INTRODUCCION
A través de la historia las vías de comunicación comunicación han sido parte primordial en el desarrollo y evolución del hombre, estas han permitido la interacción entre individuos, el comercio, la comunicación en general y hasta la guerra. Dentro de las principales vías de comunicación tenemos los caminos y los puentes. En este trabajo de investigación se estudia el puente de Quebec en Canadá, de esta mega estructura se detalla en general su proceso de construcción e historia, así como la importancia que ha tenido en el desarrollo de la ciudad de Quebec. También se identificaran las partes que componen a el puente de Quebec, identificando la superestructura y la subestructura, paralelamente a esto se estudia su funcionamiento estructural cuya naturalidad corresponde a una viga viga gerber o vigas cantiléver.
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1. VIGAS GERVER. Se conocen como vigas gerber, concebidas por primera vez en 1978 por el doctor ingeniero henrich gerber, a las vigas continuas que, aunque prioritariamente serian hiperestáticas se le intercambian tantas rotulas como grados de hiperestatismo tuviera sin ellas. La localización de estas rotulas se hace de manera que la viga final sea resistente, o lo que es igual a que no se configure como un mecanismo. Por cada rotula que colocamos podemos plantear una nueva ecuación, el momento flector en ella es cero; de esta manera, es posible calcular el resto de reacciones aplicando las ecuaciones de equilibrio de la estática y así determinar las leyes de los esfuerzos. Tal distribución de las articulaciones no se debe hacer de modo arbitrario, se efectuara de manera que se obtenga una viga geométricamente deformable. En general, cuando el número de tramos es mayor a tres, se organizan las zonas extremas con articulaciones o sin ellas, a voluntad, y en los intermedios se colocan dos o ninguno de manera alternada. Así: la viga que se presenta a continuación continuación es hiperestática hiperestática de grado tres.
Si le intercambiamos tres rotulas, la convertimos en isostática:
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Ejemplo:
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Ejemplo:
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2. PUENTE QUEBEC- CANADA.
Imagen puente Quebec, referencia 2.
La superestructura del puente está construida con acero, es un puente en ménsula (cantiléver) realizado con un sistema de pernos y articulaciones. Tiene una longitud de 983,91 metros. En las orillas tiene dos tramos de acceso de 65,24 m. Entre estribos la distancia es de 853,43 m, de estos corresponden a los tramos entre las pilas y los estribos 304,8 m y el tramo central mide 548,66 m. El tramo central era el de mayor longitud en el mundo en su momento y se solucionaba con dos ménsulas de 171,45 m cada una y la viga central de 205,76m. El alto del puente sobre el nivel del agua es de 45 metros y el fondo del cauce llega a 60 metros en algún punto. La altura de las torres sobre las pilas es de 94 metros. Los miembros superiores estaban formados por grandes tensores de chapas de acero sujetos con pernos y en las juntas inferiores roblonadas con uniones articuladas en los montantes.
2.1 LOCALIZACION El puente de Quebec está localizado en la ciudad de Quebec en Canadá. Situado al oeste de la ciudad y cruza la parte inferior del rio san Lorenzo. Coordenadas: 46 ° 44′ 46″ N, 71° 17′ 16″ W
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La ciudad de Quebec , que significa en la lengua de los antiguos moradores “donde el rio se estrecha”, está situada a orillas del rio san Lorenzo, de casi 4000 km de longitud cuya profundidad es de 46m en tiempos de baja corriente y 52m en tiempos de alta corriente. El rio divide a Canadá en dos partes, la oeste y este. Solo la construcción de un puente permitiría el traslado de mercancías entre ambas partes de este país.
Imagen tomada del sito: referencia 2.
En 1856 fue establecida cerca de Quebec una eficiente estación de ferris frente a las orillas del canal. En el pasado dicha ruta en deshielo era navegable por 6 meses al año, desde finales de abril hasta finales de octubre. Las compañías de ferrocarriles podían cargar sus vagones de mercancía en los ferris, principalmente granos del oeste que se transportaban a él este. En la imagen se puede observar a leona un carguero de Inglaterra con capacidad para 3000 vagones de carga por mes.
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Leona, carguero inglés. Tomado del sitio web: referencia 1.
Pero la conexión por ferri ya no sería suficiente, economistas advirtieron que la ciudad estaría bajo una enorme desventaja. Por ello los concejales actuarían de forma rápida y tomaron la decisión de construir un puente. En aquella época Quebec y Montreal eran rivales comerciales, así que Quebec estaba ansiosa por conseguir que la ruta comercial asía los estados unidos pasara por la ciudad y para ello planteo un proyecto a menos de 3 km del centro de la ciudad, decisión que fue tomada en el año 1900. Gracias al puente 17 años más tarde el tráfico ferroviario atravesaba Quebec. Fiodor cooper un ingeniero civil americano de la época respetado en todo el mundo y nombrado por la compañía del puente de Quebec quien sería responsable de la catástrofe. Fiodor cooper decidió cuál de los cuatro proyectos presentados a la empresa fénix bridge se llevaría a cabo. Según dijo eligió el mejor y el más económico de los proyectos, entonces decidió aumentar la longitud del tramo del puente de Quebec de 488m a 569m y de 1600ft a 1800ft pero olvido de nuevo calcular la presión de carga para tales modificaciones. Contestando a una pregunta crítica respecto a esto dijo: “ na hay nadie lo suficientemente competente como para criticarnos”.
