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Puente

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La Puente Akashi-Kaikyo en Japón , el mundo del más largo período de suspensión.
La Puente Si-o-se Pol durante Río Zayandeh es un ejemplo de Dinastía de Safavid (1502-1722) diseño del puente. Isfahán, Irán

Un puente es una estructura construida para palmo obstáculos físicos, tales como una cuerpo de agua, valle, o carretera, con el fin de proporcionar un paso por encima del obstáculo. Hay muchos diseños diferentes que todos sirven propósitos únicos y se aplican a diferentes situaciones. Diseños de puentes varían dependiendo de la función del puente, la naturaleza del terreno en el que está construido el puente, el material utilizado para hacer y los fondos disponibles para construirlo.

Etimología

La Diccionario Inglés de Oxford remonta el origen de la palabra puente a una palabra brycg Inglés Antiguo, del mismo significado, derivado de la hipotética -Germánico Proto brugjō raíz. Hay cognados en otras lenguas germánicas.

Historia

Los primeros puentes fueron hechas por la naturaleza misma - tan simple como un tronco caído a través de una transmitir o piedras en el río . Los primeros puentes hechos por los seres humanos eran probablemente se extiende de troncos cortados de madera o tablones y eventualmente piedras, usando un soporte y traviesa arreglo simple. Algunos americanos tempranos utilizaron árboles o postes de bambú para cruzar pequeñas cavernas o pozos para llegar de un lugar a otro. Una forma común de palos de amarre, troncos y ramas de hoja caduca juntos implicó el uso de cañas largas u otras fibras cosechadas tejidas entre sí para formar una cuerda conectivo capaz de unirse y que mantenga unidos los materiales utilizados en los primeros puentes.

La Puente Arkadiko en Grecia (siglo 13 aC), uno de los más antiguos puentes de arco en existencia

La Puente Arkadiko es uno de los cuatro Micénica arco ménsula puentes parte de una antigua red de carreteras, diseñado para acomodar carros, entre Tirinto a Epidauro en el Peloponeso, en Grecia . Encuentros al griego Edad de Bronce (siglo 13 aC), es uno de los puentes de arco más antiguos todavía en existencia y uso. Varios puentes de piedra en forma de arco intactos de la Época helenística se puede encontrar en el Peloponeso en el sur de Grecia

Los más grandes constructores de puentes de la antigüedad fueron el antiguos romanos. Los romanos construyeron puentes de arco y acueductos que podían soportar en condiciones que puedan dañar o destruir los diseños anteriores. Algunos destacan hoy. Un ejemplo es el Puente de Alcántara, construido sobre el río Tajo, en España . Los romanos también utilizados cemento, lo que reduce la variación de la fuerza que se encuentra en la piedra natural. Un tipo de cemento, llamado puzolana, consistió en agua, cal, arena, y roca volcánica. Ladrillo y puentes de mortero fueron construidos después de la época romana, como la tecnología de cemento se perdió luego redescubierto.

La Arthashastra de Kautilya menciona la construcción de presas y puentes. La Puente Maurya cerca Girnar fue examinado por James Princep. El puente fue arrastrado durante una inundación, y posteriormente reparado por Puspagupta, el principal arquitecto del emperador Chandragupta I. El puente también cayó bajo el cuidado de la Yavana Tushaspa, y la Sátrapa Rudra Daman. El uso de fuertes puentes utilizando bambú y hierro cadena trenzada era visible en la India alrededor del siglo cuarto. Una serie de puentes, tanto para fines militares y comerciales, fueron construidos por el Mughal administración en la India.

Aunque las grandes puentes chinas de construcción de madera existían en el momento de la Reinos Combatientes, el sobreviviente puente de piedra más antiguo de China es el Puente Zhaozhou, construido 595-605 dC, durante el Dinastía Sui. Este puente también es de importancia histórica, ya que es abierto más antiguo del mundo enjuta piedra segmentaria puente de arco. Puentes de arco segmental europeos se remontan por lo menos a la Puente de Alconétar (siglo segundo dC aproximadamente), mientras que la enorme época romana Puente de Trajano (105 dC) contó con arcos rebajados de abierto-enjuta en la construcción de madera.

