Pont
De Viquipèdia
- Aquest article tracta sobre l'estructura d'enginyeria. Per a altres significats, vegeu: Pont (desambiguació).
Un pont és una estructura construïda per a salvar un obstacle físic, un riu, una vall, una carretera, una via de tren, etc... tot passant-hi per damunt. Actualment, són dissenyats i projectats per enginyers civils.
Els ponts normalment estan fets de formigó, maçoneria o acer, tot i que també n'hi ha de fets amb altres metalls, fusta, cordes, canyes de bambú, o materials compostos més moderns. Bàsicament, l'estructura d'un pont és la següent:
- Un tauler, que és la part de l'estructura que suporta la circulació. Estructuralment, funciona com una llinda en la majoria de casos.
- Els estreps, que són les estructures que suporten el tauler en els seus dos extrems i que estan en contacte amb el terreny.
- Les piles, que són les estructures que suporten el tauler entre estreps.
La magnitud principal d'un pont és la longitud entre recolzaments, anomenada llum, que pot anar dels pocs metres fins a gairebé 2 km i sol condicionar el disseny de l'estructura. L'altura entre els paraments inferior i superior del tauler s'anomena cantell. Cadascun dels trams entre dues piles consecutives (o una pila i un estrep) també s'anomena llum.
Taula de continguts |
[edita] Història
Els ponts més antics foren segurament troncs que queien de manera natural als cursos d'aigua. Els primers ponts construïts per la mà de l'home es féren amb canyes, troncs i taulons, usant eventualment també pedres.
El arcs es van usar per primera vegada a l'Imperi Romà en nombroses construccions algunes de les quals encara existeixen. Els ponts romans eren de maçoneria ja que usaven ciments, per lligar les pedres i permetre resistir petites traccions.
Durant el segle XVIII, es van fer moltes innovacions en el disseny de ponts de bigues de la mà de Hans Ulrich, Johannes Grubenmann i d'altres.
Amb la Revolució Industrial al segle XIX es van desenvolupar ponts de gelosia de ferro forjat amb els que es van aconseguir llums (longitud lliure) més elevades. El ferro però encara no tenia la resistència suficient per a aguantar grans càrregues. La producció de ponts va veure's augmentada amb la construcció dels primers ferrocarrils i amb l'arribada de l'acer, de gran resistència i ductilitat, es van construir ponts més llargs, molts usant idees de Gustave Eiffel.
El formigó armat, accidentalment descobert pel jardiner parisenc Monier, va esdevenir també material de construcció de molts ponts. El formigó pretensat també va usar-se en la construcció de ponts des de la seva invenció el 1928 de la mà del també francès Eugène Freyssinet. Al llarg dels últims anys també s'ha innovat amb d'altres materials com ara l'acer innoxidable o els plàstics reforçats amb fibres.
[edita] Classificació segons el seu ús
Un pont pot donar servei al ferrocarril o al trànsit rodat. Un pont de ferrocarril, carretera o autopista que salva una vall mitjançant unes quantes llums, s'anomena viaducte. Quan un pont passa per sobre d'una via s'anomena un pas elevat (o pas superior).
Una passarel·la és un pont dissenyat per a ser utilitzat per vianants i/o fer de suport de serveis (canonades d'aigua potable, clavegueres, cablejat...).
Un aqüeducte és un pont en un canal, fet per a transportar aigua en làmina lliure. És per això que tenen un pendent molt suau.
 Aqüeducte romà de Tarragona, Tarragonès. |
Finalment, també cal destacar que alguns ponts són construïts per a un ús decoratiu o cerimonial. A l'antiga cultura xinesa i japonesa es feren nombrosos ponts amb una missió plenament decorativa (als jardins, construits sobre cursos d'aigua artificials) i també cerimonial. L'ús decoratiu també s'ha mantingut a molts ponts a parcs, i molts altres ponts combinen funcionalitat amb espectacularitat.
[edita] Tipologies estructurals
- Els ponts de tram recte són aquells formats per un tauler que treballa com a biga (simple, contínua, o cantilever) simplement recolzada en les piles i estreps. Els taulers poden ésser de bigues, llosa, caixons, o bé poden ser una gelosia, normalment d'acer. Els que tenen un sola llum solen ser de cantell constant, mentre que els formats per diverses llums, poden presentar cantell variable si les llums són prou importants. En aquest tipus de ponts, els trams extrems solen ser lleugerament més curts (aproximadament el 25 % més curts) que els centrals per aconseguir fletxes i girs similars a tot arreu.
 El pont d'Swanport sobre el riu Murray, a Austràlia |
 Most lafranconi |
 El pont de gelosia Lillebælt, Dinamarca |
- Els ponts pòrtic són aquells ponts de tram recte en què s'encasta el tauler en algun suport, de manera que l'estructura, en forma de pòrtic, treballa conjuntament. Normalment tenen només un sol tram i es busca molta rigidesa a flexió als estreps (per això sovint es desdoblen). Aquests muntants s'encasten als fonaments si el tauler és de formigó armat però cal alliberar el gir al peu (per exemple, amb una ròtula) quan és de formigó posttesat.
