• Author / Uploaded
• Esteban Caballero

• Categories
• Puente
• Pandeo
• Ingeniería civil
• Física aplicada e interdisciplinaria
• Ingeniería estructural

Citation preview

Universidad Nacional de Asunción Facultad de Ingeniería

Puente Mike O’ Callaghan-Pat Tillamn Memorial Profesores: • Prof. Ing. Luis Meyer • Ing. Ignacio Benavente

Trabajo Práctico

Alumno:

Esteban Caballero Campos

C.I.:

3.798.579

Tel:

0983428495

E-mail:

[email protected]

Asunción, Paraguay

Desarrollo El puente Mike O’ Callaghan-Pat Tillamn Memorial es un puente en arco construido en Estados Unidos sobre el rio Colorado, uno de los principales ríos del suroeste de Estados Unidos, para conectar los estados de Arizona y Nevada. El puente está localizado en el área de recreación del lago Mead aproximadamente a 48 km del suroeste de Las Vegas y hace de baipás de la ruta US 93 cuyo trazado antiguo (hasta el 2010) era por sobre la represa Hoover. Además de aliviar a la presa de las cargas peligrosas originadas por el tráfico (sobre todo las accidentales), se logró aumentar la capacidad de la misma ya que con el nuevo trazado impuesto por el puente se eliminaron tramos angostos y curvas cerradas y peligrosas. El nombre del puente es un nombre combinado, nombrado así en memoria de un antiguo gobernador de Nevada y un ex jugador de Foot Ball Americano que murió en la guerra de Afganistán.

El inicio del estudio del Proyecto inicio en 1998 y culmino en el 2001 (3 años), la necesidad provino del incremento de la demanda vial, la ruta cruza de norte a sur los Estados Unidos y conecta Canadá y México ya que forma parte del CANAMEX Corridor establecido por el tratado del libre comercio del norte NAFTA, y la seguridad de la presa (hoy en día se estima que el puente es atravesado por más 16.000 vehículos a diario). En marzo del 2001 el Federal Higway Administration selecciono el trazado del desvió a una distancia de 460 m aguas abajo de la presa (probablemente pensando en la seguridad de la presa ante accidentes durante la ejecución de la obra del puente y contra posibles atentados terroristas). Los inicios de los trabajos viales pavimentación del nuevo trazado hasta el puente inicio en 2003 y la construcción del puente en si comenzó en febrero del 2005. El La construcción del baipás de la presa Hoover costo en total 240 millones de US$, de los cuales 114 millones de US$ correspondieron a la estructura del puente. El proyecto del puente en si guardaba muchas características que se presentaban como desafíos constructivos y técnicos a ser superados, los más importantes fueron:

• Primer puente en arco de estructura mixta (concreto y acero) en los Estados Unidos, lo que implicaba tanto desafíos para el proyectista como para el constructor debido a la inexperiencia técnica del país. • El segundo puente más alto construido en los Estados Unidos con una altura 270 m sobre el rio colorado, el trabajo en altura es siempre complejo, condicionaba a emplear métodos no convencionales de construcción. • El puente en arco de concreto más largo de América con una luz libre de 323 m y una longitud total de 579 m (5to del mundo al momento de su culminación, hoy en día es el 8vo). • Condiciones climáticas adversas, un gradiente térmico grande entre el día y la noche por encontrarse en un desierto, temperaturas muy elevadas por el día (las horas de trabajo) y vientos de gran velocidad hasta de 161 km por hora. Los diseñadores del proyecto fueron las firmas monstruos HDR Inc, TYLin International y Jacoobs Engineering Group. El periodo de diseño del puente fue de cien años, pero se cree y espera que con el correcto mantenimiento perdure por más años, ya que como bien lo nombraba en una publicación al momento de su inauguración el periódico USA today “America’s newest wonder” (la nueva maravilla de América) haciendo alusión a la trascendencia e importancia de la obra. El puente fue diseñado como un arco exento (no posee un tímpano macizo) aligerado con 2 costillas de concreto de sección hueca, que permite su acceso al interior para realizar tareas de mantenimiento cada costilla estuvo conformada por 53 piezas de 7,3 m de longitud (aproximadamente) elaboradas in situ, y 8 tensores o vigas riostras, metálicas, colocados en los puntos de apoyo de las columnas del tablero. El tablero se conformó de 4 vigas de acero de sección hueca trapezoidal sobre la cual apoyan losas de concreto armado y la estructura del pavimento. Con este diseño se logró aprovechar al máximo las propiedades de los materiales ya que el concreto trabajaba fundamentalmente a compresión y las vigas hacen de tirantes del arco por lo que trabajan a tracción y flexión. Destacando este ingenioso y armónico diseño en la revista SCIENTIFIC AMERICAN el fotógrafo Jamey Stilling escribió “Today, the bridge is significant for its

