine

Desastre del puente Basse-Chaine

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

Bibliografía.

– Serna García-Conde, José (2006) Los puentes del tren. Fundación Esteyco (Consultado en Internet).

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

– Steinman, David B. y Watson, Sara R. (2001) Puentes y sus constructores. 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.


Imágenes.

–  Puente colgante inca  de cuerda Q´eswachaka. http://andandoporbogota.blogspot.com.es/2014/06/puentes-colgantes-incas-confeccionados.html.

Puente tipo de JAMES FINLEY https://extendedprojectelodie.wordpress.com/2012/11/04/history-of-suspension-bridges/

Union Bridge. https://en.wikipedia.org/wiki/Union_Bridge

Puente de Tournon-Tain L`Hermitage.

https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=6613653

Puente de Clifton. http://www.absolutinglaterra.com/el-puente-colgante-de-clifton/

– Puente de Menai. http://www.bmwfaq.com/threads/recopilatorio-el-hilo-de-los-tuneles-y-puentes-del-mundo.692367/page-16

– Puente del ferrocarril sobre el río Tees. Tierra sobre el agua. T II, pág. 229

– Desastre del puente Basse-Chaine. Los puentes del tren. Pág. 125.

– Muelle de Brighton. http://www.tate.org.uk/art/artworks/turner-brighton-from-the-sea-t03886


[i] Se denomina catenaria a la curva que adopta una cadena, cuerda o cable ideal perfectamente flexible, con masa distribuida uniformemente por unidad de longitud, suspendida por sus extremos y sometida a la acción de un campo gravitatorio uniforme.

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