- Los cables principales de los puentes colgantes del siglo XIX se convirtieron, primeramente, en la solución más económica entre las disponibles.
- Sufrieron una importante transformación a lo largo del siglo XIX, pasando de los cables de cadenas a los cables de alambres.
- Escribe la reseña nuestro compañero el ingeniero Enrique Hernández Gómez-Arboleya.
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INTRODUCCIÓN.
Los cables principales de los puentes colgantes del siglo XIX se convirtieron, primeramente, en la solución más económica entre las disponibles (arcos de piedra o metálicos) y, posteriormente, en la solución que permitió salvar obstáculos hasta entonces inabordables.
Los cables principales, que son los elementos resistentes más importantes de la estructura de los puentes colgantes, sufrieron una importante transformación a lo largo del siglo XIX, pasando de los cables de cadenas a los cables de alambres.
ESTRUCTURA DE LOS PUENTES.
Forma de los puentes
La forma de organizar la materia para resistir las fuerzas que actúan sobre el tablero del puente y trasladarlas a la cimentación da lugar a distintas tipologías de estructura. Así nacen los distintos tipos de puentes: puentes arco, puentes viga, puentes suspendidos (colgantes y atirantados) y puentes pórticos.
Dos ejemplos de tipos de puentes
Dos ejemplos nos permiten ver con claridad cómo se transmiten las cargas del tablero a la cimentación a través de la estructura en el caso del puente arco de Sandö y en el puente viga de Kochertal: el arco transmitiendo las cargas por sus extremos al terreno y la viga a través de los pilares.
Puente arco. Puente de Sandö (Estocolmo, 1943). 264 m de luz.
Puente viga. Puente de Kochertal (Alemania, 1980). Vanos de 138 m de luz.
ESTRUCTURA DE LOS PUENTES COLGANTES.
Los puentes colgantes en su esquema elemental son muy deformables. Este esquema elemental consiste en el cable principal, las péndolas y un tablero sin rigidez.
Al aplicar al cable principal un sistema de fuerzas, que son producidas por las cargas en el tablero y transmitidas al cable por las péndolas, aquél tomará la forma necesaria para que en él solo se produzcan esfuerzos axiles de tracción: esta forma del cable coincidirá con el funicular del sistema de fuerzas, que se define precisamente como la forma que toma un hilo flexible cuando se aplica sobre él un sistema de fuerzas.
Puente de Clifton (Bristol, 1864) 214m de luz. I. BRUNEL
Rigidez de los puentes colgantes.
Los numerosos colapsos de los primeros puentes colgantes tuvieron su principal causa en la falta de rigidez del conjunto ante la variabilidad del sistema de fuerzas y la acción del viento.
El procedimiento usado para reducir la deformabilidad del conjunto fue dar rigidez al tablero incrementando su sección e incluso atirantándolo a las torres u otro lugar para que las cargas concentradas se repartan en el tablero y de esta forma se aminoren las deformaciones de los cables principales.
Puente sobre el río Niágara para ferrocarril y carretera.
(EEUU, 1855) 250 m de luz. J. A. ROEBLING
CABLES PRINCIPALES.
Los cables principales de los puentes colgantes a lo largo del siglo XIX evolucionaron de los cables de cadenas a los de alambres.
Cables principales de cadenas.
Aunque el nombre de cables de cadenas nos remita a las cadenas clásicas, el sistema más utilizado nada tiene que ver con aquellas. JAMES FINLEY, el constructor de los primeros puentes colgantes modernos construidos en los Estados Unidos, utilizó un sistema de cadena de eslabones anulares muy estirados enlazados entre sí de la misma forma que las cadenas clásicas.
Puente de Falls of Schuykill (1808. Colapsó en 1816). Cadenas de eslabones. 70 m de luz. J. FINLEY
El sistema más utilizado fue el de Cadenas de barras de orejetas, la eyebars, según nombre anglosajón.
Puente de Clifton (1865). Barras de orejetas. 214 m de luz. I. BRUNEL
Unión de los eslabones
La unión entre las barras de orejetas que forman la cadena se hacía mediante unión directa: las orejetas de cada dos barras contiguas se superponen y se ensarta un pasador (puente Clifton) o mediante unión indirecta: entre cada dos barras se superpone una pieza con dos agujeros que se unen mediante pasadores a las barras contiguas; de estas piezas intermedias se cuelgan las péndolas (puentes de Union Bridge, Conway y Menai (originales))
Puente de Clifton (1865). Unión directa de cadenas. 214 m de luz. I. BRUNEL
Union Bridge (1820) Unión indirecta de cadenas. 137 m de luz. S. BROWN
Cables principales de alambres.
