Tipos de puentes colgantes

Saludos a todos los visitantes y miembros de la Cueva del Ingeniero Civil continuando con los artículos relacionados a puentes colgantes, les presentamos esta publicación Tipos de Puentes colgantes:

Clasificación de los puentes colgantes

Varios arreglos de puentes colgantes se ilustran en la figura. El cable principal es continuo, sobre silletas en las pilas, o torres, de anclaje a anclaje. Cuando el cable principal en las luces laterales no soporta el tablero del puente (luces laterales soportadas en forma independiente por pilas), la porción del cable entre la silleta y el anclaje es virtualmente recta y se hace referencia a ella como una tiranta extrema recta. Esto es también cierto en el caso que se ilustra en la figura a, donde no existen luces laterales.

Arreglos de Puentes Colgantes

Figura Arreglos de puentes colgantes, (a) Una luz colgante, con armadura de rigidez de extremos articulados. (b) Tres luces colgantes con armaduras de rigidez de extremos articulados, (c) Tres luces colgantes con armadura de rigidez continua, (d) Puente de varias luces con armaduras de rigidez de extremos articulados, (e) Puente colgante auto anclado


La figura d representa un puente de varias luces. Este tipo no se considera eficiente porque su flexibilidad distribuye un porción indeseable de la carga a la viga de rigidez y puede hacer necesarias tirantas horizontales en la parte superior de las torres. En varios puentes colgantes franceses del siglo XIX se usaron estas tirantas. Sin embargo, es dudoso que las torres atirantadas sean estéticamente aceptables para el público general. Otra alternativa para puentes colgantes de varias luces es la usada en el puente de la bahía de Oakland en San Francisco figura y fotografía que está compuesto esencialmente por dos puentes colgantes de tres luces colocados uno a continua­ción del otro. Este sistema tiene la desventaja de requerir tres pilas en la porción central de la estructura en donde las profundidades del agua tienden a ser máximas.

Figura Puente de la bahía de Oakland en San Francisco.

Los puentes colgantes también pueden clasificarse según el tipo de anclaje de los cables, exter­no o interno. La mayor parte de estos puentes son anclados externamente (anclaje en tierra) a un anclaje masivo externo figura a-d. Sin embargo, en algunos puentes los extremos de los cables principales del puente colgante están conectados a las armaduras de rigidez, como resulta­do de lo cual la estructura llega a ser auto anclada figura e. En este caso no se requieren anclajes externos.

Fotografía Vista del Puente Oakland

Las armaduras de rigidez de los puentes auto anclados se deben diseñar para soportar la com­presión inducida por los cables, los cuales se conectan a las armaduras de rigidez en un apoyo que resista la componente vertical de la tensión del cable. Dicha componente hacia arriba puede ali­viar o aun exceder la reacción por carga muerta en el soporte extremo. Si ocurre una fuerza neta hacia arriba, debe suministrarse en el apoyo extremo un eslabón pendular de anclaje hacia abajo.

Los puentes colgantes autoanclados son apropiados para luces cortas o moderadas (122 a 305 metros) en donde las condiciones de cimentación no permitan anclajes externos. Tales condiciones incluyen estratos de pobre capacidad portante y pérdida de peso debido a anclajes sumergidos.

Figura Puente tipo cuerda de brida sobre el Rhin en Ruhrort-Homberg, Alemania.

A otro tipo de puente colgante se hace referencia como puente de cuerda de brida. Estas estruc­turas, llamadas por los alemanes Zügelgurtbrücke, están tipificadas por el puente en Ruhrort-Homberg sobre el río Rhin figura, montado en 1953, y el de Krefeld-Urdingen. montado en 1950. Es una clase especial de puente, intermedio entre el puente colgante y el atirantado, con algo de las características de ambos. Los cables principales son curvos, pero no continuos entre las torres. Cada cable se extiende de la torre a una luz, como en los puentes atirantados. Sin embargo. la luz también está colgada de los cables en intervalos relativamente cortos a lo largo de la longi­tud de los cables, como en los puentes colgantes.

Una distinción para hacer entre algunos puentes colgantes primitivos y los modernos tiene que ver con la posición de los cables principales en perfil en el centro de la luz con respecto a las armaduras de rigidez. En los primeros puentes colgantes, la parte inferior de los cables principa­les en la máxima flecha penetraban en la cuerda superior de la armadura de rigidez y continuaban hacia abajo hasta la cuerda inferior. Debido a la teoría de diseño disponible en ese tiempo, la altura de la armadura de rigidez era relativamente grande, tanto como 1/40 de la luz. Por cuanto la altura de las torres está determinada por la flecha de los cables y el claro requerido bajo las armaduras de rigidez, mover la localización de los cables en el centro de la luz de la cuerda inferior a la superior aumenta la altura de las torres en la altura de las armaduras de rigidez. En los puentes colgantes modernos, las armaduras de rigidez son mucho más bajas que las usadas en los primeros puentes y el aumento en la altura de las torres debido a la localización de los cables en el centro de la luz no es sustancial.

Aunque la mayor parte de los puentes colgantes emplean péndolas verticales de cables para soportar las armaduras de rigidez o el entramado estructural del tablero directamente, ver figura, unos pocos puentes colgantes, por ejemplo el puente Severn en Inglaterra y el del Bósforo en Turquía, tienen péndolas inclinadas o diagonales figura. En el sistema de péndolas verticales, los cables principales son incapaces de resistir fuerzas que resultan de cargas externas. En lugar de eso los cortantes son resistidos por las vigas de rigidez o por desplazamientos de los cables principales. En los puentes con péndolas inclinadas, sin embargo, se desarrolla una acción de armadura, que permite a las péndolas resistir cortante (puesto que los cables pueden soportar cargas sólo en tensión, el diseño de tales puentes debe asegurar que siempre exista una tensión residual en las péndolas, esto requiere que la magnitud de la compresión generada por fuerzas cortantes debidas a carga viva debe ser menor que la tensión causada por la carga muerta). Una ventaja adicional de las péndolas inclinadas son las propiedades de amortiguación del sistema con respecto a oscilaciones aerodinámicas.

Figura Sistema de suspensión con péndolas inclinadas.