Puentes Colgantes
Indice
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Introducción
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Características Principales
¿Para qué son los puentes colgantes? Partes del Puente Colgante Formas de Puentes Colgantes 7
Construcción o ejecución de la obra
Etapas Constructivas 10
Funcionamiento del puente colgante
Principio de Funcionamiento Análisis de fuerzas y cargas Esfuerzos en el cable Resistencia al viento Esfuerzos en la torre 15
Ventajas y desventajas de los puentes colgantes
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Ejemplos de Puentes Colgantes
Golden Gate Akashi Kaikyo Conclusión
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Bibliografía
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Anexos
19 Glosario
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Introducción
Un puente es una construcción que permite salvar un accidente geográfico o cualquier otro obstáculo físico como un río, un cañón, un valle, un camino, una vía férrea, un cuerpo de agua, o cualquier obstrucción. El diseño de cada puente varía dependiendo de su función y la naturaleza del terreno sobre el que el puente es construido; teniendo de esta forma puentes clasificados según su material de construcción (acero, hormigón, madera) y tipos de diseño (puentes atirantados, puentes reticulados, puentes de arco, puente colgante, entre otros). En siguiente informe el tema a tratar será de un tipo de puente en específico, del puente colgante, el cual es un puente sostenido por un arco invertido formado por numerosos cables de acero, del que se suspende el tablero del puente mediante tirantes verticales. La idea de puentes colgante como tal es muy antigua, remontándonos hacia el siglo XVIII El diseño actual de los puentes colgantes fue desarrollado a principios del siglo XIX. Los primeros ejemplos incluyen los puentes de Menaiy Cowny (puestos en funcionamiento en 1826) en el Norte del País de Gales y el primer puente Hammersmith (1827) en la zona Oeste de Londres. Desde entonces puentes colgantes han sido construidos a lo largo de todo el mundo. Esta tipología de puente es prácticamente la única solución posible para salvar grandes luces (superiores a un kilómetro), por ejemplo, cuando sea peligroso para el tráfico marítimo añadir apoyos centrales temporales o permanentes, o no sea viable añadir apoyos centrales. En la actualidad, el puente de mayor vano es el de Gran Puente de Akashi Kaikyō, en Japón, y mide casi dos kilómetros. Con el desarrollo que han tenido este tipo de puente y con la importancia que tienen en la ingeniería civil, este informe tendrá como objetivo principal el comprender lo que es un puente colgante, y para ello se estudiará de esta estructura sus características principales, funcionamiento, construcción y se reconocerán sus ventajas y desventajas. Además, a modo de ejemplo se describirán dos puentes colgantes, elegidos por su importancia. Como este informe corresponde al primer trabajo en el ramo de ingeniería civil, nuestra principal motivación es el introducirnos en el mundo de la ingeniería civil, comprendiendo una de las obras más destacadas de este rubro.
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Características principales
¿Para que son los Puentes Colgantes? Éste tipo de puentes han sido utilizados por la humanidad para salvar obstáculos (Ríos, lagos, estrechos.). Con el paso de los años y la mejora tecnológica de los materiales de construcción, este tipo de puentes son capaces de mantener un sistema de tráfico, líneas férreas Partes del puente colgante Los puentes colgantes en su estructura están conformados por torres, cable principal, tablero, tensores o péndolas, viga de rigidez, cámara de anclaje y asientos.
Las torres son una parte fundamental del puente, ya que son estas las que sostienen los cables principales y porque además han sido siempre los elementos más difíciles de proyectar de los puentes colgantes, porque son las que permiten más variación en su diseño y es por esto que en ellas se han dado toda clase de formas.
