El diseño actual de los puentes colgantes fue desarrollado a principios de siglo XIX. Los primeros ejemplos incluyen los puentes de Menai y Cowny (puestos en funcionamiento en 1826) en el Norte del País de Gales y el primer puente Hammersmith (1827) en la zona Oeste de Londres. Desde entonces puentes colgantes han sido construidos a lo largo de todo el mundo. Esta tipología de puente es prácticamente la única solución posible para salvar grandes luces (superiores a un kilómetro), por ejemplo, cuando sea peligroso para el tráfico marítimo añadir apoyos centrales temporales o permanentes, o no sea viable añadir apoyos centrales. En la actualidad, el puente de mayor vano es el de Gran Puente de Akashi Kaikyō, en Japón, y mide casi dos kilómetros. Hay un proyecto, el Puente del estrecho de Mesina, que permitiría unir esa zona, para ello contará con un vano de más de tres kilómetros, aunque este proyecto estaba a punto de iniciarse su construcción, se ha postpuesto.
Ventajas
- El vano central puede ser muy largo en relación a la cantidad de material empleado, permitiendo comunicar cañones o vías de agua muy anchos.
- Pueden tener la plataforma a gran altura permitiendo el paso de barcos muy altos.
- No se necesitan apoyos centrales durante su construcción, permitiendo construir sobre profundos cañones o cursos de agua muy ocupados por el tráfico marítimo o de aguas muy turbulentas.
- Siendo relativamente flexible, puede flexionar bajo vientos severos y terremotos, donde un puente más rígido tendría que ser más fuerte y duro.
Inconvenientes
- Al faltar rigidez el puente se puede volver intransitable en condiciones de fuertes vientos o turbulencias, y requeriría cerrarlo temporalmente al tráfico. Esta falta de rigidez dificulta mucho el mantenimiento de vías ferroviarias.
- Bajo grandes cargas de viento, las torres ejercen un gran momento (fuerza en sentido curvo) en el suelo, y requieren una gran cimentación cuando se trabaja en suelos débiles, lo que resulta muy caro.
Estructura y funcionamiento
Los cables que constituyen el arco invertido de los puentes colgantes deben estar anclados en cada extremo del puente ya que son los encargados de transmitir una parte importante de la carga que tiene que soportar la estructura. El tablero suele estar suspendido mediante tirantes verticales que conectan con dichos cables.
Las fuerzas principales en un puente colgante son de tensión en los cables principales y de compresión en los pilares. Todas las fuerzas en los pilares deben ser casi verticales y hacia abajo, y son estabilizadas por los cables principales, estos pueden ser muy delgados, como son, por ejemplo, en el Puente de Severn, Inglaterra.
Asumiendo como cero el peso del cable principal comparado con el peso de la pista y de los vehículos que están siendo soportados, unos cables de un puente colgante formarán una parábola (muy similar a una catenaria, la forma de los cables principales sin cargar antes de que sea instalada la pista). Esto puede ser visto por un gradiente constante que crece con el crecimiento lineal de la distancia, este incremento en el gradiente a cada conexión con la pista crea un aumento neto de la fuerza. Combinado con las relativamente simples constituidas puestas sobre la pista actual, esto hace que los puentes colgantes sean más simples de diseñar, calcular y analizar que los puentes atirantados, donde la pista está en compresión.
Tipos de suspensión
La suspensión en los puentes más antiguos puede hacerse por cadenas o barras enlazadas(ver: Puente de las Cadenas de Budapest), pero los puentes modernos tienen múltiples cables de acero. Esto es para mayor redundancia; unos pocos cables con defectos o fallos entre los cientos que forman el cable principal son una pequeña amenaza, mientras que un solo eslabón o barra malo o con defectos puede eliminar el margen de calidad o echar abajo la estructura.
Tipos de tableros en los puentes colgantes
La mayoría de los puentes colgantes usan estructuras de acero reticuladas para soportar la carretera (particularmente poseyendo los efectos desfavorables) Recientes desarrollos en aerodinámica de puentes han permitido la introducción de estructuras de plataforma. En la ilustración de la derecha nótese la forma muy aguzada en el borde y la pendiente en la parte inferior del tablero. Esto posibilita la construcción de este tipo sin el peligro de que se generen remolinos de aire (cuando sopla el viento) que hagan retorcerse al puente como ocurrió con el puente de Tacoma Narrows.
Otras aplicaciones del tipo de estructura
Los principios de suspensión usados en grandes puentes pueden también aparecer en contextos menores que dichos puentes de carretera o ferrocarril. La suspensión con cables ligeros puede servir como una solución menos cara y más elegante para puentes peatonales que soportarlas mediante un gran enrejado. Donde un puente une dos edificios próximos no es necesario construir torres y los mismos edificios pueden sostener los cables. La suspensión con cables puede ser también aumentada con la inherente rigidez de una estructura teniendo mucho en común a un puente tubular.
