Fallas en Puentes

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Fallas en puentes tipos de falla corrosion fatiga viento diseño inadecuado sismo construccion sobrecarga materiales socavacion crecidas

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Puente Dee (Falla de material)

Año Lugar Tipo de puente Longitud Claros

Falla

1847 Chester, Cheshire, Inglaterra 4 Vigas de hierro fundido simplemente apoyado 99.6 m 33.2 m

El hierro fundido fue una pobre elección para el material del puente pues no trabaja adecuadamente a tensión por su baja ductilidad. Además el diseño permitía deflexiones demasiado grandes. La falla se presento mientras una locomotora pasaba, provocando un accidente que termino con 5 muertos y alrededor de otros 30 heridos.

Conclusión Cierto número de explicaciones se han dado para este accidente, entre ellas la existencia de inestabilidad en el puente, un posible descarrilamiento y , mas probablemente, el uso de hierro fundido para la construcción del puente. Notas: -vigas estaban reforzadas por barras de hierro. -el día de la falla una capa de 12.5 cm de balasto para proteger los durmientes de incendios. -después de este accidente se condeno el uso de hierro fundido como material para puentes, aun estado en su infancia como material para construcciones de carga no se conocían totalmente sus características.

Puente Ashtabula (Fatiga)

Año Lugar Tipo de puente Longitud

1876 Ashtabula, Ohio. USA. Armadura de hierro fundido. 46.9 m

Falla Después de funcionar por 11 años sin ningún problema el puente fallo en una de sus uniones mientras un tren con doble locomotora lo circulaba, el accidente causo 93 pérdidas humanas. La falla se encontró en los conectores de las diagonales que estaban hechos de hierro fundido y terminaron por crear una grieta por fatiga provocando esfuerzos por flexión que terminaron provocando el colapso de toda la estructura.

Conclusiones Los ingenieros de la época usaron el accidente del puente Ashtabula como base para comenzar lo que sería el estudio de la fatiga en puentes pues antes de ese punto era bastante ignorada. El incidente también sirvió para remarcar la importancia del mantenimiento en obras de esta naturaleza.

Notas -el puente fue diseñado por un carpintero, que solo tenía experiencia en puentes de madera. -el accidente ocurrió durante una fría noche de invierno que debe de haber causado que el hierro fuese aun más frágil.

Puente Tay (Cargas de Viento)

Año Lugar Tipo de puente Longitud

1878 Dundee, Escocia. Armadura de hierro fundido y hierro forjado. 3264m

Falla 18 meses después de su apertura, durante una fuerte tormenta un tren que transportaba 93 pasajeros cayó junto con la sección más elevada del puente al rio, sin dejar ningún sobreviviente. La razón más probable de la falla fue que las presiones causadas por el viento no fueron consideradas al realizar el diseño de las armaduras que formaban las columnas que sostenían el

puente.

Conclusiones EL diseñador del puente, erróneamente, considero la fuerza provocada por el viento en el puente como despreciable habiendo visto puentes similares soportar crecidas de ríos y tormentas sin sufrir daños. Ignorando así la resistencia al viento que el mismo tren generaría en el sistema estructural, que vendría a provocar este colapso.

Notas: -En su tiempo el puente más largo del mundo -ingenieros de la época llamarón al puente esbelto, particularmente la sección elevada, -Este accidente ayudo a crear nuevos reglamentos para el diseño bajo cargas de viento. -Las presiones económicas durante la construcción llevaron a que esta tuviera ciertos errores, los cuales sin lugar a dudas contribuyeron al colapso del puente. -hierro fundido fue elegido para los elementos a compresión y hierro forjado para los a tensión.

Puente Quebec (Diseño estructural inadecuado)

Año Lugar Tipo de puente Longitud

1907 Ciudad de Quebec, Canada. Armadura de acero 987m

Falla Durante la construcción el costo del puente fue un factor muy decisivo, por lo cual se intento mantener el puente lo más barato posible mientras tanto intentando romper el record de mayor claro para un puente en voladizo. Esto provoco que antes de terminar la construcción el puente fallara, llevándose a 75 trabajadores con él.

Conclusión La siguiente combinación de factores fueron los que llevaron al puente al colapso. Menosprecio del peso de la estructura Los esfuerzos permisibles eran demasiado altos. Errores constructivos Aunque se puede resumir en que las cargas eran más altas que las calculadas y la resistencia de los materiales menor a lo estimado.

