Puente de arco: tipos y clasificación
Un puente de arco (o puente en arco) es aquel cuya estructura resistente principal es un arco, que transmite las cargas a los apoyos trabajando fundamentalmente a compresión y generando un empuje horizontal en los arranques. En este artículo repasamos qué es un puente de arco y su clasificación según tres criterios —el cuerpo del arco, la posición del tablero y el grado de articulación—, además del arco atirantado. Forma parte de nuestra clasificación de puentes.
¿Qué es un puente de arco? Arco verdadero y arco atirantado
En el tipo de arco más natural, la componente horizontal de cada reacción —el empuje— es llevada a un contrafuerte, que también recibe la reacción vertical. A este tipo se lo denomina arco verdadero. Por ello, un requisito importante es que el terreno de fundación sea de muy buena calidad, para resistir tanto las reacciones verticales como, sobre todo, los empujes horizontales.
La construcción en arco puede ampliarse de forma económica soportando ese empuje mediante un tirante: un miembro a tracción dispuesto entre los arranques de la luz. En ese caso se habla de arco atirantado, que viene a ser el equivalente de un elemento pretensado, pero con el cable dispuesto exteriormente. Es la solución habitual de los arcos de tablero inferior y guarda relación con los puentes atirantados.
Tipos de puente de arco según el cuerpo del arco
El cuerpo del arco puede resolverse como una armadura o como una viga de alma llena, y de acuerdo con ello los puentes en arco se clasifican en dos grandes grupos:
- Arco de armadura (celosía): el arco se construye como una estructura triangulada. Su rigidez queda asegurada por los miembros diagonales dispuestos entre el cuerpo del arco y el tablero. Un ejemplo de gran luz es el puente New River Gorge (Virginia Occidental, EE. UU.).
- Arco de costilla sólida (sección simple): el arco es una viga de alma llena, que puede seguir el modelo de viga de palastro o resolverse como viga armada tubular. Un ejemplo es el puente sobre el embalse de Ricobayo.
Los arcos de tímpano de celosía diagonal han de ser necesariamente de tablero superior, mientras que los de arcadas macizas o de celosía vertical pueden ser también de tablero inferior.
Clasificación según la ubicación del tablero
El tablero puede ubicarse en distintas posiciones respecto del arco, lo que da lugar a tres tipos: tablero superior, tablero inferior y tablero intermedio. La posición condiciona además cómo trabajan las péndolas o montantes que vinculan el tablero con el arco.
Arco de tablero superior
Los arcos de tablero superior (o de paso superior) se dan cuando el arco queda por debajo del tablero. Es el tipo más usual de arcos verdaderos; se emplean cuando la quebrada que se desea salvar es profunda, o cuando se busca ganar gálibo para permitir el paso de embarcaciones en ríos navegables. En este caso los montantes trabajan en compresión al transmitir las cargas desde el tablero hasta el arco. Un ejemplo es el puente Puddefjord, en Bergen (Noruega).
Arco de tablero inferior
Los arcos de tablero inferior (o de paso inferior) se emplean cuando la rasante del camino es muy baja y, por razones estéticas, se desea construir un arco. Aquí todas las péndolas trabajan en tracción, y la solución habitual es con tirantes, por lo que se los conoce como arcos atirantados. Un ejemplo es el puente de Tangermünde sobre el Elba (Alemania). Las partes que intervienen —tablero, péndolas, arranques y clave— se explican en partes de un puente.
Arco de tablero intermedio
Los arcos de tablero intermedio (o de paso intermedio) tienen el tablero a media altura, en algún punto entre los arranques y la clave. Se emplean en quebradas no muy profundas o en pasos superiores, porque en su parte central se consigue el gálibo necesario para el paso vehicular. En esta solución, las péndolas de la zona central trabajan en tracción y las de los extremos, en compresión. Un ejemplo es el puente sobre el Tyne, en Newcastle.
Clasificación según el grado de articulación
Los puentes en arco también se clasifican por su grado de articulación, que determina su grado de indeterminación estática:
- Arco empotrado: la construcción impide la rotación en los extremos de la luz. Es estáticamente indeterminado de tercer grado respecto de las reacciones externas.
- Arco biarticulado: la luz está articulada en los dos extremos. Es estáticamente indeterminado de primer grado.
- Arco triarticulado: a las articulaciones de los extremos se añade una articulación en la clave. El puente resulta entonces estáticamente determinado (isostático).
En los últimos años, la mayor parte de los puentes en arco se han construido empotrados o biarticulados. En todos los casos, el empuje horizontal exige un terreno de fundación resistente.
Criterios de clasificación del puente de arco
| Criterio | Tipos |
|---|---|
| Según el cuerpo del arco | De armadura (celosía) / de costilla sólida (sección simple) |
| Según la ubicación del tablero | Tablero superior / tablero inferior / tablero intermedio |
| Según el grado de articulación | Empotrado / biarticulado / triarticulado |
| Según el tratamiento del empuje | Arco verdadero (empuje a contrafuerte) / arco atirantado (empuje a un tirante) |
Preguntas frecuentes
¿Qué es un puente de arco?
Es un puente cuya estructura resistente principal es un arco, que trabaja a compresión y transmite a los apoyos una reacción vertical y un empuje horizontal.
¿Qué tipos de puente de arco existen?
Se clasifican según el cuerpo del arco (armadura o costilla sólida), la ubicación del tablero (superior, inferior o intermedio) y el grado de articulación (empotrado, biarticulado o triarticulado).
¿Qué es un arco atirantado?
Es un arco en el que el empuje horizontal no se lleva a un contrafuerte, sino que se equilibra con un tirante a tracción dispuesto entre los arranques. Es habitual en los arcos de tablero inferior.
¿Cuándo se usa tablero superior y cuándo tablero inferior?
El tablero superior se emplea cuando la quebrada es profunda o se necesita gálibo; el tablero inferior, cuando la rasante del camino es baja, y suele resolverse como arco atirantado.
¿Qué diferencia hay entre arco empotrado, biarticulado y triarticulado?
Es el número de articulaciones: el empotrado no tiene (indeterminado de tercer grado), el biarticulado tiene dos en los arranques (indeterminado de primer grado) y el triarticulado suma una en la clave (isostático).