Puente de arco

Un puente de arco es un puente con estribos en cada extremo con forma de arco curvo . Los puentes de arco funcionan transfiriendo el peso del puente y sus cargas parcialmente como empuje horizontal, restringido por los estribos en ambos extremos, y parcialmente como cargas verticales sobre los apoyos del arco. Un viaducto (un puente largo) puede estar formado por una serie de arcos, aunque hoy en día se suelen utilizar otras estructuras más económicas.

Posiblemente el puente de arco más antiguo que se conserva sea el puente micénico de Arkadiko en Grecia, que data de alrededor del 1300 a. C. La población local todavía utiliza el puente de arco de ménsulas de piedra. ^{[ 1 ]} El puente helenístico de Eleutherna, bien conservado, tiene un arco de ménsulas triangular. ^{[ 2 ]} El puente peatonal de Rodas del siglo IV a. C. descansa sobre un antiguo arco de dovelas . ^{[ 3 ]}

Aunque los etruscos y los antiguos griegos ya conocían los arcos verdaderos , los romanos fueron —al igual que con la bóveda y la cúpula— los primeros en comprender plenamente el potencial de los arcos para la construcción de puentes. ^{[ 4 ]} Una lista de puentes romanos compilada por el ingeniero Colin O'Connor incluye 330 puentes romanos de piedra para el tráfico, 34 puentes romanos de madera y 54 acueductos romanos , una parte sustancial de los cuales aún se conserva e incluso se utilizaba para el paso de vehículos. ^{[ 5 ]} Un estudio más completo realizado por el erudito italiano Vittorio Galliazzo encontró 931 puentes romanos, en su mayoría de piedra, en hasta 26 países (incluida la antigua Yugoslavia ). ^{[ 6 ]}

Los puentes romanos de arco solían ser semicirculares , aunque algunos eran de arco segmentado (como el puente de Alconétar ), cuyos arcos curvos eran menores que un semicírculo. ^{[ 7 ]} Las ventajas del puente de arco segmentado eran que permitía el paso de grandes cantidades de agua de inundación por debajo, lo que evitaba que el puente fuera arrastrado durante las crecidas, y además podía ser más ligero. ^{[ 8 ]} Generalmente, los puentes romanos presentaban piedras de arco primarias en forma de cuña ( dovelas ) del mismo tamaño y forma. Los romanos construyeron acueductos tanto de un solo tramo como de varios arcos , como el Pont du Gard y el acueducto de Segovia . Sus puentes presentaban desde una época temprana aberturas para el agua en los pilares, por ejemplo, en el Pons Fabricius de Roma (62 a. C.), uno de los puentes más antiguos del mundo que aún se conserva.

Los ingenieros romanos fueron los primeros, y hasta la Revolución Industrial los únicos, en construir puentes con hormigón , al que llamaban Opus caementicium . El exterior solía estar revestido de ladrillo o sillería , como en el puente de Alcántara .

Los romanos también introdujeron los puentes de arco segmentado en la construcción de puentes. El puente de Limyra, de 330 m de longitud (1080 pies) , en el suroeste de Turquía, cuenta con 26 arcos segmentados con una relación promedio luz-altura de 5,3:1, ^{[ 9 ]} lo que le confiere un perfil inusualmente plano, insuperable durante más de un milenio. El puente de Trajano sobre el Danubio presentaba arcos segmentados de tímpano abierto hechos de madera (apoyados sobre pilares de hormigón de 40 m de altura (130 pies) ). Este fue el puente de arco más largo durante mil años, tanto en términos de longitud total como de longitud de cada tramo, mientras que el puente romano más largo que se conserva es el Puente Romano de Mérida , de 790 m de longitud (2590 pies) . El puente Karamagara, de finales del período romano, en Capadocia, podría representar el puente más antiguo que se conserva con un arco apuntado. ^{[ 10 ]}      

En la Europa medieval , los constructores de puentes mejoraron las estructuras romanas utilizando pilares más estrechos , arcos más delgados y una mayor relación luz-altura. También se introdujeron arcos apuntados góticos , que reducían el empuje lateral, y se aumentaron las luces, como en el singular Puente del Diablo (1282). Con un diseño y técnicas de construcción de puentes más avanzados, el nombre informal alternativo de Puente del Diablo se popularizó en toda Europa, ya que muchos no podían creer que tales estructuras se hubieran construido y fueran capaces de soportar cargas de tal magnitud.