Puentes de cuerda, un tipo sencillo de puente colgante, fueron utilizados por el Inca civilización en los Andes montañas de América del Sur, justo antes de la colonización europea en el siglo 16.

El primer puente de hierro fundido, construido en 1779

Durante el siglo 18 hubo muchas innovaciones en el diseño de puentes de madera por Hans Ulrich, Johannes Grubenmann, y otros. El primer libro sobre ingeniería de puentes fue escrito por Hubert Gautier en 1716. Un gran avance en la tecnología de puente vino con la erección de el Puente de Hierro en Coalbrookdale, Inglaterra en 1779. Solía hierro fundido por primera vez como arcos para cruzar el río Severn .

Con la Revolución Industrial en el siglo 19, sistemas de entramados de hierro forjado fueron desarrollados para puentes más grandes, pero el hierro no tenía la resistencia a la tracción para soportar grandes cargas. Con el advenimiento de acero, que tiene una alta resistencia a la tracción, se construyeron puentes mucho más grandes, muchos usando las ideas de Gustave Eiffel.

En 1927 la soldadura pionero Stefan Bryla diseñó el primer puente de la carretera soldado en el mundo, que más tarde fue construido a través del río Słudwia Maurzyce cerca Łowicz, Polonia en 1929. En 1995, la Sociedad Americana de Soldadura presenta la estructura soldada Premio Histórico para el puente a Polonia.

Tipos de puentes

Los puentes pueden ser clasificados de varias maneras diferentes. Categorías comunes incluyen el tipo de elementos estructurales utilizados, por lo que llevan, ya sea que sean fijos o móviles, y por los materiales utilizados.

Tipo de estructura

Bridges se pueden clasificar por cómo las fuerzas de tensión, compresión, flexión, torsión y de cizallamiento se distribuyen a través de su estructura. La mayoría de los puentes emplearán todas las fuerzas principales en cierto grado, pero sólo unos pocos predominarán. La separación de las fuerzas puede ser bastante claro. En una suspensión o tramo de cable-permanecido, los elementos de tensión son distintos en forma y colocación. En otros casos, las fuerzas pueden ser distribuidos entre un gran número de miembros, como en una armadura, o no discernibles con claridad a un observador casual como en una viga de caja.

Puente de viga Beambridge-diagram.svg Puentes de vigas vigas horizontales están soportados en cada extremo por unidades de la subestructura y pueden ser simplemente apoyada cuando los haces sólo se conectan a través de un solo tramo, o continua cuando las vigas están conectadas a través de dos o más tramos. Cuando hay múltiples luces, los soportes intermedios se conocen como embarcaderos. Los primeros puentes de vigas eran troncos simples que se sentó frente arroyos y estructuras simples similares. En los tiempos modernos, puentes de vigas pueden variar desde pequeños, vigas de madera a grandes, cajas de acero. La fuerza vertical en el puente se convierte en una cortante y carga de flexión en la viga que se transfiere hacia abajo de su longitud para las subestructuras a cada lado Por lo general están hechas de acero, hormigón o madera. Palmos puente de viga rara vez superan los 250 pies (76 m) de largo, ya que los esfuerzos de flexión aumentan proporcional al cuadrado de la longitud (y desviación aumentos proporcionales a la cuarta potencia de la longitud). Sin embargo, el tramo principal de la Puente Rio-Niteroi, un puente viga cajón, es de 300 metros (980 pies).

Puente de viga más larga del mundo es Lago Pontchartrain Causeway, en el sur Louisiana en los Estados Unidos, a 23,83 millas (38,35 kilometros), con luces individuales de 56 pies (17 m). Puentes de vigas son el tipo más común de puente en uso hoy en día.

