

Un puente de arco atirantado , también conocido como puente Stabbogen , es un puente de arco en el que las fuerzas horizontales que actúan hacia afuera sobre el arco o los arcos son soportadas por una cuerda que une los extremos del arco, en lugar de por el suelo o los cimientos del puente. Esta cuerda reforzada puede ser la propia estructura del tablero o estar compuesta por tirantes independientes.
Descripción

Las fuerzas descendentes sobre el tablero de un puente de arco atirantado se traducen en tensión mediante las traviesas verticales entre el tablero y el arco, tendiendo a aplanarlo y, por lo tanto, a empujar sus extremos hacia afuera contra los estribos, como en otros puentes de arco. Sin embargo, en un puente de arco atirantado o de cuerda de arco, estos movimientos no son restringidos por los estribos, sino por la cuerda reforzada, que une estos extremos, absorbiendo las fuerzas como tensión, de forma similar a la cuerda de un arco que se está aplanando. Por lo tanto, este diseño también se denomina puente de arco de cuerda de arco o puente de viga de cuerda de arco . [ 1 ] [ 2 ]
La eliminación de las fuerzas horizontales en los estribos permite construir puentes de arco atirantado con cimientos menos robustos; por lo tanto, pueden ubicarse sobre pilares elevados o en zonas de suelo inestable . [ 3 ] Además, dado que no dependen de fuerzas de compresión horizontales para su integridad, los puentes de arco atirantado pueden prefabricarse fuera del sitio y posteriormente ser transportados, remolcados o izados hasta su ubicación. Entre los puentes más destacados de este tipo se encuentran el puente Fremont en Portland, Oregón , y el primer puente de este tipo diseñado por computadora, el puente Fort Pitt en Pittsburgh, Pensilvania . [ 4 ]
Tanto el puente de arco atirantado como el puente colgante autoanclado ejercen únicamente cargas verticales sobre el anclaje, por lo que resultan adecuados en lugares donde es difícil anclar grandes fuerzas horizontales.
El diseño se originó en Alemania, donde se conoce como Stabbogen, palabra alemana que significa arco atirantado, y donde se popularizó debido a su estética y a las posibles ventajas en cuanto a ahorro de peso. La sección de la cubierta podía construirse con vigas de placa , celosía o Vierendeel . [ 5 ]
Variantes
Arco atado con hombros


Algunos puentes de arco atirantado solo unen directamente un segmento del arco principal y prolongan la cuerda reforzada para unirla a los extremos superiores de los semiarcos auxiliares . Estos últimos suelen soportar el tablero desde abajo y unen sus bases inferiores a las del arco o arcos principales. Los pilares de soporte en este punto pueden ser esbeltos, ya que las fuerzas horizontales dirigidas hacia afuera de los extremos del arco principal y auxiliar se contrarrestan. Toda la estructura está autoanclada . Al igual que en el caso simple, ejerce exclusivamente cargas verticales sobre todos los apoyos anclados al suelo.
Un ejemplo es el puente Fremont en Portland, Oregón, que es el segundo puente de arco atirantado más largo del mundo y también se clasifica como un puente de arco pasante . El puente Chaotianmen en Chongqing es un puente de arco atirantado, de arco pasante y de arco de celosía .
Por el contrario, el puente Hart utiliza un arco de celosía en voladizo, es autoanclado , pero su arco no está atado. En concreto, el tablero del puente está suspendido, pero no sujeta los extremos del arco.
Arco atirantado discreto de múltiples tramos


Los puentes de arco atirantado pueden constar de arcos atirantados alineados sucesivamente en lugares donde un solo tramo no es suficiente. Un ejemplo de ello es el puente de arco Godavari en Rajahmundry, India. Cuenta con cuatro apoyos independientes en cada pilar y soporta la línea ferroviaria del centro-sur de la India. Fue diseñado para servicios ferroviarios a 250 km/h.
Arco atirantado continuo de múltiples tramos


Al igual que en los puentes de vigas continuas de varios tramos, el cordón de unión se extiende continuamente sobre todos los pilares. Las bases de los arcos coinciden (se fusionan) en los pilares del puente. Un buen indicador visual son los apoyos compartidos en los pilares. Las cargas dinámicas se distribuyen entre los tramos.
Este tipo puede combinarse con el diseño de arco atirantado con hombros descrito anteriormente. Un ejemplo de ello es el puente Dashengguan en Nanjing, China. Sus dos arcos principales están sostenidos por arcos auxiliares cortos. Se trata de un diseño de arco atirantado (rígido) y de arco de celosía en voladizo. Dado que el tráfico discurre a través de la envolvente estructural, también es un puente de arco pasante. El puente Guandu en Nuevo Taipéi, Taiwán, es un ejemplo sin celosía, con tres arcos principales complementados por dos segmentos de arco auxiliar en los portales del puente.
El puente Infinity utiliza dos arcos de distinta altura y longitud que se bifurcan antes de su vértice. Sobre su único pilar central desplazado, la calzada se sitúa entre los arcos. Por el contrario, cada estribo en las orillas del río soporta un único extremo del arco, en el centro de la calzada. El cordón de amarre consiste en una estructura de calzada compuesta. Cuatro cables de acero pretensados, dos a cada lado de la calzada, se fijan mediante vigas de acero dispuestas ortogonalmente cada 7,5 metros. Los tirantes se unen a cada una de estas vigas entre cada par de cables. Dado que las vigas se extienden a lo ancho de la calzada de hormigón pretensado, los pares de cables de tensión permanecen visibles.
Una vista de cerca del muelle fluvial muestra que la carga muerta estructural se distribuye por tramo: el tramo de arco más grande utiliza cables de tensión más gruesos y los segmentos de reflexión no están suspendidos de vigas de acero, sino apoyados en ellas, completando así los arcos en el muelle fluvial. Sin embargo, para cargas dinámicas y no uniformes, no deben pasarse por alto las continuaciones de arco que definen visualmente la estructura. [ 6 ]
Arco atirantado simple por tramo

