La construcción de puentes aparece como una de las actividades más antiguas del hombre. Lamentablemente no existen restos de las primeras obras, pero es posible imaginarlas observando los diversos puentes primitivos que se han descubierto en zonas total o casi totalmente aisladas. Tales obras servían al hombre primitivo para salvar obstáculos como ríos o barrancos, y estaban constituidas principalmente por: madera, piedra y lianas.

Por lo general, el termino puente se utiliza para describir a las estructuras viales, con trazado por encima de la superficie, que permiten vencer obstáculos naturales como ríos, quebradas, hondonadas, canales, entrantes de mar, estrechos de mar, lagos, etc.

A medida fue pasando el tiempo surgieron los puentes colgantes (pasarelas colgantes), es aquí donde el hombre empieza a poner a prueba su ingenio, para poder construir una obra en donde no podía usar más material que el brindado por la naturaleza. Constituidos principalmente por lianas o bambú, trenzado, las pasarelas colgantes se fijaban en ambos lados de la brecha a salvar, bien a rocas, o a troncos de árboles. 19

Durante el Siglo XVIII hubo muchas innovaciones en el diseño de puentes con vigas por parte de Hans Ulrico, Johannes Grubenmann, y otros. El primer libro de ingeniería para la construcción de puentes fue escrito por Hubert Gautier en 1716.

A fines de la baja Edad Media renació la actividad constructiva, principalmente merced a la labor de los Hermanos del Puente, rama benedictina. El progreso continuó ininterrumpidamente hasta comienzos del siglo XIX. Con la Revolución Industrial, los sistemas de celosía de hierro forjado fueron desarrollados para puentes más grandes, pero el hierro no tenia la fuerza elástica para soportar grandes cargas. Con la llegada del acero, que tiene un limite elástico, fueron construidos puentes más largos, muchos utilizando las ideas de Gustave Eiffel.

A partir de 1840 se presencia un desarrollo muy rápido y amplio de la construcción de puentes ligada esencialmente a la realización de nuevas líneas de ferrocarril. Otra causa que produjo la construcción de muchos puentes fue la intensa actividad económica generada por la revolución industrial, la cual produjo un aumento del tráfico por carretera. La construcción de puentes en esta época se vio beneficiada por las mejoras en las pastas de mortero con la invención del cemento Pórtland. 21

 

 

La historia de los puentes es también la historia de la ingeniería estructural. El problema de pasar un vano construyendo una estructura fija se ha repetido a lo largo del tiempo con distintas soluciones. Según se fue avanzando en el conocimiento de los materiales y la forma en que éstos resisten y se fracturan hizo que se construyeran cada vez puentes más altos y con mayor vano y con un menor uso de materiales. La madera quizás fuese el primer material usado, después la piedra y el ladrillo, que dieron paso al acero y al hormigón en el siglo XIX. Y aún la evolución continúa hoy en día: en la actualidad nuevos puentes de fibra de carbono son diseñados[1] con luces mayores y espesores nunca vistos antes.

 

 

Los orígenes de la idea de puente[editar]Artículo principal: Arco (arquitectura)

Los primeros puentes se realizaron seguramente con elementos naturales simples, como un tronco dejado caer sobre un arroyo o unas piedras dispuestas en un río. Estos primeros puentes seguramente serían una combinación de rocas apiladas como pilares sosteniendo los maderos que funcionaban como tableros. Se sabe que algunas tribus americanas usaron árboles y cañas para construir pasarelas que les permitían salvar agujeros en las cavernas. Con el tiempo supieron crear cuerdas que permitían unir los distintos elementos del puente. Estas cuerdas también sirvieron para crear primitivos puentes de cuerdas atados a los dos lados que se querían cruzar. En cierta manera así nacieron los puentes colgantes.