Tipos de Torres
En los años 20 fueron adquiriendo ya una forma propia, no heredada, adecuada a su función y a su material y utilizando la mayoría de los puentes dos torres. 4
Las torres no plantean problemas especiales de construcción, salvo la dificultad que supone elevar piezas o materiales a grandes alturas. Las torres de los puentes metálicos se montan generalmente mediante grúas trepadoras ancladas a ellas, que se van elevando a la vez que van subiendo las torres. Las de los puentes de hormigón se construyen mediante encofrados trepadores. El tablero, o mejor conocido como plataforma del puente se hace generalmente de concreto aligerado o de rejilla de acero rellena de forma parcial con concreto la cual con el paso del tiempo ha popularizado su uso en grandes puentes colgantes por su ahorro en peso y por su contribución a la estabilidad aerodinámica. En sus inicios el tablero no tenía rigidez propia y percibía todos los movimientos del cable al paso de sobrecargas, luego estos movimientos fueron reducidos por el uso de obenques que se fijaron directamente en las torres los cuales inmovilizaban al tablero en su punto de unión y finalmente se hizo rígido el tablero con la utilización de la vida de rigidez. La viga de rigidez es una barra que le da tensión al tablero y que tiene como propósito distribuir las cargas concentradas, reducir las deflexiones locales, actuar como cordones del sistema lateral y asegurar la estabilidad aerodinámica de la estructura. El cable principal es el que se ve a primera vista y por lo general tiene la forma de una parábola aunque es mejor darle una curva catenaria, así se reducen los esfuerzos. El cable principal es un cable de mayor diámetro, hasta 2m de diámetro en algunos casos, y está compuesto de cables de alta resistencia y su función es transmitir todos los esfuerzos a las torres y estas las pasaran a la fundación. Cuando los esfuerzos ya están determinados, se calcula el número de alambres y la unión que tendrán. Los tensores o péndolas son cables de acero de alta resistencia y se presentan como varillas verticales uniformemente distribuidas a todo lo largo del puente y que unen las vigas de rigidez y el tablero con los cables principales, pueden estar constituidos ya sea por trozos de alambre en espiral (utilizados en puentes muy grandes) o por varillas cilíndricas rectilíneas llenas (puentes de dimensiones normales). Además la longitud de las péndolas está exactamente calculada según su colocación en la línea del puente, y por lo general los tensores entre los cables principales y las vigas de rigidez están espaciados de manera uniforme y vertical. Los anclajes hacen referencia a cuando los cables principales se anclan en bloques masivos de concreto o, cuando la roca sub rasante es capaz de resistir la tensión del cable, en túneles rellenos de concreto. La mayoría de las veces se lleva a cabo el anclaje mas allá del estribo sobre el cual se apoya la torre. Los asientos son piezas especiales, ubicadas en el vértice de las torres y que sirven para fijar o sostener los cables en estos sitios. Formas de Puentes Colgantes Los puentes colgantes se presentan bajo tres aspectos 5
1.- Puentes de tramo suspendido único con cable de anclaje directo en la costa (tramo de ribera) En este tipo de puente corresponde al de las luces con tramos de ribera más reducidos.
2.- Puentes de tres tramos suspendidos (tramo central y la ribera) Esta forma es la más usada en un puente colgante, el cual será una obra de gran luz, y por ende con tramos de ribera importantes que también deben ser colgantes.
3.- Puentes con tramos múltiples y con una u otra disposición de ribera. Este tipo corresponde a los puentes muy largos o aquellos que permiten apoyos en el medio.
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Construcción o ejecución de la obra
Etapas Constructivas Fases del proceso constructivo de un puente colgante.
Desbroce y limpieza del terreno. Replanteo. Excavación. Construcción de los pilones, ya sea en estructura de hormigón o de acero, aprovechando, por ejemplo, tubos de gran diámetro utilizados en diferentes industrias. Colocación de los cables principales. Montaje de las péndolas y las vigas de rigidez. Tablero, ya sea de tablones de madera convenientemente protegidos o losas de hormigón de delgado espesor. Acabados.
