350px|miniatura|derecha|Puente Hite Crossing sobre el río Colorado, en Estados Unidos. miniatura|Puente en Mostar, Bosnia Herzegovina.|300x300px
Un puente es una estructura construida para cruzar por encima un obstáculo físico (como un cuerpo de agua, un valle, una carretera o un ferrocarril) sin bloquear el camino que pasa por debajo. Se construye con el propósito de proporcionar un paso sobre el obstáculo, que suele ser algo que de otro modo sería difícil o imposible de cruzar. Los diseños de los puentes varían en función de factores como la función del puente, la naturaleza del terreno donde se construye y ancla el puente, el material utilizado para hacerlo y los fondos disponibles para construirlo. Su proyecto y cálculos corresponden a la ingeniería estructural.
Los primeros puentes probablemente se construyeron con árboles caídos y piedras para pisar. Los pueblos del Neolítico construyeron puentes de madera sobre pantanos. El puente de Kazarma, que data del , en el Peloponeso, es uno de los puentes de arco más antiguos que existen y se utilizan. El Gran Puente de Danyang–Kunshan es, al 2025, el puente más largo del mundo, con una longitud total de 164.8 kilómetros.
Historia de los puentes
220px|right|thumb|El puente Queshuachaca, sobreviviente de los antiguos puentes de cuerda incas, cuyas técnicas de renovación anual son Patrimonio de la Humanidad. miniatura|Puente sobre el Tajo de Ronda, del .|220x220px miniatura|Puente del Medio Penique en Dublín, Irlanda. La aparición del acero como material constructivo y posteriormente del hormigón revolucionó la construcción de puentes. La necesidad humana de cruzar pequeños arroyos y ríos fue el comienzo de la historia de los puentes. Hasta el día de hoy, la técnica ha pasado desde una simple losa hasta grandes puentes colgantes que miden varios kilómetros y que cruzan bahías. Los puentes se han convertido a lo largo de la historia no solo en un elemento muy básico para una sociedad, sino en símbolo de su capacidad tecnológica.
De la prehistoria a los grandes constructores romanos Los puentes tienen su origen en la misma prehistoria. Posiblemente el primer puente de la historia fue un árbol que usó un ser prehistórico para conectar las dos orillas de un río. También utilizaron losas de piedra para arroyos pequeños cuando no había árboles cerca. Los siguientes puentes fueron arcos hechos con troncos o tablones y ocasionalmente con piedras, empleando un soporte simple y colocando vigas transversales. La mayoría de estos primeros puentes estaban construidos muy pobremente y rara vez soportaban cargas muy pesadas. Fue esta insuficiencia la que llevó al desarrollo de puentes mejorados.
Puente de arcos izquierda|miniaturadeimagen|Puente romano de Córdoba, con la Mezquita de Córdoba. Los romanos fueron grandes constructores de puentes y acueductos en la antigüedad. Un puente en arco es un puente con apoyos situados en los extremos de la luz a salvar, entre los cuales se dispone una estructura con forma de arco con la que se transmiten las cargas. El tablero puede estar apoyado o colgado de esta estructura principal, dando origen a distintos tipos de puentes arco en función de la posición relativa del tablero respecto al arco.
El arco fue usado por primera vez por el Imperio romano para puentes y acueductos, algunos de los cuales todavía se mantienen en pie. Los puentes basados en arcos podían soportar condiciones que antes habrían destruido a cualquier puente.
Un ejemplo de esto es el puente de Alcántara, construido sobre el río Tajo, cerca de la frontera con Portugal. La mayoría de los puentes anteriores habrían sido barridos por la fuerte corriente. Los romanos también usaban cemento, que reducía la variación de la fuerza que tenía la piedra natural. Un tipo de cemento, llamado puzolana, consistía en agua, limo, arena y roca volcánica. Los puentes de ladrillo y mortero fueron retomados después de la era romana, ya que la tecnología del cemento se perdió y más tarde fue redescubierta.
