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En términos generales, un puente consta de cinco partes principales y cinco partes menores. Los cinco componentes principales se refieren a la estructura superior y la estructura inferior del tramo del puente que soportan la carga de transporte de automóviles u otros vehículos. Son la garantía de la seguridad de la estructura del puente, incluida (1) la estructura del tramo del puente (o la estructura del orificio del puente). Superestructura), (2) sistema de soporte, (3) pilares, (4) estribos y (5) cimientos de pilares.
1. Clasificación de los puentes:
Según sus usos, se pueden dividir en puentes de carretera, puentes de carretera-ferrocarril, puentes peatonales, puentes agrícolas mecanizados y puentes de paso de agua.
Según el tamaño del tramo y la longitud total de los múltiples tramos, se dividen en puentes pequeños, puentes medianos, puentes grandes y puentes extra grandes.
Según su estructura, se divide en cuatro sistemas básicos: puente de vigas, puente de arco, puente de acero, puente de carga de cables (puente atirantado, puente colgante), y también existen puentes de sistemas combinados. .
Según la ubicación del carril de circulación, se puede dividir en puente de paso inferior, puente de semipaso y puente de paso inferior.
Según su vida útil se pueden dividir en puentes permanentes, puentes semipermanentes y puentes temporales.
Según el tipo de material se dividen en puentes de madera, puentes de mampostería, puentes de hormigón armado, puentes pretensados y puentes de acero.
Clasificación de puentes: luz de varios orificios longitud total L (m) luz de un solo orificio L0 (m)
Puente extra grande L≥500 L0≥100
Puente L≥ 100 L0≥40
Puente N°30
Puente pequeño 8≤L≤30±5
Alcantarilla l < 8 L0 & ltcinco
2. Características básicas de los distintos tipos de puentes:
Los puentes de vigas incluyen puentes de vigas de placas simplemente apoyadas, puentes de vigas en voladizo y puentes de vigas continuas. Los puentes de vigas de placa simplemente apoyados tienen la capacidad de luz más pequeña, generalmente de 8 a 20 m. La luz máxima de los puentes de vigas continuas en China es de menos de 200 metros, mientras que en el extranjero es de 240 metros.
Bajo la acción de la carga vertical, los soportes en ambos extremos del puente de arco generan una fuerza de reacción vertical y un empuje horizontal. Es el empuje horizontal el que reduce en gran medida el momento flector a mitad del tramo y aumenta la capacidad del tramo. Teóricamente, la luz máxima de un arco de hormigón es de unos 500 m, y la de un arco de acero puede alcanzar los 1200 m·m. Es este tipo de empuje el que requiere buenas condiciones geológicas al construir un puente en arco.
Los puentes de marco rígido incluyen puentes de marco rígido en forma de T y puentes de marco rígido continuo. La principal desventaja del puente de estructura rígida en forma de T es que hay muchas juntas de expansión en la plataforma del puente, lo que no favorece la conducción a alta velocidad. Las vigas continuas del marco rígido son continuas y sin costuras, y la conducción es suave. No hubo conversiones del sistema durante la construcción. El tramo más grande de China alcanza los 270 m (puente del canal auxiliar del puente Humen)
Los puentes portantes de cables (puentes atirantados y puentes colgantes) son el mejor diseño para construir puentes de grandes luces. El tablero de un puente de carretera o de ferrocarril está suspendido en el aire mediante cables suspendidos entre las torres del puente. El tramo principal del puente atirantado puede alcanzar los 890 m, y el tramo principal del puente colgante puede alcanzar los 1991 m.
Los puentes compuestos incluyen sistemas compuestos de viga-arco, como arcos atados, arcos de celosía y estructuras de vigas de arco de múltiples tramos, así como sistemas compuestos de viga-marco rígido, como puentes de marco rígido en forma de T.
Puente de vigas celosías: Tiene una viga fuerte con ménsulas en ambos extremos. Los primeros puentes se construyeron basándose en esta idea. No son más que troncos de árboles o piedras tendidas a lo largo de las orillas del río. Los puentes de vigas de armadura modernos suelen utilizar como vigas largas cerchas huecas hechas de acero u hormigón. Esto hace que el puente sea ligero y resistente. Los puentes construidos con este método se denominan puentes de vigas cajón.
Puente voladizo: El cuerpo del puente se divide en varias secciones largas y fuertes, similar a un puente de celosía, pero cada sección se apoya en el medio en lugar de en los extremos.
Puente en arco: El puente en arco empuja el suelo en ambos extremos del puente para soportar la tensión del tramo principal. Los puentes de arco modernos suelen presentar estructuras abiertas y livianas.
Puente Colgante: Construir puentes con luces muy grandes es el mejor diseño. El tablero de un puente de carretera o de ferrocarril está suspendido en el aire mediante cables de acero que están suspendidos de forma segura entre las torres del puente. Algunos puentes colgantes más antiguos usaban cadenas y algunos incluso usaban cuerdas en lugar de cables de acero.
