Los puentes colgantes son un tipo de estructura donde la plataforma se cuelga debajo de una serie de cables de suspensión que están en tirantes verticales. Los primeros ejemplos modernos de este diseño comenzaron a aparecer a principios del siglo XIX. Los puentes sencillos sin tirantes se han colocado en las regiones montañosas del mundo durante muchos siglos.
Los puentes colgantes tienen cables que se suspenden entre sus torres para ayudar a llevar el peso de la plataforma con sus tirantes verticales. Este diseño permite que la plataforma se arquee hacia arriba para obtener espacio adicional o para sentarse a nivel. Muchos de ellos construidos sin cimbra.
Para que el diseño de la suspensión funcione, debe haber cables anclados a cada extremo de la estructura. Cualquier carga aplicada al puente se transforma en tensión que deben soportar los cables principales. Es por eso que continúan más allá de los pilares hasta los soportes en la plataforma, y luego continúan en los anclajes al suelo para proporcionar suficiente soporte.
Hay varias ventajas y desventajas únicas de los puentes colgantes que se deben considerar cuando las comunidades comienzan a considerar la necesidad de un nuevo tramo.
Lista de las ventajas de los puentes colgantes
1. Los puentes colgantes son relativamente asequibles de construir.
Los puentes colgantes son relativamente económicos de construir en el sentido de que solo se necesita una cantidad mínima de suministros para crear la estructura. Solo necesita los anclajes para sostener la construcción, los cables que sostienen la plataforma y luego el camino para peatones o vehículos.
Esta estructura puede resultar una solución integral para las comunidades que buscan construir un puente funcional sin muchos fondos, principalmente porque la madera y las cuerdas son tan útiles como el acero o el hierro para su construcción. A pesar de la falta de fondos, un puente colgante todavía puede parecer visualmente atractivo y completamente operativo desde un punto de vista práctico.
2. Los puentes que utilizan esta técnica pueden cubrir grandes luces.
China ha construido la mitad de los 10 puentes colgantes más largos actualmente en funcionamiento en el mundo. El poseedor del récord actual es el Puente Akashi-Kaikyo en Japón para un punto de vista de suspensión, con un tramo central que mide casi 2.000 metros. Los seis carriles de tráfico combinado que soporta ofrecen una longitud combinada de casi 4.000 metros. Se necesitaron diez años para completar la construcción, apoyando a Honshu y Shikoku por carretera y ferrocarril. Puede soportar un terremoto de magnitud 8.5 o velocidades del viento de hasta 286 kilómetros por hora.
El puente Xihoumen conecta la isla Cezi con la isla Jintang en China, proporcionando un tramo principal de 1.650 metros. Los cuatro carriles de la autopista miden un total de 5.300 metros, construidos entre 2004 y 2009 como parte de un plan de mejora de infraestructura a largo plazo. Este diseño es eficaz para tramos largos porque los mecanismos de soporte siguen siendo los mismos.
3. Es más fácil mantener los puentes colgantes en comparación con otros estilos.
Una vez que se completa la construcción del puente colgante, se requieren relativamente pocos materiales para mantener su mantenimiento. La mayoría de las comunidades pueden arreglárselas con controles de rutina del hardware y los componentes estructurales, una capa de pintura de vez en cuando y algunas reparaciones de la cubierta. Hay menos necesidades de revisiones importantes porque no hay tantos componentes móviles con este diseño. Eso significa que los gastos continuos para el tramo son menores, por lo que puede ahorrar dinero al establecer el puente y mientras lo cuida.
4. Los puentes colgantes constituyen un hito para muchas comunidades.
Las formas onduladas del puente colgante estándar lo convierten en una experiencia estéticamente agradable. Las características lineales y las formas curvas ayudan a las comunidades a diseñar un punto de referencia que puede atraer dólares del turismo a la región. Puentes icónicos como Golden Gate, Tower o Brooklyn atraen a las personas a la estructura porque quieren verla. Los puentes colgantes ya brindan una forma familiar y la confianza del usuario con su diseño, lo que los alienta a todos a hacerse famosos a su manera.
5. Este diseño de puente requiere muy poco acceso desde la parte inferior de la plataforma.
A excepción de la instalación de los primeros cables temporales durante la construcción del puente, se requiere muy poco acceso desde abajo para finalizar esta estructura. Eso hace posible dejar una vía fluvial abierta mientras se construye el puente, ya que casi todo el trabajo ocurre en la parte superior del puente. Esta ventaja también hace que el costo de la mano de obra sea menor que para otros diseños, lo que permite un costo general de instalación más bajo.
