La Relevancia de los puentes

                      La historia de los puentes se remonta a la necesidad humana de comunicarse entre sí con sus semejantes y de poder cruzar pequeños arroyos y ríos. El primer puente creado por el hombre prehistórico fue un árbol para comunicar las dos orillas de un río. Para cruzar arroyos pequeños utilizaban losas de piedra, rocas, por esto se dice que el hombre ha utilizado su ingenio para sobrepasar cualquier obstáculo físico como ríos, lagos, caminos, vías férreas, o cualquier obstrucción que impida trasladarse de un lugar a otro así como sus productos. A lo largo de la historia los puentes se han convertido no solo en un elemento muy básico para una sociedad sino en símbolo de creatividad, ingenio, y capacidad tecnológica. Cada puente varía dependiendo de su función, los materiales que se usan como la madera, piedra, puentes metálicos o de  hormigón armado, así como del uso que se les dé, como acueductos, cuando se emplean para la conducción del agua, viaductos, si soportan el paso de carreteras y vías férreas, además, pasarelas las cuales son utilizadas exclusivamente para el paso de personas o animales.

Evolución de los puentes  a través del tiempo :

Desde un simple arbol caido para lograr llegar de un lugar a otro:

Desde losas de piedra colocadas especificamente:

Cambiando en su diseño y materiales de construcción:

Hasta las grandes maravillas que hay hoy en día:

Ministerio del Poder Popular Para Las Obras Publicas y Viviendas (2008). MOPVI [Disponible]. En http://www.mopvi.gob.ve/ .Caracas, Venezuela. Recuperado el 18 de Julio del 2011.

Autor:

María Paola Prato Castro

El arco catenario

(Imagen de arcos abovedados)

El arco es la base de la construcción en fábrica: es la forma natural de salvar en vano con un material que resiste bien las compresiones y poco o nada las tracciones. Las dovelas de un arco se empujan entre si al intentar caer hacia abajo y son precisamente estos ernpules los que las rnantienen en equilibrio. "El arco nunca duerme", dice un antiguo proverbio árabe, aludiendo al empuje consfante que ejercen los arcos. Este empuje debe ser resistido por los estribos, y el problema de calcular la dimensión adecuada para arcos y estribos es el tema central de toda la construcción abovedada en fábrica desde sus orígenes hace unos 6,000 años.

Leer artículo: http://oa.upm.es/536/1/X-1547_PDF._Huerta_1996._Historia_teoria_del_arco_de_fabrica.pdf

Material recopilado por: Yeshosua Faratro.

Puentes de arco del sistema Melan

El sistema de construcción Melan, patentado en 1892, reconocido hoy como sistema de puentes de arco, originalmente fue un sistema de construcción de pisos, titulado en la patente: «Arcos de hierro en combinación con bóvedas de hormigón».

El sistema Melan utiliza como parte de la armadura de la bóveda, vigas de arco de acero capaces de soportar cargas, es decir una, así llamada, armadura rígida (Mörsch 1954, 235).
En éste artículo se investigan las condiciones y circunstancias de las que pudo nacer esta invención; además, la aplicación, difusión y alcance del sistema Melan en Austria, Hungría, Alemania y América del norte al fin del siglo XIX, hasta llegar a su reconocimiento máximo durante los años 20 y 30 del sigloXX.

En España, hubo un desarrollo paralelo del sistema Ribera durante el primer tercio del siglo XX. Se llega a la actualidad con el redescubrimiento del sistema Melan a finales del siglo XX en Europa, demostrando que el conocimiento de la historia de la construcción tiene importancia para el sector de construcciones de hoy.

Leer Artículo completo: http://gilbert.aq.upm.es/sedhc/biblioteca_digital/Congresos/CNHC4/CNHC4_036.pdf

Material Recopilado por: Yeshosua Faratro y Joel Zambrano.

