¿Cómo los puentes de tramo rápido están remodelando la respuesta a desastres en la actualidad?

Los puentes de tramo rápido remodelan la respuesta a desastres principalmente al comprimir el tiempo entre una falla en el cruce y una ruta restaurada de semanas a días. Paneles de armadura de acero prefabricados, incluidos diseños derivados del Puente Bailey de acero desarrollados durante la Segunda Guerra Mundial, se conectan mediante pasadores o pernos en lugar de soldarlos en el sitio, lo que permite a los equipos de ingeniería erigir una estructura de carga sin equipos de fabricación pesados ni cimientos vertidos. Durante un despliegue documentado de mantenimiento de la paz a lo largo de un tramo de carretera de 217 km, los equipos de ingeniería completaron seis puentes de carretera en 15 días, con un promedio de un cruce aproximadamente cada dos días. , que ilustra cómo los puentes modulares pueden mantener funcionales los corredores de transporte mientras aún se planifican reparaciones permanentes.

De qué se construyen estos sistemas de puentes

Los puentes de emergencia modulares se basan en componentes de acero de alta resistencia que se sueldan completamente durante la fabricación pero se ensamblan sin soldadura en el lugar de implementación. El principal elemento de soporte de carga suele ser una armadura liviana desmontable, producida como una unidad tridimensional o como un panel plano, y unida a secciones adyacentes mediante pasadores individuales o placas atornilladas. Este método de conexión elimina la necesidad de equipos de soldadura en el sitio y permite ensamblar un cruce en gran medida a mano o con equipo de elevación liviano, lo cual es importante cuando las propias vías de acceso pueden resultar dañadas.

Debido a que los paneles de armadura están estandarizados, los componentes tomados de un puente a menudo se pueden reutilizar en otra configuración, y las secciones dañadas se pueden reemplazar individualmente en lugar de requerir una reconstrucción completa. La longitud del tramo y la capacidad de carga se ajustan agregando o quitando paneles de armadura y apilando múltiples capas donde los vehículos más pesados ​​deben cruzar, lo que le da a un inventario de un solo componente la flexibilidad para soportar caminos peatonales así como vehículos de transporte cargados.

Una historia del diseño arraigada en la ingeniería de tiempos de guerra

El concepto detrás de los equipos de puentes modulares actuales se remonta a 1938, cuando las fuerzas aliadas adoptaron un puente de armadura de acero diseñado por el ingeniero británico Donald Bailey antes de la Segunda Guerra Mundial. Ese diseño, que llegó a ser conocido como el Puente Steel Bailey, tuvo un uso extensivo en toda Europa y el Lejano Oriente durante el conflicto y continuó perfeccionándose después. Otras naciones desarrollaron sistemas paralelos alrededor del mismo período: un puente de armadura triangular con soporte superior producido en la Unión Soviética utilizó unidades de ensamblaje tridimensionales, mientras que un puente militar japonés comparable introducido en 1939 se basó en un diseño de armadura triangular similar, principalmente para reparar cruces ferroviarios. Actualmente, versiones de estos sistemas más antiguos siguen utilizándose ocasionalmente entre los equipos de mantenimiento de ferrocarriles y algunas unidades de construcción de carreteras, principalmente como equipo de construcción general en lugar de infraestructura de emergencia.

Estandarización nacional e implementación de campo

La producción estandarizada de puentes de acero prefabricados para carreteras en China comenzó en la década de 1960 bajo una designación que hacía referencia a las dimensiones métricas de su armadura. La fabricación se asignó a tres fábricas designadas, produciendo aproximadamente De 1.500 a 2.000 toneladas de componentes al año para almacenar en todo el país. Este equipo desempeñó un papel documentado en las labores de socorro en casos de desastre, incluidos los esfuerzos de recuperación tras el terremoto de Tangshan, así como en las operaciones de defensa fronteriza. Aunque el diseño comparte similitudes estructurales con el concepto del puente Steel Bailey (ambos utilizan vigas principales estilo celosía conectadas a través de uniones con pasadores), los dos sistemas están construidos con diferentes sistemas unitarios, imperiales versus métricos, y sus componentes no son intercambiables entre las dos familias. Esta distinción a veces se vuelve borrosa en las obras de construcción, donde los trabajadores ocasionalmente se refieren también a las secciones de armadura producidas en el país como armaduras Bailey, aunque las dos familias de equipos no son la misma línea de productos.

