Un arco sesgado (también conocido como arco oblicuo ) es un método de construcción que permite que un puente en arco atraviese un obstáculo en algún ángulo distinto del recto . Esto da como resultado que las caras del arco no sean perpendiculares a sus estribos y que su vista en planta sea un paralelogramo , en lugar del rectángulo que es la vista en planta de un arco regular o "cuadrado" .
En el caso de un arco sesgado de mampostería, la construcción requiere un corte de piedra preciso , ya que los cortes no forman ángulos rectos, pero una vez que se entendieron completamente los principios a principios del siglo XIX, se volvió considerablemente más fácil y económico construir un arco sesgado de ladrillo. .
El problema de la construcción de puentes de mampostería con arcos oblicuos fue abordado por varios de los primeros ingenieros civiles y matemáticos , entre ellos Giovanni Barbara (1726), William Chapman (1787), Benjamin Outram (1798), Peter Nicholson (1828), George Stephenson (1830). , Edward Sang (1835), Charles Fox (1836), George W. Buck (1839) y William Froude ( c. 1844).
Los puentes sesgados no son una invención reciente, ya que se construyeron en ocasiones excepcionales desde la época romana , pero eran poco comprendidos y rara vez se utilizaban antes de la llegada del ferrocarril . [1] [2] Un ejemplo temprano del arco sesgado es el Arco Bárbara en las fortificaciones de las Líneas Floriana en Malta , que fue diseñado por el arquitecto e ingeniero militar maltés Giovanni Barbara en 1726. [3] [4] Otra excepción notable es un acueducto , diseñado por el ingeniero británico Benjamin Outram , construido en mampostería y terminado en 1798, que todavía lleva el Canal Ashton en un ángulo de 45° sobre Store Street en Manchester . [5] Se cree que el diseño de Outram se basa en el trabajo realizado en el Canal Kildare en Irlanda en 1787, [5] [6] en el que William Chapman introdujo el arco rebajado oblicuo en el diseño del Puente Finlay en Naas , [7] empleando un arco cilíndrico basado en un segmento circular más pequeño que un semicírculo y que fue repetido por Thomas Storey [8] en 1830 en el puente que lleva el ramal Haggerleases del ferrocarril Stockton and Darlington sobre el río Gaunless cerca de Cockfield, condado de Durham, con un ángulo de inclinación [A] de 63° y un tramo de inclinación [B] de 42 pies (13 m), lo que da como resultado un tramo libre [C] de 18 pies (5,5 m) y una elevación [D] de 7 pies (2,1 m ). [9] [10] [11] El método común que todos utilizaron fue revestir el centrado de madera (también conocido como cimbra ) con tablones, conocidos como "revestimientos", colocados paralelos a los estribos y cuidadosamente cepillados y nivelados para aproximarse estrechamente al curva requerida del intradós del arco. Las posiciones de las hileras en las proximidades de la corona se marcaron primero en ángulo recto con respecto a las caras utilizando largas reglas de madera, luego las hileras restantes se marcaron en paralelo. Luego, los albañiles colocaron las piedras y las cortaron para darles la forma necesaria. [5]
Los diseños contemporáneos de ingenieros rivales tuvieron menos éxito y durante un tiempo los puentes sesgados se consideraron débiles en comparación con el puente de arco regular o "cuadrado", por lo que se evitaron en la medida de lo posible, [12] las alternativas eran construir la carretera o el canal. con un doble codo , para permitirle cruzar el obstáculo en ángulo recto, o construir un puente de arco regular con el ancho o luz adicional necesaria para salvar el obstáculo "en la plaza". [13] Un ejemplo del último tipo de construcción es el puente Denbigh Hall , construido en 1837 para llevar el ferrocarril de Londres y Birmingham a través de Watling Street en un ángulo agudo de sólo 25°. [6] El puente, que ahora es una estructura catalogada de Grado II, todavía está en uso y transporta la concurrida línea principal de la costa oeste . Fue construido en forma de una larga galería, de unos 200 pies (61 m) de largo y 34 pies (10 m) de ancho, que consta de vigas de hierro apoyadas sobre muros construidos paralelos a la carretera; Como las vigas y, en consecuencia, las caras del puente eran perpendiculares a la calzada y la vía del ferrocarril estaba dispuesta oblicuamente en la parte superior, se evitó la necesidad de construir un puente muy sesgado de 80 pies (24 m) de luz. [6]