Puente atirantado: A las columnas del puente se sujetan cables de acero. Los cables de acero soportan el peso del tablero del puente y transfieren el peso a las columnas del puente, ejerciendo una gran presión sobre las columnas del puente.
Puente de cristal: un puente fabricado en vidrio puro. (Pingqiao)
Puente cubierto: un puente con pabellones se llama puente pabellón o puente cubierto, que puede proporcionar a los visitantes sombra y refugio de la lluvia y aumentar la forma del puente.
3. Historia de los puentes chinos
Históricamente y ahora, la mayoría de los puentes se han construido sobre el agua. Sólo el puente Doug y los puentes peatonales y pasos elevados para vehículos en las ciudades modernas se construyen sobre rascacielos. edificios entre o sobre la avenida.
Se da un salto histórico desde la utilización de puentes naturales a la construcción de puentes artificiales. Desde simples puentes de madera hasta los actuales puentes de acero; desde puentes de una sola viga hasta puentes de pontones, puentes de cable, puentes de arco, puentes de jardín, puentes de losa, puentes de fibra óptica, etc. Los materiales utilizados para construir el puente fueron principalmente madera, piedra, acero y hormigón armado, lo que fue un proceso de desarrollo muy largo. Sin embargo, la construcción de puentes en China ha logrado resultados sorprendentes.
El famoso historiador de la ciencia y la tecnología, el Dr. Joseph Needham de la Universidad de Cambridge en el Reino Unido, dijo en "Historia de la ciencia y la tecnología en China" que los puentes de China "tuvieron un desarrollo sorprendente en la dinastía Song". , y se construyeron una serie de enormes puentes de vigas de placas." . En la China contemporánea, el puente sobre el río Yangtze construido en Wuhan y Nanjing es aún más elogiado por el mundo. Se puede observar que los puentes han experimentado un proceso de desarrollo desde la niñez, la adolescencia, la juventud hasta la madurez en China, y se están volviendo cada vez más maduros. Antes del siglo XIV, China ocupaba una posición de liderazgo en el desarrollo de puentes y hoy sigue siendo un país puente importante en el mundo.
IV.Clasificación de puentes:
1. Clasificación por tramos
La clasificación de puentes por tramos es un medio de gestión de la industria y no refleja la ingeniería de puentes. Complejidad de diseño y construcción. El siguiente es el método para dividir puentes por tramos según lo estipulado en la Norma Técnica de Ingeniería de Carreteras de mi país (JTJ001-97).
Puente
La longitud total del puente es L≥500m, y la luz calculada L0≥100m.
Puente
La longitud total del puente es 100 m ≤ l < 500 m, y la luz calculada es 40 m ≤ l0 < 100 m.
Eje intermedio
La longitud total del puente es de 30m < l < 100m, y la luz calculada es de 20m ≤ l0 < 40m.
Brain pons
La longitud total del puente es 8 m ≤ L ≤ 30 m, y la luz calculada es 5 m ≤ L0 < 20 m.
Clasificación de puentes: luz multiperforación longitud total L (m) luz de un solo orificio (L0)
Puente extragrande: L≥500 metros L0≥100 metros.
Puente: 100 metros ≤ l < 500 metros 40 metros ≤ l0 < 100 metros.
Puente del medio: 30m < l < 100m 20m ≤ l0 < 40m.
Puente pequeño: 8m ≤ L ≤ 30m, 5m ≤ l0 < 20m.
Debido al avance de los tiempos, a "puente" se le ha dado un nuevo significado, refiriéndose generalmente a personas que se comunican entre sí, establecen relaciones de cooperación, promueven intercambios amistosos, etc. Los trabajos y carreras que desempeñan estas personas también se denominan colectivamente "trabajos puente".
5. La historia del desarrollo de los puentes:
Los puentes son una parte integral de las carreteras. Desde la perspectiva de la tecnología de la ingeniería, el desarrollo de los puentes se puede dividir en tres períodos: la antigüedad, la modernidad y la modernidad.
(1) Puentes antiguos
En tiempos primitivos, los humanos usaban árboles caídos naturalmente, vigas o arcos de piedra formados naturalmente, rocas que sobresalían de arroyos y árboles que crecían en vides y más a lo largo del Las orillas del valle cruzan cursos de agua y cañones. Es difícil verificar cuándo los humanos talaron árboles intencionalmente para construir puentes o apilaron piedras para erigir piedras para construir puentes. Según los registros históricos, China ya tenía puentes de vigas y puentes de pontones en la dinastía Zhou (siglo XI a. C. al 256 a. C.). Por ejemplo, alrededor del 1134 a. C., hubo puentes de pontones en el río Weishui durante la dinastía Zhou Occidental. En 1800 a. C., el Reino de Babilonia construyó un puente de madera de varios tramos de 183 metros de largo. La antigua Roma construyó un puente de madera sobre el río Tíber en el 621 a.C. y un puente de pontones sobre el estrecho de Helle en el 481 a.C. En la antigua Mesopotamia, en el siglo IV a.C. se construyó un puente de arco de piedra (con plafones escalonados).
