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Puentes colgantes | Capítulo 6: Tableros y péndolas de los puentes colgantes del siglo XIX | #MundoIngeniería

Nuestro compañero el ingeniero Enrique Hernández Gómez-Arboleya cierra hoy el tema de análisis en el que se

  • Nuestro compañero el ingeniero Enrique Hernández Gómez-Arboleya cierra hoy el tema de análisis en el que se ha dedicado, a lo largo de seis capítulos, a retratar la Historia de los Puentes Colgantes en el s. XIX.
  • Si en anteriores publicaciones se discutió sobre elementos de los puentes como las torres y los cables principales, en este capítulo analizará el tablero y las péndolas.
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En la impresionante imagen del puente de Clifton, observamos claramente  las torres, los cables principales, el tablero y las péndolas. A los dos primeros, hemos dedicado dos apartados (Ver capítulos 4.1 y 4.2); y nos queda ya dedicar uno a los dos últimos para acabar este paseo por los puentes colgantes del siglo XIX.

Puente de Clifton (Bristol, 1864) 214m de luz. I. BRUNE

Puente de Clifton (Bristol, 1864) 214m de luz. I. BRUNE


TABLEROS

Tableros de madera            

En la gran mayoría de los puentes colgantes del siglo XIX, los tableros eran de madera, sin rigidez longitudinal, y ello lo hacía excesivamente deformable al paso de las cargas e inestable al viento; por esta razón, la inmensa mayoría de los puentes colgantes de la primera generación han desaparecido, bien porque se cayeron, o bien porque se sustituyeron. 

De los innumerables puentes colgantes de luces medias o pequeñas que se construyeron en Europa y Estados Unidos durante la primera mitad del siglo XIX, actualmente no queda ninguno. En nuestro país no ha quedado rastro de los innumerables puentes colgantes que había en nuestras carreteras en el siglo XIX y principios del XX, sin que se conserve más que la memoria local de algunos de ello.

Puente de Menjíbar (Jaén, 1843) N IV sobre el Guadalquivir. Destruido en 1930

Puente de Menjíbar (Jaén, 1843) N IV sobre el Guadalquivir. Destruido en 1930

El puente de Brooklyn (1883) fue uno de los primeros puentes donde se utilizó el acero en la estructura resistente del tablero. Estos puentes colgantes del siglo XIX eran puentes colgantes flexibles en los que la estructura resistente era únicamente el cable, con un tablero de rigidez mínima o nula, mediante articulaciones en los puntos de cuelgue de las péndolas.

Era necesario incrementar la rigidez del tablero.

Una primera solución para aumentar la rigidez del tablero era aumentar la sección transversal; como el ancho está determinado por la funcionalidad del puente, la solución es aumenta el canto del tablero.  Esta es la solución que adoptó ROEBLING en el puente para el ferrocarril del Niágara (1855): dos plataformas de tráfico superpuestas y unidas entre sí formando una sola viga, la plataforma superior para el ferrocarril y la inferior para la carretera.

Sección del puente para ferrocarril y carretera sobre el río Niágara. J. A. ROEBLING

Sección del puente para ferrocarril y carretera sobre el río Niágara. J. A. ROEBLING

Otra solución era rigidizar los cables principales: son los puentes colgantes con estructura rígida, en los que el cable se sustituía por piezas triangulares con canto suficiente para resistir flexiones, como los vanos laterales del puente de la Torre (Tower Bridge) de Londres.

Puente de la Torre (Tower Bridge) (Londres, 1894)

Puente de la Torre (Tower Bridge) (Londres, 1894)

Tirantes de refuerzo         

Finalmente, la solución más usada fue la de complementar los cables principales con tirantes. Para aumentar la capacidad de deformación del conjunto tablero-cables principales caben dos soluciones: bien rigidizar el cable principal, atirantándolo desde la unión de la torre con el tablero, mediante tirantes radiales (tirantes negativos), o bien atirantar el tablero en las zonas próximas a la torre, mediante tirantes que parten de la cabeza superior de esta (tirantes positivos).

La solución de tirantes negativos reduce significativamente las flexiones en el tablero a costa de aumentar la carga en el cable principal.

Pasarela de Saint Georges (Lyon, 1852) 87 m de luz. Tirante negativo

Pasarela de Saint Georges (Lyon, 1852) 87 m de luz. Tirante negativo

   La solución de tirantes positivos consiste en atirantar las zonas próximas a las torres, que es donde la deformabilidad del tablero es mayor; es en realidad una solución mixta de puente colgante y atirantado.