Puente de cuerdas Los puentes de cuerdas, un tipo sencillo de puentes suspendidos, fueron usados por la civilización Inca en los Andes de Sudamérica, justo antes de la colonización europea en el .
El puente en la Edad Media Después de esto, la construcción de puentes no sufrió cambios sustanciales durante mucho tiempo. La piedra y la madera se utilizaban prácticamente de la misma manera durante la época napoleónica que durante el reinado de Julio César, incluso mucho tiempo antes. La construcción de los puentes fue evolucionando conforme la necesidad que de ellos se sentía. Cuando Roma empezó a conquistar la mayor parte del mundo conocido, iban levantando puentes de madera más o menos permanentes; cuando construyeron calzadas pavimentadas, alzaron puentes de piedra labrada.
A la caída del Imperio romano, el arte sufrió un gran retroceso durante más de seis siglos. El hombre medieval veía en los ríos una defensa natural contra las invasiones, por lo que no consideraba necesario la construcción de los medios para salvarlos. El puente era un punto débil en el sistema defensivo feudal. Por lo tanto muchos de los que estaban construidos fueron desmantelados, y los pocos que quedaron estaban protegidos con fortificaciones.
Un tipo fue muy habitual en Europa, el de los puentes habitados, con viviendas y tiendas. Su origen tuvo una única motivación, la fiscalidad: en esos puentes vivían los pobres y los comerciantes que buscaban evadir el contrato de censo (abonable al propietario del suelo) y el peaje (concesión, abonable al señor feudal). Prácticamente han desaparecido todos.
La Edad Moderna en los puentes miniatura|Puente de Palmas, Badajoz (siglos XV-XVI). Durante el hubo muchas innovaciones en el diseño de puentes con vigas por parte de Hans Ulrich, Johannes Grubenmann y otros. El primer libro de ingeniería para la construcción de puentes fue escrito por Hubert Gautier en 1716.
miniatura|Celosía estructural de formas orgánicas del puente de Abetxuko en Vitoria, España.
La revolución del acero y el hormigón
Con la Revolución industrial en el , se desarrollaron los sistemas de celosía de hierro forjado para puentes más grandes, pero el hierro no tenía la fuerza elástica necesaria para soportar grandes cargas. Con la llegada del acero, que tiene un alto límite elástico, se construyeron puentes mucho más largos, en muchos casos utilizando las ideas de Gustave Eiffel.
Diseño Partes de un puente En su aspecto técnico, la ingeniería de un puente tradicional diferencia, además de los cimientos, dos partes esenciales: la superestructura y la infraestructura, y en ellas, pueden desglosarse los siguientes componentes básicos: Tramo: Parte del puente que sostienen bastiones o pilastras. Bastión: En la subestructura, apoyo para un tramo. Ménsula: Recurso arquitectónico tradicional para descargar el sobrepeso de bastiones y pilas. Relleno o ripio: Retenido por los estribos, sustituye los materiales (tierra, rocas, arena) removidos, y refuerza la resistencia de bastiones, pilastras. Asiento: Parte del bastión en el que descansa un tramo, y en el caso de las pilas los extremos de dos tramos diferentes. Losa de acceso: Superficie del rodamiento que se apoya en la ménsula. Luz (entre bastiones): Distancia media entre las paredes internas de pilas o bastiones consecutivos. Contraventeo: Sistema para dar rigidez a la estructura. Tablero: Base superior de rodaje que sirve además para repartir la carga a vigas y largueros, en casos especiales, el tablero puede estar estructurado para sostener una vía férrea, un canal de navegación, un canal de riego, en estos dos últimos caso se les llama "puente canal"; o una tubería, en cuyo caso se llama puente tubo. Viga transversal: Armadura de conexión entre las vigas principales (un ejemplo de conjunto son las vigas de celosía). Apoyos: Placas y ensamblajes diseñados para recibir, repartir y transmitir reacciones de la estructura (ejemplos de este tipo de apoyo son los rodines y balancines). Arriostrados laterales o vientos: Unen las armaduras y les dan rigidez. Apartadero o balconcillo: zona de parada de peatones o descanso en los márgenes de la calzada o tablero. Otras secciones: Goznes, juntas de expansión, marcos rígidos, placas de unión, vigas de diversas categorías y superficie de rodamiento.Gamboa Asch, Federico, Manual de inspección de puentes Ministerio de Obras Públicas y Transportes. San José, Costa Rica, 1972 miniaturadeimagen|Puente con pretil sobre el río Isábena en el Monasterio de Santa María de Obarra. En cuanto a la estructura arquitectónica, en un puente se pueden distinguir: Andén. Arcada (arcos). Encachado.(visualización) Consultado el 31 de agosto de 2013 Cabeza de puente. Estribos y manguardias. Ojo. Pila, pilar, pilote, zampa. Pretil, acitara, antepecho, barandilla. Tajamar (ver 20 en visualización). Zapata.
