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Puente colgante sencillo

Un puente colgante simple (también puente de cuerda , puente giratorio (en Nueva Zelanda ), puente suspendido , puente colgante y puente catenario ) es un tipo primitivo de puente en el que el tablero del puente reposa sobre dos cables portantes paralelos que están anclados en cada extremo. No tienen torres ni pilares. Los cables siguen un arco catenario descendente poco profundo que se mueve en respuesta a cargas dinámicas en el tablero del puente.

El arco de la plataforma y su gran movimiento bajo carga hacen que estos puentes no sean adecuados para el tráfico vehicular. Los puentes colgantes simples están restringidos en su uso al tráfico peatonal. Por razones de seguridad, se construyen con cables de pasamanos robustos, apoyados en pilares cortos en cada extremo y que corren paralelos a los cables de carga. En ocasiones, estos pueden ser el elemento de carga principal, con la plataforma suspendida debajo. Los puentes colgantes simples se consideran el diseño más eficiente y sostenible en las regiones rurales, especialmente para los cruces de ríos que se encuentran en topografías que no son de llanura aluvial, como los desfiladeros.

Comparación con otros tipos

Un puente giratorio en el desfiladero de Hokitika, en la costa oeste de Nueva Zelanda .

En algunos contextos, el término "puente colgante simple" no se refiere a este tipo de puente, sino a un puente de tablero suspendido que es "simple" en el sentido de que su tablero no está reforzado. [1] [2] Aunque los puentes colgantes simples y los puentes de tablero suspendido "simples" son similares en muchos aspectos, difieren en su física. En un puente colgante simple, los cables principales (o cadenas) siguen una curva hiperbólica , la catenaria . Esto se debe a que los cables principales cuelgan libremente. Por el contrario, en un puente de tablero suspendido (ya sea "simple" o no) los cables principales siguen una curva parabólica . Esto se debe a que los cables principales están atados a intervalos uniformes al tablero del puente de abajo (ver curva del puente colgante ).

Las diferencias entre estas dos curvas fueron una cuestión de importancia en el siglo XVII, en la que trabajó Isaac Newton . [3] La solución fue encontrada en 1691 por Gottfried Leibniz , Christiaan Huygens y Johann Bernoulli , quienes derivaron la ecuación en respuesta a un desafío de Jakob Bernoulli . [4] Sus soluciones fueron publicadas en Acta Eruditorum de junio de 1691. [5] [6]

Un puente de cinta tensado también tiene una o más curvas catenarias y un tablero colocado sobre los cables principales. Sin embargo, a diferencia de un puente colgante simple, un puente de cinta tensado tiene un tablero rígido, generalmente debido a la adición de elementos de compresión (losas de hormigón) colocados sobre los cables principales. Esta rigidez permite que el puente sea mucho más pesado, más ancho y más estable.

Historia

El puente colgante simple es el tipo de puente colgante más antiguo conocido e, ignorando la posibilidad de un contacto transoceánico precolombino , hubo al menos dos invenciones independientes del puente colgante simple, en la región más amplia del Himalaya y en América del Sur . [7]

Puente de cuerda del siglo XVIII en Srinagar , Reino de Garhwal

Las primeras referencias a puentes colgantes aparecen en los registros de la dinastía Han sobre los viajes de las misiones diplomáticas chinas a los países de la franja occidental y meridional del Himalaya , a saber, la cordillera Hindukush en Afganistán y las tierras de Gandhara y Gilgit . [8] Se trataba de puentes colgantes sencillos de tres o más cables hechos de enredaderas , sobre los que la gente caminaba directamente sobre las cuerdas para cruzar. Más tarde, también utilizaron cubiertas hechas de tablones que descansaban sobre dos cables. [8]

1952, puente colgante sobre el río Cuanana, Yosondua, Oaxaca, México.

En América del Sur , los puentes colgantes incas son anteriores a la llegada de los españoles a los Andes en el siglo XVI. El puente colgante más antiguo conocido, del que se tiene noticia a partir de ruinas, [ aclaración necesaria ] data del siglo VII en América Central (véase Puente maya en Yaxchilán ).