Pasarela de Saint George. Reforma de 1998. Tirante positivo

Pasarela de Saint George. Reforma de 1998. Tirante positivo

En los puentes de ROEBLING, el atirantamiento llegaba hasta el tercio de la luz del tablero.

Puente John A. Roebling (Río Ohio, 1867) 250 m de luz. J. A. ROEBLING

Puente John A. Roebling (Río Ohio, 1867) 250 m de luz. J. A. ROEBLING

Puentes semicolgantes y semiatirantados

A finales del siglo XIX y principio del XX, FERDINAND ARNIDIN utilizó un sistema análogo al de ROEBLING, pero con funcionamiento más claro, porque atirantaba las zonas del tablero más próximas a las torres, y colgaba mediante péndolas su zona central, sin superponer los dos sistemas. ARDINI pasó de colgar el 50% central y atirantar los otros 25+25% a colgar el 33% central y atirantar los otros 33+33% restantes.

Puente de L’Abîme (Francia, 1887) 66 m de luz. F. ARNODIN

Puente de L’Abîme (Francia, 1887) 66 m de luz. F. ARNODIN    

Una laguna técnica

En los puentes colgantes del siglo XIX existía un problema sin resolver, que era la estabilidad del tablero a los efectos dinámicos del viento, fenómeno que había llevado a la ruina a muchos de ellos. El desconocimiento teórico de este problema se arrastró durante parte de la primera mitad del siglo XX, hasta que el hundimiento del puente de Tacoma Narrows (1940) obligó a estudiar en profundidad el tema y llegar a conclusiones constructivas que llevaron a revisar numerosos puentes construidos.

Destrucción del puente de Tacoma Narrows (Seattle,  1940)

Destrucción del puente de Tacoma Narrows (Seattle,  1940)7


PÉNDOLAS

Las péndolas son los componentes de los puentes colgantes encargados de trasladar las cargas que soporta el tablero a los cables principales.  La suspensión de las péndolas de los cables principales depende de la naturaleza de éstos: cables de cadena o de alambres.

En los cables principales de cadenas, las péndolas se sujetan a una pieza especial o directamente en la unión de los eslabones.

Union Bridge (1820) Unión indirecta de cadenas. 137 m de luz. S. BROWN

Union Bridge (1820) Unión indirecta de cadenas. 137 m de luz. S. BROWN

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

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

Albert Bridge (Londres, 1873) Unión directa de cadenas.  122 m de luz. R. ORDISH

Albert Bridge (Londres, 1873) Unión directa de cadenas.  122 m de luz. R. ORDISH

En los puentes que tienen los cables principales formados por alambres, la sujeción de las péndolas es diferente al caso de los cables de cadenas.

Puente de La Caille (Francia, 1839) 182 m de luz

Puente de La Caille (Francia, 1839) 182 m de luz

Puente de L’Albîne (Francia, 1887) 66 m de luz.

Puente de L’Albîne (Francia, 1887) 66 m de luz.

Autor de la reseña: Enrique Hernández Gómez-Arboleya
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Referencias:

Bibliografía.

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 (222, 236, 178, 234, 176, 177, 244)

Fotos

– Puente de Clifton. http://www.minube.com/fotos/rincon/4866/3512031

-Puente de Menjíbar. http://www.redjaen.es/francis/?m=c&o=13069&letra=&ord=&id=25747

Sección del puente sobre el Niágara. Los puentes del tren. Pág. 125.

– Puente de la Torre. https://es.wikipedia.org/wiki/Puente_de_la_Torre#/media/File:Puente_de_la_Torre,_Londres,_Inglaterra,_2014-08-11,_DD_092.JPG

– Pasarela de Saint Georges. Tierra sobre el agua T II, pág. 176.

– Pasarela de Saint Georges (Reforma). http://www.minube.com/fotos/rincon/599991/3598631

Puente John A. Roebling. http://es.touristlink.com/Estados-Unidos/john-a-roebling-suspension-bridge/overview.html

– Destrucción del Puente de Tacoma Narrows. http://www.wikivia.org/wikivia/index.php/Puente_de_Tacoma_Narrows_(colapso_estructural)

– unión Bridge. http://images.visitberwick.com/Union-Chain-Bridge/vn-medium-Along-Union-Chain-Bridge.jpg

– Puente de Clifton. http://www.puentemania.com/4741

– Albert Bridge. Tierra sobre el agua. T II, pág. 150.

– Puente de La Caille. Tierra sobre el agua. T II, pág. 160

– Puente de L’Abîme. Tierra sobre el agua. T II, pág. 160

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