Varios arreglos de puentes colgantes se ilustran en la figura 7.9. El cable principal es continuo, sobre silletas en las pilas, o torres, de anclaje a anclaje. Cuando el cable principal en las luces laterales no soporta el tablero del puente (luces laterales soportadas en forma independiente por pilas), la porción del cable entre la silleta y el anclaje es virtualmente recta y se hace referencia a ella como una tiranta extrema recta. Esto es también cierto en el caso que se ilustra en la figura 7.9.a , donde no existen luces laterales
figura 7.9 Arreglos de puentes colgantes, (a) Una luz
colgante, con armadura de rigidez de extremos articulados. (b) Tres luces
colgantes con armaduras de rigidez de extremos articulados, (c) Tres luces
colgantes con armadura de rigidez continua, (d) Puente de varias luces con
armaduras de rigidez de extremos articulados, (e) Puente colgante auto anclad
La figura 7.9.d representa un puente de varias luces. Este
tipo no se considera eficiente porque su flexibilidad distribuye un porción
indeseable de la carga a la viga de rigidez y puede hacer necesarias tirantas
horizontales en la parte superior de las torres. En varios puentes colgantes
franceses del siglo XIX se usaron estas tirantas. Sin embargo, es dudoso que
las torres atirantadas sean estéticamente aceptables para el público general.
Otra alternativa para puentes colgantes de varias luces es la usada en el
puente de la bahía de Oakland en San Francisco figura 7.10, y fotografía 7.9
que está compuesto esencialmente por dos puentes colgantes de tres luces
colocados uno a continua¬ción del otro. Este sistema tiene la desventaja de
requerir tres pilas en la porción central de la estructura en donde las
profundidades del agua tienden a ser máximas.
Los puentes colgantes también pueden clasificarse según el
tipo de anclaje de los cables, exter¬no o interno. La mayor parte de estos
puentes son anclados externamente (anclaje en tierra) a un anclaje masivo
externo figura 7.9.a-d. Sin embargo, en algunos puentes los extremos de los
cables principales del puente colgante están conectados a las armaduras de
rigidez, como resulta¬do de lo cual la estructura llega a ser auto anclada figura
7.9.e. En este caso no se requieren anclajes externos.
Figura 7.10 Puente de la bahía de Oakland en San Francisco.
Fotografía 7.9. Vista del puente Oakland
Las armaduras de rigidez de los puentes auto anclados se
deben diseñar para soportar la com¬presión inducida por los cables, los cuales
se conectan a las armaduras de rigidez en un apoyo que resista la componente
vertical de la tensión del cable. Dicha componente hacia arriba puede ali¬viar
o aun exceder la reacción por carga muerta en el soporte extremo. Si ocurre una
fuerza neta hacia arriba, debe suministrarse en el apoyo extremo un eslabón
pendular de anclaje hacia abajo.
Los puentes colgantes autoanclados son apropiados para luces
cortas o moderadas (122 a
305 metros)
en donde las condiciones de cimentación no permitan anclajes externos. Tales
condiciones incluyen estratos de pobre capacidad portante y pérdida de peso
debido a anclajes sumergidos.
A otro tipo de puente colgante se hace referencia como
puente de cuerda de brida. Estas estruc¬turas, llamadas por los alemanes
Zügelgurtbrücke, están tipificadas por el puente en Ruhrort-Homberg sobre el
río Rhin figura 7.11, montado en 1953, y el de Krefeld-Urdingen. montado en
1950. Es una clase especial de puente, intermedio entre el puente colgante y el
atirantado, con algo de las características de ambos. Los cables principales
son curvos, pero no continuos entre las torres. Cada cable se extiende de la
torre a una luz, como en los puentes atirantados. Sin embargo. la luz también
está colgada de los cables en intervalos relativamente cortos a lo largo de la
longi¬tud de los cables, como en los puentes colgantes.
7.11 Puente tipo cuerda de brida sobre el Rhin en Ruhrort-Homberg, Alemania.
Una distinción para hacer entre algunos puentes colgantes
primitivos y los modernos tiene que ver con la posición de los cables
principales en perfil en el centro de la luz con respecto a las armaduras de
rigidez. En los primeros puentes colgantes, la parte inferior de los cables
principa¬les en la máxima flecha penetraban en la cuerda superior de la
armadura de rigidez y continuaban hacia abajo hasta la cuerda inferior. Debido
a la teoría de diseño disponible en ese tiempo, la altura de la armadura de
rigidez era relativamente grande, tanto como 1/40 de la luz. Por cuanto la
altura de las torres está determinada por la flecha de los cables y el claro
requerido bajo las armaduras de rigidez, mover la localización de los cables en
el centro de la luz de la cuerda inferior a la superior aumenta la altura de
las torres en la altura de las armaduras de rigidez. En los puentes colgantes
modernos, las armaduras de rigidez son mucho más bajas que las usadas en los
primeros puentes y el aumento en la altura de las torres debido a la
localización de los cables en el centro de la luz no es sustancial.
Aunque la mayor parte de los puentes colgantes emplean
péndolas verticales de cables para soportar las armaduras de rigidez o el
entramado estructural del tablero directamente, ver figura 7.12, unos pocos
puentes colgantes, por ejemplo el puente Severn en Inglaterra y el del Bósforo
en Turquía, tienen péndolas inclinadas o diagonales figura 7.12. En el sistema
de péndolas verticales, los cables principales son incapaces de resistir
fuerzas que resultan de cargas externas. En lugar de eso los cortantes son
resistidos por las vigas de rigidez o por desplazamientos de los cables
principales. En los puentes con péndolas inclinadas, sin embargo, se desarrolla
una acción de armadura, que permite a las péndolas resistir cortante (puesto
que los cables pueden soportar cargas sólo en tensión, el diseño de tales
puentes debe asegurar que siempre exista una tensión residual en las péndolas,
esto requiere que la magnitud de la compresión generada por fuerzas cortantes
debidas a carga viva debe ser menor que la tensión causada por la carga
muerta). Una ventaja adicional de las péndolas inclinadas son las propiedades
de amortiguación del sistema con respecto a oscilaciones aerodinámicas.
Figura 7
.12 Sistema de suspensión con péndolas
inclinadas.
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