Antes del siglo XVII, los puentes antiguos se construían generalmente con madera y piedra. Los puentes se dividían en puentes de piedra y puentes de madera basados en materiales de construcción.
La forma principal de puente de piedra es el puente de arco de piedra. Según la investigación, los puentes de arco de piedra aparecieron en mi país ya en la dinastía Han del Este (25-220 d.C.), como los ladrillos de retrato de la dinastía Han del Este desenterrados con gráficos de puentes de arco grabados en ellos. El puente Zhaozhou existente (también conocido como puente Anji) fue construido entre 605 y 617, con una distancia libre de 37 metros. Es el primer arco de hombro abierto con un pequeño arco ventral en el círculo del arco principal. Los anillos de arco y los pilares de los antiguos puentes de arco de piedra en mi país son generalmente más delgados y livianos. Por ejemplo, el puente Baodai fue construido entre 816 y 819, con una longitud total de 317 metros. Los pilares son delgados y los arcos son planos. y la estructura es exquisita.
En la época romana se construyeron muchos puentes de arco en Europa. Por ejemplo, se construyeron 8 puentes de arco de piedra sobre el río Tíber en Roma entre el 200 a. C. y el 200 d. C. Entre ellos, el puente de arco de piedra Fabrizio construido en el 62 a. C. tenía dos agujeros, cada uno con una luz de 24,4 metros. En el año 98 d.C., España construyó el Pont de l'Al, de 52 metros de altura. Además, hay muchos puentes fluviales con arcos de piedra, como el puente de desvío de Garde, que existe en Francia y fue construido en el siglo I a.C. El puente está dividido en tres capas, con 7 huecos en la parte inferior y una luz de 16 a 24 metros. Los puentes de arco de la época romana eran en su mayoría arcos de medio punto con una luz inferior a 25 m y un ancho de pilar que representaba aproximadamente un tercio de la luz del arco. La Figura 1 [Diagrama esquemático del Puente Remini] es un diagrama esquemático del Puente Remini construido en la época romana.
Cientos de años después de la caída del Imperio Romano, la construcción de puentes en Europa ha avanzado poco. Después del siglo XI, la tecnología de los arcos apuntados se extendió a Europa desde Oriente Medio y Egipto, y comenzaron a aparecer puentes de arco apuntado en Europa. Por ejemplo, el puente de Aviñón construido entre 1178 y 1188 era un puente de arco apuntado de 20 tramos. El Puente del Támesis construido en Inglaterra entre 1176 y 1209 es un puente de arco apuntado con una luz de 19 y unos 7 metros. España construyó muchos puentes de arco en el siglo XIII, como el Ponte Santo en Toledo. Además de los arcos de medio punto y los arcos secantes, los puentes en arco también incluyen arcos elípticos y arcos planos. El Puente Pierre en Francia, construido entre 1542 y 1632 d.C., es un arco elíptico con siete huecos de diferentes luces, con una luz máxima de unos 32 metros. Los arcos ovalados eran populares en aquella época. Entre 1567 y 1569 se construyó en la Torre de Santa Trinita de Florencia un puente de arco plano de tres tramos con una relación altura-envergadura de 1:7. Algunos puentes construidos entre los siglos XI y XVII tienen tiendas a ambos lados del tablero, como el Puente de Rialto en Venecia.
El puente de vigas de piedra es otra forma de puente de piedra. Baqiao cerca de Xi'an, Shaanxi, China, anteriormente conocido como Puente Shiliang, fue construido en la dinastía Han, hace más de 2.000 años. Desde el siglo XI al XII, se construyeron docenas de grandes puentes con vigas de piedra en Quanzhou durante la dinastía Song del Sur, incluidos el puente Luoyang y el puente Anping. El puente Anping (puente Wuli) tenía originalmente 2.500 metros de largo y 362 hoyos. Ahora tiene 2.070 metros de largo y 332 hoyos.
Algunos puentes de piedra existentes en Dartmoor, Inglaterra, tienen más de 2.000 años.
La mayoría de los primeros puentes de madera eran puentes de vigas. Por ejemplo, el puente Wei construido sobre el río Wei en la dinastía Qin era un puente de vigas de varios tramos. La luz del puente de vigas de madera no es grande y se puede aumentar. Figura 2 [Diagrama esquemático de un puente voladizo de madera] Diagrama esquemático de un puente voladizo de madera. En el siglo III d. C., China construyó un puente de madera exterior de "150 escalones de largo" en el cruce de Anxi, Gansu y Turpan, Xinjiang. Del 405 al 418, se construyó un puente de madera voladizo cerca de Linxia, provincia de Gansu. El río tenía 40 pies de ancho y el puente 50 pies de alto. También se puede aumentar la luz del puente de madera en forma de ocho (Figura 3 [Diagrama esquemático del puente de madera en forma de ocho]) y del puente de madera arqueado. El Puente Bassano del siglo XVI es un puente de madera en forma de ocho.