Puente Truss TrussBridge-diagram.svg Un puente de braguero es un puente cuya superestructura de carga se compone de una armadura. Este armazón es una estructura de elementos conectados que forman unidades triangulares. Los elementos conectados (normalmente recta) puede estar estresado de la tensión, compresión, o, a veces tanto en respuesta a las cargas dinámicas. Puentes de viga son uno de los tipos más antiguos de puentes modernos. Los tipos básicos de puentes de viga que se muestran en este artículo tienen diseños simples que pueden ser fácilmente analizados por los ingenieros XIX y principios del XX. Un puente de armadura es económica de construir debido a su uso eficiente de los materiales.
Puente voladizo CantileverBridge-diagram.svg Puentes voladizos se construyen utilizando voladizos horizontales vigas apoyadas en un solo extremo. La mayoría de los puentes voladizos utilizan un par de tramos continuos que se extienden desde lados opuestos de los muelles de apoyo para encuentran en el centro del obstáculo del puente cruza. Puentes voladizos se construyen utilizando mucho los mismos materiales y técnicas como puentes de vigas. La diferencia está en la acción de las fuerzas a través del puente.

El mayor puente voladizo es el 549-metros (1.801 pies) Puente de Quebec en Quebec, Canadá.

Puente del arco ArchBridge-diagram.svg Puentes de arco tienen pilares en cada extremo. El peso del puente se ve inmerso en la Los pilares a cada lado. Los primeros puentes de arco conocidas fueron construidos por los griegos, e incluyen la Puente Arkadiko.

Con el espacio de 220 metros (720 pies), la Puente Solkan sobre el Posočje en Solkan en Eslovenia es el segundo puente de piedra en el mundo y el más largo puente de piedra del ferrocarril. Fue terminado en 1905. Su arco, que fue construido a partir de más de 5.000 toneladas (4.900 toneladas largas; 5.500 toneladas cortas) de bloques de piedra en sólo 18 días, es el segundo mayor arco de piedra en el mundo, sólo superado por el Friedensbrücke (Syratalviadukt) en Plauen, y el mayor arco de piedra del ferrocarril. El arco de la Friedensbrücke, que fue construido en el mismo año, tiene un lapso de 90 m (300 pies) y atraviesa el valle del Río Syrabach. La diferencia entre los dos es que el puente de Solkan fue construido a partir de bloques de piedra, mientras que la Friedensbrücke fue construido a partir de una mezcla de piedra triturada y mortero de cemento.

Mayor puente arco actual del mundo es el Puente Chaotianmen sobre el río Yangtze , con una longitud de 1.741 m (5.712 pies) y una envergadura de 552 metros (1.811 pies). El puente fue abierto 29 de abril 2009 en Chongqing, China.

Puente de arco atado TiedarchBridge-diagram.svg Puentes de arco atadas tienen una superestructura en forma de arco, pero difieren de los puentes de arco convencionales. En lugar de transferir el peso de las cargas de tráfico del puente y en las fuerzas de empuje en los pilares, los extremos de los arcos están restringidos por la tensión en el cordón inferior de la estructura. También se llaman arcos cuerda.
Puente colgante SuspensionBridge-diagram.svg Los puentes colgantes son suspendidos de cables. Los puentes colgantes más tempranas fueron hechas de cuerdas o vides cubiertas con trozos de bambú. En puentes modernos, los cables cuelgan de torres que se adjuntan a cajones o ataguías. Los cajones o ataguías se implantan profundamente en el suelo de un lago o río. Los subtipos incluyen la sencillo puente colgante, el Banda tesa, la puente colgante underspanned, la puente colgante cubierta suspendida, y la auto-anclado puente colgante.

El puente colgante más largo del mundo es el 3.909 m (12.825 pies) Akashi Kaikyo en Japón.

Puente atirantado CableStayedBridge-diagram.svg Puentes atirantados, como puentes colgantes, están sostenidas por cables. Sin embargo, en un puente atirantado, se requiere menos cable y las torres que sostienen los cables son proporcionalmente más cortos. El puente atirantado primero conocido fue diseñado en 1784 por CT Loescher.

El puente atirantado más largo es el Puente Sutong sobre el río Yangtze en China.

