Puente colgante

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Puente colgante
Puente colgante de Clifton en Bristol, Reino Unido (1864)
Puente colgante de Clifton en Bristol, Reino Unido (1864)
Antepasado Puente colgante simple
Relacionados Underspanned puente colgante , véase también puente atirantado y el puente de arco de medio
Descendiente Puente colgante auto-anclado
Transporta Los peatones, bicicletas, animales de granja, automóviles, camiones, trenes ligeros
Rango de Span A medio y largo
Material Cable de acero , cables múltiples hebras de alambre de acero o de eslabones de la cadena forjada o fundida
Móvil No
Esfuerzo de Diseño medio
Apuntalamiento requerido No

Un puente colgante es un tipo de puente en el que se cuelga la cubierta (la porción de soporte de carga) por debajo de suspensión cables sobre tirantes verticales. Fuera del Tíbet y Bután, donde los primeros ejemplos de este tipo de puentes se construyeron en el siglo 15, este tipo de fechas del puente de principios del siglo 19. [1] [2] Puentes sin tirantes verticales tienen una larga historia en muchas partes montañosas del mundo.

Este tipo de puente tiene cables suspendidos entre torres , además de cables de la liga verticales que llevan el peso de la cubierta por debajo, sobre la cual cruza el tráfico. Esta disposición permite que la cubierta esté nivelado o arco ascendente de autorización adicional. Al igual que otros tipos de puentes de suspensión , de este tipo a menudo se construye sin cimbra .

Los cables de suspensión deben estar anclados en cada extremo del puente, ya que cualquier carga aplicada al puente se transforma en una tensión en estos cables principales. Los cables principales continúan más allá de los pilares a los soportes de cubierta de nivel, y continúan aún más a las conexiones con anclajes en el suelo. La calzada es apoyado por cables o varillas liga verticales, llamadas perchas. En algunas circunstancias, las torres pueden sentarse en un farol o barranca borde donde la carretera se puede proceder directamente al tramo principal, de lo contrario el puente por lo general tienen dos palmos más pequeños, que corren entre cualquier par de pilares y la carretera, que pueden ser apoyadas por la liga cables o puede utilizar un puente de braguero para hacer esta conexión. En este último caso, habrá muy poco arco en los cables principales fuera de borda.

Contenido

Historia [ editar ]

Los primeros puentes colgantes eran cuerdas colgadas en una sima, con una cubierta posiblemente en el mismo nivel o colgado por debajo de las cuerdas de modo que la cuerda tiene una catenaria forma.

Precursor [ edit ]

El tibetano santo y constructor de puentes Thangtong Gyalpo originaron el uso de hierro cadenas en su versión de los puentes colgantes más tempranas. En 1433, Gyalpo construido ocho puentes en el este de Bután. El único sobreviviente puente encadenado de Gyalpo de fue el Thangtong Gyalpo Puente en Duksum en ruta hacia Trashi Yangtse , que finalmente fue arrasada en 2004. [3] puentes cadena de hierro de Gyelpo no incluyeron un puente suspendido que es el estándar en todos los modernos puentes colgantes hoy. En cambio, tanto la barandilla y la capa de caminar de los puentes de Gyelpo utilizar cables. Los puntos de tensión que llevaron a la regla fueron reforzadas por las cadenas de hierro. Antes de que el uso de cadenas de hierro se piensa que Gyalpo utiliza cuerdas de sauces trenzados o pieles de yak. [4]

Primer [ edit ]

El primer diseño de un puente parecido al moderno puente colgante se atribuye a Venecia erudito Fausto Veranzio , cuyo libro de 1595 Machinae Novae incluye dibujos tanto de un puente colgante de madera y cuerda, y una suspensión híbrida y puente atirantado con cadenas de hierro (ver galería a continuación).