HISTORIA DE LOS PUENTES DE ARCO

(Fotografía de un puente de arco del siglo XVII)

En primer lugar, se podría citar a un autor ya bastante por nosotros y en el cual ya hemos trabajado en recientes artículos tal es el Dr. Arquitecto y profesor titular de la Universidad Politécnica de Madrid; Santiago Huerta. Que en un reciente artículo publicado en el año (2000), sintetiza detalladamente el origen del sistema de arco y su aplicación en la elaboración de puentes, en este afirma lo siguiente: “El arco nunca duerme", “dice un antiguo proverbio árabe, aludiendo al empuje constante que ejercen los arcos. Este empuje debe ser resistido por los estribos, y el de calcular la dimensión adecuado paro arcos y estribos es el tema central de toda la construcción abovedada en fábrica desde sus orígenes hace unos 6,000 años”, es así como manifiesta en su introducción la profunda importancia no solo en mundo de la construcción sino su significación histórica por la que tenia aplicación en civilizaciones que no poseían altos niveles de conocimiento en las ciencias exactas, remontándose a 6000 años atrás de nuestra era moderna.

          Por otro lado, recordemos que la aparición de las estructuras con formas de arcos se originan con la llegada del renacimiento, pero más se acentúa en España recordemos que ahí es donde Gaudi este maestro de la arquitectura realiza su obra maestra en conocida iglesia “Sagrada Familia”, en ella se observa las estructuras catenarias de una forma preponderante. En otro orden de cosas, iremos un poco más atrás a la época de Da Vinci ya que él se enfoca en la aplicación mecánica de los arcos tal como se ilustra en algunas pintura que se encuentran en Madrid, donde se le ve en reiteradas veces trabajando en este tema, aunque sus aportes no fueron muy bien reconocidos en el mundo de la arquitectura dieron bastantes aportes a esta.

          En este sentido, nos remontaremos a antecedentes bastante particulares, ya que en Inglaterra cerca del año 1670 surge el Ingeniero inglés Robert Hooke, quien de una forma científica plantea los problemas el método del arco. Pero poco después descubre y propone la aplicación de este método como una forma ideal de construcción con características especificas, y lo demuestra mediante una serie de anagramas. Su teoría, del arco ideal lo probó en la construcción de la cúpula de San Pablo, con el cual contribuyo con el Ingeniero Wran en la culminación de esta edificación. Asimismo, en Francia Philippe de la Hire, quien le da un enfoque diferente a los arcos con la construcción de bóveda en edificios conocidos en la época, ya hablamos del siglo XVII. Igualmente, tiempo después hombres como P. Couplet y Coulomb, formularon la teoría del colapso que pudiera originarse en estructuras con forma de arco, y rompiendo el esquema formulado de que las estructuras colapsarían mediante un desplazamiento de fuerzas; ya Coulomb en 1776  presenta a la Academia Real de Ciencias de París una memoria genial por su sencillez y claridad.

De hecho Coulomb "resuelve" el problema de la teoría de la estabilidad de los arcos de fábrica, estableciendo la base matemática de los distintos modos de colapso posibles, incluyendo la posibilidad de deslizamiento.

El caso es que un puente de arco, es un puente con apoyos a los extremos de la luz, entre los cuales se hace una estructura con forma de arco con la que se transmiten las cargas. El tablero puede estar apoyado o colgado de esta estructura principal, dando origen a distintos tipos de puentes. Los puentes en arco trabajan transfiriendo el peso propio del puente y las sobrecargas de uso hacia los apoyos mediante la compresión del arco, donde se transforma en un empuje horizontal y una carga vertical. Normalmente la esbeltez del arco (relación entre la flecha máxima y la luz) es alta, haciendo que los esfuerzos horizontales sean mucho mayores que los verticales. Por este motivo son adecuados en sitios capaces de proporcionar una buena resistencia al empuje horizontal.

A propósito, de reflexionar el método riguroso en la investigación del Dr. Huerta para la ampliación del concepto científico, metodológico e histórico de revelar la historia de las estructuras con forma de arco en especifico los puentes y todos sus derivados, que como él decía tiene una trascendencia de más de 6000 años atrás, pero además como en su artículo se centrar en la era del renacimiento. A igual, incluyendo dentro de su investigación a hombres de gran envergadura para la historia de la humanidad tales como lo fue Leonardo Da Vinci como inventor, y a Gaudi como maestro de la arquitectura contemporánea, y siguiendo así a todos los demás que hemos citado en este articulo.

