Viga con ala de globo
Una viga con brida de globo o (coloquialmente) topper de globo es una forma de viga de placa de hierro forjado con viga en I vertical , donde la brida superior, en lugar de ser una simple placa plana, se extiende en un tubo hueco. Cuando una viga está sujeta a un momento de flexión positivo, el ala superior actúa en compresión, lo que hace que un ala de placa plana sea más susceptible al pandeo local que el ala globo.
Este tipo de viga rara vez se usaba, siendo su único usuario común Isambard Kingdom Brunel en las décadas de 1840 y 1850.
Brunel estaba trabajando en un período de mayor análisis teórico y matemático de puentes y estructuras mecánicas. Junto con el trabajo de William Fairbairn , particularmente en relación con los puentes tubulares de Stephenson como Conwy , hubo una mayor comprensión de cómo las vigas comprimidas fallarían por pandeo .
Brunel era conocido por su desconfianza en el hierro fundido como material, al menos para vigas grandes. [1] [2] [i] Esta desconfianza en el hierro fundido se reivindicó cuando el aventurero Dee Bridge (1846) de hierro fundido de su amigo Stephenson se derrumbó en 1847. Brunel dio evidencia en su apoyo en la siguiente investigación, pero esto fue sobre la base de Stephenson siendo un ingeniero competente dentro de los límites del conocimiento actual, en lugar de apoyar grandes vigas de hierro fundido. [1]Dee Bridge de Stephenson había utilizado una viga de celosía, donde una viga de hierro fundido en forma de T invertida estaba atada por barras de tensión de hierro forjado aplicadas. Este diseño defectuoso fue fundamental en la falla del puente, donde la tensión en las barras de armadura aumentó la compresión en la parte superior de la viga de tal manera que sufrió una falla columnar . A pesar de esto, aunque con la ventaja de la retrospectiva, Brunel usaría cadenas de tensión aplicadas similares para su diseño de truss . [4]
Alrededor de la década de 1840, los desarrollos en el horno de charcos redujeron el costo del hierro forjado y las mejoras en los trenes de laminación permitieron la producción de grandes secciones planas. Este hierro ahora era económico para la construcción de vigas, ensambladas por remaches de secciones planas. [5]
Brunel ya había experimentado con vigas simples con cabeza de bulbo en hierro fundido, para el tramo relativamente corto de 35 pies del puente del canal Bishop's Bridge en Paddington . Estos tenían un ala inferior de sección en T en tensión y un bulbo circular más grande en el borde superior, [ii] en compresión. [7] [8] Como era su costumbre, Brunel probó hidráulicamente muestras de estas vigas para determinar su resistencia en 1838 y registró los resultados en uno de sus libros de 'Hechos'. [6]
• Viga experimental ( el puente ferroviario de Chepstow era similar)
• Ferrocarril de Gales del Sur
• Ferrocarril de Bengala oriental
• Puentes de la cuenca de Cumberland
• Puente ferroviario de Windsor
Todas las vigas tienen la misma escala, excepto la armadura de Windsor que tiene la mitad del tamaño.