También se han documentado puentes colgantes sencillos que utilizan cadenas de hierro en el Tíbet y China . Un puente en el alto Yangtsé data del siglo VII. Varios de ellos se atribuyen al monje tibetano Thang Tong Gyalpo , que supuestamente construyó varios en el Tíbet y Bután en el siglo XV, incluidos Chushul Chakzam y uno en Chuka . [7] Otro ejemplo, el puente Luding , data de 1703 y tiene una longitud de 100 m y utiliza 11 cadenas de hierro. [7]

Parque de aves de Jurong: puente de cuerda

El desarrollo de los puentes colgantes con cables de alambre se remonta al puente colgante temporal simple en Annonay construido por Marc Seguin y sus hermanos en 1822. Tenía una longitud de solo 18 m. [7] Sin embargo, los diseños de puentes colgantes simples quedaron obsoletos en gran medida con la invención y patente del puente de tablero suspendido en el siglo XIX por James Finley . [9] Una pintura inglesa de finales del siglo XVIII de un puente en Srinagar [ cita requerida ] , entonces parte del Reino de Garhwal , anticipa la invención del puente de tablero suspendido. Este puente inusual, construido en una llanura aluvial, tenía rampas de tablero suspendidas que se usaban para acceder a un puente colgante simple sostenido por torres.

Materiales

Este tipo de puente se conoce como puente de cuerda debido a su construcción histórica a partir de cuerdas . Los puentes de cuerda incas aún se construyen a partir de materiales nativos, principalmente cuerdas, en algunas áreas de América del Sur. Estos puentes de cuerda deben renovarse periódicamente debido a la vida útil limitada de los materiales, y los componentes de cuerda son fabricados por familias como aportes a un esfuerzo comunitario.

Todavía se construyen puentes colgantes sencillos, para uso de peatones y ganado, basados ​​en el antiguo puente de cuerda inca , pero utilizando cables de acero y, a veces, cubiertas de rejilla de acero o aluminio , en lugar de madera.

Puentes de raíces vivas en la aldea de Nongriat , Meghalaya

En los puentes modernos, los materiales utilizados en lugar de cuerdas (de fibra) incluyen cables de acero , cadenas y vigas de acero articuladas para usos especiales.

Puentes vivos

En el estado de Meghalaya , al noreste de la India, los pueblos tribales Khasi y Jaintia [10] han creado puentes de raíces vivas , que son una forma de dar forma a los árboles . Aquí, se construyen puentes colgantes simples guiando las raíces de la especie Ficus elastica del árbol baniano a través de los cursos de agua. [11] Hay ejemplos con una envergadura de más de 170 pies (52 m). [12] Se renuevan y fortalecen naturalmente a medida que las raíces componentes se vuelven más gruesas y se cree que algunos tienen más de 500 años. [13] [14] [15]

En el valle de Iya, en Japón, se han construido puentes utilizando enredaderas de glicina . Para construir un puente de este tipo, se plantaron estas enredaderas en orillas opuestas de un río y se entrelazaron cuando crecieron lo suficiente para salvar el desnivel. La adición de tablones dio como resultado un puente funcional. [16] [17]

Diseño

En un puente colgante simple, el tablero se apoya sobre los cables principales.
En un puente de tablero suspendido, el tablero se sostiene por debajo de los cables principales mediante "tirantes" verticales.
Comparación de una catenaria (curva de puntos negros) y una parábola (curva continua roja) con la misma luz y flecha. La catenaria representa el perfil de un puente colgante simple, o el cable de un puente colgante de tablero suspendido en el que el tablero y los soportes tienen una masa despreciable en comparación con su cable. La parábola representa el perfil del cable de un puente colgante de tablero suspendido en el que el cable y los soportes tienen una masa despreciable en comparación con su tablero.

Los puentes más ligeros de este tipo consisten en una sola cuerda para pies y nada más. Se trata de cuerdas flojas y slacklines , y requieren habilidad para su uso. Más comúnmente, la cuerda para pies está acompañada por una o dos cuerdas de pasamanos, conectadas a intervalos por cuerdas laterales verticales. Este estilo es utilizado por montañeros y se emplea ampliamente en Nueva Zelanda en senderos para caminatas de travesía menores, donde los ejemplos se conocen como "puentes de tres alambres". Una variación un poco más pesada tiene dos cuerdas que sostienen una plataforma y dos cuerdas de pasamanos. Los pasamanos son necesarios porque estos puentes son propensos a oscilar de lado a lado y de extremo a extremo. Rara vez, la cuerda para pies (o cuerda para pies más pasamanos) se combina con una cuerda superior similar a una tirolina o un teleférico .

En algunos casos, como en el puente colgante de Capilano , los soportes principales forman los pasamanos con la plataforma suspendida debajo de ellos. Esto permite un mayor movimiento de lado a lado en la plataforma que cuando los soportes principales están al nivel de la plataforma, pero un menor movimiento en los pasamanos.