El siglo XIV, en particular, vio cómo la construcción de puentes alcanzaba nuevas cotas. Se lograron longitudes de vano de 40 m (130 pies) , hasta entonces inauditas en la historia de la construcción de arcos de mampostería, en lugares tan diversos como España ( Puente de San Martín ), Italia ( Puente de Castelvecchio ) y Francia ( Puente del Diablo y Pont Grand ), y con tipos de arco tan diferentes como arcos semicirculares, apuntados y segmentados. El puente de Trezzo sull'Adda , destruido en el siglo XV, incluso presentaba una longitud de vano de 72 m (236 pies) , que no se igualó hasta 1796. ^{[ 11 ]}    

Construcciones como el aclamado puente florentino de arco segmentado Ponte Vecchio (1345) combinaron una ingeniería sólida (una relación luz-altura superior a 5,3:1) con un atractivo estético. Los tres elegantes arcos del renacentista Ponte Santa Trinita (1569) constituyen el puente de arco elíptico más antiguo del mundo. Estas estructuras de poca altura requerían estribos macizos , que en el puente veneciano de Rialto (1591) y en el Pegnitz o Fleischbrücke (1598) de Núremberg (relación luz-altura de 6,4:1) se asentaron sobre miles de pilotes de madera, parcialmente hincados oblicuamente en el terreno para contrarrestar con mayor eficacia el empuje lateral.

En China, el puente de arco más antiguo que se conserva es el Puente de Zhaozhou del año 605 d. C., que combinaba una relación luz-altura muy baja de 5,2:1 con el uso de arcos de tímpano (reforzados con ménsulas de hierro). El Puente de Zhaozhou, con una longitud de 51 metros (167 pies) y una luz de 37,4 metros (123 pies) , es el primer puente de arco segmentado de tímpano abierto totalmente de piedra del mundo, lo que permite un mayor paso de las aguas de las inundaciones. ^{[ 12 ]} Se pueden encontrar puentes con tímpanos perforados en todo el mundo, como el Puente de Arta (siglo XVII) en Grecia y el Puente de Cenarth (siglo XVIII) en Gales.  

Con la llegada de la Revolución Industrial , en los siglos XVIII y XIX, muchos ingenieros civiles británicos prominentes , como Thomas Telford , John Rennie y, posteriormente, Isambard Kingdom Brunel , continuaron construyendo arcos de piedra y ladrillo . También iniciaron el uso moderno de diferentes materiales, como el hierro fundido —Telford diseñó el primer puente metálico, terminado en 1781, el Puente de Hierro, con un solo arco de secciones de hierro fundido construidas con técnicas tradicionales de carpintería— y luego el acero y el hormigón , que se han utilizado cada vez más en la construcción de puentes de arco, casi hasta la exclusión de otros materiales. Un pionero clave fue Jean-Rodolphe Perronet , quien empleó pilares mucho más estrechos, métodos de cálculo revisados ​​y relaciones luz-altura excepcionalmente bajas.

