Puente metálico

[1]​ Por otro lado, existen soluciones estructurales que combinan el acero con el hormigón, denominadas puentes mixtos cuando ambos elementos tienen una función portante de importancia.[6]​ El paso de la fundición al hierro forjado supuso un cambio radical en la manera en que se habían concebido los puentes metálicos hasta entonces.[9]​ Sin embargo, la idea de las vigas trianguladas tuvo su origen en los Estados Unidos.[12]​ Curiosamente, más de una década después, Eiffel todavía construyó en 1886 el viaducto de Garabit con hierro pudelado, prefiriendo un material que conocía y dominaba antes que arriesgarse a confiar en el acero.Sin embargo, en los puentes de grandes luces, las estructuras metálicas mantuvieron su primacía a lo largo del siglo XX, que conservan en las primeras décadas del siglo XXI.Los puentes atirantados han demostrado una gran versatilidad, encontrando aplicaciones en luces comprendidas entre los 100 y los 1000 m de longitud, haciéndolos competitivos con respecto a otros tipos de estructuras gracias a la esbeltez de sus tableros, cuya rigidez contribuye a potenciar su eficiencia estructural.Debido a su elevado contenido de carbono, la fundición de hierro se funde a temperaturas no demasiado elevadas (del orden de 750 °C), circunstancia que facilita que se pueda licuar con relativa facilidad en hornos bajos para ser vertida en moldes, con los que se podían fabricar grandes piezas macizas con la geometría deseada.Además, eran difíciles de unir entre sí (se utilizaban orejetas moldeadas a la vez que las piezas y pasadores para conectarlas), y su comportamiento frágil hizo problemático su uso en las grandes vigas que requerían los puentes del ferrocarril, por lo que tendieron a reforzarse con piezas de hierro forjado, un material mucho más dúctil que finalmente acabaría sustituyendo por completo a la fundición a mediados del siglo XIX.Desarrollado plenamente a mediados del siglo XIX, consistía en tratar el arrabio en un horno de reverbero, agitando enérgicamente de forma manual el hierro fundido para lograr que el oxígeno del aire quemase la mayor parte del carbono y de las impurezas disueltas en el metal.Se han proyectado algunos puentes móviles de aluminio, en los que la ligereza del material permite reducir el costo de la maquinaria que debe accionar la apertura del puente.Con una luz de 27 metros, fue construido en 1948 y estuvo en servicio durante 28 años.Este sistema se siguió empleando en América hasta comienzos del siglo XX, pero el hundimiento del primer puente de Quebec en 1907 seguramente propició que dejaran de usarse.Además, al aplicarse en caliente, cuando se enfrían la compresión resultante refuerza la unión.Inicialmente se utilizaron principalmente para realizar montajes provisionales o para sustituir a los remaches en determinados casos especiales en los que estos funcionarían mal.La viga transversal, llamada "pieza puente" o "espaciador", está soldada a la pieza longitudinal, llamada larguero lateral (cuyo alma se puede ver plana en la parte inferior de la foto).Nótese también la presencia de un rigidizador vertical, que asegura la indeformabilidad del conjunto.Esta circunstancia hace que muchas estructuras metálicas antiguas (anteriores a la década de 1950) no puedan ser reparadas mediante soldadura, y deba recurrirse a uniones atornilladas.Las vigas en celosía, también llamadas vigas trianguladas, están formadas por cordones conectados por barras (verticales o inclinadas, en lugar de un alma llena), con los que forman un todo triangulado.Los sistemas comúnmente utilizados son: Las vigas de luz más pequeña suelen tener sección en "T", pasan al tipo de "doble T" (ensanchando el ala inferior) al crecer la luz, y para luces mucho mayores o bien se aligera el alma (lo que da lugar a las vigas de celosía) o bien se aumenta al máximo la eficacia resistente de la sección (dando lugar a las vigas de alma llena o a las vigas cajón).Además, se introdujeron las losas ortótropas, capaces de soportar cargas concentradas en cualquier punto del tablero como exige el tráfico automóvil.