1) Los trabajos de Desbroce y Limpieza del terreno: son aquellos que se encargan del retiro de tierra vegetal, vegetación existente y escombros superficiales de la explanada, a efectos de dejar la superficie despejada y preparada para realizar el replanteo o las cimentaciones (en los terrenos planos), o proceder a tomar las cotas de rebajo o terraplén (en terrenos escarpados o accidentados). Medición de los trabajos: Por Superficie (m 2). En la descripción de la partida, de todos modos, ha de indicarse la profundidad media de rebaje; generalmente se encuentra entre 15 y 20 cm. Medios: Estos trabajos se realizan con Pala Cargadora o Bulldozer. Pasos: Se medirá la superficie que debe desbrozarse y limpiar sobre plano topográfico en proyección horizontal. Se medirá en el terreno la superficie desbrozada en proyección horizontal. Medios: Se medirá con cinta o aparatos topográficos que miden la resistencia del suelo al peso a soportar si este no es capaz se debe construir un peso muerto que sea capaz de aguantarlo 2) Replanteo. 3) Excavación: Los trabajos de excavación de tierras en rebaje se realizan excavando tierra por debajo de la rasante de explanación de la obra 4) Construcción de Anclajes pilas y torres: La construcción de estos elementos debe hacerse al mismo tiempo, de tal modo que los anclajes y las torres se terminen simultáneamente; lo mismo que las obras de entrada, si éstas deben ser utilizadas para la prosecución de las operaciones de montaje.
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La Construcción de los anclajes se hace exactamente de conformidad con las técnicas de la construcción de hormigón armado; en particular la colocación de los encadenados del cable, en el interior de los anclajes (las vigas de amarre y barras de repartición (explicar) dará lugar a una operación topográfica minuciosa, a la que han de seguir las obras de hormigonado, con el objeto de componer un objeto en el lugar previsto. En los grandes puentes colgantes, para los cuales cada uno de los montantes de torre comporta varias columnas especiales separadas, se disponen estas columnas en forma de caminos de rodamiento vertical, sobre el cual se desplaza una plataforma horizontal que soporta un derrick de elevación, este derrick levanta los materiales de construcción, en la plataforma donde se colocan las torres en su lugar, en el vértice de las columnas del montante de construcción, después de esto, se levanta la plataforma hacia arriba, de un piso más y la obra prosigue de acuerdo al proceso planeado; para los puentes que no necesitan y son simples no es necesario el uso de la plataforma, y se construyen usando un mástil vertical de elevación, sujeto en la parte superior de la construcción en curso y que hace las veces de una plataforma móvil y de derrick simultáneamente. (Precauciones: Deben tomarse algunas medidas preventivas cuando se trata de torres oscilantes, que es necesario mantener entonces bien paradas, durante la construcción , a pesar de la inestabilidad de su equilibrio, debido a la articulación inferior, se consigue en general este resultado arriostrando sobre el terreno la parte ya construida de la torre, pero la operación debe ser rehecha periódicamente, a medida que sube la construcción y los obenques pueden entorpecer cuando se han de colocar los cables en su sitio). Es por esto (léanse las precauciones) que se trata de evitar los obenques y bloquear la articulación inferior de las torres, durante su construcción. Para esto se coloca, en la parte inferior de las torres, nervaduras metálicas provisionales y puntales, bloqueados entre las nervaduras consideradas y el coronamiento de las pilas, inmovilizando absolutamente la torre. Después de la construcción de las torres y colocación de los cables se sacan los puntales de bloque y se cortan las nervaduras, ya inútiles. (Este último trabajo tiene que ser muy cuidadoso debido a que la dirección de las torres mediante los puntales y nervaduras es muy estricta). 