Los puentes fijos o móviles

Un lapso colapsado de este puente fue reabierto con un puente temporal.

La mayoría de los puentes son puentes fijos, lo que significa que no tienen partes móviles y permanecen en un lugar hasta que fallan o son demolidas. Puentes temporales, como Puentes Bailey, están diseñados para ser montados y desmontados, transportados a un sitio diferente, y volver a utilizarse. Son importantes en la ingeniería militar, y también se utilizan para transportar el tráfico mientras que un viejo puente está siendo reconstruida. Puentes móviles están diseñados para moverse fuera del camino de los barcos o de otros tipos de tráfico, que de otro modo sería demasiado alto para caber. Estos son generalmente eléctrico.

Puentes de doble piso

Puentes de doble piso o de dos pisos tienen dos niveles, como el San Francisco - Oakland Bay Bridge, con dos niveles de carreteras. Tsing Ma Bridge y Puente Kap Shui Mun en Hong Kong tiene seis carriles en sus cubiertas superiores, y en sus cubiertas inferiores hay dos carriles y un par de pistas para Trenes de metro MTR. Algunos puentes de dos pisos sólo utilizan un nivel de tráfico de la calle; la Washington Avenue Bridge en Minneapolis reserva su nivel más bajo para el tráfico de automóviles y su nivel superior para el tráfico peatonal y de bicicletas (predominantemente estudiantes de la Universidad de Minnesota). Asimismo, en Toronto , el Prince Edward viaducto tiene cinco carriles de tráfico de motor, carriles para bicicletas y aceras en su cubierta superior; y un par de pistas para el Bloor-Danforth línea de metro en su piso inferior.

Robert Stephenson 's Puente de alto nivel a través de la Río Tyne en Newcastle upon Tyne , terminado en 1849, es un ejemplo temprano de un puente de dos pisos. El nivel superior lleva un ferrocarril, y el nivel inferior se utiliza para el tráfico rodado. Otros ejemplos incluyen Puente de Britannia sobre el Menai Estrecho y Puente Craigavon en Derry, Irlanda del Norte . La Puente de Oresund entre Copenhague y Malmö consiste en una autopista de cuatro carriles en el nivel superior y un par de vías de ferrocarril en el nivel inferior. La George Washington Bridge entre Nueva Jersey y Nueva York tiene dos niveles de carreteras. Fue construido con solo la calzada superior como las demandas de tráfico no requieren más capacidad. La cercha de trabajo entre los niveles de carretera proporciona rigidez a las carreteras y la reducción de movimiento del nivel superior cuando se instala. El puente George Washington es también el puente más utilizado en el mundo. Tower Bridge es diferente ejemplo de un puente de dos pisos, con la sección central que consiste en un nivel bajo tramo levadizo y un alto nivel pasarela.

Viaductos

Un viaducto se compone de múltiples puentes conectados en una estructura más tiempo. El más largo y algunos de los puentes más altos son viaductos, como el Lago Pontchartrain Causeway y Viaducto de Millau .

Tipos Puente de uso

Un puente puede ser categorizado por lo que está diseñado para transportar, como trenes, peatones o tráfico por carretera, una tubería o vía fluvial para el transporte de agua o el tráfico de barcazas. Una acueducto es un puente que lleva agua, se asemeja a un viaducto, que es un puente que conecta puntos de igual altura. Un puente de carretera-ferrocarril transporta el tráfico por carretera y ferrocarril. Un puente puede llevar a las líneas eléctricas aéreas como lo hace el Puente Storstrøm.

Algunos puentes cabida a otros fines, como la torre de Novy la mayoría del puente en Bratislava , que cuenta con un restaurante, o un puente-restaurante, que es un puente construido para servir como un restaurante. Otras torres del puente de suspensión llevan antenas de transmisión.

Bridges están sujetos a usos no planificados también. Las áreas debajo de algunos puentes se han convertido en refugios improvisados y viviendas a personas sin hogar, y la parte inferior de los puentes de todo el mundo son lugares de graffitis prevalente. Algunos puentes atraen a personas que intentan suicidarse , y se conoce como puentes de suicidio.