El puente de arco de madera (Figura 4 [Diagrama esquemático del puente de arco de madera]) apareció antes. 104 * *El puente de arco de madera de Trajano construido sobre el río Danubio en Hungría tiene 21 hoyos, cada uno con una luz de 36 metros. El Hongqiao construido por China en Kaifeng, Henan (Figura 5 [Diagrama esquemático de Hongqiao]) tiene una distancia neta de unos 20 metros. También es un puente de arco de madera y fue construido en 1032 d.C. El Puente Ribbon construido por los japoneses en el río Iwakuni Kinchuan es un puente de arco de madera de cinco agujeros. Fue construido alrededor del año 300 d.C. con la ayuda del maestro zen independiente Dai Mangong de China.
Hay puentes de cables de bambú hechos de tiras de bambú en el suroeste de China. El famoso puente de cable de bambú es el puente Zhupu en el condado de Guan, provincia de Sichuan. El puente tiene 8 huecos, una luz máxima de unos 60 metros y una longitud total de más de 330 metros. Fue construido antes de la dinastía Song.
La cimentación de los puentes antiguos utilizaba el método de ataguía de la época romana, es decir, apilar tablas de madera en una ataguía, bombear agua y construir cimientos de puentes y pilares en su interior. Los cimientos del puente británico Thames Arch Bridge construido en 1209 se construyeron utilizando el método de ataguía. Pero en ese momento, solo se utilizaba pilotaje manual para bombear agua y los cimientos eran poco profundos. A principios del siglo XI en China, el famoso puente Luoyang arrojó piedras por todo el río en el lugar del puente. Después de dos o tres años de cultivar ostras en él, se cementaron los cimientos de la balsa. Este fue un trabajo pionero.
(2) Puentes modernos
La producción y fundición de hierro en el siglo XVIII d.C. proporcionó nuevos materiales de construcción para puentes. Sin embargo, el hierro fundido tiene poca resistencia al impacto, baja resistencia a la tracción y es fácil de romper, por lo que no es un buen material para la construcción de puentes. Desde la década de 1950, con el desarrollo de las tecnologías de fabricación de acero con convertidor ácido y de hogar abierto, el acero se ha convertido en un importante material para la construcción de puentes. El acero tiene una alta resistencia a la tracción y buena resistencia al impacto, especialmente la aparición de placas de acero y perfiles de acero laminados rectangulares en el siglo XIX, que crearon las condiciones para el ensamblaje en fábrica de componentes de puentes e hicieron que el acero se utilizara ampliamente.
El cemento se inventó a principios del siglo XVIII mezclando y calcinando cal, arcilla y hematita. En la década de 1950, se colocaron barras de acero en el hormigón para compensar las malas propiedades de tracción del cemento. Posteriormente se construyó este puente de hormigón armado en los años 70.
La construcción moderna de puentes ha promovido el surgimiento y el desarrollo de la teoría de la ciencia de los puentes. En 1857, Saint-Werner propuso una teoría de vigas y una teoría de deflexión relativamente completas basadas en investigaciones previas sobre teoría de arcos, estática y mecánica de materiales. Durante este período también se establecieron las teorías de vigas continuas y vigas en voladizo. También se aborda el análisis de armaduras de puentes como la armadura Warren y la armadura Howe. Después de la década de 1970, con los esfuerzos del alemán K. Cullmann, los británicos W.j.m.Rankin y J.C. Maxwell, la mecánica estructural ha logrado grandes avances y se pueden analizar las tensiones de los componentes de los puentes bajo carga. El desarrollo de estas teorías condujo al desarrollo de cerchas, vigas continuas y vigas en voladizo. A finales de 2019 se había perfeccionado la teoría del arco elástico, impulsando el desarrollo de puentes en arco. El auge de la mecánica de suelos en la década de 1920 impulsó la investigación teórica sobre cimentaciones de puentes.
Los puentes modernos se dividen en puentes de madera, puentes de piedra, puentes de hierro, puentes de acero y puentes de hormigón armado.
Los puentes y cerchas de madera existían antes del siglo XVI. En 1750 se construyeron en Suiza numerosos puentes de madera con una combinación de arcos y vigas, como el puente Lechnau, con una luz de 73 metros. Desde mediados del siglo XVIII hasta mediados del siglo XIX se construyeron muchos puentes de madera en Estados Unidos, como el primer puente de armadura de madera construido sobre el río Connecticut en Bellows Falls, Vermont en 1785, con dos vanos de 55 metros cada uno. ; el puente Philadelphia Scull de 1812. El puente de madera compuesto de arco y armadura construido sobre el río Kiel tiene una luz de 104 m. Los puentes de armadura se utilizan ampliamente porque eliminan la necesidad de arcos y tirantes diagonales y simplifican la estructura. Debido al desarrollo de la teoría de las armaduras, han aparecido uno tras otro varios tipos de puentes de madera con armadura, como el tipo Pratt, el tipo Howe, el tipo Tang, etc. (Figura 6 [Puente de celosía]). Debido a que el puente de madera utiliza mucho hierro, no es tan económico como usar todo hierro. Por lo tanto, los puentes de madera fueron reemplazados gradualmente por puentes de acero a finales del siglo XIX.
