Estructura de un puente colgante

Estructura de un puente colgante:

Los puentes colgantes en su forma más simple fueron hechos originalmente de cuerda y madera.

Los modernos puentes colgantes usan una sección de caja soportada por cables de alta resistencia a la tracción.

A principios del siglo XIX, los puentes colgantes usaban cadenas de hierro para cables. Los cables de alta tensión utilizados en la mayoría de los puentes colgantes modernos se introdujeron a finales del siglo XIX.

Hoy en día, los cables están hechos de miles de cables de acero individuales unidos entre sí. El acero, que es muy resistente bajo tensión, es un material ideal para cables; un solo alambre de acero, de solo 0.1 pulgada de espesor, puede soportar más de media tonelada sin romperse.

Los puentes colgantes ligeros y fuertes pueden abarcar distancias de 2.000 a 7.000 pies más que cualquier otro tipo de puente. Son ideales para cubrir los cursos de agua ocupados.

Con cualquier proyecto de puente, la elección de materiales y formas generalmente se reduce al costo.
Los puentes colgantes tienden a ser los más caros de construir. Un puente colgante suspende la carretera de enormes cables principales, que se extienden desde un extremo del puente hasta el otro. Estos cables se apoyan en la parte superior de las torres altas y deben estar anclados de forma segura en el banco a cada lado del puente.
Las torres permiten que los cables principales se cubran a grandes distancias. La mayor parte del peso o carga del puente es transferido por los cables a los sistemas de anclaje. Estos están incrustados en roca sólida o enormes bloques de hormigón. Dentro de los anclajes, los cables se extienden sobre un área grande para distribuir uniformemente la carga y evitar que los cables se liberen.

Una imagen del puente Golden Gate en San Fancisco.

Actualmente, el puente Humber en Inglaterra tiene el tramo central más largo del mundo que mide 4.624 pies
El siguiente diagrama muestra la tensión en los cables de un puente colgante. Estos cables son capaces de resistir la tensión pero no ofrecen resistencia a la compresión. Este tipo de puentes funcionan de una manera completamente diferente al puente de arco.

Nuevo puente de Tacoma Narrows

Fracaso estructural

Algunos puentes han sufrido fallas estructurales en el pasado. Esto puede ser una combinación de diseño pobre y condiciones climáticas severas.
Cuando se inauguró en 1940, el puente Tacoma Narrows fue el tercer puente colgante más largo del mundo. Más tarde se conocerá como “Galloping Gertie”, debido al hecho de que se movía no solo de un lado a otro sino hacia arriba y hacia abajo en el viento. Se hicieron intentos para estabilizar la estructura con cables y amortiguadores hidráulicos, pero no tuvieron éxito.

Finalmente, el 7 de noviembre de 1940, solo cuatro meses después de su construcción, el puente colapsó con un viento de 42 mph. El puente fue diseñado para resistir vientos de hasta 120 mph.

Algunos expertos han culpado al colapso del puente de un fenómeno llamado resonancia. Cuando un cuerpo vibra en su frecuencia natural, se puede romper. La resonancia es la misma fuerza que puede romper un vaso cuando se expone a las vibraciones de sonido de una voz de cantante de ópera.

Hoy todos los prototipos de puentes nuevos deben probarse en un túnel de viento antes de ser construidos. El puente de Tacoma Narrows fue reconstruido en 1949.

Tarea

Las cuatro formas siguientes son estructuras sencillas unidas por clavijas que cuando se cargan colapsarán. Redibuja las formas pero incluye algunos miembros transversales adicionales para evitar que los marcos se distorsionen bajo carga.