El primer puente colgante de América fue el puente de la cala de Jacob , construida por el ingeniero e inventor James Finley en el condado de Westmoreland, Pennsylvania , en 1801. [5] El puente de Finley fue el primero en incorporar todos los componentes necesarios de un puente colgante, que incluye una suspensión cubierta que colgaba de cerchas. En 1808, Finley había patentado su puente colgante y en 1810, publicó su diseño en una revista Philadelphia titulado The Port Folio. [6]

Puentes cadena británica tempranos incluyeron el puente Dryburgh Abbey (1817) y 137 m Union Bridge (1820), con tramos en rápido aumento a 176 m del puente colgante de Menai (1826). El puente colgante de Clifton se muestra arriba (diseñado en 1831, terminado en 1864 con un período de 214 m el centro) es uno de los más largos de la cadena de tipo arco parabólico.

Cable cable [ edit ]

El primer puente colgante de alambre cable era el puente de araña en las caídas de Schuylkill (1816), una pasarela modesto y temporal construida tras el colapso de James Finley Puente de las Cadenas en las caídas de Schuylkill (1808), que se muestra arriba. Tramo del puente peatonal fue de 124 m, a pesar de su cubierta fue sólo 0,45 m de ancho.

Desarrollo de puentes colgantes de alambre de cable data de la simple puente de suspensión temporal en Annonay construido por Marc Seguin y sus hermanos en 1822. Atravesó sólo 18 m. [7] El primer alambre cable puente de suspensión permanente fue Guillaume Henri Dufour 's Saint Antoine Puente de Ginebra de 1823, con dos de 40 m de luz. [7] La primera con cables ensamblados en el aire en el método moderno fue Joseph Chaley 's Gran Pont Suspendu en Friburgo , en 1834. [7]

En los Estados Unidos, el primer gran puente colgante de alambre cable era el puente de alambre en Fairmount en Philadelphia, Pennsylvania. Diseñado por Charles Ellet, Jr. y se terminó en 1842, tuvo una duración de 109 m. De Ellet Niagara Falls Puente Colgante (1847-1848) fue abandonado antes de completarse. Fue utilizada como andamio para John A. Roebling 's de dos pisos del ferrocarril y el puente de carro (1855).

El puente de Beit Otto (1938-1939) fue el primer puente colgante moderna fuera de los Estados Unidos construido con cables paralelos. [8]

Comportamiento estructural [ edit ]

El análisis estructural [ edit ]

Las principales fuerzas en un puente de suspensión de cualquier tipo son la tensión en los cables y de compresión en los pilares. Puesto que casi toda la fuerza en los pilares verticalmente hacia abajo y es que también se estabilizan por los cables principales, los pilares pueden hacerse bastante delgada, como en el puente de Severn , en la frontera con Gales-Inglaterra.

Las líneas esbeltas del puente Severn

En la cubierta del puente suspendido, cables suspendidos a través de torres sostienen la cubierta del camino. El peso es transferido por los cables de las torres, que a su vez transfieren el peso de la planta.

Comparación de un (curva de puntos negro) catenaria y una parábola (curva de sólido de color rojo) con el mismo lapso y pandeo. La catenaria representa el perfil de un sencillo puente de suspensión, o el cable de un puente colgante suspendido-cubierta en la que su cubierta y perchas tienen masa despreciable en comparación con su cable. La parábola representa el perfil del cable de un puente colgante suspendido-cubierta en la que su cable y perchas tienen masa despreciable en comparación con su cubierta. El perfil del cable de un verdadero puente de suspensión con el mismo lapso de pandeo y se encuentra entre las dos curvas.

Suponiendo un peso insignificante en comparación con el peso de la cubierta y vehículos que están siendo soportados, los cables principales de un puente colgante formarán una parábola (muy similar a una catenaria , la forma de los cables sin carga toman antes de que se añadió la cubierta). Uno puede ver la forma de la constante de aumento del gradiente del cable con la distancia lineal (cubierta), este aumento de gradiente en cada conexión con la cubierta de proporcionar una fuerza neta hacia arriba apoyo. En combinación con las restricciones relativamente sencillos colocados sobre la cubierta real, esto hace que el puente colgante más simple de diseñar y analizar de un puente atirantado , donde la cubierta está en compresión.