Los puentes de hierro incluyen puentes de hierro fundido y puentes de hierro forjado. El hierro fundido es relativamente frágil y es adecuado para la compresión pero no para el estiramiento, por lo que es adecuado para la construcción de puentes en arco. El primer puente de hierro fundido del mundo fue el Puente Severn construido por Dale Works en Colebrook, Inglaterra. Construido en 1779, es un arco de medio punto compuesto por cinco nervaduras de arco con una luz de 30,7 metros. El hierro forjado tiene mejores propiedades de tracción que el hierro fundido. A mediados del siglo XIX, los puentes colgantes de cadenas de hierro forjado se utilizaban para puentes de carretera con luces superiores a 60 o 70 metros. Debido a la rigidez insuficiente de los puentes colgantes, se utilizan puentes de celosía para los ferrocarriles. Por ejemplo, el puente ferroviario de doble vía de Bretaña construido en el Reino Unido entre 1845 y 1850 es un puente de vigas de hierro forjado en forma de caja. Desde mediados del siglo XIX, la teoría de las vigas y la teoría del análisis estructural se han ido estableciendo una tras otra, promoviendo el desarrollo de puentes de celosía, y han aparecido diversas formas de vigas de celosía. Sin embargo, en aquella época no se conocía suficientemente la resistencia al viento de los puentes y, en general, no se tomaban medidas de protección contra el viento para los puentes.
1879 Hace dieciocho meses, el puente de hierro forjado del Ferrocarril de Taiwán de la familia Yang fue construido después de que fuertes vientos lo derribaron porque no había una estructura horizontal continua resistente al viento en el puente.
China construyó el puente colgante Luding Chain sobre el río Dadu en Sichuan en 1705. El puente tiene 100 metros de largo y 2,8 metros de ancho y todavía está en uso hoy en día. El primer puente colgante de cadenas de Europa fue el puente del río Tees en Inglaterra, construido en 1741, con una luz de 20 metros y una anchura de 0,63 metros. De 1820 a 1826, los británicos construyeron un puente colgante de 177 metros con un agujero central en el estrecho de Menai, en el norte de Gales. El puente fue reconstruido en 1940 debido a la falta de vigas de refuerzo o estructuras resistentes al viento. El primer puente colgante del mundo construido con cables de hierro en lugar de cadenas fue el Puente de Friburgo en Suiza, construido entre 1830 y 1834 con una luz de 233 metros. Este puente utiliza 2.000 alambres de hierro que se colocan in situ, se suspenden de la torre y se anclan en un foso de anclaje de 18 metros de profundidad.
En 1855 se construyó en Estados Unidos el puente ferroviario y de autopista de las Cataratas del Niágara. El puente es un puente colgante con vigas de hierro forjado reforzadas con cables, con una luz de 250 metros. De 1869 a 1883, Estados Unidos construyó un puente colgante en Brooklyn, Nueva York, con una luz de 283+486+283 metros. La construcción de estos puentes aportó experiencia en el uso de cerchas rigidizadoras para reducir las vibraciones. Desde entonces, todos los puentes colgantes de gran luz construidos en los Estados Unidos han utilizado vigas de refuerzo para aumentar la rigidez, como el puente Golden Gate de San Francisco construido en 1937 (el orificio principal tiene 1280 metros de largo, los orificios laterales tienen 344 metros de largo, y la torre tiene 228 metros de altura), y el puente de la Bahía de San Francisco-Oakland construido en el mismo año (el agujero principal tiene 704 metros de largo, los agujeros laterales tienen 354 metros de largo y la torre tiene 628 metros de alto)
En 1940 se construyó el puente Tacoma Narrows en el estado de Washington, EE.UU. La luz principal del puente es de 853 metros, las aberturas laterales son de 335 metros, la viga de refuerzo tiene 2,74 metros de altura y el ancho del puente es de 11,9 metros. El 7 de octubre del mismo año, a las 165438, cuando la velocidad del viento era de sólo 67,5 km/h, los agujeros centrales y laterales del puente fueron derribados por el viento. El incidente impulsó la investigación sobre la relación entre la aerodinámica y la estabilidad del puente.