Las desventajas asociadas con los puentes colgantes simples son muy grandes. La ubicación del tablero es limitada, generalmente se requieren anclajes y pilares masivos, y la carga produce una deformación transitoria del tablero. [18] Las soluciones a estos problemas llevaron a una amplia variedad de métodos de rigidización del tablero, [18] [19] dando como resultado varios otros tipos de puentes colgantes. Estos incluyen un puente de cinta tensada , que está estrechamente relacionado con un puente colgante simple pero tiene un tablero rigidizado adecuado para el tráfico de vehículos.

Un puente muy ligero, construido con cables sometidos a alta tensión, puede aproximarse a un puente de tablero suspendido en la pendiente casi horizontal de su tablero.

El puente puede reforzarse mediante la adición de cables que no soportan las cargas estructurales o vivas primarias y, por lo tanto, pueden ser relativamente ligeros. Estos también añaden estabilidad frente al viento. Un ejemplo es el puente de 220 metros de largo (720 pies) que cruza el río Drac en el lago de Monteynard-Avignonet : este puente tiene cables estabilizadores debajo y a los lados del tablero.

Para reducir el movimiento de torsión en respuesta a los usuarios, un puente puede emplear cables de caída verticales desde cada lado en el centro del puente, anclados al suelo debajo.

Usar

Los puentes más ligeros de este tipo, sin plataforma, son aptos únicamente para peatones. Los puentes ligeros con plataforma y tensión suficiente para que cruzar el puente no parezca una escalada, también pueden ser utilizados por caballos de carga (y otros animales), jinetes y ciclistas. Caminar por un puente más ligero de este tipo a un ritmo razonable requiere un paso deslizante particular, ya que el paso de marcha más normal inducirá ondas progresivas que pueden hacer que el viajero se incline (de manera incómoda) hacia arriba y hacia abajo o de un lado a otro. La excepción es un puente estabilizado, que puede ser bastante estable.

Los puentes colgantes simples tienen aplicaciones en la recreación al aire libre . Son una opción popular para senderos en las copas de los árboles [20] y, cuando el terreno es adecuado, para cruzar arroyos. [21] Pueden diseñarse sin estabilizadores para que el movimiento libre del puente proporcione una experiencia más interesante para el usuario. [21]

En francés , un puente colgante rudimentario simple se conoce por uno de tres nombres, dependiendo de su forma: pont himalayen ("puente del Himalaya": una sola cuerda para pies y pasamanos en ambos lados, generalmente sin plataforma); pont de singe ("puente de mono: una cuerda para pies con cuerda superior); y tyrolienne ("tirolés": una tirolina). [22] Las tirolinas se pueden atravesar colgándose debajo o caminando (por personas con un equilibrio excepcional). Una versión más desarrollada del pont himalayen , provista de una plataforma entre un par de cables principales, se conoce como passerelle himalayenne ( en francés , "pasarela del Himalaya"). [23] Ejemplos de este tipo incluyen dos puentes en Lac de Monteynard-Avignonet en los Alpes franceses ; estos puentes son excepcionalmente largos, para puentes de este tipo.

Puentes notables

Entre los puentes colgantes simples más notables se incluyen:

Galería

Véase también

Referencias

  1. ^ Chisholm, Hugh , ed. (1911). "Puentes/Historia 1"  . Encyclopædia Britannica . Vol. 04 (11.ª ed.). Cambridge University Press. págs. 533–538, véase la página 536. 8. (c) Puentes colgantes. Un puente colgante consta de...
  2. ^ Arthur Morley (1912). Teoría de estructuras. Longmans, Green, and Co. pp. 482-484, 574. Puente colgante simple.
  3. ^ Isaac Newton (2008). DT Whiteside (ed.). Los documentos matemáticos de Isaac Newton: volumen 5: 1683-1684. Cambridge University Press. pág. 664. ISBN 978-0-521-04584-1.Apéndice 2, nota al pie 373 en las páginas 285-287, nota al pie 1 en las páginas 520-521, nota al pie 5 en las páginas 521-522
  4. ^ Lockwood, EH (1961). "Capítulo 13: La tractriz y la catenaria". Un libro de curvas . Cambridge.
    • Salmon, George (1879). Curvas en planos superiores. Hodges, Foster y Figgis. págs. 287–289.
  5. ^ Truesdell, C. (1960), La mecánica rotacional de cuerpos flexibles o elásticos 1638-1788: Introducción a Leonhardi Euleri Opera Omnia vol. X y XI Seriei Secundae, Zúrich: Orell Füssli, p. 66, ISBN 9783764314415
  6. ^ Calladine, CR (13 de abril de 2015), "La contribución de un aficionado al diseño del puente colgante Menai de Telford: un comentario sobre Gilbert (1826) 'Sobre la teoría matemática de los puentes colgantes'"", Philosophical Transactions of the Royal Society A , 373 (2039): 20140346, Bibcode :2015RSPTA.37340346C, doi :10.1098/rsta.2014.0346, PMC  4360092 , PMID  25750153
  7. ^ abcd Peters, Tom F. (1987). Transiciones en ingeniería: Guillaume Henri Dufour y los puentes colgantes de cables de principios del siglo XIX. Birkhauser. ISBN 3-7643-1929-1.
  8. ^ ab Needham, Joseph. (1986d). Ciencia y civilización en China: Volumen 4, Física y tecnología física, Parte 3, Ingeniería civil y náutica. Taipei: Caves Books Ltd. ISBN 0-521-07060-0 , 187–189. 
  9. ^ Eda Kranakis (1996). Construir un puente: una exploración de la cultura, el diseño y la investigación de la ingeniería en Francia y Estados Unidos en el siglo XIX. MIT Press. p. 453. ISBN 0-262-11217-5.
  10. ^ "El puente de la raíz viva: el símbolo de la benevolencia". Riluk . 2016-10-10 . Consultado el 2017-09-07 .
  11. ^ "Puente de raíces vivas en Laitkynsew, India". www.india9.com . Consultado el 22 de febrero de 2010 .
  12. ^ "Diez puentes de raíces vivientes excepcionales". The Living Root Bridge Project . 2017-05-10 . Consultado el 2017-09-07 .
  13. ^ "Cherrapunjee". www.cherrapunjee.com . Consultado el 22 de febrero de 2010 .
  14. ^ "Los puentes vivos en la India han crecido durante 500 años (fotos)". TreeHugger , Nueva York . Consultado el 24 de octubre de 2010 .
  15. ^ Los puentes de raíces vivientes de Cherrapunji, India
  16. ^ Otto, M. Rebekah; et al., "Los puentes de vid del valle de Iya", Atlas Obscura
  17. ^ Ruchira Paul (22 de abril de 2010). «Arquitectura viva: los puentes de la raíz de la India y Japón». Accidentalblogger.typepad.com . Consultado el 3 de abril de 2015 .
  18. ^ de Henry Taylor Bovey (1882). Mecánica aplicada. Vol. 2. Montreal: Impreso por John Lovell & Son para la Oficina del Ministro de Agricultura de Canadá. pág. 150.páginas 85-90
  19. ^ Fleeming Jenkin (1876). Puentes: un tratado elemental sobre su construcción e historia. Edimburgo: Adam y Charles Black. págs. 345. Puente colgante simple.páginas 304-305
  20. ^ Simon Bell (2008). Diseño para la recreación al aire libre (2.ª ed.). Taylor & Francis. pág. 232. ISBN 978-0-415-44172-8.página 145
  21. ^ de Simon Bell (2008). Diseño para la recreación al aire libre (2.ª ed.). Taylor & Francis. pág. 232. ISBN 978-0-415-44172-8.Página 108, 133-135
  22. ^ Nicola Williams, Catherine Le Nevez (2007). Provenza y la Costa Azul (5ª ed.). Planeta Solitario. pag. 456.ISBN 978-1-74104-236-8.página 253
  23. ^ "Des passerelles himalayennes" (en francés). www.enviscope.com. Archivado desde el original el 23 de diciembre de 2008. Consultado el 4 de marzo de 2009 .
  24. ^ Puente Arroyo Cangrejillo
  25. ^ Paul Werner, Iris Kürschner, Thomas Huttenlocher, Jochen Hemmleb (2017). Klettersteigatlas Alpen: Über 900 Klettersteige zwischen Wienerwald und Côte d'Azur (en alemán). Bergverlag Rother GmbH. pag. 374.ISBN 9783763380879. Recuperado el 31 de mayo de 2018 .{{cite book}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
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  29. ^ "El puente colgante peatonal más largo del mundo se inaugura en Portugal". CNN Travel. 9 de octubre de 2020. Consultado el 10 de octubre de 2020 .
  30. ^ "A Castelsaraceno il ponte tibetano piùungo al mondo" (en italiano). la República. 27 de julio de 2021 . Consultado el 22 de enero de 2022 .
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Enlaces externos