Los puentes, especialmente los diseñados y construidos por seres humanos, han sido una fuente de asombro y fascinación sin fin desde que la gente encontró por primera vez formas de construirlos. Quizás usted y sus amigos jugaban con pequeños arroyos cuando eran jóvenes e instintivamente intentaron construir pequeños puentes improvisados con palos y troncos disponibles. Si es así, tal vez pueda imaginar la forma básica en que sus antepasados se enfrentaron a la misma tarea, pero por necesidad más que por recreación y en una escala mayor.
En el mundo moderno, por supuesto, los enormes puentes que transportan más de una docena de carriles de tráfico y cuentan con múltiples cubiertas de carreteras son los norma en las principales ciudades que incluyen ríos considerables o se conectan a través de pequeñas franjas de agua del océano o lago para conectarse a otra masa terrestre. Estos gigantes elegantes vienen en una variedad de tipos, y el diseño de cada uno se elige para adaptarse a la distribución del terreno específico y las necesidades de transporte del asentamiento en cuestión.
Los puentes son un tipo de proyecto de clase de ciencias o feria de ciencias escolar probado y consagrado por el tiempo. Si desea impresionar a sus mentores y compañeros, debe elegir un diseño que sea especialmente fuerte. Algunos tipos de puentes y sus subclases se prestan a esta tarea más fácilmente que otros.
Tipos de puentes
Hay cinco tipos principales de puentes, que varían principalmente en su forma básica y, por lo tanto, en términos de cómo el estrés que experimentan, tanto por su propio peso considerable como por el de su tráfico, es repartido. Es muy probable que vivas en una ciudad importante en la que hayas utilizado algunos o quizás todos estos tipos de puentes, probablemente sin poder nombrar más de uno de ellos.
Puente de Vigas: Este es el tipo de puente más simple, que requiere solo un puente recto. lapso, que soporta toda la tensión (tensión de "tracción") de la carga del puente, y muelles, que soportan las fuerzas de compresión. Estos son baratos y más fáciles de construir que otros puentes, pero no son adecuados para grandes vías fluviales porque sus tramos individuales entre pilares no pueden ser muy largos. Además, si bien son económicos, se consideran estéticamente sin encanto en la mayoría de los entornos.
Puente de arco: Este tipo de puente se remonta a la antigua época romana. Es favorecido por su belleza, pero en muchos casos el terreno a puentear no permite la amplia base de contacto de este tipo de puentes. Estos pueden alcanzar tamaños impresionantes. Un puente de arco sobre el New River en West Virginia construido en 1978 tiene un solo tramo fuerte que excede los 3,000 pies.
Puente de armadura: En realidad, hay al menos cuatro diseños de puentes de celosía individuales diferentes, y el número depende de la fuente consultada. Estos, como los puentes de vigas, son económicos y más fáciles de construir que la mayoría de los tipos de puentes, pero son poco atractivos a la vista y poco adecuados para las vías fluviales por la misma razón que los puentes de vigas lo son: una distancia corta entre muelles.
Puente colgante: Si pudo nombrar un solo tipo de puente antes de profundizar en este artículo, lo más probable es que puente colgante, venerado por el mundo por su grandeza y por los ingenieros por su matemática y física astucia. La puente de Brooklyn y otros puentes colgantes tienen cables que corren a lo largo de la cubierta y están anclados a tierra en cada extremo para compensar la tensión; dos (generalmente) pilares gigantes llamados torres absorben la compresión, y la plataforma está suspendida por un conjunto de cables verticales del otro conjunto.
Puente suspendido en cables: La Puente Zakim en Boston es un ejemplo atractivo de este tipo de puente. Al igual que un puente colgante, utiliza cables y los tramos individuales pueden ser enormemente largos, más de una milla (1,6 km). Sin embargo, los cables van desde la parte superior de las torres hasta la plataforma de la carretera en lugar de a cada extremo del puente.