Análisis y diseño A diferencia de los edificios, cuyo diseño está dirigido por los arquitectos, los puentes suelen ser diseñados por ingenieros. Esto se debe a la importancia de los requisitos de ingeniería, es decir, salvar el obstáculo y tener la durabilidad necesaria para perdurar, con un mantenimiento mínimo, en un entorno exterior agresivo.O'Brien, Eugene J.; Keogh, Damien L.; O'Connor, Alan J. (October 6, 2014). Bridge deck analysis (Second ed.). Boca Raton. ISBN 9781482227246. OCLC 892094185. Los puentes se analizan primero; se calculan las distribuciones del momento de flexión y de la fuerza cortante debido a las cargas aplicadas. Para ello, el método de elementos finitos es el más popular. El análisis puede ser unidimensional, bidimensional o tridimensional. Para la mayoría de los puentes, basta con un modelo de placa bidimensional (a menudo con vigas de refuerzo) o un modelo de elementos finitos ascendente. Una vez completado el análisis, el puente se diseña para resistir los momentos flectores y las fuerzas de corte aplicadas, y se seleccionan los tamaños de las secciones con capacidad suficiente para resistir las tensiones. Muchos puentes se construyen con hormigón pretensado, que tiene buenas propiedades de durabilidad, ya sea mediante el pretensado de las vigas antes de su instalación o el postensado in situ.
En la mayoría de los países, los puentes, al igual que otras estructuras, se diseñan de acuerdo con los principios del Diseño del Factor de Carga y Resistencia (LRFD). En términos sencillos, esto significa que la carga se factoriza por un factor superior a la unidad, mientras que la resistencia o capacidad de la estructura se multiplica por un factor inferior a la unidad. El efecto de la carga factorizada (tensión, momento de flexión) debe ser menor que la resistencia factorizada a ese efecto. Ambos factores tienen en cuenta la incertidumbre y son mayores cuando ésta es mayor.
Eficiencia miniatura|El Puente Octávio Frias de Oliveira en São Paulo, Brasil. Es el único puente atirantado en el mundo con dos pistas curvas sostenidas por una única estructura. La eficiencia estructural de un puente puede ser considerada como el ratio (cociente) entre la carga que puede soportar el puente y el peso del propio puente, dado un determinado conjunto de materiales. En un desafío común, algunos estudiantes son divididos en grupos y reciben cierta cantidad de palos de madera, una distancia para construir y pegamento, y después les piden que construyan un puente que será puesto a prueba hasta destruirlo, agregando progresivamente carga en su centro. El puente que resista la mayor carga es el más eficiente. Una medición más formal de este ejercicio es pesar el puente completado en lugar de medir una cantidad arreglada de materiales proporcionados y determinar el múltiplo de este peso que el puente puede soportar, una prueba que enfatiza la economía de los materiales y la eficiencia de las ensambladuras con pegamento.