En conclusión, los grandes aportes en la historia de la construcción que han tenido todos estos personajes y en especial el Dr. Huerta por su excelente recopilación histórica, marca pauta en las futuras generaciones de Ingenieros(as), al igual así en agudizar los conocimientos en aéreas como los puentes de arco, y las edificaciones con formas arcaicas; con el fin de hacer una mejor transferencia de las cargas a los estribos de la construcción, evitar en su totalidad un posible colapso de la estructura, y su eficacia, continuidad en el tiempo para el goce y disfrute de sus usuarios.

Fuente o referencia:

Huerta S. (2000). Historia de los arcos catenarios [Disponible]. En http://www.X-1547_PDF._Huerta_1996._Historia_teoria_del_arco_de_fabrica.com. Madrid, España. Material recuperado en julio de 2011.

Autor: Yeshosua  Faratro.   
   

COMPORTAMIENTO SÍSMICO DE PUENTES ARCO.

Basado en el articulo escrito por José de Jesús Álvarez Sereno  y Ángel Carlos Aparicio Bengoechea 

Los terremotos de Loma Prieta en 1989, de Northridge en 1994, y de Hyogo-ken Nanbu en 1995, han mostrado que los puentes son estructuras sísmicamente vulnerables. Aún cuando los puentes arco no han sufrido daños severos en sismos pasados, ni aún en los eventos mencionados, esto no significa que no puedan sufrirlo en algún futuro sismo de gran intensidad.

Este tipo de estructuras tiene un comportamiento complejo durante los movimientos sísmicos fuertes; ya que el arco es un elemento sometido primordialmente a una gran fuerza axial de compresión debida a la carga muerta, resulta de gran importancia conocer la magnitud de los elementos mecánicos generados durante el sismo. El objetivo de este trabajo es mostrar un panorama del estado del conocimiento que actualmente se tiene sobre la respuesta sísmica analítica de este tipo de estructuras. Los estudios referentes al análisis de la respuesta sísmica de estos puentes han sido escasos, y si ha de buscarse un proyecto óptimo es imprescindible que el diseñador cuente con información relativa a su desempeño bajo efectos sísmicos.

Leer Articulo: www.smis.org.mx/rsmis/n68/Alvarez-Aparicio.pdf

Material Recopilado por: Joel Zambrano.

Los puentes más famosos del mundo

  Mediante ciertas estructuras que soportan pesos importantes, se consigue cruzar una depresión del terreno u otros obstáculos como el agua u otras vías de comunicación. Los puentes proporcionan un camino, una carretera, una vía férrea y sujetan tuberías, líneas de distribución de energía o un canal o conducto de agua en el caso de los acueductos. Se construyen de distintos tipos para solucionar las diversas características de su ubicación concreta y constan de dos partes principales: unos elementos que configuran los apoyos o soportes del puente y otra estructura que se sitúa entre las anteriores.

Tipos de Puentes

Puentes Móviles: Este tipo de construcciones se sitúan sobre vías de navegación, desplazándose por elevación, giro o deslizamiento para que pasen las embarcaciones. Un ejemplo de esta clase de estructuras es el puente levadizo Tower Bridge de Londres, en el que la calzada se abre en dos para permitir el paso de los barcos.

Puentes de Arco: En época romana y medieval, los puentes sobre arcos se construían con piedra y ladrillo. A partir del siglo XIX, se empezó a utilizar el hierro, lo que permitió edificar construcciones más largas.

En 1874, el ingeniero estadounidense James Buchanan Eads edificó el primer puente de acero, en Saint Louis (Estados Unidos). A comienzos del siglo XX, se desarrolla la fabricación con hormigón armado, como en el puente del Esla (España), del año 1940.

Puentes Colgantes: En los puente colgantes, la estructura resistente básica está formada por los cables principales, que se fijan en los extremos del vano a salvar, y tienen la flecha necesaria para soportar mediante un mecanismo de tracción pura, las cargas que actúan sobre él.

El puente colgante más elemental es el puente catenaria, donde los propios cables principales sirven de plataforma de paso. Paradójicamente, la gran virtud y el gran defecto de los puentes colgantes se deben a una misma cualidad: su ligereza.

