Cómo Funcionan Los Puentes Flotantes

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Los puentes flotantes fueron un invento de los romanos, y todavía se usan en la actualidad. Aprenda sobre la ingeniería detrás de puentes flotantes en WordsSideKick.com.

Tal vez algún día todos tengamos autos que se puedan convertir, al estilo Transformador, del modo de autopista, al helicóptero, al barco. Pero hasta que ese tipo de maravilla de los Jetsons despega, estamos casi estancados atravesando solo el asfalto y el concreto. A veces, sin embargo, las carreteras en sí manejan algunos trucos tecnológicos bastante interesantes, como en el caso de puentes flotantes.

Puentes flotantes (también llamado puentes de pontones) no están equipados con mástiles de vela o motores fuera de borda de ningún tipo. Así que, aunque no puedes ir con ellos a través de las olas del océano, en realidad puedes ir en ellos en tu auto.

Pero la diversión frívola toma un lugar secundario a los propósitos más utilitarios que sirven los puentes flotantes. Sin estas carreteras húmedas y maravillosas, es probable que varias áreas metropolitanas del mundo tengan que sobrevivir sin ningún tipo de puente, lo que afectaría en gran medida el flujo de tráfico y la población y las economías en general.

Sin embargo, en términos de números, los puentes flotantes permanentes siguen siendo un tipo de estructura muy inusual. Solo alrededor de 20 de ellos existen en el mundo, y cuatro de ellos se encuentran en el estado de Washington [fuente: Washington DOT], que debido a su alta población, su gran economía y las áreas metropolitanas acuosas requieren más puentes flotantes que en cualquier otro lugar.

El diseño de puentes flotantes varía mucho según la ubicación y el propósito. Algunas son enormes estructuras de hormigón y acero que pueden soportar el peso casi inimaginable infligido por el tráfico incesante de pasajeros y comercial.

Otros son arreglos simples a base de madera, mejores para cargas mucho más livianas. Tome, por ejemplo, el famoso puente en Brookfield, Vt. Este puente de madera de 330 pies (98 metros) ahora solo admite tránsito peatonal. Pero el puente era famoso en parte porque las ruedas de los vehículos a menudo se mojaban cuando cruzaban.

Los tipos temporales de puentes de pontones son mucho más comunes que los permanentes. Estos puentes pueden usarse en emergencias y, a menudo, son útiles cuando los soldados necesitan mover personas y equipos sobre ríos o lagos. Estos puentes de corta duración pueden estar hechos de madera o metal, e incluso tubos inflables.

Cualquiera que sea su material, todos los puentes flotantes tienen uno en común: realmente flotan. Pase a la página siguiente y verá que estas estructuras especiales tienen una historia larga y fascinante que, bueno, une todo tipo de territorio de ingeniería.

Un puente parecido a un barco a la historia

Los puentes flotantes o de pontones (como este en Virginia) se usaban comúnmente en la era de la Guerra Civil.

Los puentes flotantes o de pontones (como este en Virginia) se usaban comúnmente en la era de la Guerra Civil.

Seguramente los pueblos antiguos debieron haber mirado con anhelo las costas inalcanzables al otro lado de los ríos y desearon puentes para llevarlos allí. Los deseos por sí solos no podrían construir esos puentes, pero la guerra sí.

La mayoría de los primeros puentes flotantes fueron construidos con el propósito de la guerra. Los chinos, romanos, griegos, mongoles y otros pueblos utilizaron versiones de puentes de pontones para mover soldados y equipos, generalmente a través de ríos demasiado profundos para vadearse.

Los puentes flotantes más primitivos eran barcos de madera colocados en filas con tablones colocados a través de ellos para soportar el tránsito peatonal, caballos y carros con ruedas. En cada orilla, estos puentes estaban asegurados, a menudo con cuerdas, para evitar que se desviaran con la corriente o el viento.