El uso sobre el terreno durante implementaciones internacionales ha demostrado la rapidez con la que un inventario de componentes almacenados puede convertirse en una infraestructura funcional. En una misión de mantenimiento de la paz en Camboya en 1992, unidades de ingeniería utilizaron componentes de puentes de armadura de producción nacional para reparar los cruces a lo largo de la autopista 6, restaurando seis puentes de carreteras separados en un lapso de quince días y obteniendo el reconocimiento del comando coordinador de mantenimiento de la paz por el ritmo del trabajo.

Cómo ha seguido evolucionando la tecnología

Se han desarrollado generaciones posteriores de componentes de puentes de celosía para soportar mayores fuerzas de flexión y corte, soportando luces más largas y cargas de vehículos más pesadas que los diseños anteriores. Una de esas generaciones, generalmente denominada por su clasificación de carga, se ha expandido más allá de los cruces de ríos y carreteras hacia aplicaciones de construcción. Ensamblados en un marco elevado, los mismos paneles de armadura pueden servir como plataforma de trabajo trepadora, avanzando hacia arriba sección por sección con la ayuda de un equipo de elevación hidráulica a medida que se eleva la estructura. En una configuración de soporte superior modificada, complementada con vigas y soportes adicionales, la misma familia de componentes también se utiliza para construir sistemas de encofrado temporales para vertido de hormigón, ampliando el concepto de puente original a trabajos de construcción civil en general.

Aplicaciones comunes más allá de los cruces de emergencia

Más allá de la respuesta a desastres, los componentes de puentes de armadura modular aparecen en una variedad de funciones de infraestructura temporal. Las regiones rurales con inversión limitada en cruces permanentes a veces dependen de estos sistemas como soluciones provisionales a largo plazo cuando las inundaciones estacionales dañan repetidamente las estructuras existentes. Los sitios de construcción utilizan las mismas armaduras como puentes de acceso temporales sobre zonas de excavación o vías fluviales durante un proyecto, retirándolas una vez que se terminan las estructuras permanentes. Las unidades de logística militar continúan utilizando kits de puentes livianos para mantener rutas de suministro a través de ríos o brechas en terrenos disputados o remotos, donde construir una estructura fija tomaría mucho más tiempo. Las aplicaciones de encofrado y plataformas elevadas, descritas anteriormente, extienden los mismos conjuntos de componentes a la construcción de edificios en lugar de a la infraestructura de transporte.

Comparación de generaciones de puentes de celosía modulares

La siguiente tabla describe las diferencias generales entre un diseño de armazón triangular de primera generación, el puente de armazón de carretera métrico estandarizado para la producción nacional y una generación más nueva de mayor capacidad desarrollada para luces más grandes.

¿Qué determina el sistema adecuado para un sitio?

La selección de una configuración de puente modular para un cruce determinado depende de una combinación de factores que van más allá de simplemente igualar el ancho del espacio. La longitud del tramo determina cuántos paneles de armadura deben unirse y si se requieren pilares de soporte adicionales a mitad de camino. El peso esperado del vehículo determina si una sola capa de armadura es suficiente o si es necesario apilar o reforzar los paneles para aumentar la capacidad de carga. Las condiciones del terreno en cualquiera de las orillas afectan el tipo de estribo o cimiento temporal que se necesita para distribuir la carga de manera segura, particularmente en terrenos arenosos o anegados que son comunes después de una inundación. El acceso para el transporte y el equipo de elevación también influye, ya que las secciones de armadura más pesadas pueden requerir grúas, mientras que los kits modulares más livianos a veces pueden transportarse y ensamblarse a mano, lo que suele ser el factor decisivo cuando solo se puede llegar a un sitio por caminos dañados o caminos estrechos.