Puente de Acero El Puente Eads sobre el Río Mississippi en St. Louis, Missouri, EE.UU., fue construido entre 1867 y 1874. Se trata de uno de los primeros puentes articulados en arco de celosía de acero para uso tanto vial como ferroviario, con una luz de 153+153 metros. El puente se construyó utilizando una nueva tecnología llamada instalación en voladizo. Las nervaduras del arco están suspendidas a ambos lados del muelle, tiradas por los cables de suspensión de las balsas de madera temporales en el muelle, empalmadas una por una y finalmente conectadas a los dos arcos en el tramo medio. La cimentación se hunde 33 metros en la capa de roca mediante un cajón neumático. Debido a la falta de medidas de seguridad, se produjo una grave enfermedad del cajón en el número 119 y murieron 14 personas. A finales de 1900, la teoría del arco elástico fue mejorando gradualmente, lo que promovió la construcción de puentes de arco de acero de luces largas en las décadas de 1920 y 1930. Los más famosos incluyen: el Puente Puerta de la Luna de Nueva York, construido en 1917, con una luz de 305 metros; el Puente del Ala Norte de Nueva York, construido en 1931, con una luz de 504 metros; el Puente del Puerto de Sydney en Australia (ver imagen en color); [Puente del puerto de Sídney en Australia, un puente de carretera y ferrocarril]), construido en 1932, con una luz de 503 metros. Los tres puentes son arcos de armadura de acero de doble bisagra.
Los voladizos diseñados según la mecánica aparecieron a mediados del siglo XIX. Basándose en el puente voladizo de madera tibetano en China, los británicos propusieron la idea de combinar tramos de anclaje, tramos en voladizo y tramos en voladizo para construir un puente voladizo de ferrocarril en la desembocadura del río Forth en Edimburgo, Inglaterra, de 1882 a 1890. . Este puente * * * tiene seis voladizos, la longitud del voladizo es de 206 metros, la longitud del tramo en voladizo es de 107 metros y el tramo principal tiene 519 metros de largo (Figura 7 [Diagrama esquemático del puente con vigas voladizas Foss]). A principios del siglo XX estaban de moda los puentes voladizos, como el puente Queensberg de Nueva York, construido en Estados Unidos entre 1901 y 1909. Es un puente voladizo con una luz de anclaje medio de 190 metros, una luz de voladizo de 150 metros y una luz de voladizo de 180 metros. El Puente de Quebec en Canadá, construido entre 1900 y 1917, también es un puente de acero en voladizo. El pequeño puente danés del Canal, terminado en 1933, es un puente ferroviario de vigas voladizas de cinco orificios con una luz de 137,5165+20165+137,5 metros.
En 1896, el ingeniero belga Frendel inventó el puente de celosía de alma abierta. En Bélgica se construyeron varios puentes de armadura hueca remachados y soldados.
Puente de hormigón armado Entre 1875 y 1877, el horticultor francés Moniere construyó un puente peatonal de hormigón armado con una luz de 16 m y una anchura de 4 m. En 1890, en la Exposición Industrial de Bremen, en Alemania, se exhibió un puente peatonal en arco de hormigón armado con una luz de 40 metros. En 1898 se construyó el puente en arco de hormigón armado de Shastro. El puente es un arco de tres bisagras con una luz de 52 metros. La Figura 8[] es un diagrama esquemático de un arco y puente de tres bisagras. En 1905 se completó el puente de Tavanassa en Suiza con una luz de 51 metros. Era un puente de arco de tres bisagras en forma de caja con una altura de 5,5 metros. En 1928, los británicos construyeron un puente en arco de hormigón armado de cuatro tramos en Bay Ridge Royal Wade con una luz máxima de 110 metros. En 1934, Suecia construyó el Puente en Arco de Traberg con una luz de 181 m y una altura de 26,2 m; en 1943, se construyó el Puente en Arco Sander con una luz de 264 m y una altura de casi 40 m (Figura 9 [Diagrama esquemático del Puente Sander Puente de arco en Suecia]).
En la construcción de cimentaciones de puentes se comenzaron a utilizar fustes en el siglo XVIII. Al reparar el puente Westminster Arch en el Reino Unido, se hicieron flotar cajones de madera hasta la ubicación del puente, luego se hundieron con piedras y luego se repararon los cimientos y los pilares. Los cajones de aire comprimido se utilizaron por primera vez en la construcción del puente Medway en Rochester, Kent, Inglaterra, en 1851. Cuando se construyó el puente Royal Albert en Saltash, Cornwall, de 1855 a 1859, se utilizó un cilindro de hierro forjado con un diámetro de 11 m, con un cajón de aire comprimido debajo del cilindro.
En 1867, Estados Unidos construyó el puente sobre el río Ize, que también utilizó cajones de aire comprimido para construir los cimientos. En la construcción del método de cajón de aire comprimido, es probable que se produzca la enfermedad del cajón si los trabajadores trabajan bajo condiciones de aire comprimido durante mucho tiempo, o salen repentinamente de un tanque de aire comprimido sin una cámara de descompresión, o se descomprimen demasiado rápido.
Después de 1845, los martinetes de vapor comenzaron a utilizarse en la construcción de cimientos de puentes.
(3) Puentes modernos
En la década de 1930, el hormigón pretensado y el acero de alta resistencia aparecieron uno tras otro, la teoría de la plasticidad de los materiales y la teoría del límite, la vibración de los puentes, la aerodinámica y la investigación de la mecánica del suelo. ha logrado grandes avances. Esto proporciona una base científica para ahorrar materiales de construcción de puentes, reducir su peso, predecir la profundidad de hundimiento de los cimientos y determinar su capacidad de carga. Los puentes modernos se pueden dividir en puentes de hormigón armado pretensado, puentes de hormigón armado y puentes de acero según los materiales de construcción.