Construcción de puentes modelo
Puede utilizar diferentes materiales para diferentes estilos de puentes reducidos. A continuación se ofrecen sugerencias para el uso de naipes ordinarios, pero no dude en improvisar siempre que su puente cumpla con la definición de su tipo.
Para todos los tipos de puentes, puede usar rollos de papel higiénico o toallas de papel o algo más que sea económico y fácil de adquirir. También querrá un buen suministro de cinta adhesiva, tijeras, una engrapadora, cuerda, una regla y quizás una perforadora.
Modelo de puente de viga: Dobla tus cartas a lo largo de ángulos rectos para hacer los pilares y pega los extremos de otras cartas con cuidado para formar la viga (baraja). Observe cómo la colocación de las uniones en diferentes puntos con respecto a los pilares de abajo afecta lo que sucede cuando "prueba" la resistencia de su puente presionándolo cuidadosamente con un dedo. ¿Dónde deberían estar las uniones y qué sucede cuando usa muy pocas?
Modelo de puente de arco: Este requiere un poco de paciencia y mucha cinta, pero consulte una foto de un puente de arco existente para obtener orientación. Puede hacer "ladrillos" individuales doblando tarjetas individuales en pequeñas cajas y cerrándolas con cinta adhesiva. Asegúrese de incluir pilares para contrarrestar las considerables fuerzas dirigidas lateralmente en los extremos inferiores del puente.
Modelo de puente de armadura: A continuación, conocerá los distintos tipos de puentes de celosía, pero el aspecto importante es la estabilidad del triángulo como construcción geométrica. Tenga en cuenta que si construye una "armadura de caja" con "vanos" cuadrados en lugar de triángulos entrelazados, la estructura es menos estable.
Modelo de puente colgante: Esto es difícil de lograr solo a menos que tenga mucho tiempo y paciencia. Es más fácil construir las torres y la plataforma primero y luego jugar con los ajustes de la longitud y la tensión del cable para ver qué "se siente" más fuerte. ¡Imagínese ser el director de proyecto del primer puente colgante de la historia!
Modelo de puente atirantado: Una vez más, esta es una elección de modelo bastante elaborada, pero ofrece una buena oportunidad para jugar con la longitud ideal de los cables que descienden de las cimas de las torres. ¿Qué crees que pasaría si se hiciera un puente de este tipo con tamaños de cable asimétricos entre las dos torres?
Diseños de puentes de celosía
Hay varios estilos diferentes de puentes de celosía en uso. Puede hacer puentes de celosía más fácilmente usando palitos de helado que usando naipes; solo tenga pegamento para madera disponible.
Visto desde un lado, un truss parece un trapezoide, un rectángulo con extremos simétricamente inclinados en lugar de paralelos. Las partes de este marco de cuatro lados son la parte superior e inferior acordes y los extremos se llaman publicaciones. Las piezas interiores de la armadura se denominan miembros.
- Madriguera: Este modelo usa miembros que forman triángulos equiláteros, pero no hay miembros verticales.
- Pratt: Esta variedad tiene una serie de rectángulos delgados que contienen miembros inclinados hacia adentro para formar pares de triángulos en las unidades individuales.
- Howe: Esto es muy similar al Pratt, pero en el medio, los miembros "inclinados" se encuentran en el acorde superior en lugar de en el acorde inferior. Es mejor que el Pratt en términos de manejo de la compresión, todo lo demás es igual, pero más costoso.
- Armadura K: Como sugiere su nombre, este complejo diseño de celosía incluye unidades con la forma de la letra K y su imagen reflejada.
¿Qué puente de celosía es el más fuerte? Eso depende de los materiales y otros factores además del diseño básico, de la misma manera que algunos ciclistas pueden viajar más rápido que un mal conductor en un automóvil malo. Pero de cualquier manera, se ha realizado un gran trabajo en todos estos puentes y sus diseños a lo largo del tiempo.