El eminente ingeniero del canal James Brindley nunca logró encontrar una solución al problema de construir un arco oblicuo fuerte y, como consecuencia, todos sus puentes elevados se construyeron en ángulo recto con respecto al canal, con dobles curvas en la calzada, cuando era necesario, y para Hoy en día muchos de ellos causan molestias a sus usuarios. [5] Sin embargo, fue la llegada del ferrocarril, con su necesidad de cruzar los obstáculos existentes, como ríos, carreteras, canales y otros ferrocarriles, en una línea lo más recta posible, lo que reavivó el interés del ingeniero civil por el arco sesgado. puente. [1] [2]
La resistencia de un arco regular (también conocido como arco "cuadrado" o "recto") proviene del hecho de que la masa de la estructura y su carga superincumbente provocan líneas de fuerza que son transportadas por las piedras hacia el suelo y los estribos. sin que se produzca ninguna tendencia a que las piedras se deslicen unas con respecto a otras. Esto se debe a que las hiladas de piedra se colocan paralelas a los estribos, lo que en un arco regular hace que también queden perpendiculares a sus caras. Para puentes ligeramente oblicuos, donde el ángulo de inclinación es inferior a aproximadamente 15°, es posible utilizar el mismo método de construcción, colocando las piedras en hileras paralelas a los estribos. [5] [12] El resultado se conoce como un arco sesgado "falso" y el análisis de las fuerzas dentro de él muestra que en cada esquina donde la cara forma un ángulo agudo con un estribo hay fuerzas resultantes que no son perpendiculares a los planos. de las hiladas de piedra cuya tendencia es empujar las piedras fuera del paramento, siendo la única resistencia a esto la fricción y la adherencia del mortero entre las piedras. [5] [14] [15] Un ejemplo de un arco sesgado falso es el puente de Colorado Street en Saint Paul, Minnesota. [16] [17] Antes de comenzar a trabajar en el acueducto de Store Street, Outram construyó varios arcos sesgados falsos, uno de ellos con un ángulo sesgado de hasta 19°, como puentes de alojamiento a través del canal estrecho de Huddersfield . El hecho de que estas estructuras inherentemente débiles sigan en pie hoy en día se atribuye a su ligera carga. [18]
Al considerar el equilibrio de fuerzas dentro de un arco regular, en el que todas las hiladas de mampostería que componen el cañón son paralelas a sus estribos y perpendiculares a sus caras, conviene considerarlo como un objeto bidimensional tomando una sección vertical. a través del cuerpo del arco y paralelo a sus caras, ignorando así cualquier variación de carga a lo largo de su cañón. [13] En un arco oblicuo o sesgado, el eje del cañón no es deliberadamente perpendicular a las caras, y la desviación de la perpendicularidad se conoce como ángulo sesgado o "oblicuidad" del arco. [19] Por esta razón, es necesario pensar en un arco oblicuo como un objeto tridimensional y al considerar la dirección de las líneas de fuerza dentro del cañón se puede decidir la orientación óptima para las hileras de mampostería que forman el cañón. [2]
Una característica del arco regular es que las hiladas de piedras discurren paralelas a los estribos y perpendiculares a las caras. [20] En un arco oblicuo estas dos condiciones no pueden cumplirse porque las caras y los estribos deliberadamente no son perpendiculares. Dado que para muchas aplicaciones se requieren ángulos de inclinación mayores de aproximadamente 15°, matemáticos e ingenieros como Chapman abandonaron la idea de colocar las hileras de piedras paralelas a los estribos y consideraron la alternativa de colocar las hileras perpendiculares a las caras del arco, y aceptando el hecho de que entonces ya no correrían paralelos a los estribos. [5] Aunque el acueducto de Outram's Store Street se construyó con este principio en mente, se hizo de forma empírica , con los albañiles cortando cada piedra de dovela según fuera necesario, y no fue hasta 1828 que los detalles de la técnica se publicaron en un formulario. que fue útil para otros ingenieros y canteros. [21]