Notas: -El diseñador principal del puente no estuvo en el sitio desde dos meses antes de la construcción. -el interés de romper el record, fue uno de los principales factores que llevaron al colapso del puente. -un segundo intento de construir el puente, modificando el diseño de las armaduras, fue también fallido, durante el hizaje del tramo central del puente. -el puente Quebec eventualmente se completaría durante el año de 1917.

Puente Hasselt (Fatiga)

Año Lugar Tipo de puente Longitud

1938 Canal Albert, Bélgica. Arcos de acero 74.5m

Falla 2 años después de su construcción el puente hasselt colapsó, debido a una falla en las uniones inferiores de los elementos horizontales contra los verticales. Siendo uno de los primeros puentes soldados se carecía del conocimiento de cómo estas uniones se comportarían a largo plazo.

Conclusiones

Debido a la juventud de la soldadura como unión estructural, no se comprendía aun que los esfuerzos podían provocar una falla frágil, en lugar de la dúctil esperada en estructuras de acero.

Notas -El puente trabajaba como una armadura sin diagonales, donde los elementos verticales son tan anchos que resisten momentos. -fallas similares se encontraron en puentes similares por toda la región (Alemania, belgica y Suecia) debidas al mismo problema de fatiga en soldaduras. -Esto termino ayudando a comprender como se comportan la soldadura, prendizaje por falla.

Puente Sandö (Procedimiento de construcción)

Año Lugar Tipo de puente Longitud

1939 Sandö, Suecia. Arco de concreto 264m

Falla Durante su construcción, la cimbra que se uso probo ser inadecuada a pesar de haber sido usada solo unos años atrás para un puente similar por Eugene Freyssinet en Francia para puentes de 187m. La falla se debió al pandeo lateral de los elementos de madera de la cimbra, esta ocurrió durante el vertido del concreto, provocando 18 muertes de trabajadores.

Conclusiones La construcción se volvió a llevar a cabo 2 años después solo que esta vez con los elementos de madera soportados lateralmente a todo su largo. A pesar de esto, la verdadera causa de la falla del puente no se determino hasta cerca de 30 años después.

Notas

-por más de 20 años fue el puente de arco de concreto más largo del mundo -El colapso de la construcción ocurrió un día antes de la invasión de Alemania a Polonia y así, el inicio de la segunda guerra mundial.

Puente Tacoma Narrows (viento)

Año Lugar Tipo de puente Longitud

1940 Tacoma , EUA. Colgante 1660m

Falla [Video] Conclusión Durante muchos años se creía que la causa de la falla había sido por que la vibración provocada por el viento, en vórtices, había alcanzado la resonancia natural del puente, pero hoy en día sea cree que fue por un fenómeno llamado Aleteo (Flutter) donde se acoplan dos tipos de deformación, flexionante y torsional. Notas: -Solo una vida ser perdió Tubby, un cocker spaniel -Colapso de puente más famoso del mundo por lo bien que está documentado. -hoy en día se sigue usando como ejemplo de resonancia en clases física. erróneamente

Puente del rio peace (sobrecarga)

Año Lugar Tipo de puente Longitud Falla

1957 Taylor, Canadá. Colgante 649m

Después de que automovilistas sintieran baches en el acceso al puente, este fue cerrado, a tiempo, pues ese mismo día se pudo ver como el lado norte del puente colapsaba, sin ninguna víctima. Los baches fueron provocados por el deslizamiento de las anclas que sujetaban los cables, esto provoco una reacción que termino con el colapso del puente.

Conclusión El deslizamiento del ancla fue probablemente causado por la circulación de vehículos con una carga mayor a la de diseño. La perdida de la fuerza de tensión en los cables, termino transfiriendo la carga del puente a l armadura inferior que termino por colapsar bajo su propio peso.

Nota: -Siendo construido 3 años después del colapso del Tacoma Narrows, este puente era bastante rígido. -desde el descubrimiento de la falla, hasta el colapso pasaron horas. -construido durante la segunda guerra mundial en solo 9 meses

Puente Second Narrows (error de diseño)

Año Lugar Tipo de puente Longitud

1958 Vancouver, Canadá. Armadura continua. 1292m

Falla Al retirar la cimbra de de uno de los voladizos del puente durante su construcción, una de sus columnas colapso bajo su propia carga, llevándose consigo a 18 trabajadores e ingenieros que se encontraban sobre este.