Uno de los antiguos puentes flotantes más famosos fue creado a instancias del rey persa Jerjes. Jerjes se dispuso a conquistar Grecia en 481 a. C., pero primero, su enorme ejército tuvo que cruzar el Helesponto, un estrecho de aproximadamente 4,409 pies (1,3 km) de ancho.

Jerjes ordenó a sus hombres que construyeran un puente flotante, pero una tormenta violenta destruyó posteriormente su trabajo. Para mostrar su enojo hacia el mar, Xerxes le dijo a sus hombres que azotaran simbólicamente el agua 300 veces, y también le arrojaron grilletes en las piernas al mar. Castigó a los ingenieros del puente fallido decapitándolos.

Se construyó un segundo puente y se usaron casi 400 barcos para mantener su superficie a flote. Todos los botes estaban atados con cuerdas gruesas de lino y papiro y pesados ​​con pesados ​​anclajes para mantenerlos en su lugar, y quedaba una abertura para que las pequeñas embarcaciones que navegan por el estrecho aún pudieran pasar el puente.

Se utilizaron troncos para la superficie del puente, y se cubrieron con un cepillo y tierra. Y había barreras a cada lado para que los caballos (y quizás los hombres) no se asustaran al caminar tan cerca de sus potenciales extremos acuosos. Éste sobrevivió, dejando que cientos de miles de soldados pasaran por el estrecho. En última instancia, este ejército atacó y capturó a Atenas.

Muchas guerras desde entonces han visto puentes flotantes en acción, incluyendo la Guerra Civil Americana y ambas Guerras Mundiales. Siguen siendo vitales para las campañas que deben cruzar cuerpos de agua para enfrentar (o huir) de los enemigos.

Los puentes de pontones modernos son extremadamente portátiles y, a menudo, pueden viajar en un remolque de semi-camión. Por lo general, combinan un vértice inflable cubierto con una estructura metálica que soporta vehículos grandes y hombres.

No todos los puentes de pontones están construidos para la guerra. Sigue leyendo, y verás cómo se construyen más permanentes para fines más pacíficos.

Diseño y construcción de puentes flotantes

Los pontones generalmente se juntan cerca del sitio de construcción del puente y luego se remolcan a su lugar. Aquí, los pontones flotan fuera de la cuenca de fundición en Concrete Technology Corporation en Tacoma, Washington, en agosto de 2008.

Los pontones generalmente se juntan cerca del sitio de construcción del puente y luego se remolcan a su lugar. Aquí, los pontones flotan fuera de la cuenca de fundición en Concrete Technology Corporation en Tacoma, Washington, en agosto de 2008.

Los puentes flotantes son infrecuentes en gran parte porque los tipos de situaciones y los criterios ambientales para ellos son inusuales.Estos puentes son en su mayoría necesarios para conectar áreas densamente pobladas donde hay un cuerpo de agua muy ancho y muy profundo, junto con un suelo extremadamente suave en el fondo del lago o del océano, factores que prohíben muelles de puente (La estructura sobre la que descansa la superficie del puente).

Son rentables en comparación con los puentes tradicionales en escenarios donde el agua tiene más de 100 pies (30 metros) de profundidad y media milla (900 metros) de ancho. Las áreas con vientos u olas muy fuertes generalmente hacen inviables los puentes flotantes.

Los puentes flotantes contemporáneos se hacen generalmente con acero, concreto, madera o una fusión de estos componentes. Debido a que el agua de mar está presente alrededor de algunos puentes flotantes, el concreto es especialmente útil, ya que es resistente a la corrosión del agua salada y amortigua adecuadamente las vibraciones del tráfico, el viento y las olas.

Los ingenieros deben planificar no solo las fuerzas longitudinales del agua y el viento, sino también el peso del tráfico. Ahí es donde flotabilidad entra. Los pontones son simplemente recipientes huecos y estancos. Cuando tiene pontones en gran número (o gran tamaño), son muy flotantes y pueden soportar un peso equivalente a la cantidad de agua que desplazan, incluso cuando los pontones están hechos de material pesado como el concreto.