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En su libro Un tratado popular y práctico sobre mampostería y corte de piedra (1828), el arquitecto, matemático, ebanista e ingeniero escocés Peter Nicholson expuso por primera vez en términos claros y comprensibles un método viable para determinar la forma y posición de las piedras. Se requirió para la construcción de un fuerte arco sesgado que les permitió prepararse antes del proceso de construcción real. [5] [22] [23]
Nicholson abordó el problema construyendo un desarrollo del intradós [E] del arco a partir de los dibujos en planta y alzado, desenrollando y aplanando efectivamente la superficie, luego dibujando las hileras perpendiculares a las caras, [F] agregando las juntas del cabezal perpendiculares a las cursos, para finalmente enrollar el diagrama de desarrollo proyectando el detalle del intradós nuevamente sobre los dibujos en planta y alzado, técnica también utilizada por otros que luego ofrecerían soluciones alternativas al problema. [22] Este método dio como resultado que las hileras de dovelas de piedra que forman el cañón del arco oblicuo siguieran trayectorias helicoidales [G] paralelas entre los estribos, dando a la vista a lo largo del cañón una atractiva apariencia estriada . Aunque estas hileras se encuentran con las caras del arco en ángulo recto en la corona del arco, cuanto más cerca están de la línea de salto mayor es su desviación de la perpendicularidad. [19] Por lo tanto, el método de Nicholson no es la solución perfecta, pero es viable y tiene una gran ventaja sobre las alternativas más puristas, a saber, que dado que las hileras helicoidales corren paralelas entre sí, todas las piedras de dovela se pueden cortar de la misma manera. patrón, siendo las únicas excepciones las piedras anulares, o quoins , donde el cañón se encuentra con las caras del arco, cada una de las cuales es única pero tiene una copia idéntica en la otra cara. [24]
Nicholson nunca pretendió haber inventado el arco oblicuo, pero en su obra posterior The Guide to Railway Masonry, que contiene un tratado completo sobre el arco oblicuo (1839), afirma haber inventado el método para producir las plantillas que permitieron el corte preciso de las piedras de dovela utilizadas en todos los puentes oblicuos construidos entre los años 1828 y 1836, citando testimonios de los constructores de obras importantes, como el Viaducto de Croft [25] en Croft-on-Tees, cerca de Darlington . [21] Sin embargo, en 1836 un joven ingeniero llamado Charles Fox había mejorado el método helicoidal de Nicholson y otros escritores proponían enfoques alternativos al problema. [26]
Al realizar sus cálculos, Nicholson consideró que el arco cilíndrico estaba hecho de un anillo de piedras y de espesor insignificante y, por lo tanto, desarrolló sólo el intradós. [27] La idea se amplió en la publicación de Charles Fox de 1836 Sobre la construcción de arcos oblicuos , en la que consideraba el intradós del cañón y el extradós como superficies separadas mapeadas en cilindros concéntricos dibujando un desarrollo separado para cada uno. [2] Este enfoque tenía dos ventajas. En primer lugar, pudo desarrollar una tercera superficie teórica intermedia entre el intradós y el extradós, lo que le permitió alinear el centro de cada dovela, en lugar de su superficie interior, a lo largo de la línea deseada, aproximando así mejor la ubicación ideal que Nicholson pudo lograrlo. [2] [28] En segundo lugar, le permitió desarrollar un número arbitrario de superficies intermedias concéntricas para planificar las hiladas en arcos oblicuos de varios anillos, lo que permitió por primera vez construirlos en ladrillo y, por lo tanto, mucho más. económicamente de lo que antes era posible. [29]
Para explicar cómo visualizaba las hileras de dovelas en un arco sesgado de piedra, Fox escribió: "El principio que he adoptado es trabajar las piedras en forma de un sólido cuadrilátero en espiral, envuelto alrededor de un cilindro o, en En términos más sencillos, el principio de un tornillo de rosca cuadrada: por lo tanto, resulta bastante evidente que las secciones transversales de todas estas piedras en espiral son las mismas en todo el arco. Será obvio que los lechos de las piedras deben trabajarse en verdadera Planos espirales [helicoidales] [G] ". [2] Entonces, un arco oblicuo de piedra construido según el plan de Fox tendría sus dovelas cortadas con un ligero giro, para seguir la forma de un tornillo roscado cuadrado .