aesthetic, functional and geographic connection to the Hoover Dam and for its technical achievement… " (hoy el puente es significado de estética, funcionalidad y conexión geográfica…) otra cita interesante fue dada la por la National Public Radio en su página de internet “a semicircle that echoes the graceful curve of the dam upstream” (un semicírculo que hace eco de la agraciada curva de la presa aguas arriba) ambas alabando su belleza arquitectónica inherente de los puentes en arco. En la famosa página TripAdvisor tiene una puntuación de 4,5 (bastante elevado). Cabría hacer mención en esta exposición de las particularidades del puente en arco y más aún del comportamiento estructural del puente en arco exento aligerado. Es importante tener presente que el criterio más importante para el buen diseño de toda estructura en arco es como explicaba Torroja en su libro Razón y Ser de los tipos Estructurales que su forma pretenda ser el antifunicular de las cargas de modo a que en el arco se generen principalmente esfuerzos a compresión. Un arco exento presenta la ventaja desde el punto de vista tensional que cuando es sometido a una ley de carga fija este se comporta como un arco puro, pero en contrapartida si la sobrecarga es variable puede cargar más intensamente sobre una zona determinada del arco, esa parte tiende a hundirse y levantar a la adyacente lo que origina el fenómeno de la flexión en el arco, en mayor o menor medida dependiendo de la magnitud de las deformaciones anteriormente descriptas. Otra ventaja del arco exento es el ahorro en materiales y por tanto peso propio. Además de la ventaja de ser menos susceptible (por su menor rigidez) a los esfuerzos producidos por la variabilidad térmica, capaces de producir tensiones o fisuras inadmisibles. Una desventaja del puente en arco de grandes luces (como es el caso del puente tratado en este trabajo) es que el acortamiento producido en la directriz por las compresiones en el arco que lo obliga a cambiar de forma y por consiguiente a la flexión en arcos de concreto por efectos de la deformación lenta y la retracción este fenómeno se ve amplificado. Además, el arco sufre los peligros del pandeo torsionante y en su planeo como se muestra en la figura.

Todos estos fenómenos fueron tenidos en cuenta por los proyectistas y solucionados de manera ingeniosa a través de los métodos constructivos empleados y su diseño. La construcción por partes del arco permitió la disminución de la retracción y los de fluencia debido que al cargar la pieza siguiente la primera ya habría sufrido gran parte de los efectos de la retracción y entraba en carga, en compresión, por tener que soportar parte del peso del siguiente elemento. Aumentando la rigidez de la costilla haciendo ellas secciones suficientemente altas y el arrostramiento entre la misma ayudaron a paliar los fenómenos de pandeo tanto en su plano como el torsionante.

Bibliografía http://bouldercityreview.com/news/dam-good-views-thrill-bridgeinspector#sthash.fGcjDPCI.dpbs http://onlinepubs.trb.org/Onlinepubs/nchrp/nchrp_syn_159.pdf https://www.youtube.com/watch?v=1Y_9TKS4k6Y https://www.youtube.com/watch?v=1Y_9TKS4k6Y https://www.youtube.com/watch?v=hmc_ZItMQHc https://www.youtube.com/watch?v=Z4B-tNKDSr4 https://www.scientificamerican.com/article/building-the-hoover-dam/ https://www.npr.org/templates/story/story.php?storyId=130594785 https://en.wikipedia.org/wiki/Mike_O%27Callaghan%E2%80%93Pat_Tillman _Memorial_Bridge https://www.tripadvisor.com.ar/Attraction_Review-g60881-d3916533Reviews-Mike_O_Callaghan_Pat_Tillman_Memorial_BridgeBoulder_City_Nevada.html http://www.puentemania.com/3249 https://www.structuralia.com/mx/blog/23-carreteras/10001874-elimpresionante-puente-mike-o-callaghan-pat-tillman-memorial Razón y Ser de los tipos Estructurales -Eduardo Torroja