Una celosía Howe es un tipo de cercha compuesta por cordones y por montantes verticales y diagonales, cuyos elementos verticales están en tensión y cuyos elementos diagonales están en compresión. Fue inventada por William Howe en 1840 y se utilizó ampliamente en la construcción de puentes entre mediados y finales del .
Desarrollo thumb|William Howe
Los primeros puentes de Norteamérica se construían con madera, un material abundante y más económico que la piedra o la mampostería. Los primeros puentes de madera solían ser celosías del tipo Towne o del tipo Burr. Algunos puentes posteriores eran cerchas del tipo McCallum (una modificación de la celosía Burr). Alrededor de 1840, se añadieron varillas de hierro a los puentes de madera. La celosía Pratt utilizaba elementos verticales de madera en compresión, con tirantes diagonales de hierro. La cercha Howe utilizaba varillas verticales de hierro a tracción con tirantes diagonales de madera. Ambas cerchas utilizaban contra-arriostramiento, un elemento que se estaba volviendo esencial para el diseño de puentes para el ferrocarril.
En 1830, Stephen Harriman Long recibió una patente para un puente de celosía de cuerdas paralelas, construido íntegramente en madera. El puente de Long contenía tirantes diagonales pretensados con cuñas. La celosía Long no requería una conexión entre la diagonal y la celosía, y podía permanecer en compresión incluso cuando la madera se contraía ligeramente.
William Howe era un contratista de construcción en Massachusetts cuando patentó en 1840 el diseñó de la celosía que lleva su nombre. Ese mismo año, estableció la Howe Bridge Works para construir puentes usando su diseño. La primera celosía Howe se dispuso en un puente de de luz y un solo carril localizado en Connecticut, que soportaba el paso de una carretera. El segundo fue un puente ferroviario sobre el río Connecticut en Springfield (Massachusetts). Este puente, que recibió muchos elogios y atención, tenía siete módulos y medía de largo. Ambos puentes se erigieron en 1840. Uno de los trabajadores de Howe, Amasa Stone, compró por 40.000 dólares ($ en dólares) en 1842, los derechos del diseño patentado del puente de Howe. Con el apoyo financiero de Azariah Boody, Stone fundó la empresa constructora de puentes Boody, Stone & Co., que construyó una gran cantidad de puentes de celosía Howe en toda Nueva Inglaterra. Howe realizó mejoras adicionales a su puente y patentó un segundo diseño de celosía Howe en 1846.
Diseño del puente thumb|Elementos de un puente de celosía Howe
El puente de celosía Howe consta de un cordón superior y de uno inferior. Cada cordón consta de dos vigas paralelas, y ambos cordones son paralelos entre sí. El alma consta de montantes, tirantes y contratirantes. Los postes verticales conectan los cordones superior e inferior entre sí y crean paneles. Un tirante diagonal en cada panel refuerza el puente, y un contratirante diagonal en cada panel aumenta esta resistencia. Los puentes de celosía Howe pueden ser completamente de madera, una combinación de madera y hierro, o completamente de hierro. Cualquiera que sea el diseño utilizado, las vigas de madera deben tener extremos rectos sin cajeado. El diseño de una celosía Howe completamente metálica se basa en el de la celosía de madera.
La celosía thumb|Cercha del puente de la estación de Reading-Halls, con elementos diagonales de fundición de hierro en compresión y tirantes verticales de hierro forjado en tracción
Los cordones paralelos se construyen generalmente a partir de vigas más pequeñas, de forma que cada viga pequeña se sujeta a otras para crear una viga continua. En cerchas Howe de madera, estas vigas delgadas no suelen tener más de de ancho y de profundidad. En cerchas de hierro, las vigas del cordón superior tienen la misma longitud que el panel. Las vigas del cordón superior suelen estar hechas de fundición de hierro, mientras que las vigas del cordón inferior son de hierro forjado. Se utiliza un mínimo de tres vigas pequeñas, cada una uniforme en ancho y profundidad. Generalmente se utilizan eclisas (bridas atornilladas) para empalmar vigas. Las vigas del cordón inferior pueden tener ojales en cada extremo, en cuyo caso se fijan con pernos, pasadores o remaches. En cerchas de madera, se utilizan pernos Cotter cada para conectar las vigas del cordón superior entre sí. En el cordón inferior de un puente de madera, se utilizan sargentas para acoplar las vigas.
Aunque generalmente tienen la misma longitud, las vigas se colocan de manera que un empalme (el punto donde se unen los extremos de dos vigas) esté cerca del punto donde se unen dos paneles, pero no adyacente al empalme de un par de vigas adyacentes.
Las vigas pequeñas individuales que forman una paralela en un cordón están separadas en su lado longitudinal por un espacio igual al diámetro de los postes verticales, generalmente de aproximadamente . Esto permite que los postes verticales pasen a través de la paralela en el cordón. Las placas de listón se colocan diagonalmente entre los elementos del cordón y se clavan para reducir la flexión y actuar como separadores entre los elementos del cordón.
El tercio medio del cordón inferior siempre está reforzado por una o más vigas con pernos unidas al cordón. Este refuerzo generalmente tiene un sexto del ancho de la sección transversal del cordón inferior. Si es necesario reforzar aún más un cordón de madera, se pueden atornillar vigas esbeltas adicionales al tercio medio de cada lado del cordón inferior. Una vez finalizada la construcción, el cordón superior de un puente de celosía Howe trabajará a compresión, mientras que el cordón inferior trabajará a tracción.