La ligereza de los puentes colgantes, los hace más sensibles que ningún otro tipo al aumento de las cargas de tráfico que circulan por él, porque su relación peso propio/carga de tráfico es mínima; es el polo opuesto del puente de piedra.
Actualmente los puentes colgantes se utilizan casi exclusivamente para grandes luces; por ello, salvo raras excepciones, todos tienen tablero metálico.

El puente colgante es, igual que el arco, una estructura que resiste gracias a su forma; en este caso salva una determinada luz mediante un mecanismo resistente que funciona exclusivamente a tracción, evitando gracias a su flexibilidad, que aparezcan flexiones en él.

Puente de la bahía de Sydney: El puente fue construido durante un periodo de nueve años, de 1923 a 1932, por la empresa inglesa Dorman Long, que basó parte del diseño en el mucho más pequeño puente Tyne ubicado en Newcastle, en el norte de Inglaterra. El tramo del único arco es el cuarto más grande de su tipo en el mundo, y con una altura de 134 metros sobre el nivel del mar es el más alto.

El tramo del arco tiene 503 metros de largo, con dos enormes torres de granito que sostienen al puente en su lugar en cada orilla. Hoy día, además de servir como un puente funcional para seis carriles de tránsito motorizado, una vía de ferrocarril y un pasaje para peatones, el puente es también un popular destino turístico para quienes desean escalarlo.

Gran puente de seto: El puente Seto Ohashi que se extiende uniendo las islas de Honshu y Shikoku es el puente más grande del mundo en el que se combinan carreteras con una línea ferroviaria. Dividido en seis secciones, y con una distancia total de 9,4 kilómetros, es una maravilla arquitectónica, además de una obra clave en las comunicaciones entre dos prefecturas de Japón como lo son Okayama y Kagawa.

Puente Nanpu Bridge: El puente Nanpu está construido con  acero y viga de hormigón compuesta por un puente atirantado construido en Shanghai. La longitud total del puente es de 8.346 metros, con un claro central de 423 metros, ocupando el tercer lugar entre los puentes atirantados del mundo. La altura de la torre es de 150 metros con dos líneas de cables fuertes.

El enfoque de puente en espiral en Puxi se considera que es una maravilla en la construcción de puentes del mundo. El puente principal compuesta con dos tipos de materiales de construcción: acero y hormigón. El siguiente nivel de cubierta del puente son de un gran marco de "haz" es decir, la capa superior está reforzada con hormigón, la cubierta de acero y la superficie del puente están soldadas con soldadura electrónica, luego se vierte hormigón en la intersección para convertirla en una.

Esta baraja compuesta y la estructura del marco de acero que consiste y la fuerza en conjunto, se denomina la estructura de viga mixta. Esta es la primera vez que utiliza en China, y ha abierto la primera de su tipo en la historia.

Puente Kinta: ^[ Uno de los puentes más famosos de Japón. Está compuesto por 5 arcos de madera apoyados en grandes pilares de piedra. Los 3 arcos centrales no tienen apoyos y los dos laterales se apoyan en columnas de madera. A diferencia de otros puentes, los arcos cumplen la función de calzada. Tiene tablones formando escalones en el sector de subida y bajada y otros de plano en la cara superior del arco. Vaya en este texto un especial agradecimiento a nuestro amigo el Profesor Hiroaki Sasaki quien con gran amabilidad nos acercó a la historia del puente como así también a la cultura japonesa de la cual es un especialista.

Material Recopilado por: Wuendy Solano.

Demostración de la importancia del metodo de arcos catenarios en la construcción de puentes de arco

(Fotografia de un puente de arco)

En primer lugar, en reciente artículo publicado (Irusta (2000, Febrero 20). Clasificación de los puentes. El mundo, pp. A1) define: “Mediante ciertas estructuras que soportan pesos importantes, se consigue cruzar una depresión del terreno u otros obstáculos como el agua u otras vías de comunicación. Los puentes proporcionan un camino, una carretera, una vía férrea y sujetan tuberías, líneas de distribución de energía o un canal o conducto de agua en el caso de los acueductos...”  Sin embargo, los puentes son construcciones que por lo general son artificiales y fundamentalmente permiten las comunicaciones de carácter terrestre ante accidentes geográficos o cualquier otro obstáculo físico como un rio, un caño, un valle, un camino, una vía férrea o cualquier otra obstrucción.