Ventajas [ editar ]

Un puente colgante se puede hacer a partir de materiales simples como la madera y la cuerda de alambre común.
  • Longer tramos principales son alcanzables que con cualquier otro tipo de puente
  • Menos material puede ser necesario que otros tipos de puentes, incluso en tramos que pueden lograr, que conduce a un coste de construcción reducido
  • A excepción de la instalación de los cables temporales iniciales, poco o ningún acceso de abajo es necesaria durante la construcción, por ejemplo, permitiendo una vía de agua que permanecen abiertos, mientras que el puente está construido sobre
  • Puede que sea mejor para resistir movimientos sísmicos que los puentes más pesados ​​y más rígida

Desventajas [ editar ]

  • Rigidez considerable o perfil aerodinámico puede ser necesaria para evitar que la cubierta del puente vibrando bajo fuertes vientos
  • La rigidez relativamente bajo cubierta en comparación con otros (no suspensión) tipos de puentes hace que sea más difícil de llevar pesados ​​carril de tráfico que se producen altas cargas vivas concentradas
  • Algunos espacios inferiores puede ser necesaria durante la construcción, para levantar los cables iniciales o para levantar unidades de cubierta. Este acceso a menudo se puede evitar en puente atirantado de construcción

Variaciones [ editar ]

Underspanned [ edit ]

Micklewood Bridge como ilustrado por Charles Drewry, 1832
Eyebar cables de cadena de puente colgante de Clifton
Cables de hilo de alambre de puente Golden Gate
El puente de Yichang , una placa cubierta del puente colgante, en el río Yangtze en China

En un puente colgante underspanned, los cables principales cuelgan por completo por debajo de la cubierta del puente, pero aún están anclados en el suelo de una manera similar a la del tipo convencional. Muy pocos puentes de esta naturaleza se han construido, ya que la cubierta es inherentemente menos estable que cuando se suspendió por debajo de los cables. Los ejemplos incluyen el Pont des Bergues de 1834 diseñado por Guillaume Henri Dufour , [7] Micklewood Puente de James Smith, [9] y una propuesta de Robert Stevenson de un puente sobre el río almendra cerca de Edimburgo . [9]

Acueducto de Delaware de Roebling (iniciada 1847) se compone de tres secciones soportadas por cables. La estructura de madera esencialmente oculta los cables, y de una vista rápida, no es inmediatamente evidente que es incluso un puente de suspensión.

Tipos de cables de suspensión [ edit ]

El cable principal de suspensión en puentes mayores se hace a menudo de cadenas o barras enlazadas, pero los cables de puentes modernos están hechos de varios hilos de alambre. Esto aporta una mayor redundancia, algunos mechones defectuosos en los cientos utilizados representan muy poco peligro, mientras que un vínculo incorrecto o eyebar pueden provocar el fallo de todo el puente. (Se encontró que la falla de un solo eyebar ser la causa del colapso del puente de plata sobre el río de Ohio ). Otra razón es que a medida que se extiende aumentaron, los ingenieros no fueron capaces de levantar las cadenas más grandes en su posición, mientras que los cables de hilo de alambre se pueden preparar en gran medida en el aire de una pasarela temporal.

Tipos de estructura de cubierta [ edit ]

La mayoría de los puentes colgantes tienen estructuras de celosía abierta para apoyar la calzada, sobre todo debido a los efectos desfavorables de la utilización de vigas de placa, descubierto desde el puente de Tacoma Narrows (1940) colapso del puente. Recientes [ ¿cuándo? ] evolución de la aerodinámica de puentes han permitido la re-introducción de estructuras de placa. En la foto del puente de Yichang , tenga en cuenta el borde de entrada muy fuerte y undergirders pendiente en el puente colgante muestran. Esto permite que este tipo de construcción que se utiliza sin el peligro de desprendimiento de vórtices y los efectos aeroelásticos consecuentes, tales como las que destruyó el original de Tacoma Narrows Bridge.