 

Puentes de piedra. La era del arco[editar]Artículo principal: Puente de fábrica

El puente Arkadiko, de la cultura micénica, es uno de los cuatro puentes de falso arco que formaban parte de la red de carreteras, diseñada para acomodar las carretas que circulaban entre Tiryns y Epidauros en el Peloponeso, en Grecia. Datan de la Edad del Bronce, siendo uno de los puentes arco más antiguos que sigue en uso. Varios puentes arco intactos han sido encontrados en el Peloponeso que provienen de la Edad helenística en el sur de Grecia.[2] Todo parece indicar que los griegos desconocían el concepto de arco, pero sí los mesopotámicos, que lo usaron en la arquitectura. De alguna forma los etruscos también aprendieron a usar el arco y transmitieron la técnica a los romanos.

 

 

La civilización romana fue la primera cultura en construir puentes de forma generalizada.[3] La necesidad de tener una red de calzadas bien comunicada y fija hizo que los ingenieros romanos construyeran una gran cantidad de puentes para salvar los ríos y valles que debían atravesar.[4] Los romanos fueron los precursores del hormigón[5] y del cemento hidraúlico. Eran capaces de cimentar los puentes a gran profundidad y realizar vanos enormes para la época. El puente romano de Orense es el de mayor luz en piedra construido por ellos, con 38 m.[6] También se le debe a los romanos los primeros puentes arco en madera, caso del puente de Trajano, con los cimientos en piedra y la arcada en madera, con arcos rebajados. Este puente es especialmente singular ya que la madera permitió luces de 52 m (la madera al ser más ligera permitía salvar luces mayores) y además la estructura medía 1130 m, siendo por muchos siglos el puente más largo jamás construido.

 

Si bien en la Edad Media se construyeron puentes, la ingeniería no avanzó, y en algunos casos retrocedió. Se olvidó cómo se realizaba el hormigón y los arcos se redujeron en tamaño. Aún así el arco perduró con pocas variaciones, usándose a veces el arco gótico. Mientras tanto en el Imperio Inca se empezó a perfeccionar la construcción de puentes de cuerda, que serían los precursores de los puentes colgantes.

 

El Renacimiento traería una nueva dimensión al diseño de puentes. En 1415 se recuperan los manuscritos de Vitrubio y además por esta época empiezan a reaparecer las ruinas de la época romana. Estos hechos provocaron que los ingenieros de aquella época retomarán el estilo clásico de los puentes. Volvió a adoptarse el arco de medio punto. Ejemplos de esto son el puente de Rialto en Venecia, Pont Neuf de París o el puente della Trinitá en Florencia.[7] Con el paso de los años el puente no sólo se considera un elemento funcional sino también un elemento artístico de una ciudad, y sin duda un signo de poder e influencia respecto a otras ciudades.

 

La Revolución científica conllevó un planteamiento científico que llevó a la mejor comprensión del funcionamiento de las estructuras. Esto cambió la forma de ver el material, los arcos podían cambiar de forma, rebajarse y estilizarse, buscando aprovechar el material. Así se impusieron los puentes de arcos rebajados y los de arcadas sucesivas, cuyo esfuerzo se apoya en pesados estribos en las orillas. Un ejemplo tardío de esto es el puente Alejandro III en París. Si bien se siguieron realizando puentes de piedra, la historia de los puentes cambió radicalmente al aparecer nuevos materiales más resistentes y que precisaban nuevas formas completamente inéditas hasta entonces.

 

Puentes de acero y hormigón

 

El 1 de enero de 1781 se inauguró el puente de Coalbrookdale, el primero fabricado en hierro fundido.[8] El puente (aún hoy en pie) es un puente arco metálico, a imitación de los de piedra, pero el material es completamente distinto, más resistente y más liviano. En 1795 el río se desbordó destruyendo todos los puentes que encontró, excepto el de Coalbrookdale, lo que hizo que la gente empezara a confiar en este tipo de puentes.

 

Puentes en celosía y ménsula[editar]En 1890 se construye en Escocia el Forth Bridge con dos luces de 521,3 m. Este puente representa una nueva tipología, la de los puentes en ménsula. Consistía en hacer trabajar las vigas como voladizos, lo que facilitaba la construcción del puente.