Incluso cuando el mantenimiento continuo se vuelve necesario con un puente colgante, esta ventaja aún se aplica. A menos que haya tuberías, cables o elementos adicionales equipados para el tramo por alguna razón, no es necesario repararlo desde abajo.
6. Hay más flexibilidad con la configuración del puente colgante.
Al instalar un nuevo puente colgante sobre un tramo de cualquier tamaño, la plataforma se puede construir de modo que se puedan reemplazar algunas secciones. Esta ventaja permite a una comunidad expandir la sección para ampliar los carriles de tráfico o agregar áreas específicas para peatones para viajar. También puede realizar ajustes en la cantidad de peso que el puente puede soportar con el tiempo. Eso significa que la estructura puede evolucionar con el área para que pueda continuar ofreciendo una plataforma útil para cualquier tráfico que necesite cruzar.
7. Se necesita menos tiempo para construir puentes colgantes en comparación con otros diseños.
No necesita tantos anclajes con un puente colgante cuando lo compara con las opciones sin suspensión. Se necesitan menos anclajes como parte del diseño general, lo que significa que no necesita tantos cables para sostener la plataforma. Si una comunidad decide optar por un diseño atirantado, una sola torre puede ser suficiente para completar todo el proceso fundamental. Esta ventaja permite reducir la cantidad de tiempo que se tarda en pasar del concepto a la realidad.
8. Hay varias variaciones disponibles para los siguientes puentes colgantes.
Al construir un puente colgante, existen diferentes tipos de estructura de cubierta que los ingenieros pueden usar para completar la estructura. La mayoría de ellos usa una estructura de celosía abierta después de descubrir los problemas con las vigas de placa después del colapso del puente Tacoma Narrows en 1940. Esa opción de cubierta se retorció y vibró violentamente a velocidades de viento de solo 40 millas por hora. Hay bordes de entrada afilados y vigas inferiores inclinadas que también son útiles en algunos diseños.
Los ingenieros pueden optar por terminaciones de cables de suspensión. Estos se crean insertando un cable de suspensión en el extremo estrecho de una cavidad en forma de cono orientada en una línea donde existe tensión en el puente. También hay diferentes tipos de cables, como cadenas, barras unidas o varios hilos de alambre. Este último agrega resistencia y mejora la confiabilidad del tramo, ya que una hebra defectuosa no tendrá el mismo impacto que un enlace roto.
9. Los puentes colgantes con una extensión inferior son una posibilidad.
Cuando los ingenieros deciden que un puente colgante con extensión inferior es útil para un punto de instalación, los cables primarios cuelgan completamente debajo de la plataforma de la estructura. Todavía están anclados al suelo de una manera similar al diseño convencional. Solo se han construido unos pocos puentes de este estilo, ya que la plataforma es mucho menos estable cuando se suspende debajo de los cables. El puente Micklewood es uno de los ejemplos más conocidos de este diseño y puede haber sido el primero de su tipo. Tenía 103 pies de largo, tenía riostras transversales pesadas y los cables principales eran cadenas.
El único puente que se encuentra en uso en los Estados Unidos es el puente Kellams. Se extiende por el río Delaware entre Hankins, Nueva York y Stalker, Pensilvania. Recientemente se sometió a un proyecto de renovación de $ 4.5 millones.
Lista de las desventajas de los puentes colgantes
1. Los puentes colgantes pueden tener dificultades para soportar pesos pesados enfocados.
El objetivo de un puente colgante es transferir continuamente la tensión y el peso del tráfico a medida que se mueve a lo largo del tramo. Todos los cables funcionan juntos para que esto suceda, pero hay una tolerancia de peso superior que se debe considerar. Si el peso concentrado de un objeto pesado que cruza el tramo fuera mayor que el límite de peso de un solo cable, entonces toda la estructura estaría en riesgo de colapso. Es por eso que generalmente no ve este diseño en su lugar cuando un tráfico ferroviario significativo necesita apoyo.
2. Hay menos flexibilidad con un puente colgante.
Todos los puentes tienen riesgo de fallar cuando las tensiones extremas impactan en la estructura. Los puentes colgantes tienden a lidiar con este problema más fácilmente porque la plataforma “flota” con el uso de anclajes y cables. Dado que cada punto tiene limitaciones que deben tenerse en cuenta, una combinación de presiones verticales y velocidades del viento lateral puede provocar una falla del tramo. Esta desventaja hace que no permanezcan resistentes en condiciones de viento fuerte a menos que se incorporen refuerzos en la estructura.