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Se dice que fue su ambición de conseguir que el tramo de su puente midiera más que un puente en escocia, el firth of forth, el puente cantiléver más largo del mundo en su época.
Las obras en la torre sur empezaron a finales de 1900. Para edificar el pilar tuvo que escavarse un orificio de 25m cerca de la orilla, la excavación fue manual; con cajones de madera. Tras de 7 años de arduo trabajo, los pilares fueron levantados, después el brazo cantiléver sur así a la orilla fue construido con la ayuda de un andamiaje, paralelo a esto comenzaron las obras del tramo central orientado asía el rio. Cooper el diseñador nunca estuvo en la obra, ni siquiera para supervisar los trabajos de construcción. Las partes de acero fueron elaboradas por fábricas de acero en Pensilvania y transportadas por ferrocarril y montadas en el sitio de la obra. En agosto de 1907 se detecta un ligero pandeo, un informe es llevado a cooper en nueva york y dio la orden por telégrafo para que los trabajos de construcción se detuvieran de inmediato, sin embargo no se pudo evitar el desastre. El no haber recalculado la presión de carga hizo que parte de la estructura se viniera abajo junto con la perdida de76 personas que desafortunadamente fueron sepultadas bajo 9000 toneladas de acero. La catástrofe en el pilar sur del puente fue causa de la acumulación de deficiencias técnicas, tacañería, falta de comunicación y vanidad profesional.
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La mayoría de las víctimas fueron enterradas en el cementerio de san rumual en donde se hiso un monumento conmemorativo a las victimas construido con acero del puente derrumbado. Este además de ser monumento conmemorativo sirve como aviso contra la codicia, arrogancia y fracaso.
Monumento conmemorativo, tomado del sitio web: referencia 2.
Un año más tarde (1908) se hace un segundo intento de terminar el puente, esta vez la obra se adjudicó a una empresa canadiense, la san Lorenz bridge con base en Montreal, empezando con la viga en el extremo norte.
A la izquierda, viga norte. Tomado del sitio web: referencia 2.
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La nueva construcción requería el doble de acero y se reemplazaron las partes frágiles del diseño de cooper por otras rectangulares macizas y rectas pero de nuevo comprimidas. Los brazos cantiléver norte y sur se construyeron finalmente
en 3 años.
Brazos norte y sur. Imagen tomada del sitio web: referencia 2.
Un tramo central fue prefabricado para unirlo a ambos brazos cantiléver cuya medida de 195 m de longitud hasta las torres era del doble de la del firth of forth de escocia.
Tramo central del puente Quebec. Tomado del sitio web: referencia 2.
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El 11 de septiembre de 1916 el tramo colgante con un peso de 5200 toneladas iba a ser elevado a una altura de 42m sobre la superficie del agua.
Elevación del tramo central. Tomado del sitio web: referencia 2.
Desafortunadamente en intento de alzarlo fracaso. Tras apenas 4 m del nivel del agua uno de los apoyos cedió.
Intento fallido de la elevación tramo central. Tomado del sitio web: referencia 2.
De nuevo 13 personas perdieron la vida.
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Un año más tarde la construcción fue terminada. El tramo central fue trasportado de nuevo desde la pequeña ciudad de silani, este fue montado sobre soportes de acero colgados desde dos toques. Más de 100000 personas se arremolinaban en las orillas para presenciar tal acontecimiento.
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EL 20 de septiembre de 1917 el puente de Quebec estaba terminado.
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La elevación de la colina sobre la superficie del agua permitió que el puente se construyera tan alto que permitió que transatlánticos e incluso hoy en día modernos buques pasaran por debajo de él.
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El puente de Quebec fue considerado la octava maravilla durante su construcción y hoy en día es una maravilla de la ingeniería civil. Todavía es uno de los puentes cantiléver más grande del mundo, con una distancia entre pilares de 549 m.
El método cantiléver para el puente Quebec fue elegido principalmente por dos razones:
Permitiría un tramo más largo que un puente convencional. Le daba la estabilidad necesaria para soportar cargas extremadamente pesadas, como para tráfico ferroviario.
La construcción del puente costo cerca de 22 millones de dólares canadienses, una suma de dinero increíble para la época. El puente fue inicialmente construido para conectar las partes este y oeste de Canadá mediante flujo ferroviario, el primer tren cruzo el puente en 1917.
Sin embargo tan solo 12 años después empezó la era interminable del creciente tráfico por carretera, el ferrocarril fue perdiendo su importancia gradualmente.
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Los ferris mantubieron su importancia, todavia operan entre quebec y levis, ya que por un lado son un trasporte seguro cuando el hielo hace que sea un riesgo para los conductores; mientras que por el otro funcionan como rompe hielos para facilitar el paso de embarcaciones.
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En la actualidad debido al crecimiento del tráfico por carretera el puente Quebec ha tenido competencia desde 1770, el puente pier labour, puente atirantado que tiene el record de ser el más largo construido en tan solo 4 años, este situado junto al puente Quebec. Durante casi 100 años el puente de Quebec ha sufrido los estragos que trae el tiempo en la superestructura de acero, por lo que, hoy en día se implementan campañas para restaurarlo.
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3. IDENTIFICACION DE LAS PARTES DEL PUENTE QUEBEC. Subestructura: Pilas Estribos Elementos de enlace Elementos portantes Las fundaciones
Superestructura: Estructura principal Estructura transversal Tablero
Para el puente superestructura:
de
Quebec
identificamos
18
en
la
subestructura
y
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