Aunque afirmaba un método superior, Fox reconoció abiertamente la contribución de Nicholson [27] pero en 1837 sintió la necesidad de responder a una carta publicada escrita en apoyo de Nicholson por su colega ingeniero Henry Welch, el topógrafo de puentes del condado de Northumberland . [23] Desafortunadamente, los tres hombres se vieron involucrados en una guerra de papel que, luego de una serie de altercados anteriores en los que se cuestionó la originalidad de sus escritos, dejó a Nicholson, de 71 años, sintiéndose amargado y despreciado. [30] Al año siguiente, Fox, todavía con sólo 28 años y empleado por Robert Stephenson como ingeniero en el ferrocarril de Londres y Birmingham , presentó su artículo que resume estos principios a la Royal Institution y de ahí nació el método inglés o helicoidal de construcción de ladrillos. arcos sesgados. [2] Utilizando este método, las compañías ferroviarias del Reino Unido construyeron miles de puentes inclinados, ya sea enteramente de ladrillo o de ladrillo con quoins de piedra, un número sustancial de los cuales sobreviven y todavía se utilizan en la actualidad. [13]
En 1839, George Watson Buck , que también había trabajado en el ferrocarril de Londres y Birmingham con Stephenson antes de trasladarse al ferrocarril de Manchester y Birmingham , publicó un trabajo titulado Un ensayo práctico y teórico sobre puentes oblicuos en el que también reconoció la contribución de Nicholson, pero, encontrándolo Al carecer de detalles, [31] aplicó al problema su propio enfoque trigonométrico original y su considerable experiencia práctica. [26] [32] Este libro fue reconocido como el trabajo definitivo sobre el tema del arco oblicuo helicoidal y siguió siendo un libro de texto estándar para los ingenieros ferroviarios hasta finales del siglo XIX. [33] [34] El enfoque trigonométrico de Buck permitió calcular cada dimensión de un arco sesgado sin recurrir a tomar medidas a partir de dibujos a escala y le permitió calcular el ángulo mínimo teórico de oblicuidad al que se podría diseñar un puente sesgado helicoidal semicircular práctico. y construido de forma segura. [35] El "Límite Buck", como se le conoce, tiene un valor de 25°40′ o, cuando se cita en términos del ángulo máximo de inclinación , un valor de 64°20′. [35]
Buck prestó especial atención al diseño de puentes de extrema oblicuidad, abordando dos problemas potenciales que había identificado. En primer lugar, observó que las quoins de ángulos agudos en las esquinas obtusas de la vista en planta eran muy susceptibles a sufrir daños durante la construcción, el asentamiento o por golpes accidentales en el uso posterior, por lo que ideó un método para achaflanar el borde, eliminando el ángulo agudo único y reemplazándolo. con dos ángulos obtusos y, en sus propias palabras, "la cantidad así cortada de la quoin aguda, disminuye gradualmente hasta la quoin opuesta u obtusa, donde el corte desaparece; mediante este dispositivo ningún ángulo menor que un ángulo recto es cualquier cuando se presenta en el exterior de la obra [...] el efecto producido es elegante y agradable a la vista". [36] [37] En segundo lugar, recomendó que el extradós del cañón de un arco de gran oblicuidad se forme en escalones rusticados para proporcionar un lecho horizontal para las paredes del enjuta a fin de superar su tendencia a deslizarse fuera del cañón del arco. . [38] El puente que lleva el ferrocarril de Londres y Birmingham sobre London Road en Boxmoor en Hertfordshire, adyacente a lo que ahora es la estación Hemel Hempstead en la línea principal de la costa oeste, es un ejemplo de un arco rebajado de extrema oblicuidad que fue diseñado por Buck. e incorpora ambas características. Construido en mampostería, con un barril de ladrillo, quoins de piedra y un ángulo de inclinación de 58°, se completó en 1837. [37] Poco antes de que se abriera el ferrocarril, el puente fue objeto de un dibujo a tinta y aguada fechado el 12 de junio de 1837, uno de una serie de obras del artista John Cooke Bourne que ilustran la construcción de la línea. [39]
El Ensayo de Buck , que contiene su crítica al trabajo de Nicholson, [31] se publicó en julio de 1839, sólo unos meses antes de la Guía de mampostería ferroviaria de Nicholson , lo que provocó que la guerra de papel en curso en The Civil Engineer and Architect's Journal continuara amargamente mientras Nicholson acusaba a Buck de robando sus ideas [40] y Buck emitió una contrademanda. [41] En 1840, el asistente de Buck, el joven ingeniero William Henry Barlow , entró en la refriega, inicialmente firmando crípticamente WHB, [42] pero finalmente declarando públicamente su firme apoyo a Buck. [43] Nicholson, que en ese momento tenía 75 años y su salud empeoraba, había estado luchando financieramente desde la quiebra de uno de sus editores en 1827 y necesitaba desesperadamente los ingresos que esperaba recibir de las ventas de su Guía . [44] Si bien tanto Fox como Buck habían estado felices de reconocer el trabajo de Nicholson y habían librado una batalla principalmente intelectual, los ataques de Barlow se volvieron menos caballerosos y más personales [45] causando que Nicholson, quien más tarde recibió apoyo público anónimo del misterioso MQ, [46 ] angustia considerable. [30]
El método helicoidal de colocación de las hileras de piedra o ladrillo defendido por Nicholson, Fox y Buck es sólo una aproximación al ideal. Dado que las hileras sólo están en escuadra con respecto a las caras del arco en la parte superior y se desvían más de la perpendicularidad cuanto más cerca están de la línea de resorte , corrigiendo así en exceso las deficiencias del arco falso sesgado y debilitando el ángulo obtuso, los puristas matemáticos recomiendan que la construcción helicoidal se limite a arcos rebajados y no se utilice en diseños totalmente centrados (semicirculares). [47] A pesar de esto, se construyeron muchos puentes sesgados completamente centrados con el patrón helicoidal y muchos todavía se mantienen en pie, siendo el viaducto de Kielder y el viaducto de Neidpath solo dos ejemplos.