 

 

Puentes colgantes[editar]Artículo principal: Puente colgante

En 1826 se completó el puente colgante de Menai, iniciando una nueva tipología de puentes. Al principio los puentes colgantes se construían de cadenas, lo que resultaba peligroso, ya que la rotura de un eslabón suponía la rotura del tensor. De esta forma también se construyó el puente de Clifton (1864). A pesar del éxito que suponían empezaron a aparecer problemas. En 1831 un regimiento de soldados que desfilaban sobre el puente de Broughton en Reino Unido hizo entrar al puente en vibración, debido al paso acompasado del desfile, lo que provocó su rotura. Por desgracia en 1851 se volvió a repetir un desastre similar en Francia, en el puente de Angers, donde fallecieron 200 soldados. Los ingenieros franceses no volvieron a construir un puente colgante hasta 1871, y aún hoy en Europa existe tendencia a evitar construirlos. En América no fue así, los puentes colgantes tuvieron mucho éxito. En 1842 se completó el puente de cables de Fairmount en Filadelfia con una luz de 109 m. A finales del siglo XIX Estados Unidos había perfeccionado la construcción del puente colgante hasta alcanzar las enormes dimensiones actuales. En 1866, el puente de Roebling sobre el río Ohio tenía 322 m de luz, en 1869 éste es superado por el puente del Niagara con 386 m, y en 1883 se termina el puente de Brooklyn con 486,3 m.

 

 

El puente Golden Gate es uno de los grandes puentes más famosos del mundo. Terminado en 1937, el puente no sólo fue pionero en su ingeniería, también lo fue en el uso de medidas de seguridad como redes para evitar caídas.A principios de siglo XX el puente colgante ya dominaba ampliamente las grandes luces. En 1931 se superó por primera vez el kilómetro en un solo vano con el puente George Washington, en Estados Unidos. En 1937 se termina el famoso puente Golden Gate con un vano de 1280 m, un puente que perduró con el récord de mayor luz hasta 1964. En la actualidad hay ya 10 puentes que superan en luz al Golden Gate, siendo el de mayor luz el Gran Puente de Akashi Kaikyō con una longitud total de 3911 m y una luz máxima de 1991 m (1,55 veces mayor que la del Golden Gate) . Si bien los proyectos de grandes puentes colgantes son difíciles de financiar, las ventajas económicas que suponen para una región han hecho que se sigan planteando nuevos puentes, aún mayores que los existentes, como el puente del estrecho de Mesina. Por otro lado el éxito de proyectos de túneles bajo estrechos como el Eurotúnel o el túnel Seikan han hecho replantearse grandes proyectos de puentes como el puente de Gibraltar. En otros casos se han adoptado soluciones híbridas (puente y túnel) como es el puente de Oresund con excelentes resultados para la navegación marítima y el tráfico rodado. En la actualidad el puente colgante es una opción usual para vanos mayores a los 500 m, y la única posible para vanos superiores al kilómetro.

 

Puentes atirantados[editar]Artículo principal: Puente atirantado

Los puentes atirantados pueden datar desde 1595, de los que se han encontrado diseño en un libro encontrado llamado Machinae Novae escrito por Fausto Veranzio. Muchos puentes colgantes primitivos fueron en un principio híbridos de puentes colgantes y atirantados, incluyendo el puente peatonal Dryburgh Bridge construido en 1817. James Dredge patentaría el puente Victoria en Bath (Reino Unido, 1836) y más tarde el Albert Bridge en Londres en 1872. Los diseñadores de puentes descubrieron que la combinación de ambas tecnologías permitía construir puentes más rígidos, un ejemplo de esto es el puente de las cataratas del Niágara construido por John Augustus Roebling.

 

El ejemplo más antiguo y conocido de un verdadero puente atirantado es el puente de acero de Bluff Dale, situado en Bluff Dale, (Texas, Estados Unidos.) construido en 1890 por E.E. Ruyon. En pleno siglo XX los ejemplos más pioneros incluyen a A. Gisclard, con el puente de Cassagnes (1899), en el que la componente horizontal de la fuerza de los cables es compensada por un cable puntal horizontal, previniendo así la compresión significativa del tablero. Eduardo Torrija Miret, un ingeniero español, diseñó un puente atirantado para el acueducto del Tempul en la provincia de Cádiz, España en 1926.3

 

Alber Caquot construiría un nuevo puente atirantado con tablero de hormigón sobre el canal de Donzère-Mondragon en Pierrelate convirtiéndose en el primer puente atirantado moderno, pero aún con una gran influencia de los diseños previos. El puente de tablero metálico Strösmund Bridge diseñado por Franz Dischinger también es citado como uno de los primeros puentes atirantados modernos.