Conclusión La culpa de este accidente se debió a la falla local de los soportes de las columnas de acero, donde una viga I fallo por pandeo local. Este suceso se pudo haber evitado de haber colocado atiesadores en cada uno de los puntos de carga.

Notas: -sucedió un año después de la caída del puente del rio Peace, relativamente cerca -el ingeniero culpo de la falla a un ingeniero, uno de los muertos, por usar patines de menor espesor de los requeridos. A pesar de que eso no hubiera evitado el colapso.

Puente Kings (material)

Año Lugar Tipo de puente Longitud

1962 Melbourne, Australia. 4 vigas de acero con losa de concreto. 1292m

Falla Mientras un vehículo de 45 toneladas circulaba independientemente por el puente durante una mañana particularmente fría, este colapsó. El desplome del puente fue lento y permitió que el vehículo de carga cruzara el claro sin que hubiera ningún herido. Las 4 vigas de acero fallaron simultáneamente desplomando el puente sobre muros de mampostería que se encontraban debajo de la falla.

Conclusiones El acero usado durante la construcción del puente era de alto de contenido de carbono, cosa que no fue considerada durante la selección de la soldadura para las uniones, lo cual termino provocando una falla frágil, ayudada por la baja temperatura, en uno de los puntos estructurales más débiles donde terminaban las cubre placas que ayudaban en los centros de los claros.

Notas -15 meses en servicio -las cubre placas estaban cortadas en ángulo para hacer una suave transición entre secciones

Puente Pointe Pleasant (corrosión)

Año Lugar Tipo de puente Longitud

1967 Point Pleasant, E.U.A. Puente colgante de cadenas de barras. 681m

Falla Después de casi 40 años de estar en funcionamiento las cadenas de uno de los extremos se rompió, provocando un cambio en la distribución de cargas y desplomando el puente en su totalidad cobrando la vida de 46 víctimas. [video] Conclusiones La falla en una de las cadenas fue probablemente una combinación de factores, donde la corrosión debilito al elemento y el oxido provoco que la unión se quedara rígida obligándolo a trabajar como un elemento mucho más largo, que a su vez comenzó a sufrir por fatiga.

Notas: -También llamado el puente plateado por su pintura de aluminio -Colapso con más victimas en la historia de estados unidos -última revisión del puente fue más de 15 años antes de su colapso.

Puente Fourth Danube (construcción)

Año Lugar Tipo de puente Longitud

1969 Vienna, Austria. Puente de vigas de acero 412m

Falla Durante su construcción, tres graves pandeos se presentaron en la estructura de acero, estos se presentaron sin causar un colapso total, pero provocaron que la estructura quedara comprometida. La causa de la falla se provoco al unir los dos voladizos en el centro, donde la deformación por temperatura causo un cambio en las longitudes de 15 mm y no se ajusto de manera correcta.

Conclusión La unión incorrecta del puente en el centro de su claro provoco un cambio de los momentos a todo el largo del puente, y provoco que se formaran 3 diferentes mecanismos de colapso. Dada lo robusto del diseño este se pudo salvar y corregir.

Puente Britannia

Año Lugar Tipo de puente Longitud

1970 Anglesey, Gales. Puente de cajón de hierro forjado 460m

Falla Después de 120 años de estar en uso el puente Britannia sufrió un incendio provocado por par te antorchas que hicieron ignición al techo de madera del puente. El fuego se extendió a todo lo largo del puente sin que pudieran apagarlo, el puente se mantuvo del pie hasta el final.

Conclusión Después de una inspección los días siguientes se determino que la estructura estaba demasiado competida, presentando grietas a lo largo de todo el puente, provocadas por la contracción al disminuir la temperatura. El puente eventualmente se volvería a construir, pero con una armadura en arco.

Nota: -el incendio fue provocado por un par de jóvenes que buscaban murciélagos -El nuevo puente uso los mismos apoyos que el viejo.

Puente Cleddau (diseño)

Año Lugar Tipo de puente Longitud

1970 Milford Haven, Gales. Puente de cajón de acero 820m

Falla En las últimas etapas del empujado del puente, después de haberse colocado un apoyo temporal se colapso la sección del puente que estaba en voladizo. La falla termino con la vida de 4 trabajadores e hirió a otros 5, que se encontraban trabajando en el puente durante el incidente.