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La búsqueda de un método ortogonal técnicamente puro para construir un arco sesgado llevó a la propuesta del método logarítmico por parte de Edward Sang , matemático residente en Edimburgo, en su presentación en tres partes ante la Sociedad para el Fomento de las Artes Útiles entre el 18 de noviembre. 1835 y el 27 de enero de 1836, tiempo durante el cual fue elegido vicepresidente de la Sociedad, aunque su obra no se publicó hasta 1840. [48] [49] El método logarítmico se basa en el principio de colocar las dovelas en forma "equilibrada". [50] [H] hileras en las que siguen líneas que corren verdaderamente perpendiculares a las caras del arco en todas las elevaciones, mientras que las juntas de cabecera entre las piedras dentro de cada hilera son verdaderamente paralelas a la cara del arco. [51] [52]
Mientras que una hélice se produce proyectando una línea recta sobre la superficie de un cilindro, el método de Sang requiere que se proyecten una serie de curvas logarítmicas sobre una superficie cilíndrica, de ahí su nombre. [53] En términos de resistencia y estabilidad, un puente oblicuo construido con el patrón logarítmico tiene ventajas sobre uno construido con el patrón helicoidal, especialmente en el caso de diseños completamente centrados. [29] Sin embargo, las hileras no son paralelas, siendo más delgadas hacia la quoin con ángulo más agudo (ubicada donde la cara del arco forma un ángulo obtuso con el estribo en la vista en planta, en S y Q en el desarrollo a la izquierda, y en el lado izquierdo de la fotografía del intradós a la derecha) y más grueso hacia el ángulo más obtuso (en O y G en el revelado y justo al lado derecho de la fotografía), lo que requiere piedras especialmente cortadas, no dos de los cuales en un curso determinado son iguales, lo que impide el uso de ladrillos producidos en masa. [19] [29] Sin embargo, dos hileras que comienzan en extremos opuestos del cañón a la misma altura por encima de la línea de resorte son exactamente iguales, lo que reduce a la mitad el número de plantillas necesarias. [54]
En 1838, Alexander James Adie, [55] hijo del famoso fabricante de instrumentos ópticos del mismo nombre , [56] como ingeniero residente en Bolton and Preston Railway fue el primero en poner la teoría en práctica, [57] construyendo varios sesgos. puentes al patrón logarítmico en esa ruta, incluido el puente semielíptico catalogado de Grado II [58] número 74A que lleva la línea sobre el Canal de Leeds y Liverpool , que anteriormente se conocía como la sección sur del Canal de Lancaster con la intención de conectándolo con la sección norte, aunque esto nunca se logró porque la construcción del acueducto necesario sobre el río Ribble resultó demasiado costosa. [26] [59] [60] Presentó un artículo sobre el tema ante la Institución de Ingenieros Civiles al año siguiente y en 1841, el académico William Whewell del Trinity College de Cambridge publicó su libro The Mechanics of Engineering en el que expuso las virtudes de construir puentes sesgados con cursos equilibrados, pero debido a la escasa relación complejidad-beneficio, ha habido pocos otros adoptantes. [26] [50]