[26]​ Estructuralmente a medio camino entre una viga y un arco, los puentes lenticulares son una solución poco frecuente, que consiste en adoptar una disposición triangulada cuyo cordón superior es un arco rebajado y su cordón inferior es simétrico al cordón superior con respecto a un plano horizontal.Sin embargo, no tardaron en desarrollarse todas las tipologías utilizadas hasta hoy en día, empleándose celosías o vigas de alma llena.De hecho, esta segunda configuración, conocida en inglés como "bowstring", se comporta como una viga recta simplemente apoyada, y no transmite empujes horizontales en los estribos.Los arcos metálicos de grandes luces construidos a base de elementos triangulados hasta la primera mitad del siglo XX, han dado paso a arcos metálicos más pequeños de sección cerrada (con luces comprendidas generalmente entre los 100 y los 250 m) en los que se han desarrollado tipologías variadísimas, en las que se juega con la configuración de los arranques (simples o abiertos en "V" invertida), el número de arcos (un único arco entre dos tableros o un tablero entre dos arcos), la disposición de los arcos (verticales, o inclinados para aproximarse en la clave), o la forma de unir tableros y arcos (cables verticales o cruzados, péndolas, celosías...).Estructuralmente, el cordón curvo trabaja a tracción (al contrario de lo que sucede en un arco convencional, donde trabaja a compresión), por lo que presenta puntos en común con los puentes colgantes por un lado, y con las vigas de celosía por otro, y se puede considerar una solución límite entre ambas tipiologías.[29]​ La idea de utilizar cables para reforzar vigas de celosía (como la celosía Whipple o la celosía Howe)[30]​ o puentes colgantes (como en el caso del puente de Brooklyn, donde se pueden ver unos tirantes tendidos desde las torres que suplementan a las péndolas de suspensión), ya se había empleado en el siglo XIX, pero no adquirió un desarrollo propio hasta mediados del siglo XX.La utilización de hormigón en las torres y especialmente en los tableros, hace que en ocasiones se consideren estructuras mixtas.[32]​ El tablero está asociado a la viga de rigidez, cuya estructura generalmente es una celosía metálica, aunque también se diseñan puentes colgantes cuyo tablero es una viga cajón metálica.
El viaducto de Garabit , un puente en arco metálico proyectado y construido por Gustave Eiffel (1886)
El Iron Bridge de Coalbrookdale , construido en 1779. Vista de 2019
Puente de Wearmouth de 1796, una estructura de fundición de hierro de 72 m de luz
Antiguo puente de Southwark en Londres, conjunto de tres arcos de fundición finalizado en 1819)
Puente del Carrousel sobre el Sena (1884)
El puente Britannia sobre el estrecho de Menai (1850)
El puente Royal Albert en Plymouth (Inglaterra) (1859)
Puente Don Luis I en Oporto (1886)
Puente de vigas de celosía Warren sueco (1917)
Detalle de las piezas de fundición del puente de Hierro de Colabrookdale
Detalle del entramado de vigas de hierro forjado roblonadas del viaducto de Garabit
Distintos perfiles de acero de construcción
Unión articulada moderna mediante pernos, con una placa atornillada debajo
Unión roblonada
Unión atornillada
Unión soldada
Acueducto de Longdon on Tern de Telford, primer diseño de viga de alma llena
Puente de vigas simples de acero
Viaducto de Leth , ejemplo de puente de caballetes de acero (1909)
Viga de celosía: Viaducto de Fades , Francia (1909)
Cajón de canto variable del puente del Zoo de Colonia
Ejemplo de puente lenticular: el Nuevo Puente sobre el Elba
Puente arco: puente Bayonne (1931)
Puente de Palma del Río sobre el río Guadalquivir (España)
Conjunto de puentes arco metálicos sobre el río Ebro en Zaragoza
Puente de Enneüs Heerma en Ámsterdam (2001), dos arcos principales con un arco invertido central
Arcos invertidos del acceso al puente Hell Gate
Pilonos del puente colgante de Clifton (1864)
Torres desnudas del puente George Washington (1931)
Puente de Konohana , con un solo cable de sustentación (1990)