Puentes Colgantes

¿Qué es un puente colgante?

Un puente colgante es un puente sostenido por un arco invertido formado por numerosos cables de acero, del que se suspende el tablero del puente mediante tirantes verticales. Desde la antigüedad este tipo de puentes han sido utilizados por la humanidad para salvar obstáculos. A través de los siglos, con la introducción y mejora de distintos materiales de construcción, este tipo de puentes son capaces en la actualidad de soportar el tráfico rodado e incluso líneas de ferrocarril ligeras.

Partes del puente colgante.

Puente colgante: construcción que permite a los automóviles recorrer dos puntos separados por un obstáculo.

Tramo lateral: segmento entre dos pilones situado en los extremos del puente.

Tramo central: segmento entre dos pilones situado en la parte central del puente.

Pilón lateral: construcción vertical similar a una torre situada en un costado, la cual sostiene generalmente los cables de un puente colgante o de un puente atirantado.

Base del pilón: parte inferior muy resistente del pilón.

Tirante: cable de sostén.

Tablero: plataforma del puente.

Cable portador: conjunto de cables trenzados que sostienen el puente.

Pilón: construcción vertical similar a una torre, la cual sostiene generalmente los cables de un puente colgante o de un puente atirantado.

Viga de rigidez: larguero de tensión

¿Cómo funciona?

Los cables que constituyen el arco invertido de los puentes colgantes deben estar anclados en cada extremo del puente ya que son los encargados de transmitir una parte importante de la carga que tiene que soportar la estructura. El tablero suele estar suspendido mediante tirantes verticales que conectan con dichos cables.

Las fuerzas principales en un puente colgante son de tracción en los cables principales y de compresión en los pilares. Todas las fuerzas en los pilares deben ser casi verticales y hacia abajo, y son estabilizadas por los cables principales, estos pueden ser muy delgados, como son, por ejemplo, en el Puente de Severn, Inglaterra.

Puente Juscelino Kubitschek, Brasilia, Brasil. Los arcos no se encuentran en el mismo plano y los cables de suspensión forman una superficie parabólica

Asumiendo como cero el peso del cable principal comparado con el peso de la pista y de los vehículos que están siendo soportados, unos cables de un puente colgante formarán una parábola (muy similar a una catenaria, la forma de los cables principales sin cargar antes de que sea instalada la pista). Esto puede ser visto por un gradiente constante que crece con el crecimiento lineal de la distancia, este incremento en el gradiente a cada conexión con la pista crea un aumento neto de la fuerza. Combinado con las relativamente simples constituidas puestas sobre la pista actual, esto hace que los puentes colgantes sean más simples de diseñar, calcular y analizar que los puentes atirantados, donde la pista está en compresión.

Ventajas

 El vano central puede ser muy largo en relación a la cantidad de material empleado, permitiendo comunicar cañones o vías de agua muy anchos.

 Pueden tener la plataforma a gran altura permitiendo el paso de barcos muy altos.

 No se necesitan apoyos centrales durante su construcción, permitiendo construir sobre profundos cañones o cursos de agua muy ocupados por el tráfico marítimo o de aguas muy turbulentas.

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 Siendo relativamente flexible, puede flexionar bajo vientos severos y terremotos, donde un puente más rígido tendría que ser más grande y fuerte.

Desventajas

 Al faltar rigidez el puente se puede volver intransitable en condiciones de fuertes vientos o turbulencias, y requeriría cerrarlo temporalmente al tráfico. Esta falta de rigidez dificulta mucho el mantenimiento de vías ferroviarias.

 Bajo grandes cargas de viento, las torres ejercen un gran momento (fuerza en sentido curvo) en el suelo, y requieren una gran cimentación cuando se trabaja en suelos débiles, lo que resulta muy caro.

Un gran ejemplo de puente colgante es el Puente Juscelino Kubitschek, ubicado en Brasil

Los arcos no se encuentran en el mismo plano y los cables de suspensión forman una superficie parabólica.

Tipos de puentes colgantes

CANTILEVER

El peso de este tipo de construcciones (de acero u hormigón) se divide en dos partes simétricas y se sostiene desde el centro, como sucede en muchos puentes levadizos.

De tirantes

Esta clase de puente se sujeta cerca del centro de sus vigas. El de Normandía alcanza 2.200 m. de longitud y el de Forth se construyó en 1890.

De armadura

Los puentes de este tipo constan de dos vigas laterales, permiten abarcar grandes distancias y admiten la zona de tránsito entre las sujeciones o por encima de ellas.

¿Qué fuerzas actúan en un puente colgante?

Las fuerzas que intervienen en un puente colgante son de tensión respecto a los cables que sostienen al puente, y también hay fuerzas de compresión en los pilares. En los puentes colgantes lo principal es la tracción (reflejado en la tensión en los cables), mientras que en los puentes "atirantados" lo principal es la compresión.

Adicionalmente, intervienen otras fuerzas como las relacionadas con la oscilación del sistema, ocasionada por frecuencias exteriores, que en cierto caso pueden llevar a una "resonancia" capaz de poner en peligro de ruptura a todo el sistema. Un gran tema, que da para mucho.

O sea literalmente el puente colgante, tal como su nombre lo indica, "cuelga" de los cables, por increíble que parezca.

¿Cómo intervienen las fuerzas en la construcción de un puente colgante?

• Fuerza de tracción

• Fuerza de compresión

• Fuerza gravitatoria

• Fuerza cortante

Fuerza de tracción

La fuerza de tracción es el esfuerzo a que está sometido un cuerpo por la aplicación de dos fuerzas

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