El método corne de vache o "cuerno de vaca" es otra forma de colocar hileras de manera que se encuentren con la cara del arco ortogonalmente en todas las elevaciones. [61] A diferencia de los métodos helicoidal y logarítmico, en los que el intradós del cilindro del arco es cilíndrico, [I] el método corne de vache da como resultado una superficie paraboloide hiperbólica deformada que se hunde en el medio, como una silla de montar. [62] A pesar de ser conocido como el método francés de construcción de arcos oblicuos, en realidad fue introducido por el ingeniero inglés William Froude mientras trabajaba con Isambard Kingdom Brunel en el ferrocarril de Bristol y Exeter , que se inauguró en 1844. [63] Aunque no hay detalles del método de Froude Los trabajos en esta área sobreviven y, a pesar de ser mejor recordado por su trabajo sobre hidrodinámica , se sabe que construyó al menos dos puentes superiores de ladrillo rojo con quoins de piedra utilizando este principio en la línea justo al norte de Exeter , en Cowley Bridge Junction, donde pasa la A377. La carretera Exeter-Barnstaple cruza en ángulo oblicuo y, a unas 4 millas (6,4 km) al noreste, en Rewe , en la A396 , las cuales sobreviven y se utilizan a diario. [64] La mampostería de ladrillos es considerablemente más compleja que en un diseño helicoidal y, para garantizar que las hileras de ladrillos se encuentren con las caras del arco en ángulo recto, muchos tuvieron que cortarse para producir conos. [65] El enfoque corne de vache tiende a dar como resultado una estructura que es casi tan fuerte como una construida con el patrón logarítmico y considerablemente más fuerte que una construida con el patrón helicoidal pero, nuevamente, la complejidad adicional ha significado que el método no visto una adopción generalizada, especialmente porque la estructura helicoidal más simple se puede construir mucho más fuerte si se elige un diseño segmentario, en lugar de uno totalmente centrado. [29]
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El arco sesgado nervado es una forma de arco sesgado falso en el que se utilizan varios arcos o nervaduras regulares estrechos, desplazados lateralmente entre sí, para aproximarse a un arco sesgado verdadero. [66] Motivado por la falta de canteros cualificados en los Estados Unidos del siglo XVIII, el diseño fue propuesto por primera vez en 1802 para un cruce del río Schuylkill en Filadelfia por el arquitecto estadounidense de origen británico Benjamin Henry Latrobe [67] y más tarde defendido por los franceses. ingeniero civil A. Boucher. [68] Debido a que la serie de nervaduras del arco son todos arcos regulares, este método de construcción tiene la ventaja de ser menos exigente para los artesanos no calificados, pero ha recibido críticas considerables por ser débil, susceptible a daños por heladas, feo y derrochador de materiales. [69] Aunque el puente de Latrobe nunca se construyó como se propuso, su método de construcción se utilizaría más tarde ampliamente por Philadelphia and Reading Railroad en toda el área de Filadelfia, incluido un ambicioso viaducto diseñado por Gustavus A. Nicolls con seis tramos sesgados de 70 pies. (21 m) a través del río y seis arcos oblicuos terrestres más, que se construyeron cerca del sitio del puente propuesto por Latrobe y se completaron en 1856. [70] Gracias al refuerzo de los muros de enjuta en 1935, el puente continúa transportar el tráfico ferroviario hasta el día de hoy. [67]