Tipos de puentes por el material

Los materiales utilizados para construir la estructura también se utilizan para categorizar los puentes. Hasta finales del siglo 18, se hicieron puentes de madera, piedra y mampostería. Puentes modernos se construyen actualmente en hormigón, acero, polímeros reforzados con fibras (FRP), acero inoxidable o combinaciones de dichos materiales.

El Puente de Hierro completado en 1779 fue el primer puente de hierro fundido.

Estética

La mayoría de los puentes son utiltiarian en apariencia, pero en algunos casos, la aparición del puente pueden tener gran importancia. A menudo, este es el caso con un gran puente que sirve como una entrada a una ciudad, o cruza más de un puerto de entrada principal. Estos se conocen como firma puentes. Los diseñadores de puentes en los parques ya lo largo de rutas verdes a menudo dan más importancia a la estética, también. Los ejemplos incluyen los puentes de piedra con cara a lo largo de la Taconic State Parkway en Nueva York.

Para crear una imagen hermosa, algunos puentes se construyen mucho más alto de lo necesario. Este tipo, a menudo se encuentran en los jardines de estilo oriental-asiática, se denomina Puente Luna, evocando una luna llena. Otros puentes de jardín pueden cruzar sólo un lecho seco del arroyo lavado guijarros, destinados sólo para dar la impresión de un arroyo. A menudo, en los palacios un puente se construirá sobre un canal artificial como un símbolo de un pasaje a un lugar importante o estado de ánimo. Un conjunto de cinco puentes cruzar una vía de agua sinuoso en un patio importante de la Ciudad Prohibida de Beijing , China, . El puente central fue reservado para el uso exclusivo del emperador, la emperatriz y sus asistentes.

Mantenimiento de puentes

Mantenimiento del puente que consiste en una combinación de vigilancia de la salud estructural y pruebas. Esto está regulado en las normas de ingeniería específicos de cada país e incluye por ejemplo el seguimiento de un curso cada tres a seis meses, una simple prueba o inspección cada dos o tres años, y una inspección importante cada seis a diez años. En Europa, el costo de mantenimiento es mayor que el gasto en nuevos puentes. La vida útil de los puentes de acero con costura se puede ampliar significativamente por postratamiento de las transiciones de soldadura. Esto se traduce en un alto potencial de beneficio, usando puentes existentes más allá de la vida útil prevista.

Puente de la carretera con secciones rectangulares huecas de acero, realizado para la extensión de vida mediante la soldadura de postratamiento

Fracasos Bridge

El fracaso de los puentes es de especial preocupación para ingenieros estructurales en tratar de aprender lecciones vitales para salvar el diseño, construcción y mantenimiento. El fracaso de los puentes asumió por primera vez el interés nacional durante el Época victoriana, cuando se estaban construyendo muchos nuevos diseños, a menudo utilizando nuevos materiales.

En los Estados Unidos, la Inventario de Puente Nacional rastrea las evaluaciones estructurales de todos los puentes, incluyendo denominaciones tales como "estructuralmente deficiente" y "funcionalmente obsoletos".

Monitoreo Puente

Hay varios métodos utilizados para controlar la presión sobre grandes estructuras como puentes. El método más común es el uso de una acelerómetro, que está integrado en el puente mientras está siendo construido. Esta tecnología se utiliza para la vigilancia a largo plazo del puente.

Otra opción para la supervisión en la integridad estructural es "monitoreo sin contacto", que utiliza el Efecto Doppler (efecto Doppler). Un láser de haz de un Laser Doppler Vibrómetro se dirige al punto de interés, y la amplitud de vibración y frecuencia se extraen a partir del desplazamiento Doppler de la frecuencia del haz láser debido al movimiento de la superficie. La ventaja de este método es que el tiempo de configuración para el equipo es más rápido y, a diferencia de un acelerómetro, esto hace posibles mediciones en múltiples estructuras en un tiempo tan corto como sea posible. Además, este método puede medir puntos específicos en un puente que puede ser de difícil acceso.

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