3. Los vientos fuertes pueden hacer que un puente colgante comience a vibrar.
Cuando hay una brisa fuerte que atraviesa el frente de un puente colgante rígido, las fuerzas que actúan sobre la estructura pueden hacer que la plataforma comience a vibrar. La mayoría de los tramos en uso hoy en día requieren perfilado aerodinámico o rigidez adicional a su diseño para que este resultado no ocurra. Esta desventaja puede ser engorrosa en algunas situaciones, ya que el punto de instalación no puede soportar completamente el peso agregado o los componentes adicionales.
4. Puede ser necesario algún acceso por debajo de la plataforma durante la construcción.
Los puentes colgantes intentan limitar la cantidad de tiempo que los trabajadores pasan debajo de la plataforma porque los puntos de acceso pueden ser un desafío. Este problema no puede eliminarse por completo del plan de construcción, incluso con puentes atirantados, debido a la necesidad de soportar la estructura general. Eso significa que es necesario un plan de respaldo para las vías fluviales para que el tráfico pueda pasar en consecuencia. La mayor parte del trabajo implica levantar las unidades de cubierta y los cables iniciales, pero también puede haber otros requisitos que gestionar.
5. Los puentes colgantes tienen una rigidez de cubierta más baja en comparación con otros diseños.
El diseño típico de un puente colgante ofrece una rigidez de plataforma relativamente baja en comparación con otros tramos que no utilizan este concepto de ingeniería. Eso hace que sea prácticamente imposible que el tramo transmita tráfico ferroviario pesado cuando las cargas vivas altamente concentradas ocurren con frecuencia. Los diseños reforzados pueden minimizar esta desventaja hasta cierto punto, pero el diseño rara vez tendrá la oportunidad de competir con las opciones sin suspensión. Esa es la razón por la que generalmente ve que la suspensión diseñada se usa para el tráfico vehicular, el ciclismo o las necesidades de peatones y no en los cruces de ferrocarril.
6. Algunos puentes colgantes requieren un extenso trabajo de cimentación.
Si el puente colgante debe construirse en un área que tiene mucho terreno blando, los ingenieros deben dedicar una cantidad considerable de tiempo a trabajar en los cimientos de la estructura. Es necesario un refuerzo extenso de los anclajes de la torre porque el peso del puente lo obligaría a comenzar a hundirse en el suelo con el tiempo. Cada carga pesada que soportaría el tramo lo empujaría más profundamente en la tierra. Incluso cuando se lleva a cabo este trabajo, no hay garantía de que el resultado sea exitoso.
7. La falla de un cable puede ser suficiente para provocar el colapso de todo el puente.
El puente Kutai Kartanegara en Indonesia sufrió un colapso catastrófico en 2011. Hubo 20 personas muertas y 40 heridas, junto con 19 personas que figuran como desaparecidas. La cubierta de la estructura quedó completamente destruida. Dos pilares del puente estaban en pie en el momento del colapso. El motivo del incidente fue un error humano. La estructura se derrumbó cuando los trabajadores reparaban un cable.
Solo un cable de soporte se rompió y provocó que el puente colgante sufriera una falla catastrófica. Es por eso que se debe realizar un mantenimiento e inspección continuos, junto con el apoyo de ingenieros y trabajadores experimentados que pueden respaldar la salud del tramo. Casi todos los colapsos registrados de un puente colgante se han debido a una sobrecarga de alguna manera.
8. Hay opciones de puentes más baratas para construir.
Los puentes colgantes son una de las opciones de tramo más asequibles que las comunidades pueden construir para respaldar las redes de transporte. También es más caro instalarlos en comparación con algunas de las otras opciones. Cuando un puente colgante falla por alguna razón, generalmente se reemplaza con un puente en arco debido a la efectividad del diseño y su resistencia general a la tracción cuando se combina con el costo final en comparación.
Conclusión
Los seres humanos hemos construido puentes colgantes desde los inicios de nuestra historia. Las primeras versiones de esta tecnología eran un simple tramo de cuerda que se colgaba de un extremo a otro de un cañón. Luego, la plataforma estaba al mismo nivel o ligeramente por debajo de las cuerdas para facilitar el movimiento de los peatones.
Thangtong Gyalop comenzó a usar cadenas de hierro para construir puentes colgantes simples en el este de Bután durante el siglo XV. Este esfuerzo fue tan fuerte que el último, ubicado en Duksum en la ruta a Trashiyangtse, no desapareció hasta 2004.
Al observar las ventajas y desventajas de los puentes colgantes, es evidente que hay algunos puntos débiles en el diseño a considerar. Cuando los ingenieros pueden crear un diseño eficaz que contrarreste estos problemas, el potencial de este lapso es bastante sorprendente. Si ese resultado no es posible, existe un riesgo significativo de colapso que debe tenerse en cuenta.
