La ingeniería de puentes se refiere al proceso de trabajo de levantamiento, diseño, construcción, mantenimiento y verificación de puentes, así como a la ciencia y tecnología de ingeniería que estudia este proceso.
El desarrollo de la ingeniería de puentes depende principalmente de las necesidades de transporte. Los puentes antiguos transportaban principalmente personas y ganado, y la capacidad de carga no era grande. La pendiente longitudinal del tablero del puente podía ser pronunciada e incluso se podían colocar escalones. Tras la introducción de los vagones de carga pesada, la capacidad de carga aumentó gradualmente y también hubo que suavizar la pendiente longitudinal del tablero del puente. Los materiales de los puentes en esta época todavía eran principalmente madera y piedra, y rara vez se utilizaba hierro fundido y hierro forjado.
Desde la llegada de los ferrocarriles, la carga que soportan los puentes se ha duplicado, los estándares de pendiente y curvatura de las líneas también son altos y es necesario construir una red ferroviaria para aumentar los beneficios económicos. para abarcar tramos más grandes Los ríos y cañones más profundos obligan a los puentes a desarrollar tramos más largos. Los materiales de puentes como piedra, madera, hierro fundido y hierro forjado obviamente no cumplen con los requisitos, y la producción en masa de acero cumple con estos requisitos.
En términos de tecnología, solo la construcción de puentes basada en la experiencia causó accidentes importantes en muchos puentes ferroviarios en las décadas de 1880 y 1890, a partir de entonces se prestó atención a la teoría de la mecánica estructural en desarrollo, y después de su teoría del análisis estático. Totalmente establecido y ampliamente popularizado, los accidentes causados por una resistencia insuficiente de los puentes obviamente se redujeron considerablemente.
Desde el siglo XX el transporte por carretera ha experimentado un gran desarrollo. Tierra adentro, es necesario construir puentes sobre más ríos y cañones. En las ciudades, y en los lugares donde se cruzan varias líneas de transporte, es necesario construir pasos elevados. A lo largo de la costa, es necesario construir puentes de luces extremadamente largas en estuarios, bahías y estrechos por donde puedan navegar grandes barcos, y construir puentes largos entre determinadas islas y el continente.
Los puentes deben construirse en grandes cantidades, pero la mano de obra, los recursos materiales y financieros son limitados, por lo tanto, el nivel técnico se mejora continuamente, se introducen nuevos materiales, nuevos procesos y nuevos estilos de puentes; realizar análisis numéricos más precisos del comportamiento estructural y utilizar más Se ha convertido en un requisito de la época realizar una verificación precisa de las pruebas estructurales para mejorar continuamente los beneficios económicos de la construcción de puentes.
La ingeniería de puentes estudia principalmente el diseño de los cruces de puentes, incluida la selección del sitio del puente, la determinación de la apertura del puente, la consideración de los requisitos de navegación y de la línea para determinar la elevación de la plataforma del puente y la consideración de que la base no será erosionada o levantamiento de heladas para determinar la profundidad del entierro, diseño de edificios de desvío, etc.; diseño de estructuras de puentes; verificación de puentes; etc.
En términos de materiales de construcción de puentes, la alta resistencia, el peso ligero y el bajo costo son los principales criterios de selección. En un futuro próximo, el acero y el hormigón tradicionales seguirán desarrollándose principalmente para mejorar su resistencia y durabilidad. Continuaremos investigando lo suficiente sobre el mecanismo de fractura frágil y los defectos geométricos iniciales del acero de construcción, así como los problemas inelásticos de los materiales de concreto (contracción, fluencia, fatiga, etc.), para que la tensión y la deformación de la estructura puedan ser controlado correctamente. En cuanto a la aplicación generalizada de plásticos de fibra de carbono en puentes, sólo será posible tras una reducción de costes.
En términos de estudio y diseño de puentes, con el rápido desarrollo del transporte, seguirán surgiendo tipos de puentes complejos o de luces largas. El desarrollo de carreteras también planteará nuevos requisitos para el diseño de puentes. En el diseño del esquema del puente, será posible utilizar la teoría del diseño de optimización estructural y usar computadoras electrónicas para seleccionar el mejor esquema.
En los cálculos de diseño estructural, se ha hecho posible utilizar la teoría espacial para analizar la tensión general del puente; la teoría del diseño del estado límite basada en la teoría de la probabilidad y la estadística se reflejará aún más en el diseño del puente y la alcantarilla. especificaciones, haciendo que el diseño del puente La seguridad esté científica y razonablemente garantizada. La estética de los puentes, como reflejo de la cultura de la época y de la nación en algunos aspectos, recibirá cada vez más atención por parte de la gente: la apariencia de los puentes será espectacular.
En términos de construcción de puentes, la organización de construcción hará pleno uso de computadoras electrónicas para una gestión rentable. En tecnología de la construcción, se introducirán continuamente nuevas tecnologías y maquinaria y equipo de alta eficiencia y alta funcionalidad para mejorar la calidad, acortar el período de construcción y reducir los costos de construcción. Por ejemplo, la medición láser se utiliza para controlar el posicionamiento preciso de las estructuras; las plataformas de agua autoelevables se utilizan para superar las dificultades de los cimientos en aguas profundas; el equipo de control remoto se utiliza para excavar cimientos en cajones y cajones para reducir la intensidad del trabajo y evitar personal. peligro; se utiliza tecnología de soldadura de alta calidad. Al promover la soldadura en el sitio de construcción, etc., también se desarrollarán puentes prefabricados para estandarizar estructuras y componentes e industrializar la producción.
En términos de mantenimiento y reparación de puentes, se requiere establecer un sistema completo de gestión de expedientes técnicos para los puentes existentes. En las inspecciones de mantenimiento de puentes, se utilizan nuevos instrumentos de medición de precisión, como el uso de métodos de medición acústica para medir defectos de materiales estructurales y el módulo elástico utilizando cámaras metalográficas portátiles para verificar la estructura cristalina del acero, de modo que se pueda realizar un refuerzo temprano para prevenir; problemas al final del día, para extender la vida útil del puente.
La ingeniería de puentes siempre ha estado bajo la influencia integral del desarrollo de la producción y diversos avances científicos y tecnológicos, y se ha desarrollado continuamente de acuerdo con los principios de aplicabilidad, seguridad, economía y belleza.