El Midland Railway en el Reino Unido no sufrió tal escasez de trabajadores calificados, pero como parte de su extensión hacia el sur hacia su terminal londinense en St Pancras , se enfrentó a la necesidad de cruzar Southdown Road en Harpenden en un ángulo extremadamente agudo de aproximadamente 25°. °, [71] una cifra más aguda que el límite teórico de 25°40′ propuesto por Buck, [35] y que requiere un puente con un ángulo de inclinación de 65°, una situación no muy diferente a la que afrontó el ferrocarril de Londres y Birmingham 30 años antes en Denbigh Hall. Esta vez, la solución elegida fue construir el puente de Southdown Road como un arco inclinado nervado, que se abrió al tráfico en 1868 y se amplió con éxito en 1893 cuando la línea se convirtió en vía cuádruple. [72] A pesar de las críticas antes mencionadas al diseño, el puente todavía está en pie y es utilizado diariamente por trenes expresos y de cercanías.
Un ejemplo más pequeño y menos sesgado es el puente de Hereford Road en Ledbury , Herefordshire, que fue construido en 1881 para transportar el ferrocarril de Ledbury y Gloucester en un ángulo de aproximadamente 45° a través de Hereford Road, ahora una sección de la A438 . [73] Habiendo cerrado el ferrocarril en 1959, [74] ahora se utiliza como parte de un sendero. [75]
Observe que los dos puentes en las fotografías están sesgados en direcciones opuestas. Se dice que el puente de Southdown Road tiene una inclinación hacia la izquierda debido a que la cara cercana está desplazada hacia la izquierda de la cara lejana, mientras que el puente de Hereford Road tiene una inclinación hacia la derecha. [76]
Los primeros puentes de arco sesgado se construyeron minuciosamente a partir de bloques de mampostería, cada uno de ellos cortado de forma individual y costosa para darle su propia forma única, sin dos bordes paralelos o perpendiculares. [77] Un buen ejemplo de tal construcción es el famoso puente Rainhill Skew , que fue diseñado con un tramo oblicuo de 54 pies (16 m), para dar un tramo libre a través de la vía férrea de 30 pies (9,1 m) en un Ángulo de inclinación de 56° por George Stephenson y construido como modelo de madera de tamaño real en un campo adyacente antes de ser terminado en 1830. [6] [77] [78]
Un puente oblicuo contemporáneo construido para llevar el ramal Haggerleazes del ferrocarril de Stockton y Darlington sobre el río Gaunless en el condado de Durham resultó demasiado difícil para los contratistas originales, Thomas Worth y John Batie, quienes, después de apilar los cimientos de los estribos y colocar la parte inferior cursos de albañilería, abandonaron la obra. El contrato se volvió a alquilar a James Wilson de Pontefract el 28 de mayo de 1830 por 420 libras esterlinas, un aumento de 93 libras esterlinas con respecto a la licitación original. Como no se entendían del todo los principios, la obra siguió resultando difícil y se predijo solemnemente su inminente colapso hasta que, pocos días antes de la apertura del ramal, se quitó el cimbrado y se asentaba la corona del arco por menos. de media pulgada (13 mm). [11]
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Cuando un camino cruza un canal en dirección oblicua, el puente suele hacerse oblicuo. Cuando el ángulo no varía más de diez o doce grados desde un ángulo recto, los arcos de piedra pueden formarse como ya se describió; pero en casos de mayor oblicuidad, es necesario un principio de construcción diferente. Sin embargo, estos casos deberían evitarse siempre que sea posible; ya que, por sólida que sea en realidad la construcción de un puente oblicuo, no tiene ni la solidez ni la idoneidad aparentes que deberían caracterizar un objeto útil y agradable.