Conclusión Después de la investigación se determino que los diafragmas que se colocaron por dentro de la sección cajón no eran adecuados, pues carecían del espesor necesario para poder evitar pandeo local. Notas -Solo meses Después del incidente del Britannia, que también sucedió en gales -los reglamentos del tiempo no eran adecuados para el diseño de diafragmas.

Puente West Gate (construcción)

Lenny Bruce

Año Lugar Tipo de puente Longitud

1970 Melbourne, Australia. Puente de cajón de acero 848m

Falla Durante la construcción de este puente, una serie de decisiones administrativas retrasaron el proceso y provocando que se tomarán decisiones cuestionables a la hora de montar la superestructura. Al decidir ensamblar la sección de cajón sobre las columnas, esto llevo a la estructura a colapsar.

Conclusión A partir de que el volado comenzó a mostrar pandeo, por falta de soporte lateral, el cual se intensifico al comenzar la unión de las dos secciones, esa sección del puente eventualmente presento un mecanismo que la derrumbo.

Notas: -de haberse ensamblado en el suelo se podría haber evitado el colapso -36 trabajadores murieron -el procedimiento de ensamble se eligio por temor al peso de la super estructura en ese claro, pero ya en 1850 se montaban elementos de pesos similares. (britannia)

Puente Rhine (construcción)

Año Lugar Tipo de puente Longitud

1971 Koblenz, Alemania. Puente de cajón de acero 442m

Falla Durante se construcción se formo un mecanismo en el voladizo que sería el claro principal, este colapso provoco la muerte de 13 trabajadores. El mecanismo se formo a 55 metros del apoyo, donde se encuentran los mayores momentos, pero exactamente es donde terminaban los cartabones que aportaban rigidez a la sección.

Conclusión La falla fue causada por el proceso constructivo usado, dado que el puente fue eventualmente construido con casi las mismas proporciones solo disminuyendo los claros permitidos entre apoyos temporales durante la construcción.

Notas -Construido en Alemania del oeste durante la guerra fría -primer puente totalmente soldado de Alemania

Reichsbrücke

Año Lugar Tipo de puente Longitud

1976 Vienna, Austria. Puente colgante 373m

Falla Después de 40 años de servicio, el puente del reino, colapsó cobrando la vida de una persona que lo transitaba. La falla se determino que ocurrió por la falla de uno de los apoyos que estaban hechos por concreto sin reforzar.

Conclusión La opinión de los expertos respecto a la caída del puente, se enfoco en la falta de mantenimiento y la decisión de mantener los apoyos sin reforzar.

Nota: -único puente de viene que sobrevive la segunda guerra mundial -despues del colapso en 4 meses se levantaron 2 puentes temporales para redistribuir el trafico.

Puente Almö (sobrecarga)

Año Lugar Tipo de puente Longitud Falla

1980 Suecia Puente arco con secciones tubulares 278m

Después de Estar en servicio durante 20 años el puente sucumbió ante el impacto de una embarcación contra una sección del arco tubular. 8 personas perecieron en el incidente que colapso casi en su totalidad el puente.

Conclusión El verdadero problema no solo era que el puente era demasiado bajo para la altura de las embarcaciones que transitaban por el rio, sino también la selección de elementos tubulares; los cuales no son buenos para sostener impactos.

Notas: -Primera foto el barco Thorshammer, solo libra la altura por metro y medio. -el barco culpable del colapso, Star clipper, una embarcación de 27,000 toneladas -el barco paso de noche, y sin guía -hoy en día en su lugar se encuentra un puente similar pero de concreto, el cual ya ha soportado un impacto de magnitud comparable.

Puente Sargento Aubrey Cosens

Año Lugar Tipo de puente Longitud

2003 Latchford, Canada. Arco de acero con losa colgante 106.7m

Falla 40 años duro en servicio este puente antes de sucumbir a un colapso que no cobro ninguna víctima y que fue debido a la fatiga en las barras de acerbo que sostenían la losa. Estas barras se encontraban biarticuladas, pero al oxidarse comenzaron a estar sometidos a esfuerzos para los que no estuvo diseñado, que eventualmente llevo a una falla por fatiga.

Conclusión En este caso se pudiera haber evitado el colapso si las inspecciones hubiesen sido más rigurosas o si se hubiera prestado atención a la importancia de los mecanismos que las barras biarticuladas formaban.

Notas -ninguna victima -fue remplazado por cables como elementos de soporte -estructura quedo intacta