Los puentes colgantes hechos con cables principales de alambres los inició MARC SEGUIN, en Francia, en la pasarela de Annonay construida en 1820. El uso de cables facilitó el principal problema de los grandes puentes colgantes: el paso de los cables principales de torre a torre. Se comienza tendiendo unos cables auxiliares que deben llegar hasta los contrapesos. A lo largo de la historia de los puentes colgantes, este tendido se ha hecho mediante una cuerda inicial atada a una flecha que era lanzada por un arquero; o bien mediante una cometa (puentes sobre el río Niágara de CHARLES ELLET y ROEBLING); y también mediante remolcadores.
Pasarela del Bay Bridge (San Francisco, 1936)
Tendido de los cables principales.
Mediante una pasarela.
Los cables auxiliares pueden servir para construir una pasarela y apoyándose en ella utilizar el sistema de alambres sinfín in situ; para ello, el alambre se devanaba desenrollándolo de la bobina a base de ir trasladando ésta por la pasarela que se montaba inicialmente con la forma del cable. Los anclajes de hacían mediante una galería semicircular por donde los alambres pasaban de un borde del puente al otro (Puente Gotteron en Friburgo de 227 m de luz de JOSEPH CHALEY; Puente de Abîme, año 1887 en la Alta Saboya, de 66 m de luz de FERDINAND ARNODIN).
Puente de Abîme (Francia, 1887) 66 m de luz. F. ARNODIN
Puente de Abîme. Galería de anclaje
Mediante una polea.
ROEBLING mejoró el método evitando llevar las bobinas por las pasarelas de montaje. Para ello se monta un primer cable, y desde él se cuelga una polea móvil que se desplaza de un contrapeso a otro, llevando en cada viaje dos alambres que se anclan en los contrapasos mediante zapatos, anclados por un extremo en el macizo de anclaje (Niágara, ROEBLING). Desde 1855, se ha empleado en todos los grandes puentes colgantes.
Poleas móviles para el devanado de cables.
Zapatos de anclajes
Compactado de cables.
Durante el tendido, los alambres se van agrupando en cables parciales para ordenarlos; terminado el tendido de cable y agrupados los alambres en los distintos cables parciales, el conjunto de todos ellos se compacta mediante un gato anular que le da forma circular. El cables compactado, se protege con un alambre galvanizado enrollado sobre él, o con bandas de tela plástica o de neopreno enrolladas helicoidalmente.
Compactación de cables.
Autor: Enrique Hernández Gómez-Arboleya (Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos)
Referencias:
Imágenes.
– Puente de Sandö. Tierra sobre el agua T-I, 237
– Viaducto de Kochertal. De Bernd Haynold – selbst fotografiert – own picture, CC BY 2.5, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=1345588
– Puente de Clifton.
http://sobreinglaterra.com/2010/09/16/clifton-el-puente-colgante-de-bristol/
– Puente sobre el Niágara para ferrocarril y carretera.
http://www.jotdown.es/2013/05/puentes-colgantes-ii-la-fabulosa-historia-del-puente-de-brooklyn/
– Puente de Falls of Schuykill. http://pabook2.libraries.psu.edu/palitmap/Suspension.html
– Puente de Clifton. Barras de orejetas.
http://sobreinglaterra.com/2010/09/16/clifton-el-puente-colgante-de-bristol/
– Puente de Clifton. http://www.puentemania.com/4741
– Union Bridge. http://www.visitberwick.com/historic-sites/union-chain-bridge&ssid=114
– Pasarela del Bay Bridge. Tierra sobre el agua T-II, 210
– Puente de Abîme. Tierra sobre el agua T II, pág. 152
– Poleas móviles para el devanado. Tierra sobre el agua T II, pág. 154
–Zapatos de anclajes. Tierra sobre el agua T II, pág. 156
– Compactación de cables. Tierra sobre el agua T II, pág. 158
Bibliografía.
Aroca Hernández-Ros, Ricardo (2002) Funiculares. Cuadernos del Instituto Juan Herrera. ETS de Arquitectura. Madrid.
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.