Puente de hormigón armado pretensado En 1928, los ingenieros franceses de Fraissinet fabricaron hormigón armado pretensado utilizando alambres de acero de alta resistencia y hormigón después de 20 años de investigación. Este material supera las deficiencias del hormigón armado, que es propenso a agrietarse, permitiendo que el puente se construya mediante el método de instalación en voladizo y empuje. Con el desarrollo continuo de alambres de acero y hormigón de alta resistencia, la estructura y la luz de los puentes de hormigón armado pretensado continúan mejorando.
Los puentes de hormigón armado pretensado incluyen puentes simplemente apoyados, continuos, voladizos, en arco, de celosía, de estructura rígida y atirantados. Las luces de los puentes de vigas simplemente apoyados son en su mayoría inferiores a 50 metros. Los puentes de vigas continuas, como el puente de Oleron en Francia construido en 1966, son puentes de vigas continuas de hormigón pretensado con 26 vanos y 79 metros. El puente Houston Slipway en Estados Unidos, construido en 1982, es un viaducto de vigas continuas de hormigón pretensado con una luz media de 229 metros, construido mediante el método del voladizo equilibrado. Puentes voladizos, como el puente Bendorf construido en Kblenz por la República Federal de Alemania en 1964, con un tramo principal de 209 metros; el puente Hamaaki en Japón, terminado en 1976, con un tramo principal de 240 metros; Puente, terminado en China en 1980, con una luz principal de 174 metros (Ver imagen en color [Puente sobre el río Chongqing Yangtze, Puente de estructura rígida en forma de T de hormigón pretensado de la autopista]). Los puentes de armadura, como el puente del valle de Monfal en la Alemania Federal construido en 1960, tienen una luz de 9108+90 metros y son el primer puente de armadura de hormigón pretensado del mundo. En 1966, la Unión Soviética construyó un puente continuo de celosía de hormigón pretensado con una luz de 106+3×166+106 metros. Los puentes rígidos como el puente Saint-Michel en Toulouse, Francia, construido en 1957, se construyen mediante el método flotante. El Puente Bonhome en Francia, construido en 1974, tiene una luz principal de 186,25 m y actualmente es el puente de estructura rígida de hormigón pretensado de mayor luz (Figura 10 [Diagrama esquemático del Puente Bonhome]). El puente colgante de hormigón armado pretensado es un sistema autoanclado compuesto por vigas pretensadas y cables de acero pretensados en vigas de refuerzo. El puente Merlebeek y el puente Mariakirk en Gante, Bélgica, fueron construidos en 1963. Sus luces principales son de 56 metros y 100 metros respectivamente. Son puentes colgantes de hormigón armado pretensado. Puentes atirantados como el puente del lago de Maracaibo en Venezuela se construyeron en 1962. El puente es una viga continua de 235 metros de cinco orificios, y la viga en voladizo se iza mediante cables pretensados suspendidos de la torre en forma de A. Las vigas de los puentes atirantados están suspendidas sobre soportes multielásticos compuestos de cables, lo que puede reducir la altura de la viga y mejorar la resistencia al viento y a la vibración torsional del puente. La viga principal se puede instalar con cables, lo cual es conveniente para cruzar el río, por lo que se usa ampliamente. Puentes atirantados de hormigón pretensado, como el puente Wadikov construido en Libia en 1971, con una luz principal de 282 metros; el puente Pasco-Kennewick sobre el río Columbia en el estado de Washington, construido en Estados Unidos en 1978, con una luz principal; luz de 299 metros; construido en Francia en 1977. El puente Brotons sobre el Sena tiene una luz principal de 320 metros. En China se han construido más de diez puentes atirantados de hormigón pretensado, entre los cuales el puente Shandong Jinan Yellow River construido en 1982 tiene una luz principal de 220 metros (ver imagen en color [Jinan Yellow River Highway Bridge, puente atirantado continuo de hormigón pretensado puente, construido en 1982] [Vehículo 】).
Puentes de hormigón armado Después de la Segunda Guerra Mundial, se construyeron muchos puentes en arco de hormigón armado de gran luz en todo el mundo, como el puente en arco de Arada en Portugal, que se abrió al tráfico en 1963, con una luz de 270 metros y una altura de 50 metros. El puente Glades Weir en el puerto de Sydney, Australia, se completó en 1964 y tiene una luz de 305 metros.