5) Luego, en el momento de colocación de los cables, deberán descansar en sus asientos, en un trozo exactamente definido de su longitud, sin que sea posible, para obtener este resultado y c se trata de torres oscilantes, sobre las cuales los asientos son de lugar fijo, al aprovechar el juego de los asientos apoyados sobre los carros de dilatación, tal como puede hacerse con las torres y los asientos móviles. Ahora, la dirección inicial va a dar a las torres oscilantes, en vista de obtener de entrada el resultado antes citado, es dirigida hacia la ribera, ya que, en vacio, los cables colocados son menos huecos de lo que serán después de la terminación del puente, y por eso, apartan, la parte alta de las torres, ligeramente del centro del puente. Esta inclinación inicial de la torre puede determinarse previamente y se trata de obtenerla en el transcurso de la construcción de las torres. 6) Colocación de uniones y de los colgantes: El cable auxiliar, suspendido en las ménsulas de los falsos pórticos y que se utilizo para correr longitudinalmente los cables, sirve también para la fácil colocación de las uniones superiores y la ubicación de las piezas 8
colgantes a lo largo de los cables. Se inmoviliza el cable auxiliar amarrando sus dos extremidades en los anclajes, de manera que dibuje la curva misma de los cables. Sobre el cable auxiliar puede circular una polea, sobre la cual se suspende una silla colgante, para esto; la polea se sujeta a dos ramales (de tracción y de retención) accionados por un aparejo de cada una de las riberas. Se lleva la polea a la altura de una ménsula, el armador reúne en la silla elementos constitutivos de una unión y una pieza colgante, luego, se envía la silla hasta el punto deseado por medio de los ramales, el armador coloca la unión aportada por la silla, siguiendo todas las marcas antecedidas en el taller, aprieta a presión los elementos que componen la unión que solidariza con el cable; luego, la pieza colgante que trae la unión ya colocada y la silla vuelve a la torre en sentido inverso a los cuales está sujeta. Esta operación se repite para cada unión y los colgantes se despliegan así en dos series que cuelgan libremente y listas para soportar las vigas de rigidez y el tablero. 7) Montaje de las vigas de rigidez: Las vigas de rigidez se llevan del taller al obrador en cuadros completamente terminados y de dimensiones unitarias. Las piezas de puente se transportan de igual modo, y también los trozos de largueros. En cuanto se ha armado esta porción de la estructura, se instala un piso provisional con maderos, que hacen posibles los movimientos. Cuando los tramos de ribera no son suspendidos, su estructura se coloca en su lugar en cuanto es posible, sin esperar que las torres estén terminadas; con el objeto de permitir el libre acceso de laos materiales hasta las pilas. Este montaje se hace con las técnicas comunes para el armado de los puentes rígidos; en cuanto al montaje de los elementos suspendidos de los cables se realiza lo siguiente: La suspensiones deber realizarse simétricamente con las dos pilas del puente, de modo que los cables adquieran en el curso del montaje deformaciones que se mantengan simétricas con respecto al punto medio del puente. El montaje del tramo central se emprende simultáneamente de las dos pilas; en el caso en que los tramos de ribera son colgantes, este montaje, avanzando progresivamente hacia una parte y otra de las dos pilas, de modo de cubrir los dos tramos igualmente. 8) Construcción Tablero: Estructura metálica del tablero, se coloca simultáneamente con las vigas de rigidez. Al terminar el montaje, se comienza la construcción de la losa superior. Esta losa, de hormigón armado, generalmente abrochada sobre la armadura subyacente, se ejecuta por tramos sucesivos, repartidos simétricamente con respecto al punto medio del puente. El confrado necesario a esta construcción es casi siempre metálico; se engancha a la armadura misma del tablero por medio de estribos que se retiran desoques que el hormigón ha fraguado.
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Funcionamiento del puente colgante
Principio de Funcionamiento “E n
principio la carga viva vehicular es transmitida a su estructura de soporte; la estructura de soporte vehicular transmite la carga viva y su propio peso a las vigas transversales; las vigas transversales con sus cargas, a su vez, se sustentan en los tensores; los tensores, y las cargas que sobre ellos actúan, están soportados por los cables principales; los cables principales transmiten las cargas a las torres de sustentación ,y, por último, las torres de sustentación transfieren las cargas al suelo de cimentación”.