Entramado thumb|Los montantes verticales pasan a través de los tirantes diagonales y un bloque angular para alcanzar el cordón inferior del puente Jay, en el Condado de Essex (Nueva York)
Los montantes verticales conectan los cordones superior e inferior y dividen la cercha en módulos. La cercha Howe usualmente usa elementos verticales de hierro o acero, rectos y de sección redonda, ligeramente reducidos en circunferencia en los extremos, y con una rosca añadida. Los elementos verticales usualmente pasan a través del centro del bloque angular y luego a través del espacio dejado en el cordón superior e inferior. Una tuerca se usa para asegurar el montante vertical al cordón. Placas especiales o arandelas de madera o de metal se usan para ayudar a distribuir la tensión inducida por el montante vertical sobre los cordones. Los elementos verticales quedan sometidos a tracción, que se induce apretando las tuercas dispuestas en el extremo de las barras verticales.
Los tirantes son vigas diagonales que conectan la parte inferior de un montante vertical con la parte superior del siguiente. Se colocan en el mismo plano que los cordones. A diferencia de los tirantes de hierro o acero, a los que se da forma en un taller, los tirantes de madera se cortan a medida. Cuando la paralela de un cordón tiene un espesor de x vigas, cada tirante debe tener un espesor de x - 1 vigas. La relación profundidad-ancho de cada elemento de un tirante diagonal no debe ser mayor que la del tirante en su conjunto. Los tirantes pueden ser de una sola pieza o de varias piezas unidas mediante bridas. Los tirantes quedan sometidos a compresión, debido al apriete de las tuercas en los montantes verticales.
Los contraarriostramientos son vigas diagonales que conectan la parte inferior de una barra vertical con la parte superior de la siguiente barra vertical, y discurren aproximadamente perpendiculares a los arriostramientos. Se colocan en el mismo plano que los cordones, generalmente tienen un tamaño uniforme, y deben tener un espesor de una viga menor que el del arriostramiento. A diferencia de los arriostramientos, los contraarriostramientos son de una sola pieza. En general, un puente de seis módulos o menos (de aproximadamente de largo) no necesita contraarriostramientos. Una cercha de ocho módulos requiere contraarriostramientos en cada módulo, excepto en los extremos, y estos deben tener al menos un cuarto de la resistencia de los arriostramientos. Una cercha de 10 módulos requiere contraarriostramientos en cada uno, excepto en los extremos, y estos deben tener al menos la mitad de la resistencia de los arriostramientos. Un puente de celosía Howe puede reforzarse para lograr una relación en tre carga de uso y peso propio de 2 a 1. Si esta relación es de 2 a 1 o mayor, una celosía de seis módulos debe tener contrarriostras, cuya resistencia debe ser al menos un tercio de la de las riostras. Las contrarriostras en una celosía de ocho paneles deben tener al menos dos tercios de la resistencia de las riostras, y en una celosía de 10 módulos, la resistencia de las contrarriostras debe ser al menos igual a la de las riostras. Si se prevén cargas de uso de movimiento rápido de cualquier relación sobre la celosía Howe, las contrarriostras utilizadas en el panel central deben tener la misma resistencia que las riostras, y el módulo contiguo al módulo del extremo debe tener contrarriostras con una resistencia al menos de la mitad de la de las riostras.
En los puntos de encuentro de los arriostramientos diagonales y los contra-arriostramientos, estos suelen atornillarse.
thumb|Esquema de un bloque angular de un puente de celosía Howe
Las riostras y las contrarriostras se mantienen en su lugar mediante bloques angulares, que son de sección triangular longitudinalmente y deben tener la misma altura y ancho que el cordón. Pueden estar hechos de madera o de hierro, aunque el hierro se usa generalmente para estructuras permanentes. Los bloques angulares se unen en un sentido al cordón superior y en el sentido contrario al cordón inferior. Los bloques angulares tienen orejetas para disponer bridas o cajas de asiento, con el fin de fijar la posición de las diagonales. Los extremos de las riostras y las contrarriostras deben cortarse o fundirse para que descansen en ángulo recto contra los bloques angulares. La orejeta superior puede ser una sola brida que encaja en una ranura cortada en la superficie de la diagonal, o puede haber de dos a cuatro orejetas que forman una abertura en la que se asientan la riostra y la contrarriostra. Las diagonales se mantienen en su lugar apretando las tuercas de las barras verticales. Se pueden clavar cornamusas a un bloque angular de madera para ayudar a mantener las riostras y las contrarriostras asentadas. Alternativamente, se puede perforar un agujero en la orejeta y la riostra/contrarriostra e insertar una clavija para mantener la viga en su lugar. Los bloques angulares de hierro deben tener unas orejetas superiores perforadas para que un perno pueda pasar a través de la orejeta y la riostra/contrarriostra, asegurándolas en su lugar. Las orejetas inferiores de un bloque angular también tienen orificios para atornillarlas al cordón. Se perforan dos o más orificios en el centro del bloque angular para que los postes verticales pasen y se anclen al otro lado del cordón.
Los dos módulos de los extremos reúnen cuatro cercos especiales, dos a cada lado en un puente de celosía Howe. Deben tener la misma altura que los cordones, pero no más. El cordón superior no debe sobrepasar la altura del pórtico (el espacio formado por las cuatro últimas barras verticales en cada extremo del puente). Los cercos de los extremos solo necesitan un tirante, conectado desde la parte superior de la última barra vertical hasta el extremo del cordón inferior.