Robert Maillard y los puentes arco de hormigón armado

Continuamos analizando en #MundoIngeniería los Puentes de hormigón armado, en este caso los puentes de tipo arco.
La función del puente es sostener “el camino” en el aire cuando la carretera o el ferrocarril cruzan una depresión del terreno. El puente arco es el más antiguo y el que durante siglos resolvió el problema de los obstáculos del camino.
En el capítulo 2 nuestro compañero analizaba la creación del hormigón armado y los primeros puentes construidos con este material.
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Introducción. El puente arco.

Para una correcta comprensión de la importancia de ROBERT MAILLART en la definición de la forma de los puentes arco de hormigón armado del primer tercio del siglo XX, conviene recordar cuál es la función de los puentes y la evolución de sus partes constituyentes con la aparición de nuevos materiales.

– Función del puente.

La función del puente es sostener “el camino” en el aire cuando la carretera o el ferrocarril cruzan una depresión del terreno, que generalmente es un río. La relación entre la estructura resistente y la plataforma del camino varía según la morfología del camino, la morfología del valle y las características del río.

Morfología de los puentes

Estas variables han dado lugar a las distintas formas de los puentes, alguna de las cuales satisface en exclusiva unas necesidades muy exigentes (los puentes colgantes), pero, en general, una determinada situación puede resolverse mediante varias formas. El puente arco es el más antiguo y el que durante siglos resolvió el problema de los obstáculos del camino.

En los puentes arco, la forma en que la estructura resistente (el arco) sostiene la plataforma del camino ha variado con la evolución de los materiales de construcción.

– Puentes de piedra. En los puentes de piedra, estructura y plataforma del camino forman un conjunto compacto en el que es difícil distinguir cada una de sus partes: entre el trasdós de la bóveda (estructura resistente) y la rasante del camino existe un relleno sobre el que se asienta el pavimento (la plataforma). Los tímpanos contienen y ocultan el relleno.

Puente de Segovia. (Madrid, 1584). Arcos de 12 m. Arquitecto JUAN DE HERRERA.

– Puentes metálicos. De la opacidad y pesadez de los puentes de piedra pasamos a la transparencia y ligereza de los puentes metálicos: desaparece el relleno y la plataforma del camino, en forma de losa, se apoya en múltiples arcos mediante celosía o triangulación.

Puente de Coalbrookdale (Inglaterra, 1779) 30 m de luz.

El ingeniero ROBERT MAILLART.

El hormigón armado abría nuevas posibilidades formales en los puentes arco. ROBERT MAILLART (1872-1940) aprovechó esas posibilidades y diseñó estas estructuras sin referencia a los puentes de etapas anteriores construidos en piedra o acero. Los puentes de ROBERT MAILLART comienzan con el siglo XX: su primer puente es el puente de Zuoz, un arco-tímpano de 30 m de luz, con tres articulaciones, construido en 1901.

Puente de Zuoz (Suiza, 1901). 30 m de luz. ROBERT MAILLART

El ingeniero suizo ROBERT MAILLART es, probablemente, menos conocido entre el gran público que otros ingenieros que hemos mencionado en artículos anteriores: PERRONET, TELFORD, EADS, ROEBLING, etc. Ello puede ser debido a que no construyó puentes de grandes luces o longitud y a que sus puentes están construidos en carreteras secundarias de Suiza. Entonces, ¿por qué tienen tanto valor sus puentes entre los especialistas? La respuesta es lo que el arquitecto MAX BILL denomina la “expresión artística de la construcción”.

El Politécnico de Zúrich.

ROBERT MAILLART poseía una sólida formación técnica que le permitió afrontar los problemas formales y tecnológicos que se planteaban con el hormigón armado. Se formó como ingeniero en la Escuela Politécnica Federal de Zúrich donde tuvo profesores de la talla de KARL CULMANN y WILHELM RITTER. Fue este último quien encontró, ya hacia 1890, que el arco del puente podía ser extremadamente fino si el tablero tenía la rigidez suficiente para resistir los momentos flectores producidos por las cargas móviles. Su discípulo ROBERT MAILLARD construyó muy pronto puentes de este tipo, de notable belleza.

Evolución de los puentes de ROBERT MAILLART.

El primero de ellos es el puente Stauffacher en Zúrich de 40 m de luz terminado en 1899. Su forrado de piedra, según un proyecto ajeno a MAILLART, nos aleja de cualquier referencia a su estructura, razón por la que generalmente no se incluye en su obra.