Hay dos categorías básicas de puentes de pontones: continuo y separar pontón. Como su nombre lo indica, un pontón continuo se extiende a lo largo del puente. A veces, la parte superior del pontón se superpone con la cubierta que soporta el tráfico. Los puentes de pontones separados usan pontones múltiples separados a lo largo de la longitud del puente.

Conseguir que los puentes floten es la parte fácil. En la página siguiente, leerá más sobre el diseño de puentes y cómo la tierra, no el agua, presenta desafíos para los planes de puentes flotantes.

Haciendo las conexiones críticas

El puente SR 520 presenta un tramo de extracción que permite que los barcos y barcazas pasen por el puente flotante. El lapso de extracción permanece cerrado para los buques y abierto al tráfico de vehículos de 5 a.m. a 9 pm. Entre semana debido al tráfico de cercanías.

El puente SR 520 presenta un tramo de extracción que permite que los barcos y barcazas pasen por el puente flotante. El lapso de extracción permanece cerrado para los buques y abierto al tráfico de vehículos de 5 a.m. a 9 pm. Entre semana debido al tráfico de cercanías.

Cada área geográfica es diferente, por lo que los ingenieros eligen el estilo de puente que mejor se adapte a cada ubicación. Cuando deciden ir con un puente flotante, los pontones generalmente se construyen en la costa cerca del sitio de construcción y luego se remolcan en su lugar mediante barcazas y se anclan. Luego los elementos de soporte y la cubierta del puente se agregan a la parte superior.

En muchos casos, los ingenieros también deben tener en cuenta el tráfico de agua, como barcazas o buques militares. Para estas situaciones, el puente puede tener una sección elevada (llamada Alto) bajo los cuales pueden pasar los barcos. O puede haber un puente levadizo que pueda elevarse, aunque en esta configuración, el tráfico del puente debe detenerse.

Los ingenieros utilizan diversas técnicas para mantener los puentes flotantes estacionarios y estables. La mayoría utiliza una combinación de anclajes y líneas de amarre. Los anclajes pesan muchas toneladas y, junto con las líneas de amarre, permiten que el puente se flexione bajo tensión sin romperse.

Esas son las partes fáciles. Cuando se trata de hacer puentes flotantes usables y duraderos, a menudo son las líneas costeras las que causan la mayoría de los dolores de cabeza. Esto se debe a que las orillas rara vez se encuentran cerca de la superficie del nivel del agua y, a menudo, la orilla está dentada y en una elevación mucho mayor.

Eso significa que los ingenieros deben diseñar enfoques que no son demasiado empinadas y permiten que los vehículos desciendan con seguridad a la superficie del puente. A menudo, construyen la costa lentamente agregando tierra o roca para crear un ascenso más suave. O introducen soportes en el suelo debajo del agua para soportar una plataforma que está inclinada hacia abajo hacia las partes flotantes. Todavía otros puentes usan túneles para acercarse a la parte acuosa de su viaje.

A medida que los ingenieros han perfeccionado su base de conocimientos, sus hazañas se han vuelto cada vez más impresionantes. Y en ninguna parte hay un puente flotante más imponente que en Seattle. En la página siguiente, leerás todo sobre el puente de pontones más grande que hay.

El puente flotante más grande del mundo

Un puente de reemplazo para el puente de Evergreen Point está en las obras. Aquí hay una vista aérea de las instalaciones de la cuenca de fundición DOT / Kiewit General del estado de Washington que se están construyendo en Aberdeen, Washington.

Un puente de reemplazo para el puente de Evergreen Point está en las obras. Aquí hay una vista aérea de la instalación de la cuenca de fundición de DOT / Kiewit General del estado de Washington que está en construcción en Aberdeen, Washington.