El funcionamiento del puente colgante se basa en el rol que cada elemento estructural cumple. Por ello, es necesario definir y describir cada uno de ellos: Los cables:
Es el elemento básico de la estructura resistente del puente colgante y se caracteriza por no tener rigidez y por su gran resistencia. Y son éstos los que soportan las cargas que actúan sobre el puente a través de un mecanismo de tracción. Cuando se le ejerce un sistema de fuerzas para que éste lo resista, el cable adquirirá la forma necesaria para que en él sólo se produzcan esfuerzos axilares de tracción. Por lo tanto, el cable forma una curva similar a la catenaria. De los cables principales se sujetan y se suspenden tensores, equidistante en la dirección longitudinal del puente que generalmente son cables de menor diámetro o varillas de hierro enroscadas en sus extremos. En su parte inferior se suspenden y sujetan a elementos longitudinales (vigas prefabricadas) que unen todos los tensores.
Este esquema de funcionamiento estructural permite que las dimensiones transversales de las vigas longitudinales (y de las vigas transversales) dependan de la distancia entre tensores y no dependan de la distancia entre torres de sustentación. Vigas:
Las vigas longitudinales y transversales conforman una red de elementos, de los cuales es necesaria la aplicación de diagonales y contra diagonales con el fin de aumentar la rigidez.
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Esta red es llamada viga de rigidez, la cual tiene como función distribuir las cargas concentradas, reducir las flexiones locales y asegurar la estabilidad aerodinámica de la estructura. Apoyada en las vigas transversales se construye la losa que soportará directamente al paso vehicular.
Las Torres:
Son el soporte físico del puente y los responsables de transmitir las cargas al suelo. Éstas, en general, están hechas de hormigón armado y su típica característica es que son rígidas en la dirección transversal y tienen muy poca rigidez en la dirección longitudinal. En ellas se anclan los cables principales ubicados de una manera simétrica con relación al eje de la vía. La tensión que se ejercen en los extremos de los cables no es totalmente resistida por las torres, por lo tanto se deben crear mecanismos que permitan a la torre compensar esa fuerza horizontal. Uno de ellos, válido exclusivamente para puentes de pequeñas luces (hasta 40 metros), consiste en crear torres de sostenimiento en la dirección longitudinal, lo que facilita la estabilización de las cargas provenientes de los cables principales, en cambio, en los puentes de grandes luces, primero se extiende la viga de rigidez y los cables principales hacia el otro lado de la torre, con el fin de equilibrar las cargas. La carga muerta no equilibrada y la carga vehicular que circula por el tramo central son resistidas por anclajes gravitacionales de los cables, en sus extremos. La carga vehicular actuante en los tramos extremos del puente puede ser resistida por estribos. Generalmente los estribos son convertidos en anclajes para los cables.
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Con el objeto de reducir los costos de los macizos de anclaje, los estribos son construidos en hormigón armado, conformándose celdas selladas llenas de lastre (piedra y tierra) dentro de los estribos. Análisis de fuerzas y cargas Las cargas gravitacionales que sostienen tanto los cables principales, las péndolas como la viga de rigidez, en un plano vertical, se considera como un único sistema. En la viga de rigidez se supone que se encuentra libre de esfuerzos bajo carga muerta. Por ello, los momentos cortantes ocurren cuando los cables principales no absorben las cargas vivas, y de igual forma, cuando suceden cambios de longitud, temperatura o por la variación de las luces adyacentes. Las deflexiones de la viga de rigidez son estrictamente elásticas. En el caso de las péndolas solo están sujetas a tensión. Y en los cables principales, los cuales al no tienen rigidez a la flexión sólo están sujetos a la tensión axial. Es importante considerar que las cargas de la fuerza axial expuesta por los cables son autoequilibradas, ya que no requieren de agentes anexos para continuar con el funcionamiento del puente. Esfuerzos en el cable La carga viva concentrada o en secciones uniformes, sobrepuesta a la carga muerta, somete al cable a una deformación o tirante adicional, lo que provoca que se ajuste su forma a la configuración modificada por la carga. O sea, si consideramos que la carga permanente se encuentra distribuida uniformemente en los cables, adicional al de sus propios pesos, éste debe tender a la forma de una catenaria. La cual tiene la siguiente ecuación: y=a cosh(x/a), siendo a una constante que depende del peso y la tensión horizontal.
