Puente voladizo

Un puente voladizo es un puente construido utilizando estructuras que se proyectan horizontalmente en el espacio, apoyadas en un solo extremo (llamados voladizos). Para pasarelas pequeñas, los voladizos pueden ser vigas simples; sin embargo, los grandes puentes voladizos diseñados para soportar el tráfico por carretera o ferroviario utilizan cerchas construidas con acero estructural o vigas cajón construidas con hormigón pretensado.

El puente voladizo de armadura de acero fue un gran avance en ingeniería cuando se puso en práctica por primera vez, ya que puede abarcar distancias de más de 1,500 pies (460 m) y puede construirse más fácilmente en cruces difíciles gracias al uso de poca o ninguna cimbra. .

Orígenes

Los ingenieros del siglo XIX entendieron que un puente continuo a través de múltiples soportes distribuiría las cargas entre ellos. Esto daría como resultado menores tensiones en la viga o la armadura y significaría que se podrían construir luces más largas. Varios ingenieros del siglo XIX patentaron puentes continuos con puntos de articulación en la mitad del tramo. El uso de una bisagra en el sistema de vanos múltiples presentó las ventajas de un sistema estáticamente determinado y de un puente que podría manejar el asentamiento diferencial de los cimientos. Los ingenieros podrían calcular más fácilmente las fuerzas y tensiones con una bisagra en la viga.

Heinrich Gerber fue uno de los ingenieros que obtuvo una patente para una viga articulada (1866) y es reconocido como el primero en construir una. El puente Hassfurt sobre el río Meno en Alemania, con un tramo central de 38 metros (124 pies), se completó en 1867 y está reconocido como el primer puente voladizo moderno.

El Puente Alto de Kentucky de C. Shaler Smith (1877), el Puente Cantilever del Niágara de Charles Conrad Schneider (1883) y el Puente Poughkeepsie de John Francis O'Rourke y Pomeroy P. Dickinson (1889) fueron todos importantes usos tempranos del diseño en voladizo. El puente del río Kentucky atravesaba un desfiladero de 84 metros (275 pies) de profundidad y aprovechó al máximo el hecho de que no se necesita cimbra o soporte temporal para el tramo principal de un puente voladizo.

El puente Forth es un ejemplo notable de uno de los primeros puentes voladizos. Este puente mantuvo el récord de luz más larga del mundo durante veintinueve años hasta que fue superado por el Puente de Quebec. Los ingenieros responsables del puente, Sir Benjamin Baker y Sir John Fowler, demostraron los principios estructurales del voladizo suspendido sentándose en sillas y apoyando a su colega, Kaichi Watanabe, entre ellos, usando solo sus brazos y postes de madera. El tramo suspendido, donde se sienta Watanabe, está en el centro. Los postes de madera resisten la compresión de la cuerda inferior, mientras que los brazos extendidos soportan la tensión de la cuerda superior. La colocación de los contrapesos de ladrillo demuestra la acción de los cimientos exteriores.

Función

Puente Cantilever.— Una estructura por lo menos una parte de la cual actúa como anclaje para sostener otra porción que se extiende más allá del muelle de apoyo.

—John Alexander Low Waddell, Bridge Engineering

Un tramo en voladizo simple está formado por dos brazos en voladizo que se extienden desde lados opuestos de un obstáculo a cruzar y se encuentran en el centro. En una variante común, el tramo suspendido, los brazos voladizos no se juntan en el centro; en cambio, sostienen un puente de celosía central que descansa sobre los extremos de los brazos voladizos. El tramo suspendido puede construirse fuera del sitio y elevarse hasta su lugar, o construirse en el lugar utilizando soportes móviles especiales.

Una forma común de construir armazones de acero y tramos en voladizo de hormigón pretensado es contrapesar cada brazo en voladizo con otro brazo en voladizo que se proyecta en la dirección opuesta, formando un voladizo equilibrado; cuando se fijan a una base sólida, los brazos de contrapeso se denominan brazos de anclaje. Así, en un puente construido sobre dos pilares de cimentación, hay cuatro brazos voladizos: dos que atraviesan el obstáculo y dos brazos de anclaje que se extienden alejándose del obstáculo. Debido a la necesidad de mayor resistencia en los soportes del voladizo equilibrado, la superestructura del puente a menudo toma la forma de torres sobre los pilares de los cimientos. El puente Commodore Barry es un ejemplo de este tipo de puente voladizo.

Los voladizos de celosía de acero soportan cargas por tensión de los miembros superiores y compresión de los inferiores. Comúnmente, la estructura distribuye la tensión a través de los brazos de anclaje a los soportes más externos, mientras que la compresión se lleva a los cimientos debajo de las torres centrales. Muchos puentes voladizos de armadura utilizan uniones articuladas y, por lo tanto, están estáticamente determinados sin que ningún miembro soporte cargas mixtas.

Los puentes voladizos equilibrados de hormigón pretensado a menudo se construyen mediante una construcción segmentaria.

Métodos de construcción

Algunos puentes de arco de acero (como el Puente Navajo) se construyen utilizando tramos en voladizo puro desde cada lado, sin cimbra debajo ni torres de soporte temporales ni cables arriba. Luego se unen con un pasador, generalmente después de separar el punto de unión, y cuando se retiran los gatos y se agrega la plataforma del puente, el puente se convierte en un puente de arco de armadura. Esta construcción sin soporte sólo es posible cuando se dispone de roca adecuada para soportar la tensión en la cuerda superior del tramo durante la construcción, lo que normalmente limita este método a la superposición de cañones estrechos.

Listar por longitud

Los puentes voladizos más largos del mundo (por tramo más largo):

1. Puente de Quebec (Quebec, Canadá, 1919) 1,800 pies (549 m)
2. Puente de Forth (Firth of Forth, Escocia, 1890) 2 x 1,710 pies (521 m)
3. Puente Minato (Osaka, Japón, 1973) 1,673 pies (510 m)
4. Commodore Barry Bridge (Chester, Pennsylvania, EE.UU., 1974) 1,644 pies (501 m)
5. Crescent City Connection (tarifas duales) (Nueva Orleans, Louisiana, EE.UU., 1958 y 1988) 1,575 pies (480 m)
6. Howrah Bridge (Kolkata, West Bengal, India, 1943) 1,500 pies (457 m)
7. Gramercy Bridge (Gramercy, Louisiana, EE.UU., 1995) 1,460 pies (445 m)
8. Puente de puerta de Tokio (Tokyo, Japón, 2012) 1,443 pies (440 m)
9. J. C. Van Horne Bridge (Campbellton, New Brunswick & Pointe-à-la-Croix, Quebec, Canadá, 1961) 1.247 pies (380 m)
10. Puente Horace Wilkinson (Baton Rouge, Louisiana, EE.UU., 1968) 1,235 pies (376 m)
11. Tappan Zee Bridge (South Nyack, New York " Tarrytown, New York, US, 1955–2017) 1.212 pies (369 m)
12. Lewis y Clark Bridge (Longview, Washington " Rainier, Oregon, EE.UU., 1930) 1,200 pies (366 m)

Ejemplos

• 
  El Puente de Quebec es de la estructura general descrita anteriormente.
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  El puente Vejle Fjord es un puente de hormigón construido utilizando el método de dosel equilibrado.
• 
  Extrema este del Puente de la Bahía de San Francisco-Oakland
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  Howrah Bridge, Kolkata
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  El Puente Forth con sus tres dobles basureros.
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  Original 1938 lazo del Puente de Agua Azul
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  Pulaski Skyway
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  Puente Vrengen, puente de hormigón.

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