• Diferentes tipos de puentes de arco
• 
  El puente de piedra seca , llamado Porta Rosa (siglo IV a. C.), en Elea , provincia de Salerno , Campania , Italia.
• 
  Puente en Český Krumlov , República Checa
• 
  Arco apuntado del puente español de Sant Bartomeu o Puente del Diablo (1282), uno de los muchos puentes del diablo, que se encuentran principalmente en Europa.
• 
  El Alte Nahebrücke ( c. 1300 ) sostiene edificios sobre sus pilares.
• 
  Krämerbrücke (1325): el puente habitado de forma continua más largo de Europa.
• 
  Puente otomano de un solo arco del siglo XVI, Stari most, sobre el río Neretva en Mostar , Bosnia y Herzegovina.
• 
  Ponte Santa Trinita (1569) — el primer puente con arcos elípticos
• 
  Puente de Rialto (1591) sobre el Gran Canal en Venecia , Italia.
• 
  Puente de Arta en Arta, Grecia : una reconstrucción otomana del siglo XVII de un antiguo puente romano.
• 
  Un puente lunar de mampostería que muestra las rampas de acceso de contrafuerte que absorben el empuje horizontal del arco.
• 
  Puente de Fredrikstad en Fredrikstad , Noruega
• 
  El puente de Main Street en Columbus, Ohio, es el único puente colgante de arco inclinado en América del Norte.
• 
  El puente Chaotianmen en Chongqing , China , es el puente de arco pasante más largo del mundo .
• 
  El viaducto de Garabit es un puente de arco de celosía de hierro forjado .
• 
  Puente Grosvenor sobre el río Dee en Chester , Cheshire , Inglaterra , Reino Unido.
• 
  El puente de Richmond (1825), cerca de Hobart , Tasmania, es el puente en funcionamiento más antiguo de Australia.
• 
  Puente Union Arch (1864) que transporta el acueducto de Washington y el bulevar MacArthur en Cabin John , condado de Montgomery , Maryland , EE. UU.
• 
  Puente de Tyne sobre el río Tyne , Newcastle upon Tyne , Inglaterra , Reino Unido
• 
  Puente conmemorativo de Arlington (finales del siglo XIX) sobre el río Potomac en Washington, D.C. , EE. UU.
• 
  Puente Francis Scott Key sobre el río Potomac en Washington, DC , EE. UU.
• 
  Puente Hell Gate sobre el East River , Ciudad de Nueva York , Nueva York , EE. UU.
• 
  Puente del puerto de Sídney , Sídney , Nueva Gales del Sur , Australia
• 
  Puente sobre el río Daxi del ferrocarril de alta velocidad Jinhua-Wenzhou

La mayoría de los puentes de arco modernos están hechos de hormigón armado . Este tipo de puente es adecuado cuando se puede instalar un encofrado provisional para sostener los encofrados, el acero de refuerzo y el hormigón sin fraguar. Una vez que el hormigón fragua lo suficiente, se retiran los encofrados y la estructura de soporte. También es posible construir un arco de hormigón armado con elementos prefabricados , en cuyo caso el arco se construye en dos mitades que luego se apoyan una contra la otra.

Muchos puentes modernos, construidos con acero u hormigón armado, suelen soportar parte de su carga mediante la tensión interna de su estructura. Esto reduce o elimina el empuje horizontal contra los estribos y permite su construcción sobre terrenos menos resistentes. Estructural y analíticamente, no son arcos propiamente dichos , sino vigas con forma de arco. Para más información sobre este tipo de puente, consulte el apartado «Puente de arco de celosía» .

Una evolución moderna del puente de arco es el puente de arco pasante de gran luz . Esto ha sido posible gracias al uso de materiales ligeros pero resistentes a la tracción, como el acero y el hormigón pretensado.

A partir de 2026El puente de arco más grande del mundo es el puente Tian'e Longtan sobre el río Hongshui , con una longitud de 2488 m (8163 pies) y una luz de 600 m (1969 pies) . El puente se inauguró el 1 de febrero de 2024 en Guangxi , China. ^{[ 18 ]} El puente de arco de mampostería más grande (construido con piedra tallada y solo hormigón sin armar) es el puente Danhe en Jincheng , China, con una longitud de 356 m (1168 pies) y una luz de 146 m (479 pies) . ^{[ 19 ]}        

• Boyd, Thomas D. (1978), "El arco y la bóveda en la arquitectura griega", American Journal of Archaeology , 82 (1): 83–100 (91), doi : 10.2307/503797 , JSTOR 503797 , S2CID 194040597  
• Galliazzo, Vittorio (1995), I ponti romani , vol.  1, Treviso: Edizioni Canova, ISBN 88-85066-66-6
• Galliazzo, Vittorio (1994), I ponti romani. Catálogo general , vol.  2, Treviso: Edizioni Canova, ISBN 88-85066-66-6
• O'Connor, Colin (1993), Puentes romanos , Cambridge University Press, pág.  129, ISBN 0-521-39326-4
• Proske, Dirk (2009), Seguridad de puentes históricos de arco de piedra , Springer, pág.  336, ISBN 978-3-540-77616-1

• NOVA Online – Superpuente – Puentes de arco
• Matsuo Bridge Co. – Puentes de arco
• Puentes históricos del Medio Oeste
• Puentes ferroviarios históricos con arcos en el oeste de Massachusetts.
• Calculadora de puentes de arco