 Talbruecke Zahme Gera |
- Quan els ponts presenten una estructura que es projecta horitzontalment en l'espai recolzada únicament en un extrem (cantilever), es parla de Ponts cantilever. Per petites passarel·les, els cantivelevers poden ser bigues simples. Tanmateix, els grans ponts cantilever dissenyats per a càrregues més elevades necessiten de grans estrucures lleugeres per a suportar els grans esforços que apareixen; així, les gelosies d'acer solen ser la solució escollida.
 El pont de Quebec, enre Levis i la Ciutat de Quebec, Quebec |
 El Pont de la badia de Newark (o Vincent R. Casciano Memorial Bridge]]) enllaçant Newark i Bayonne |
- Els ponts d'arc són aquells que resisteixen fonamentalment a compressió gràcies a la seva forma. N'hi ha de molt antics, fets de maçoneria i també de moderns, amb una biga corba (en forma de U invertida) dissenyada per a resistir les càrregues verticals sense flexionar-se, únicament comprimint-se (vegeu antifunicularitat). Dins la tipologia moderna (amb una biga diferenciada del tauler), normalment existeix un tauler pla (de forma més funcional que la biga arc) que es pot situar per sobre l'arc recolzat amb pilars (com el viaducte de Garabit, per sota penjat per cables o barres (com el pont del port de Sidney), o bé en una posició intermèdia. Es poden assolir llums força considerables. El rècord el té el pont de New River Gorge amb 518 metres.
 El Pont vell de Manresa (Bages) sobre el Cardener, reconstrucció fidel d'un pont medieval. |
 El Pont del Diable sobre el Llobregat, a Martorell |
 Pont d'arcades de Móra d'Ebre (Ribera d'Ebre), estructura de 1943 de formigó armat sobre l'Ebre. |
|
 El viaducte de Garabit, de l'enginyer francès Gustave Eiffel |
 El pont de Karmsund, de tauler intermedi prop de Haugesund, Noruega |
 El Pont del mil·leni sobre el riu Tyne, enllaçant Gateshead i Newcastle upon Tyne |
- Les bandes teses són ponts molt esvelts dissenyats per a treballar purament a tracció, i és la tipologia antagònica als ponts d'arc. La seva forma s'assimila a la que agafaria un cable penjat des dels extrems de la banda (vegeu funicularitat). Solen ser de formigó pretensat amb forces de posttesat molt elevades per aconseguir comprimir el formigó malgrat la forma, de manera que el formigó acaba treballant com un arc amb una càrrega cap amunt introduïda pel pretensat. Molt sovint són passarel·les tot i que existeixen també ponts per a trànsit rodat suportats per una banda tesa (en aquest cas, és necessari un tauler per sobre la banda).
- Els ponts penjats són aquells que tenen unes torres per aguantar els cables portants (que van de torre en torre) d'on s'hi penja el tauler mitjançant cables verticals anometats pèndoles. Els cables portants cal que estiguin ancorats de manera segura a cada extrem del pont, doncs cada càrrega al pont es transforma en una tensió en aquests cables. És un tipus de pont agradable a la vista, com és el Golden Gate a l'entrada de la Badia de San Francisco. No és adequat per a transport ferroviari pesant doncs podria flectar sota un pes concentrat com el d'una locomotora. Molts ponts d'aquest tipus tenen els extrems de la llosa amb formes aerodinàmiques, per tal d'evitar efectes turbulents i aeroelàstics tals com els que van destruir el Pont de Tacoma Narrows. La llum pot arribar fins a gairebé els 2000 metres del Pont Akashi-Kaikyo, rècord absolut de llum.
 El Golden Gate a San Francisco, USA |
 El pont de George Washington, sobre el riu Hudson, entre Nova York i Nova Jersey. |
 El [Pont Akashi-Kaikyo]], rècord absolut de llum. |
- Els ponts atirantats (o d'obencs) també tenen torres, però els cables que en surten (tirants) s'ancoren directament al tauler. Quan de les torres en surten més de 2 cables es parla de ponts atirantats multicable. Aquesta és la més moderna de les tipologies estructurals i s'ha arribat a cobrir llums de més de 1000 metres (Pont d'Öresund, a Dinamàrca - Suècia).
 El pont de Tatara-Ohashi, al Japó. |
 La passarel·la de Les Glòries en el seu emplaçament actual prop del Fòrum de Barcelona, Barcelonès. |
 El Pont d'Erasmus, a Rotterdam. |
[edita] Classificació segons el tauler
Els ponts sovint són classificats també segons el tipus de tauler que tinguin. Així, hom parla de:
- Pont de bigues prefabricades: típicament de formigó armat, pretesat, posttesat o metàl·liques, és l'hereu directe del pont de troncs, fet actualment de bigues amb forma de I, π o Ω invertida. S'usa molt actualment en ponts de tram recte de llums menors de 40 metres ja que són molt barats.