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Si Mo es el momento flexionante de la viga de rigidez bajo la carga aplicada pero sin cooperación del cable, el momento de la viga M con cooperación del cable será: M = Mo-Hy Más específicamente con los subíndices D y L para la carga muerta y la carga viva, respectivamente, considerando que: yl = yD +
y
se obtiene la siguiente expresión para el momento flexionante de la carga muerta más la carga viva sobre la viga: M = MD + Ml = MDo + Mlo -(HD + Hl) (yD + y) Pero puesto que: MD= MDo - HDyD=0, debido a que la viga de rigidez no tiene momento flexionante bajo carga muerta. M=Mlo-(HD+Hl) y-Hlyo Ésta es la ecuación básica del sistema de cable-viga. En esta ecuación, Mlo, HD y yD están dados, Hl y y deben determinarse de manera que las condiciones del equilibrio estático de todas las fuerzas y la compatibilidad geométrica de todas las deformaciones se satisfagan a través de todo el sistema. La solución matemática exacta del problema se conoce como teoría de deflexión.
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Resistencia al viento El acción del viento sobre la cubierta, las vigas de rigidez y la carga viva es resistida principalmente por el sistema lateral de contraviento y ligeramente por los cables, debido a la componente de gravedad que se produce por cualquier deflexión lateral elástica del sistema principal de soporte. Cuando las amplitudes del las oscilaciones son excesivas a causa del viento, pueden provocar remolinos que pueden generarse fuera o dentro de la estructura misma. Las oscilaciones de la estructura pueden ser simplemente flexionantes, o puramente torsionantes, o combinadas. Éstas últimas son las más peligrosas Esfuerzos de la torre Estas unidades estructurales deben resistir las fuerzas provenientes de los cables y cargas eólicas y de gravedad, las cuales la afectan directamente. Las fuerzas transmitidas por los cables son las componentes verticales de los claros lateral y principal. Las eólicas actúan sobre los cables principales en forma paralela y transversalmente al eje de los puentes.
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Ventajas y Desventajas que tienen Los Puentes Colgantes
El puente colgante, a lo largo del tiempo ha adquirido gran importancia, y se ha convertido en el arquetipo de los puentes, por sus dimensiones, por la claridad de sus comportamientos estructurales y por su ligereza. Es el mayor logro de la ingeniería en la construcción de puentes. Por sus bajos costos y por lo antes mencionado cumple con las condiciones esenciales para la construcción de puentes con vanos muy extensos. Los puentes Colgantes poseen una estructura ligera, con tableros livianos y móviles. Pero esto les puede traer algunos inconvenientes, pues existe la acción del viento que lo hace más sensible al movimiento, pudiendo así provocar que esté colapse y se derrumbe. Es decir, paradójicamente, la gran virtud y el gran defecto de los puentes colgantes se deben a una misma cualidad: su ligereza. Su forma lo hace muy resistente, permitiéndole flexionar bajo vientos severos y terremotos. Salva una determinada luz mediante un mecanismo resistente que funciona exclusivamente a tracción, evitando que aparezcan flexiones en él. No es necesaria una cimbra para la construcción, con lo que la etapa de construcción se independiza del río o del obstáculo a salvar. Se reduce el peso de los claros, puede aprovechar más la altura de estos con respecto al nivel del piso, permitiendo el paso de barcos muy altos. Con estos puentes se puede alcanzar distancias de claros muy grandes. Los puentes más largos del mundo son colgantes. Además pueden cruzar sobre partes que no pasan carreteras. Los cables principales de los puentes colgantes son un único elemento construido en el lugar mediante la colocación de alambres uno a uno. La ventaja que otorga el uso de este tipo de cables principalmente consiste en que cada cable individual puede ser reemplazado en el futuro, evitando los problemas que se plantean en los puentes colgantes con un único cable portante. Lo puentes colgantes en su esquema elemental son muy deformables y pueden producir movimientos importantes. Al faltar rigidez el puente se puede volver intransitable en condiciones de fuertes vientos o turbulencias, y requeriría cerrarlo temporalmente al tráfico. Esta falta de rigidez dificulta mucho el mantenimiento de vías ferroviarias. Bajo grandes cargas de viento, las torres ejercen un gran momento en el suelo, y requieren una gran cimentación cuando se trabaja en suelos débiles, lo que resulta muy caro. Necesita bastante mantenimiento para prevenir la corrosión dado que una gran parte de la estructura es metálica. Por lo tanto los tubos o perfiles metálicos deben pintarse y el estado de los cables se debe revisar regularmente.