 

Otros pioneros claves en esta época son Fabrizio de Miranda, Riccardo Morandi y Fritz Leonhardt. En este período se usaban muy pocos cables como en el caso del puente de Theodor Heuss en Düsseldorf de 1958. Sin embargo el utilizar pocos cables aumentaba enormemente el costo de construcción por lo que las modernas estructuras llevan muchos más cables. El tiempo ha hecho que los puentes atirantados se hagan un lugar en el diseño de puentes y desplacen a los puentes ménsula.

 

2.2 CLASIFICACIÓN DE LOS PUENTES.

Clasificación según el tipo de puentes.

Existen seis tipos principales de puentes: puentes viga, en ménsula, en arco, colgantes, atirantados y elevadizos

Puentes viga.

Es un puente cuyos vanos son soportados por vigas. Este tipo de puentes deriva directamente del puente tronco. Se construyen con madera, acero o concreto

(Armado, pretensazo o postensado).

Se emplean vigas en forma de I, en forma de caja hueca, etcétera. Como su antecesor, este puente es estructuralmente el más simple de todos los puentes.

Se emplean en vanos cortos e intermedios. Un uso muy típico es en las pasarelas peatonales sobre autovias.

Puente de viga división azul en Valladolid Río Pisuerga

Puente en ménsula.

Es un puente en el cual una o más vigas principales trabajan como ménsula. Normalmente, las grandes estructuras se construyen por la técnica de volados sucesivos, mediante mensuras consecutivas que se proyecta en el espacio a partir de la ménsula previa. Los pequeños puentes peatonales pueden construir 22

con vigas simples, pero los puentes de mayor importancia se construyen con grandes estructuras reticuladas de acero o vigas tipo cajón

 Ejem: Puente Newark Bay, Bayonne, New Jersey.

Puente de arco.

Es un puente con apoyos a los extremos del vano, entre los cuales se halla una estructura con forma de arco, por donde 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.

Cuando la distancia a salvar es grande pueden estar hechos con una serie de arcos, aunque ahora es frecuente utilizar otras estructuras más económicas. Las estructuras con múltiples arcos ya eran usadas por los antiguos romanos para construir acueductos. 23

Ejem: Viaducto de Garabit, Francia.

Puentes colgantes.

Es un puente sostenido por un arco invertido formado por numerosos cables de acero, del que se suspende el tablero del puente mediante tirantes verticales. Desde la antigüedad este tipo de puentes han sido utilizados por la humanidad para salvar obstáculos. A través de los siglos con la introducción y mejora de distintos materiales de construcción este tipo de puentes son capaces en la actualidad de soportar el tráfico rodado e incluso líneas del ferrocarril ligeras.

Puente 25 de abril, Lisboa, Portugal 24

Puentes Atirantados.

Es aquel cuyo tablero está suspendido de uno o varios pilones centrales mediante obenques. Se distingue de los puentes colgantes porque en estos los cables principales se disponen de pila a pila, sosteniendo el tablero mediante cables secundarios verticales, y porque los puentes colgantes trabajan principalmente… a tracción, y los atirantados tienen partes a tracción y otras a compresión. También hay variantes de estos puentes en que los tirantes van desde el tablero hasta el pilar situado a un lado, y desde este al suelo, o bien estar unidos al pilar solo.

Puente levadizo

Un puente levadizo es un tipo de puente móvil que se puede levantar con la ayuda de una instalación mecánica para así permitir la entrada a través de un portón, o bien para permitir el tráfico marítimo a través de un cuerpo de agua. La parte que se mueve es muy anchase gira a través de un eje horizontal o a modo de bisagra. Para elevar la plataforma se utilizan cuerdas o cadenas acopladas en las esquinas opuestas al eje.