               Por otro lado, según (HERRERA  (2005). Puentes de arco de sistema Melan. Cádiz-España) menciona un concepto general de la aplicación de los puentes de arco: Un puente arco consta generalmente de un tablero y un arco vertical. En un puente arco plano, el tablero es siempre recto y su carga se transmite, mediante péndolas ancladas en el eje, al único arco…  Asimismo, un puente de arco es una estructura con forma de arco que trabaja transfiriendo el peso rígido del puente y la sobrecarga de uso hacia los apoyos mediante la construcción de arcos. Esta forma de construcción de estos puentes se remonta a finales del siglo XVII teniendo como creador de este método al arquitecto Antoni Gaudí.

            En primer lugar Gaudí en el siglo XVII mostro su originalidad e independencia, asimismo empezó ampliar de manera sistemática el concepto y la atención en la arquitectónica occidental. Seguidamente, hacia 1670 Robert Hook plantea el gran problema de las comunicaciones terrestres ante las diferentes fallas geográficas en una de las reuniones de la Royal Society, dando solución en un anagrama basado en los primeros trabajos de Gaudí. Al mismo tiempo, Gregory 1697 en su artículo sobre la forma catenaria, deja plasmado que se podrían crear estructuras en forma de arco para crear medios viales de comunicación entre las diferentes ciudades de la región, pero dado lo vacío del artículo no resuelve el problema que desde un momento había plasmado Hook en años anteriores, pero las bases de este proyecto primer proyecto de ingeniera lo dejaría Bernaulli en 1704, luego algunos ingenieros ingleses del siglo XVIII llevarían estas bases a la practica en la construcción de los primeros puentes con forma de arco. Seguidamente, en el siglo XIX Husbstack investiga sobre como ampliar el concepto abstracto en la construcción de puentes con estas características.   

Asimismo, el puente es una estructura que salva un obstáculo, sea río, foso, barranco o vía de comunicación natural o artificial, y que permite el paso de peatones, animales o vehículos. En cambio, los puentes en arco trabajan transfiriendo el peso propio del puente y las sobrecargas de uso hacia los apoyos mediante la compresión del arco, donde se transforma en un empuje horizontal y una carga vertical. Dado que normalmente la esbeltez del arco es alta, haciendo que los esfuerzos horizontales sean mucho mayores que los verticales. Por este motivo son adecuados en sitios capaces de proporcionar una buena resistencia al empuje horizontal. Cuando la distancia a salvar es grande pueden estar hechos con una serie de arcos, aunque ahora es frecuente utilizar otras estructuras más económicas.

 Sin embargo, los resultados arrojados en el método de Gaudí dan las bases de los principios parabólicos que son fundamentales en la construcción de puentes que cuenten con estas características, tomando en cuenta elementos tales como la resistencia y la fuerza, para el apoyo de las cargas en los cimientos de la estructura. Además, recordemos que esto es producto de años de investigación de parte de ingenieros de la Europa occidental, ya que eran los principales interesados en luchar en contra de situaciones naturales y permitir las comunicaciones entre las principales regiones del continente.    

             Finalmente, la importancia de un personaje como Antoni Gaudí en la construcción de estructuras en materia vialidad permite significar a un personaje y su método, que acento las bases para la ejecución de obras con características en forma de arco y además nos da paso a mencionar como a través de los años sigue en vigencia ese tópico en materia de construcciones civiles en materia de puentes de arco y más específicamente en comunicaciones terrestres.

Autores:

•  Wuendy Solano 
•  Joel Zambrano
•  María Prato
•  Yeshosua Faratro
• Ángela Maldonado

    Huerta S. (2000). Historia de los arcos catenarios [Disponible]. En http://www.X-1547_PDF._Huerta_1996._Historia_teoria_del_arco_de_fabrica.com. Madrid, España. Material recuperado en julio de 2011.