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Ejemplo de Puentes Colgantes
Como ejemplos de puentes colgantes señalaremos dos, el primero es uno de los más famosos de esta clase de puentes y el segundo es el puente colgante más largo del mundo, y ambos son muy relevantes en la ingeniería de puentes. El puente Golden Gate El puente Golden Gate está situado en California, Estados Unidos, une el norte a San Francisco con el sur de Marín. Su construcción comenzó el 5 de enero de 1933y finalizó en abril de 1937 siendo abierto al tráfico peatonal el 27 de mayo a las 6:00 am y al día siguiente para el tráfico rodado, fue la mayor obra estructural de la época y recibe su nombre por el estrecho en el que está construido. La finalidad de la construcción de esta obra fue solucionar el problema que se presentó posterior a la Primera Guerra Mundial, el tráfico de la bahía de San Francisco aumentó demasiado y el sistema de ferris no fue capaz de absorber ese crecimiento. Este puente tiene una longitud de 1.280 metros, entre sus dos pilares, y una longitud total de 1,9 km. Está suspendido de dos torres de 227 y 260 metros aproximadamente, los dos pilares constituyen una masa inmensa de 22,000 toneladas de acero. El pilar de base de la torre norte fue fácil de construir a solo 6 metros de profundidad, pero en el extremo sur, en la parte de San Francisco, Strauss enfrentaba un gran reto, construir un pilar a 30 metros bajo la superficie del agua en mar abierto. Se utilizaron 128 mil km de cable de acero. La obra inicial costó 35 millones de dólares de la época. Fue pintado con urgencia para evitar la rápida oxidación producida en el acero de su estructura por el Océano Pacífico. El Puente Akashi-Kaikyo El Puente Colgante Akashi-Kaikyo une la isla de Awaji con la ciudad de Kobe, tiene una longitud total de 3911 metros. Los 1991 metros del tramo central lo convierten en el puente colgante más largo del mundo, la distancia entre los pilares principales era de sólo 1990 metros, y el metro adicional es consecuencia del terremoto de Kobe de 1995 que los alejó esa distancia, tras ocurrir esté, se estudio el problema, y se continuó la construcción con ligeras modificaciones en el proyecto, continuando con lo que ya estaba construido. Esta formado por dos torres, cada torre del puente de 283 metros está formada por cinco secciones de 170 toneladas encajadas cada una encima de la otra, por más de 700 mil tornillos. Los cables que sostienen el puente están formados por 37.000 alambres de un acero ultrarresistente cuya longitud, si los juntásemos cada uno detrás de otro, darían siete vueltas y media a la Tierra, se necesitaron 181 toneladas de acero y 1,4 millones de metros cúbicos de hormigón. Inició su construcción en el año 1988 y el 5 de Abril de 1998 se inauguró oficialmente el puente, convirtiéndose en un hito de la ingeniería civil. Tuvo un costo estimado total de 500,000 millones de yenes. El puente tiene una construcción a prueba de viento y resistente a terremotos, soportando los vientos hasta 80 metros por segundo y terremotos que alcanzan 8.5 en la escala de Richter.
