Puentes Sostenidos por Cables.

Pocas estructuras son tan universalmente llamativas como los puentes soportados por cables. El origen del concepto de salvar grandes luces con cables, utilizando su resistencia a la tensión, se pierde en la antigüedad y, sin duda, se extiende hacia atrás en el tiempo hasta antes de los registros históricos. Tal vez seres humanos primitivos, en la necesidad de cruzar obstáculos naturales como cañadas profundas y grandes corrientes, observaron una araña tejiendo su red o monos desplazán­dose a lo largo de bejucos colgantes.

Los antiguos puentes sostenidos por cables eran peatonales que consistían en cables formados por bejucos o tiras de cuero retorcidos, fuertemente tensionados para reducir la flecha. Los extremos del cable eran amarrados a árboles u otros objetos permanentes localizados en las orillas de los ríos o en los bordes de la cañadas o de otras obstrucciones naturales al tráfico. El tablero, proba­blemente de tablas labradas de manera burda, era colocado en forma directa sobre el cable. Este tipo de construcción fue usado en edades remotas en la China, el Japón, la India y el Tibet. Fue usado también por los aztecas en México, los incas del Perú y por nativos de otras partes de Sudamérica. Todavía se puede encontrar en áreas remotas del mundo.

En 1607, un ingeniero veneciano llamado Faustus Verantius publicó una descripción de un puen­te suspendido, soportado de manera parcial por varias tirantas de cadenas diagonales figura 7.3. a . Las tirantas en ese caso eran usadas en combinación con un cable principal de soporte (catenaria). El primer uso de un puente puramente atirantado se acredita a Lösher, quien construyó un puente atirantado de madera en 1784 con una luz de 32 metros figura 7.4.a. El concepto de puentes pura­mente atirantados parece que no fue usado de nuevo hasta 1817 cuando dos ingenieros británicos, Redpath y Brown, construyeron el puente peatonal de King’s Meadow figura 7.3.b. con una luz de unos 33,5 metros. En esta estructura se utilizaban tensores de cable de alambre inclinados, conectados a torres de hierro fundido. En 1821, el arquitecto francés Poyet sugirió un puente puramente atiran­tado con cables figura 7.4.b. usando como tirantas barras suspendidas de altas torres.

Figura 7.3.a.  Puente de cadenas por Faustus Verantius, 1607

Figura 7.3.b.  Puente peatonal de King's Meadow.

Figura 7.3.c.  Puente de Dryburgh Abbey.

Figura 7.3.d.  Puente de Nienburg.

Esta clase de puente pudo haber llegado a ser una forma convencional de construcción de puentes a no ser por una serie de circunstancias infortunadas. En 1818, un puente peatonal com­binado atirantado y colgante que cruzaba el río Tweed, cerca de la abadía de Dryburg, en Inglate­rra figura 7.3.c, colapso como resultado de la acción del viento. En 1824, un puente atirantado que cruzaba el río Saale, cerca de Nienburg, en Alemania figura 7.3.c,  se desplomó probable­mente por sobrecarga. El famoso ingeniero francés C.L.M.H. Navier publicó en 1823 un presti­gioso trabajo en donde sus comentarios adversos sobre las fallas de varios puentes atirantados condenó prácticamente el uso de tirantas de cables a la oscuridad.

A pesar de las críticas adversas de Navier sobre los puentes atirantados, varios más fueron construidos poco después de los fatales colapsos de los puentes en Inglaterra y Alemania, por ejemplo, el puente de cables de Gischlard-Arnodin figura 7.4.c, con múltiples cables inclinados colgantes de dos torres de mampostería. En 1840, Hatley, un inglés, usó tirantas de cadena en una configuración paralela parecida a las cuerdas de un arpa figura 7.4.d.. Él mantuvo el espaciamiento paralelo de las tirantas principales usando un subsistema espaciado estrechamente ancla­do al tablero y perpendicular a los cables portantes principales.

Figura 7.4.a.  Puente de madera tipo Löscher

Figura 7.4.b.  Puente tipo Poyet.

Figura 7.4.c.  Puente de cables inclinados tipo Gischiard-Arnodin

Figura 7.4.d.  Puente de cadenas Hatley.

Además de las tirantas se utilizaron las péndolas verticales para soportar la superestructura del puente. Observaciones del comportamiento indicaron que las tirantas y las péndolas no se acoplaban de modo eficiente. En consecuencia, aunque las tirantas eran convenientes medidas de seguridad en los primeros puen­tes, en el desarrollo posterior de los puentes colgantes de catenaria convencional se omitieron las tirantas. El puente colgante convencional dominó hasta la segunda mitad del siglo XX.

La virtual eliminación de los puentes atirantados durante el siglo XIX y los comienzos del XX puede atribuirse a la falta de análisis teóricos confiables para la determinación de las fuerzas internas del sistema total. La falla en entender el comportamiento de los puentes atirantados y la carencia de métodos para controlar el equilibrio y la compatibilidad de los diversos componentes estructurales altamente indeterminados, parecen haber sido el mayor obstáculo para la continuación del desarrollo del concepto. Además, los materiales en ese periodo no eran los apropiados para puentes atirantados.

El renacimiento de los puentes atirantados parece haber empezado en 1938 con el trabajo del ingeniero alemán Franz Dischinger. Al diseñar un puente colgante para cruzar el río Elba cerca de Hamburgo figura 7.5, Dischinger determinó que la deflexión vertical del puente bajo cargas de ferrocarril podía reducirse de manera considerable al incorporar tirantas de cables al sistema de suspensión. A partir de esos estudios y de su posterior diseño del puente de Strömsund en Suecia (1955), evolucionaron los puentes atirantados modernos. Sin embargo, el mayor ímpetu para los puentes atirantados vino en Alemania después de la Segunda Guerra Mundial con el diseño y construcción de puentes para remplazar los que habían sido destruidos en el conflicto.

Figura 7.5.  Sistema de puente propuesto por Dischinger