- Pont amb tauler llosa: típicament de formigó armat o posttesat. La llosa permet fer ponts amples amb una gran llibertat de formes en planta. Sovint les lloses incorporen alleujaments de porexpan. Les llums solen estar entre 8 i 45 m.
- Pont amb tauler caixó: es tracta d'una secció molt lleugera i eficaç des del punt de vista estructural. Solen usar-se en ponts de tram recte, a partir de 30 m de llum i solen ser de formigó pretensat. També n'hi ha de metàl·lics o mixtos.
També solen diferenciar-se els ponts de secció constant dels ponts de cantell variable, que varien la seva secció en funció de les tensions sol·licitades en cada punt.
[edita] Altres tipus de ponts
Un pont llevadís (o basculant) és un pont on el tauler pot elevar-se, típicament per deixar pas a vaixells alts o simplement per tallar el pas al trànsit que serveixen. El més famós de tots els ponts llevadissos és el pont de la Torre, a Londres. Si el tauler és capaç de retirar-se també però girant sobre un pivot, es parla de pont giratori. També existeixen ponts amb el tauler capaç d'hissar-se verticalement, els ponts ascencionals
 Pont llevadís |
 |
 Pont ascencional |
 Pont giratori |
Els ponts de pontones (o pontons) són ponts flotants suportats per pontones amb una flotació suficient per a aguantar el pont i les càrregues dinàmiques. Mentre que els ponts de pontones són normalment estructures provisionals, alguns aguanten molt de temps. Els ponts flotants permanants són útils a aigües arrecerades, on no és econòmic contruir fonaments. Si és necessària una secció elevada per a permetre el pas de vaixells, es pot construir o bé fer una secció mòbil.
[edita] Procediments de construcció
Els sistemes de construcció de ponts de formigó més usats són els següents:
- Col·locació de bigues: les bigues prefabricades de formigó es poden col·locar amb grua o bé amb un llançabigues, una gran biga de gelosia preparada amb uns llasts mòbils i específicament dissenyada per col·locar bigues. La plataforma se sol materialitzar posteriorment amb el formigonat in situ d'una `llosa que sol encofrar-se en una prellosa recolzada directament sobre les bigues.
- Construcció sobre cintres: els ponts de formigó es poden construir in situ recolzant els encofrats en una cintra, que és una estructura per a recolzar-los. En ponts suficientment curts pot ser econòmic construir una cintra per a tota la longitud, però si el pont és més llarg, sempre és més rentable avançar tram a tram i usar només dos jocs de cintra: mentre s'endureix el formigó d'un tram es desmunta la cintra del tram anterior ja endurit i es munta en el següent. Les cintres poden ser des de terra, sobre torres auxiliars o bé automòbils.
- L'empenta de llinda és una tècnica molt utilitzada per a ponts molt llargs de molts trams de llums curtes amb rasants en pendent constant i plantes o bé rectes o bé circulars (mai clotoides). Consisteix en formigonar el tauler per dovelles (petits trams) que solen tenir en aquest cas longituds iguals a la meitat de la llum del pont. Un cop endurida una dovella, es desencofra i s'empeny longitudinalment el tauler construït, de manera que es pot formigonar la següent dovella en el mateix parc. Òbviament, les piles han d'estar construïdes en arribar-hi el tauler empès i solen ser força potents per poder absorvir els esforços que ocasionarà el fregament del tauler en moure's; aquest fregament es redueix força amb la utilització de tefló com a superfície de lliscament. Per reduir els esforços que ocasionaria el tauler just abans d'arribar a una pila, sempre s'utilitza un pic de llançament, una gelosia metàl·lica (molt més lleugera que el formigó) i que es sol reutilitzar diverses vegades per amortitzar el seu alt cost.
- La construcció per voladissos successius és la que sol fer-se en trams de llum llarga (entre 60 i 300 m) de formigó pretensat i l'avanç és de dovella en dovella a partir de l'anomenada dovella 0 al capdamunt d'una pila. Així, el tauler es va materialitzant de mica en mica des de cada pila, fins a la dovella de clau que uneix els dos voladissos. Per qüestions d'equilibri, cal ancorar provisionalment el tauler a terra o encastar-lo a la pila, també provisionalment. Bàsicament, hi ha tres meneres de procedir:
- Les dovelles són formigonades in situ en un encofrat penjat d'un carro sobre rails llastat o ancorat.
- Les dovelles són formigonades in situ en un encofrat penjat d'una gran biga auxiliar, de longitud dos trams. Així, les dovelles poden ser força més llargues que en el cas anterior.
- Les dovelles es prefabriquen a terra i són col·locades després amb una grua. La unió entre dovelles es garanteix amb claus de tallant i pretensat. L'última dovella cal formigonar-la in situ.
[edita] Ponts famosos
[edita] Enllaços externs
- Structurae - Base de dades i recull fotogràfic de tota mena d'estructures a nivell internacional (en alemany, anglès o francès)
- Guia terminològica molt gràfica per a la classificació estructural (en anglès).
- Desastres en ponts (en anglès)
