Puentes de armadura: sus variantes y los ejemplos más interesantes

Puentes de armadura: sus variantes y los ejemplos más interesantes

Ingeniería Civil y Transporte
 21-dic-2022 | Structuralia Blog

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Te sorprenderá lo que hay detrás de los puentes de armadura, aquí te hablaremos sobre ello. 

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El puente es la primera infraestructura diseñada por la humanidad, producto de la necesidad de salvar el paso sobre un vano, y así acortar caminos o crear nuevos. Se puede afirmar que la invención del puente es también la invención de la ingeniería de estructuras, ya que a pesar de que hoy nos parezca una tarea simple, salvar un vacío con seguridad y soportar el cargas que pasan sobre el, requiere de mucho ingenio. Con el paso del tiempo, este ingenio se fue refinando así como los materiales, y fue inventado el Puente de Armadura.

Los primeros puentes de armadura datan de la década de 1820, siendo así de los tipos más antiguos de puentes de grandes dimensiones en los Estados Unidos. En gran parte de ellos predominaban las estructuras en madera, y estaban destinados al paso de carros pesados, hasta que el ferrocarril se hiciera el medio de transporte más popular (entre 1880 y 1890) y fuera necesario hacer las estructuras de estos puentes en acero. Esto los hace responsables en cierta medida de muchas de las conexiones comerciales entre las grandes ciudades americanas, que no hubieran sido posibles sin la existencia de estos puentes.

El arquitecto Ithiel Town es recordado por patentar el “Town Lattice” (estructura reticular), que no es más que elementos estructurales delgados entrecruzados en diagonal, que permitió soportar importantes cargas con menos material. Junto con Theodore Burr, quien al combinar un cercha de tipo palladiana con un arco consiguió una de las geometrías estructurales más resistentes de la época; fueron responsables de impulsar enormemente la construcción de puentes de armadura por toda Norte América, entre finales del siglo XXI y principios del XX.

Cómo identificar un puente de armadura

Son un tipo de puente bastante sencillo de identificar, ya que casi todos se rigen bajo un principio muy básico: Los puentes de armadura se basan en la estabilidad geométrica del triángulo, por ello lo veremos repetirse a lo largo de las grandes cerchas que sirven como sostén para el plano horizontal que salva el baño, las cerchas son el elemento distintivo de este tipo de puentes, ya que usando cantidades relativamente bajas de material se consigue soportar muy altas cargas; a tal punto, que este tipo de puente es muy apto para usos militares donde se requiere soportar grandes cargas, en poco tiempo, y con pocos materiales. 

Cómo funciona un puente de armadura

Se trata de elementos individuales que se interceptan entre sí, formando principalmente triángulos, "amarrados” por una viga superior y otra inferior. Las diagonales y verticales de una cercha están sometidas a fuerzas axiales de tensión o compresión, mientras que los elementos de amarre superior e inferior funcionan como partes de una única viga simplemente apoyada, donde la parte superior funciona a compresión y la inferior a tensión.

Tipos de puentes de armadura

Dentro de la categoría de puentes de armadura podemos distinguir varios tipos, que se diferencian entre sí, principalmente por el tipo de cercha o armadura que sostienen el puente. Estos son los principales tipos de puentes de armadura:

1. Cercha Pratt

Este tipo de cerchas se viene utilizando en puentes desde la época en que se construían en madera, y se ha convertido en la tipología más común de puente que existe en la actualidad. Se reconocen fácilmente por las formas en “V” que conforman los elementos diagonales cuando parten del punto medio de la cercha, lo que indica que sus barras diagonales trabajan a compresión.


2. Cercha Howe

Este tipo de puente de armadura es muy parecido estéticamente a la Cercha Pratt, incluso mecánicamente su comportamiento es bastante parecido. Pero al contrario que en la Cercha Pratt, en la cercha Howe las barras diagonales forman una “A” partiendo desde el punto medio del elemento estructural, esto se traduce en que las barras diagonales de la armadura trabajan a tracción. Esto es un poco más adecuado para el pandeo que se pueda producir en las barras horizontales que unen la armadura.

Comparación de esfuerzos axiales sobre armadura pratt (arriba) y armadura howe (abajo). Unblogdeingenieria.wordpress

Comparación de esfuerzos axiales sobre armadura pratt (arriba) y armadura howe (abajo). Unblogdeingenieria.wordpress


3. Cercha Warren

Este tipo de puente en particular se ve mucho en tipologías cubiertas, que usan el diseño de viga Warren. Este diseño se identifica fácilmente ya que los elementos diagonales forman triángulos equiláteros cuando se conectan con las barras inferior y superior. Se pueden encontrar muchas variaciones añadiendo elementos verticales, como la subdividida, la doble y la Warren cuadrilátera.

4. Colgantes

Este es el tipo de puente de armadura más particular, ya que lo podemos ver con cualquiera de los tipos de armadura mencionados anteriormente, pero con la diferencia de que estas vigas o cerchas están suspendidas mediante tirantes. Estos tirantes o hilos se conectan a altas torres ubicadas en los extremos o a lo largo del puente que funcionan como pilares gigantes.

Los puentes de armadura más interesantes

1. Puente Ikitsuki

Conecta Ikitsuki con la isla de Hirado, y es uno de los puentes de armadura más largo del mundo (2 tramos de 200 metros a los extremos y uno central de 400 metros). Las cerchas que conforman este puente se van a adaptando en forma y dimensión según los esfuerzos a los que están sometidas en cada punto, obteniendo como resultado esa forma particular que vemos en la imagen y sacando el máximo provecho del material implicado.

Puente Ikitsuki.

Puente Ikitsuki. Wikipedia

2. Puente Hart

En Jacksonville, Florida se ha construido en 1967 este interesante puente que costó 8,83 millones de dólares cuando se completó en 1967, y con una longitud de 1,172 metros es un ejemplo de puentes de armaduras con un segmento colgante. Un puente clave para descongestionar el tráfico del centro de Jacksonville, y un ejemplo de las posibilidades de los puentes de armadura y las distancias que se pueden cubrir con ellos. 

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Puente Hart. Wikipedia

3. Puente Bayonne

Este es el sexto puente de arco en acero más largo del mundo, dando un vuelta interesante a la ingeniería de los puentes de armadura, haciendo un mix entre las formas geométricas más eficientes para estructuras: El arco y el triángulo (cerchas de la armadura del arco). Fue diseñado por Othmar Ammann y el arquitecto Cass Gilbert para ser completado en 2017.

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Puente Bayonne. Wikipedia

Podemos observar cómo partiendo de ideas muy simples se pueden transformar en soluciones ingeniosas y eficientes para la misma problemática, en este caso salvar un vano con un puente. Si te interesan las soluciones estructurales ingeniosas y eficientes, te recomendamos que eches un vistazo a las maestrías que ofrece Structuralia, en especial en Análisis y cálculo de estructuras.


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