Fuerzas [ edit ]

Tres tipos de fuerzas operan en cualquier puente: la carga muerta, la carga viva, y la carga dinámica. La carga muerta se refiere al peso del propio puente. Como cualquier otra estructura, un puente tiene una tendencia a colapsar simplemente debido a las fuerzas gravitacionales que actúan sobre los materiales de los que está hecho el puente. Carga en vivo se refiere al tráfico que se mueve a través del puente, así como los factores ambientales normales, tales como cambios en la temperatura, las precipitaciones y los vientos. Carga dinámica se refiere a los factores ambientales que van más allá de las condiciones climáticas normales, factores tales como rachas de viento y los terremotos. Todos los tres factores deben ser tenidos en cuenta en la construcción de un puente.

Utilice distintos de carretera y ferrocarril [ edit ]

Pasarela de Cable-suspendido en Dallas Fort Worth Airport Terminal D

Los principios de la suspensión utilizados en gran escala también pueden aparecer en contextos menos dramáticos que los puentes de carretera y ferrocarril. Cable de suspensión de luz puede resultar menos costoso y parecer más elegante para una pasarela de fuertes apoyos de viga. Cuando un puente tales abarca un hueco entre dos edificios, no hay necesidad de construir torres especiales, como los edificios pueden anclar los cables. Cable de suspensión también puede ser aumentada por la rigidez inherente de una estructura que tiene mucho en común con un puente tubular .

Secuencia de la Construcción (cable trenzado tipo de cable) [ edit ]

Nuevo Pequeño Belt puente colgante, 1970 Dinamarca
Una de las principales monturas cable encima del puente Golden Gate.
Puente de Manhattan en la ciudad de Nueva York con la cubierta en construcción de las torres hacia el exterior.
Cables de la liga y la banda de cable liga en el puente Golden Gate en San Francisco. Diámetro del cable principal es de 36 pulgadas, y el diámetro del cable de liga es de 3 1/2 pulgadas.
Puente de Lions Gate , con cubierta en construcción desde el centro del tramo

Puentes de suspensión típicos se construyen utilizando una secuencia generalmente se describe como sigue. Dependiendo de la longitud y el tamaño, la construcción puede durar entre un año y medio (la construcción de la Tacoma originales Narrows Bridge tomó sólo 19 meses) a un máximo de una década (la construcción del Puente Akashi-Kaikyō comenzó en mayo de 1986 y se inauguró en mayo de 1998 - un total de doce años).