China creó el puente de arco de doble curvatura de hormigón armado en 1964. El puente está compuesto por arcos de nervaduras y arcos ondulados, con curvatura tanto longitudinal como transversal, y también en forma de arcos ondulados lateralmente (Figura 11 [Esquema de una estructura de arco de doble curvatura]). Las nervaduras y corrugaciones están prefabricadas por tramos para su instalación mediante equipos de elevación ligeros. De esta manera, se pueden construir puentes en arco de gran luz sin transporte pesado ni equipos de elevación pesados. El primer puente experimental de arco de doble curvatura se construyó en Wuxi, Jiangsu, China, con una luz de 9 metros. Desde entonces, el puente del río Xiangjiang en Changsha, Hunan, se completó en 1972. Es un puente de arco de doble curva con una luz de 16, un agujero grande de 60 metros, un agujero pequeño de 50 metros y una longitud total de 1.250 metros.
El puente de arco de celosía de hormigón armado (Figura 12 [Diagrama esquemático del puente de arco de celosía]) es una estructura compuesta por arcos y cerchas que utiliza menos materiales, es liviana y simple de construir. .
Después de la Segunda Guerra Mundial, con la aparición de materiales de acero con alta resistencia, buena tenacidad, resistencia a la fatiga y resistencia a la corrosión, se soldaron placas de acero ortogonales livianas de alta resistencia a partir de placas de acero planas y se reforzaron con acero en ángulo y Placa de acero. Con la aparición de puentes de placas heterogéneas y la aplicación de pernos de alta resistencia, los puentes de acero se han desarrollado enormemente.
Los puentes fabricados con vigas de chapa de acero, vigas cajón de acero y hormigón, y puentes de vigas cajón de acero y puentes de placas ortotrópicas se utilizan ampliamente en puentes de luces grandes y medianas.
El puente Dusseldorf-Neuss, construido por la República Federal de Alemania en 1951, es una viga cajón de placas ortotrópicas con una luz de 206 metros. El Puente Norte de Dusseldorf, construido en 1957 en la República Federal de Alemania, es un puente de vigas de chapa de acero de 72 metros y 6 orificios. El puente sobre el río Sava de Belgrado, construido en Yugoslavia en 1957, es un puente de vigas de placa de acero con una luz de 75+261+75 metros y una viga en forma de U invertida. El puente de estructura rígida de patas inclinadas de Martigues, construido en Francia en 1973, tiene una luz principal de 300 metros. El Puente de Sfarassa, construido en Italia entre 1943 y 1972, tiene una luz de 376 metros y actualmente es el puente de estructura rígida de patas inclinadas de acero más grande del mundo. El puente Astoria en Oregón, terminado en Estados Unidos en 1966, es un puente continuo de armadura de acero con una luz de 376 metros. El Puente Gate, construido en Japón en 1966, es un puente continuo de armadura de acero con una luz de 300 metros. El puente del río Nanjing Yangtze, construido en China en 1968, es un puente continuo de armadura de acero que funciona como carretera y ferrocarril. El puente principal mide 128+9×16128 metros y todo el puente tiene 6 kilómetros de largo (ver la imagen en color [Puente del río Nanjing Yangtze, actualmente el puente más grande de China]). El puente del puerto de Osaka construido en Japón en 1972 es un puente de acero en voladizo con una longitud de 980 m. Consta de 235 m de orificios de anclaje, 162 m de orificios en voladizo y 186 m de orificios de suspensión. El Puente Colgante Victoria Razzano de Nueva York, construido en Estados Unidos en 1964, tiene una abertura principal de 1.298 metros y una altura de torre de 26.548 metros. El Puente Colgante Severn construido en el Reino Unido en 1966 tiene una abertura principal de 985 metros. . Según las pruebas en el túnel de viento, el puente utiliza por primera vez vigas de refuerzo en forma de caja de placas ortotrópicas fusiformes, con una altura de viga de sólo 3,05 metros. El puente colgante Hambill construido en el Reino Unido en 1980 tiene una luz principal de 1.410 metros. También utiliza vigas de refuerzo de placas ortotrópicas fusiformes con una altura de viga de sólo 3 metros.
Después de la década de 1960, se desarrollaron los puentes atirantados de acero. El primer puente atirantado de acero fue el puente del estrecho de Strundsund construido en Suecia. Fue construido en 1956 con una luz de 74,7+182,6+74,7 metros. Hay dos cables atirantados en los lados izquierdo y derecho de la torre, y las losas de hormigón armado y las vigas de placas de acero soldadas se combinan en vigas longitudinales. El puente atirantado de acero de Colonia, construido por la República Federal de Alemania en 1959, tiene una luz principal de 334 metros. El puente atirantado de acero Erskine construido en Gran Bretaña en 1971 tiene una luz principal de 305 metros; el puente Saint-Nazaire construido en Francia en 1975 tiene una luz principal de 404 metros. Los cables del puente están dispuestos en densos haces, lo que reduce la longitud entre patas y la altura de las vigas, que son sólo 3,38 metros. Actualmente, la luz de los puentes atirantados está aumentando gradualmente al mejorar la resistencia al viento y a los terremotos de los puentes atirantados de acero.
Las cimentaciones de los puentes de acero se construyen principalmente con pilotes de gran diámetro o fustes de paredes delgadas.
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