Por lo general, para un solo tramo, se colocan dos arcos atirantados en paralelo a lo largo del tablero, de modo que este se sitúa entre los arcos. Los puentes de arco atirantado axial o de un solo arco atirantado tienen como máximo un arco atirantado por tramo, que suele estar centrado en el medio del tablero del puente. [ 7 ] Un ejemplo de esto es el Hoge Brug en Maastricht. Dado que tiene tirantes articulados, también podría clasificarse como un puente Nielsen , que obtuvo una patente sobre puentes de arco atirantado con tirantes articulados en 1926.
Arco atirantado inclinado
Algunos diseños inclinan los arcos hacia afuera o hacia adentro con respecto al eje que recorre el tablero del puente.
Gemelo de arco atado
De forma análoga a los puentes gemelos , dos puentes de arco atirantado erigidos uno al lado del otro para aumentar la capacidad de tráfico, pero estructuralmente independientes, pueden denominarse puentes gemelos de arco atirantado . Cada uno, a su vez, puede utilizar un diseño de arco atirantado de uno o varios tramos, discreto o continuo.
Diferenciación
Un puente de celosía de cuerda arqueada tiene una apariencia similar a un puente de arco atirantado; sin embargo, se comporta como una celosía , no como un arco . La diferencia visual radica en que un puente de arco atirantado no presenta elementos diagonales sustanciales entre los elementos verticales.
Asuntos

En un aviso emitido en 1978 por la Administración Federal de Carreteras (FHWA), esta señaló que los puentes de arco atirantado son susceptibles a problemas causados por soldaduras deficientes en la conexión entre la nervadura del arco y las vigas de amarre, y en la conexión entre el arco y las traviesas verticales. Además, los problemas con las soldaduras de electroescoria , si bien no se limitaban a los puentes de arco atirantado, resultaban en reparaciones costosas, que consumían mucho tiempo y causaban inconvenientes. La estructura en su conjunto se describió como no redundante : la falla de cualquiera de las dos vigas de amarre resultaría en la falla de toda la estructura. [ 8 ]
Véase también
Referencias
- ↑ Véase, por ejemplo, la patente estadounidense 14.313 (26 de febrero de 1856) otorgada a PC Guiou de Cincinnati, Ohio, para un puente de celosía, titulado en la especificación como "viga para puentes".
- ↑ Para una descripción de cómo se relacionan los puentes de arco de cuerda arqueada y los puentes de viga de cuerda arqueada, véase Gayle & Carol Gayle & Carol Gayle, Cast-iron Architecture in America: The Significance of James Bogardus, páginas 28-29 (WW Norton & Company 1998).
- ↑ Para una exposición no técnica, véase Gordon, JE (1978). Structures; or Why Things Don't Fall Down . Londres : Penguin Books . pág. 208 y siguientes. ISBN 978-0-306-40025-4OCLC 4004565
- ↑ "El puente de Pittsburgh" . Travel Channel . Consultado el 14 de junio de 2016 .
- ↑ Probst, Emil Heinrich ; Comrie, James (enero de 1961). "Libro de referencia de ingeniería civil" . pág. 218. OCLC 500520268. Recuperado el 11 de abril de 2026 a través de Internet Archive.
- ↑ Maskell, Daniel (2009). "Análisis crítico del puente peatonal de North Shore, Stockton-on-Tees, Reino Unido" (PDF) . Actas de la Conferencia de Ingeniería de Puentes 2009. bath.ac.uk. Consultado el 11 de diciembre de 2009.
Bajo cargas muertas verticales y cargas impuestas uniformes, los arcos soportan las cargas bajo compresión axial pura con los cables del borde del tablero actuando como tirantes horizontales.
- ↑ "Puentes axiales (simples) de arco atirantado" . Consultado el 26 de septiembre de 2017 .
- ↑ Administración Federal de Carreteras (28 de septiembre de 1978). "PUENTES DE ARCO ATIGUADO: T 5140.4" . Consultado el 22 de julio de 2008 .
Galería de puentes de arco atirantado
El puente Hoan es un puente de arco atirantado que transporta la Interestatal 794 sobre el río Milwaukee en Milwaukee , Wisconsin .
El puente de Tyngsborough es el puente de este tipo más largo y el segundo más antiguo de Massachusetts .- Torikai ohasi (gran puente Torikai) 鳥飼大橋 - sobre el río Yodo, Osaka, Japón
El puente de Haggerston permite que el tren London Overground cruce el canal Regent .
El puente ferroviario de Windsor fue diseñado por Brunel y construido en 1849.
El segundo tramo del puente Blue Water (en primer plano), construido en 1997.
El puente del lago Champlain , un arco atirantado.
El puente peatonal de Lleida, construido con GFRP (plástico reforzado con fibra de vidrio) , es el primer y más largo puente de arco pasante fabricado con este material .
Puente de la bahía de Imari en la prefectura de Saga, Japón
El puente Gateway en Taylor, Michigan , diseñado para los preparativos del Super Bowl XL , celebrado en la cercana ciudad de Detroit , fue construido en 2005.
- Puentes de arco atirantado
- Puentes de celosía por tipo
- puentes de arco