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Conclusión
A nivel mundial los puentes colgantes han sido catalogados como las más espectaculares obras de construcción que han existido y dentro de la clasificación de puentes son los más destacados, hay puentes colgantes muy famosos como el Golden Gate mencionado en el informe y hay algunos que destacan por sus dimensiones, por ser el más largo o por tener las torres más altas. Funcionalmente los puentes tienen gran importancia, ya que sirven para solucionar problemas que se presentan en la sociedad, como por ejemplo salvar espacios este podría ser el caso de los ríos que necesitan ser atravesados. Estas estructuras presentan gran complejidad en la etapa de construcción, ya que al tener que salvar un espacio, mayoritariamente son lugares muy difíciles de alcanzar con otro tipo de estructura, es por esto que se escogen los puentes colgantes, pues es el mejor diseñado para dicho objetivo. En medida de que estos van siendo utilizados, a través de la historia, van surgiendo nuevas dificultades, pues existen muchas variantes que influyen en ellos, pero es por esto que también han evolucionado en su tecnología, pues cada proyecto que se implementa para un puente colgante utiliza algunas técnicas nuevas que luego serán utilizada para otros puentes colgantes, es así como su diseño ha ido avanzando hasta posicionarse como uno de los mejores puentes. El análisis de los puentes colgantes en este informe incluyo la definición tanto de puente como de puentes colgantes, sus característica (materiales, componentes, entre otro), el principio de su funcionamiento, las etapas de su construcción, una breve reseña de su historia, ayudándonos a entender de mejor modo todo con respecto a ellos. El tema de los puentes colgantes abarcan muchos aspecto, además son muchas las obras interesantes que se pueden encontrar de estos, son estructuras maravillosas que encantan por su belleza estética, por sus magníficos trabajos de ingeniería y por su gran importancia, como para seguir investigando si así se desea.
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Bibliografía
Textos:
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Academia Hütte de Berlín (1965). Manual del Ingeniero, tomo 3. Editorial Gustavo Gili. 348 – 353, 389 – 393.
Robin, P. (1954). Enciclopedia de la Construcción, tomo 4. Aristides Quillet . 293 – 295, 418 – 431.
Editorial Argentina
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Recursos Web:
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http://www.construmatica.com/construpedia/Puentes_Colgantes_y_Hamaca_en_Co nstrucción_para_el_Desarrollo
http://www.geocities.com/jescud2000/lospuentes/pontscolgantes.htm
http://www.arquitectuba.com.ar
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Anexos
Tabla de los mayores puentes colgantes.
Golden Gate
Akashi Kaikyo
Detalle de los cables de suspensión de acero trenzado
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Glosario
Gálibo: Distancia entre la parte inferior de la superestructura y el nivel medio del curso de agua Franquia: Distancia entre la parte inferior de la superestructura y el nivel de la máxima creciente conocida. Vano: Distancia entre apoyos en una estructura. Diafragma horizontal: Forjado rígido horizontal que transmite y distribuye las fuerzas laterales a paredes verticales de arriostramiento, etc. Diafragma: Pieza estructural rígida que puede soportar el esfuerzo cortante al estar cargado en una dirección paralela a un plano Arriostrar: Poner riostras, piezas que puestas oblicuamente aseguran la invariabilidad de forma de una armazón. Péndola: Cada una de las varillas verticales que sostienen el piso de un puente colgante o tienen oficio parecido en otras obras. Estribos: Parte de una estructura que recibe el empuje de un arco o bóveda. 2. Barra doblada, generalmente con forma de U o W empleada en construcciones de hormigón armado o ladrillo. Anclajes: Conjunto de elementos destinados a fijar algo firmemente al suelo Deflexiones: Curvatura o desviación de un curso o línea horizontal. En este contexto se utiliza como norma para medir la carga permisible de los componentes del sistema de suspensión Catenarias: formada por una cadena, una cuerda o un objeto semejante suspendida entre dos puntos situados en distinta vertical. Vigas de amarre: Las vigas de riostra son para arriostrar o unir estructuralmente las fundaciones y se apoyan en los pedestales y las vigas de amarres son usadas para unir estructuralmente las columnas y se construyen en sentido perpendicular a las vigas de cargas y se apoyan en las columnas Obenques: Cada uno de los cabos gruesos que sujetan la cabeza de un palo o de un mastelero de un barco a los costados o a la cofa del mismo. Cordón: Cuerda fina hecha con materiales más finos Nervaduras: Moldura saliente de las bóvedas góticas 20
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