Puente Stauffacher (Zurich, 1899) Luz de 40 m. ROBERT MAILLART

Arcos tímpanos.

Se considera a ROBRET MAILLART el introductor de esta tipología en el puente de Zuoz. Fue el primero en utilizar una sección cajón en un puente de hormigón armado.

Alzado-sección del puente de Zuoz

El tímpano no sirve solo para conducir las cargas del tablero hasta la bóveda, sino también para rigidizar junto con el tablero el conjunto del puente, permitiendo así disminuir el espesor de la bóveda. En los extremos del tímpano se produjeron fisuras sin que afectaran a la resistencia del conjunto, pero que sirvieron para que Maillart diera un nuevo avance en el diseño de sus puentes: MAILLART decidió eliminar material del tímpano en el puente de Tavanasa (1905) sobre el Rin.

Puente de Tavanasa (río Rin, 1905). Luz de 51 m. ROBERT MAILLART

Tavanasa es reconocida unánimemente como la primera obra maestra del siglo XX en hormigón. Este puente inaugura una época creativa de MAILLART que más tarde daría lugar al puente de Salgina-Tobel, el más conocido de sus puentes

Arcos de tres articulaciones.

MAILLARD desarrolló también el arco triarticulado hasta llegar a una forma de gran economía. Su puente de Salgina-Tobel, en las montañas de Davos, se hizo mundialmente famoso por su gran belleza a la que contribuye el marco natural que le rodea. El arco aumenta de espesor desde arranques hasta los riñones, para volver a hacerse muy delgado en clave.

Puente de Salgina-Tobel (Suiza, 1930) 90 m de luz. R. MAILLART

Lo avanzado del diseño de MAILLART queda de manifiesto en la comparación de estos dos puentes separados en su construcción 30 años:

Puente de Salgina-Tobel (1930) R. MAILLART y Puente de Averserrheim (1960) C. MENN

Arcos empotrados con tablero independiente.

Este es un tipo de puente arco muy común que, sin embargo, fue poco utilizado por parte de R. MAILLART. Su primer proyecto de este tipo lo realizó para el concurso realizado para sustituir al destruido puente (1927) de Tavanasa. MAILLART se presentó al concurso con un puente arco empotrado y una losa apoyada en él mediante montantes, según marcaba las condiciones del concurso.

Proyecto para el nuevo puente de Tavanasa de R. MAILLART

La novedad del proyecto estriba en que el tablero y los pretiles formaban una viga en U que permitía aumentar la rigidez del tablero y disminuir el espesor de la bóveda y el número de montantes. El concurso lo ganó el ingeniero suizo WALTER VERSELL (1891-1989) con un puente semejante al de MAILLART, con unos montantes muy esbeltos y una bóveda de canto pequeño (entre 72 y 42 cm)

Nuevo puente de Tavanasa (1928). WALTER VERSELL

Arcos sin rigidez tipo Maillart.

MAILLART perseguía el objetivo de conseguir bóvedas de espesor mínimo, es decir, que no se hagan cargo de momentos flectores, sólo de las compresiones propias de un arco antifunicular.

Su primera propuesta de este tipo es el puente de Valtschiel (Suiza, 1925) con un finísimo arco de espesor variable (entre 23 y 29 cm) para una luz de 43,20 m. Era un nuevo concepto, el primer ejemplo de arco sin rigidez (laminar)

Puente de Valtschiel (Suiza, 1925). Luz de 43,20 m. R. MAILLART

Con esta tipología de arcos sin rigidez construyó también puentes de planta curva como el de Schwandbach de 37,40 m de luz construido en 1933.

Puente de Schwandbach de 37,40 m de luz construido en 1933.

Autor: Enrique Hernández Gómez-Arboleya

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Referencias:

Bibliografía.

– Leonhardt, Fritz (1986) Puentes. Estética y diseño. Presses Polytechniques Romandes. Lausanne, Suiza.

– 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.

– Basano, MV; Coniglio, MG; García Ramonda, L (2009) Robert Maillart. http://www.fceia.unr.edu.ar/darquitectonico/darquitectonico/data/pdf/Robert%20Maillart_Basano_Coniglio_GarciaRamonda.pdf

– Bill, Max (1949) Robert Maillart.

http://arquitecturazonacero.blogspot.com.es/2012/07/robert-maillart-ingeniero-visto-por-max.html

– Robert Maillart. http://civilgeeks.com/2013/06/29/robert-maillart-veterano-suizo-de-la-ingenieria-civil/

– A view from the bridges. https://fckestructural.wordpress.com/tag/maillart/