  1. Cuando las torres se basan en los muelles bajo el agua, pozos de cimentación se hunden y cualquier fondo blando se excavaron para una fundación. Si la base es demasiado profundo para ser expuestos por excavación o el hundimiento de un cajón, los postes son llevados a la base o al que recubre el suelo duro, o una gran plataforma de concreto para distribuir el peso sobre el suelo menos resistente se puede construir, la preparación de la primera superficie con una capa de grava compactada. (Tal zapata aislada también puede adaptarse a los movimientos de una falla activa , lo que ha llevado a cabo sobre los cimientos del estado del cable- puente de Rio-Antirio . Los muelles son entonces extendidos por encima del nivel del agua, en los que se tapan con bases de pedestal para las torres.
  2. Cuando las torres se fundan en tierra firme, se utilizan excavación cimentación profunda o pilotes.
  3. Desde la fundación torre, torres de columnas simples o múltiples se construyó utilizando alta resistencia de hormigón armado, mampostería o acero. El hormigón se utiliza con mayor frecuencia en la moderna construcción de puentes de suspensión debido al alto costo del acero.
  4. Dispositivos grandes llamados sillas de montar, que llevarán a los principales cables de suspensión, se colocan encima de las torres. Por lo general de acero fundido, que también se pueden fabricar usando formas remachadas, y están equipadas con rodillos para permitir que los cables principales a cambiar en construcción y las cargas normales.
  5. Los anclajes se construyen, por lo general junto con las torres, para resistir la tensión de los cables y la forma como el principal sistema de anclaje de toda la estructura. Estos suelen ser anclados en la roca de buena calidad, pero pueden consistir en pesos muertos de hormigón armado masivos dentro de una excavación. La estructura de anclaje tendrá múltiples cáncamos abiertos sobresalen encerradas en un espacio seguro.
  6. Pasarelas suspendidas temporales, llamadas pasarelas, a continuación, se construyeron usando un conjunto de cables de guía colocarlo en su sitio a través de tornos posicionado encima de las torres. Estas pasarelas siguen la curva establecida por diseñadores de puentes para los cables principales, en una trayectoria descrita matemáticamente como una catenaria arco. Pasarelas típicos son por lo general entre ocho y diez metros de ancho, y están construidas con alambre rejilla y listones de madera.
  7. Pórticos se colocan en las pasarelas, que apoyarán los principales bobinas de hilado por cable. Entonces, los cables conectados a los tornos están instalados, y, a su vez, se instalan los principales dispositivos de hilatura del cable.
  8. Alambre de alta resistencia (normalmente 4 o 6 alambre de acero galvanizado de calibre), se tira en un bucle de poleas en el viajero, con un extremo fijado a un anclaje. Cuando el viajero llega al anclaje opuesto se coloca el lazo sobre un ancla abierto eyebar . A lo largo de la pasarela, los trabajadores también tiran de los hilos del cable a la tensión deseada. Esto continúa hasta que un paquete, llamado un "haz de cables" se ha completado, y temporalmente incluido el uso de alambre de acero inoxidable. Este proceso se repite hasta que se completa la hebra del cable final. Los trabajadores a continuación, quitar las envolturas individuales de los ramales de cable (durante el proceso de hilado, la forma del cable principal se parece mucho a un hexágono), y luego todo el cable se comprimen a continuación mediante una prensa hidráulica viajar en un cilindro y estrechamente empaquetada bien envueltos con cable adicional para formar la última sección transversal circular. El alambre usado en la construcción de puente de suspensión es un alambre de acero galvanizado que ha sido recubierto con inhibidores de la corrosión.
  9. En los puntos específicos a lo largo del cable principal (siendo cada una la distancia exacta horizontalmente con respecto a la siguiente) dispositivos llamados "bandas de cable" se instalan para llevar a cables de acero llamados cables de la liga. Cada cable liga se dirige y se corta a longitudes precisas, y son bucle sobre las bandas de cable. En algunos puentes, donde las torres se encuentran cerca o en la costa, los cables de la liga sólo pueden aplicarse al tramo central. Los primeros cables de la liga fueron equipados con joyas de zinc y un conjunto de arandelas de acero, que formaron el apoyo de la cubierta. Cables de la liga modernos llevan un conector de tipo grillete.
  10. Polipastos especiales de elevación unidos a los tirantes o a partir de los cables principales se utilizan para levantar secciones prefabricadas de la cubierta del puente hasta el nivel correcto, siempre que las condiciones locales lo permitan las secciones que deben llevarse debajo del puente por medio de barcazas o por otros medios. De lo contrario, un viaje en voladizo torre de perforación se puede utilizar para extender la cubierta de una sección a la vez a partir de las torres y de trabajo hacia el exterior. Si la adición de la estructura de cubierta se extiende desde las torres de las partes acabadas de la cubierta se lanzan hacia arriba en lugar bruscamente, ya que no hay fuerza hacia abajo en el centro del vano. Al término de la cubierta de la carga añadida se tire de los cables principales en un arco descrito matemáticamente como una parábola , mientras que el arco de la cubierta será como se pretendía el diseñador - por lo general un arco suave hacia arriba para el despacho de añadido si más de un canal de envío, o plana en otros casos, como un período de más de un cañón. Vanos con arcos de suspensión también dan la estructura más rigidez y resistencia.
  11. Con la finalización de la estructura primaria de diversos detalles como la iluminación, pasamanos, terminar de pintar y la pavimentación se instalan o completado.