El puente del Gobernador Albert D. Rossellini-Evergreen Point (a menudo llamado solo el puente SR 520) en Seattle es el puente flotante más largo del planeta. Tiene 7,497 pies (2,285 metros), o 1.4 millas (métricas), es largo y se extiende por el Lago Washington, dejando que los vehículos pasen desde y hacia Seattle y Bellevue, Washington.

Después de tres años de construcción, el puente de peaje de cuatro carriles se abrió en 1963. No fue el primer puente flotante en el lago Washington; ese fue en realidad el Puente Flotante del Lago Washington, que se construyó en 1940 y terminó como parte de la Interestatal 90. Pero el puente SR 520 es significativamente más grande que su antecesor.

Es cuatro carriles y 60 pies de ancho y es apoyado por 33 pontones. Esos pontones individuales son enormes, miden aproximadamente dos pisos y medio y miden 360 pies (110 metros) de largo, es decir, más de cuatro camiones cisterna de gas colocados de punta a punta. Los pontones están asegurados por 62 anclas que pesan alrededor de 77 toneladas cada una.

Si esos números no hacen flotar el bote de tu cerebro, considera esto: el SR 520 está obteniendo una gran actualización. Una nueva versión del puente tendrá seis carriles y un carril bici. Tendrá 115 pies de ancho y 77 pontones, cada uno de los cuales tendrá 360 pies de largo, 75 pies de alto y 28 pies de alto. Tal vez lo más increíble es que cada pontón pesará alrededor de 11,000 toneladas, lo que equivale a 23 jets Boeing 747 [fuente: Washington DOT].

El puente también es actualizable.Actualmente, los dos carriles centrales serán solo para HOV (vehículos de alta ocupación), pero en el futuro, se podría colocar un sistema de tren ligero aquí (aunque esto requeriría aún más pontones para soportar el peso adicional).

Podría preguntarse por qué en el mundo el estado de Washington construiría una estructura tan gigantesca. El área metropolitana de Seattle es el hogar de grandes empresas con una fuerza laboral igualmente grande. Todas esas personas necesitan opciones de transporte eficientes, y la ruta directa a través del lago Washington es la más rápida. Pero esa ruta es curva, lo que hace imposible un puente colgante, y el lago es demasiado profundo para un puente convencional.

Pero el puente no será barato. El presupuesto para el nuevo cruce es actualmente de $ 4,65 mil millones [fuente: Washington DOT].

Para ese tipo de precio, esperemos que este puente dure mucho tiempo. Pero como la Ley de Murphy siempre parece afirmarse al final, algo se romperá: los puentes flotantes no son una excepción. Sigue leyendo y descubrirás más sobre los puentes famosos y sus momentos infames.

Estos puentes no se queman (pero sí se hunden)

El puente del canal Hood ha experimentado algunos problemas a lo largo de los años.

El puente del canal Hood ha experimentado algunos problemas a lo largo de los años.

Los desastres naturales pueden arruinar muchas creaciones humanas, y los puentes flotantes no son una excepción. El viento, las olas y la corrosión son los principales enemigos de estos puentes, principalmente de hormigón y acero. Y no importa cuánta planificación se tome en la construcción de puentes o la cantidad de ingenieros que "diseñan en exceso" los puentes para dar cuenta de circunstancias inesperadas extremas, los puentes flotantes pueden fallar y lo hacen.

A medida que los ingenieros planean puentes flotantes, toman en cuenta las condiciones locales al tratar de anticipar las características del viento y el movimiento de las olas. También deben considerar la posibilidad de eventos inusuales, como ataques con barcos o tormentas tremendamente poderosas. Por lo general, los diseñadores diseñan puentes para resistir una tormenta tan fuerte que ocurre solo una vez cada 100 años, y los puentes se construyen a propósito para permitir cierta flexión a medida que la temperatura, el viento y las olas cambian.

En el caso de una fuerte tormenta con fuertes vientos y olas, el tráfico a menudo se suspende, y si el puente tiene una apertura de navegación, como un puente de tiro, se abre para aliviar el estrés. Eso es lo que hicieron los dueños del puente de Hood Canal en 1979 durante una tormenta en febrero de 1979, sin éxito.