Las piedras fueron cortadas o labradas previamente a la construcción del centro.
Nadie dudaría ni por un momento en reconocer las obligaciones que los hombres prácticos tienen para con ese individuo de gran talento, el señor Peter Nicholson; pero al consultar su
Tratado sobre mampostería y corte de piedra
(lámina 17), aparecerá de inmediato que el intradó es la única superficie desarrollada, y la línea aproximada trazada sobre él, todas las hileras están dibujadas en ángulo recto con esa línea. ; Por lo tanto, los cursos se dibujan con referencia al intrado únicamente.
Es realmente muy lamentable ver a un hombre de la posición que alguna vez tuvo Peter Nicholson, obligado a recurrir a subterfugios tan mezquinos e indignos; y es aún más lamentable verlo olvidarse tanto de sí mismo en el lenguaje que utiliza. [...] ¿Ignora el hecho de que el Sr. Buck ha superado esta dificultad con el simple expediente de ajustar el ángulo del intrado, o es que, en lugar de reconocer su inferioridad, persiste en lo que sabe que es? ¿Se equivoca y dirige su libro a las clases trabajadoras con la esperanza de escapar a la detección? [...] Es absolutamente angustioso ver un problema que admite una fácil solución tan miserablemente mutilado en sus manos. [...] las reglas del Sr. Nicholson no sólo son innecesariamente tediosas, sino que, según sus propias demostraciones, parecería que no son demasiado seguras en sus resultados. [...] Sin embargo, no diré más. Por esta vez, como él observa, "he terminado con él" y espero que se haya dicho lo suficiente para mostrarle al Sr. Nicholson que sus ideas han dado un giro en su lecho de ninguna manera adaptado a puentes sesgados, y que ninguna especie de intimidación o invectiva por su parte le serán de la más mínima utilidad, mientras su libro siga siendo muy imperfecto
Los arcos de gran oblicuidad son mucho más fuertes cuando se construyen con una elevación segmentaria; poco importa si se trata de un segmento de círculo o de una elipse, siempre que la elevación esté comprendida entre un tercio y un sexto de la extensión de la semifigura. Cuanto más oblicuo sea el plano del puente, mayor es la necesidad de mantener el arco plano; y por las siguientes razones. Todos los semiarcos construidos con hiladas en espiral son más fuertes en la cima, porque las piedras en esa posición se acercan más al ángulo recto que en cualquier otra; por tanto, cuanto más alejado de la cumbre, más débil será inevitablemente el arco; en consecuencia, a medida que se acercan al horizonte, disminuyen en fuerza y belleza, a medida que aumentan en costo y dificultad de construcción.
Cuando las uniones del lecho tienen una forma tal que el arco está en equilibrio sin fricción, las hileras se denominan hileras equilibradas.
A la muerte [de Truesdell] en 1909, el
Journal de la Asociación de Sociedades de Ingeniería
caracterizó los Siete [
sic
] Arcos de Mejora de Calles como "la pieza de mampostería más importante de la ciudad".