Tramos más largos [ edit ]

El Puente Akashi-Kaikyo , mainspan más larga del mundo.

Puentes colgantes se clasifican normalmente por la longitud de su tramo principal. Estos son los diez puentes con los tramos más largos, seguidos por la longitud del vano y el año del puente se abrió para el tráfico:

  1. Akashi Kaikyo (Japón), 1991 m - 1998
  2. Puente Xihoumen (China), 1650 m - 2009
  3. Gran puente de la correa (Dinamarca), 1624 m - 1998
  4. Yi Sun-sin puente (Corea del Sur), 1545 m - 2012
  5. Puente Runyang (China), 1490 m - 2005
  6. Puente Humber (Inglaterra, Reino Unido), 1410 m - 1981 (el más largo período de 1981 a 1998)
  7. Jiangyin puente colgante (China), 1385 m - 1997
  8. Puente Tsing Ma (Hong Kong, China), 1377 m - 1997 (tramo más largo de carretera y metro)
  9. Verrazano-Narrows Bridge (EE.UU.), 1298 m - 1964 (el más largo período de 1964 a 1981)
  10. Puente Golden Gate (EE.UU.), 1280 m - 1937 (el más largo período desde 1937 hasta 1964)

Otros ejemplos [ edit ]

(Cronológico)

Colapsos notables [ editar ]

  • Puente de plata , Point Pleasant, Virginia Occidental - Eyebar puente de la carretera de la cadena, construido en 1928, que se derrumbó a finales de 1967, matando a cuarenta y seis personas.
  • Tacoma Narrows Bridge , (EE.UU.), 853 m - 1940. La Tacoma Narrows puente era vulnerable a las vibraciones estructurales en vientos fuertes sostenidos y moderadamente, debido a su estructura de cubierta de placa viga. Viento provocó un fenómeno llamado aeroelástico aleteo que condujo a su colapso sólo unos meses después de su finalización. El colapso fue capturado en la película.

Galería [ editar ]

Véase también [ editar ]

Referencias [ editar ]

  1. ^ Chakzampa Thangtong Gyalpo - arquitecto, filósofo y Iron Chain Bridge Constructor de Manfred Gerner. Thimphu:. Centro de Estudios de Bután 2007 ISBN 99936-14-39-4
  2. ^ Lhasa y sus misterios por Lawrence Austine Waddell, 1905, p.313
  3. ^ Bhután . Lonely Planet. 2007. ISBN 978-1-74059-529-2 .  
  4. ^ "Chakzampa Thangtong Gyalpo" . Centro de Estudios de Bután. p. 61.  
  5. ^ "alambre de hierro del puente colgante de Wheeling" . Museo Smithsonian Conservation Institute.  
  6. ^ Puentes: Tres mil años de Defying Naturaleza . MBI Publishing Company. 12 de noviembre 2001. ISBN 978-0-7603-1234-6 .  
  7. ^ un b c d Peters, Tom F. (1987). Transiciones en Ingeniería: Guillaume Henri Dufour y el cable del siglo 19 Puentes Colgantes primeros . Birkhauser. ISBN 3-7643-1929-1 .  
  8. ^ Cleveland Bridge Company (UK) sitio Web Consultado el 21 de febrero de 2007, incluye la imagen del puente.
  9. ^ un b Drewry, Charles Stewart (1832). Una memoria de Puentes Colgantes: Consta de la historia de su origen y el progreso . Londres: Longman, Rees, Orme, Brown, Green & Longman. Consultado el 13 de junio de 2009.  
  10. ^ DRPA :: Delaware River Port Authority
  11. ^ McGloin, Bernard. "Sinfonías de acero: Puente de la bahía y el Golden Gate" . Museo Virtual de la Ciudad de San Francisco. Consultado el 12 de enero de 2008.  

Enlaces externos [ editar ]