Durante la tormenta, las puertas de la parte superior de los pontones occidentales del puente se abrieron o se dejaron abiertas en un accidente. El agua de la lluvia y las olas de 10 a 15 pies de altura comenzaron a llenar lentamente los pontones, mientras que las olas se estrellaron contra el puente durante horas hasta que comenzó a romperse y finalmente se destruyó.

Y en noviembre de 1990, las cuadrillas de renovación estaban trabajando en el puente del lago Washington, y cuando las cuadrillas partieron para el fin de semana de Acción de Gracias, se acercó una gran tormenta. Con el permiso de los ingenieros, los equipos de trabajo habían estado almacenando las aguas residuales de su proyecto en algunos de los enormes pontones de hormigón del puente. Para hacerlo, habían retirado temporalmente las puertas herméticas de los pontones. A medida que la tormenta avanzaba, el agua de mar y la lluvia llenaban los pontones, y lentamente, a medida que la televisión en vivo capturaba el desastre, el puente se rompía y se hundía.

Ambos puentes fueron eventualmente reemplazados utilizando conocimientos de ingeniería actualizados y técnicas de construcción. Sin embargo, persiste el temor de que los puentes flotantes masivos no sean lo suficientemente duraderos como para justificar su gran gasto inicial. Los puentes flotantes también son conocidos por ser extremadamente caros de mantener. Están sujetos a tantas fuerzas naturales que deben ser monitoreados constantemente para detectar grietas y otras deficiencias, que requieren tiempo y equipo para reparar.

Este tipo de problemas no impide que los ingenieros propongan y construyan puentes flotantes. Sigue leyendo y encontrarás más información sobre puentes famosos en todo el mundo.

Una reunión mundial de pontones

Aunque el estado de Washington es el punto cero para los puentes flotantes más numerosos y más grandes, no es de ninguna manera el único lugar donde los encontrará. Los países de todo el mundo mantienen sus propias construcciones permanentes basadas en pontones.

Al igual que en el área de Seattle, en Georgetown, Guyana, el agua (en forma del río Demerara) dificultaba el crecimiento económico de la ciudad. Entonces, en 1978, Guyana construyó el puente del puerto de Demerara para conectar a las comunidades y permitir una mayor expansión comercial.

Con 1,2 millas (2 kilómetros) de largo, es el cuarto puente de pontones más largo del mundo. Es compatible con una carretera de dos carriles e incorpora 122 pontones de acero. Al igual que sus primos de Washington, este puente ha sufrido una gran cantidad de problemas: deterioro debido a la falta de mantenimiento, colisiones de barcos y hundimiento de secciones debido a las mareas pesadas.

Como en Washington, Noruega tiene su parte de agua cerca de los centros de población. Ese hecho ayudó a generar una necesidad para el Nordhordland Bridge, que tiene una sección flotante que mide 4,088 pies (1,246 metros) de largo. Hay 10 pontones debajo del puente de diferentes tamaños, que ayudan a la cubierta a cruzar un fiordo y a conectarse a un puente más tradicional con cable.

No todos los puentes existentes actualmente son tan grandes o tan nuevos. El Puente Dongjin en China, por ejemplo, ha estado en uso desde la Dinastía Song, que tuvo lugar entre 960 y 1279. Este puente (de 400 metros) todavía usa botes de madera, alrededor de 100 de ellos, para proporcionar flotabilidad a la madera. cubierta de tablones. Los barcos están asegurados entre sí con cadenas.

Independientemente de su construcción o edad, los puentes flotantes han sido parte del transporte humano durante siglos. No solo han conquistado muchos vientos y olas, sino que también han resistido la prueba del tiempo. Y estarán alrededor por mucho tiempo, siempre y cuando la gente aún tenga que encontrar su camino a través de aguas profundas.


Suplemento De Vídeo: Puente flotante: ventajas e inconvenientes.




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