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UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS

FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA DE INGENIERIA CIVIL

TRABAJO final DEL CURSO DE estática PUENTE GOLDEN GATE

Profesor: CASTILLO JARA, MARCO A. INTEGRANTE: FERNANDEZ LABIO Alex

Diciembre - 2014

DEDICATORIA A la Universidad ALAS PERUANAS. Por la inextinguible Fe y la perenne Confianza, por la cotidiana Comprensión y la inmutable Paciencia.

PUENTE GOLDEN GATE

INTRODUCCIÓN

No hay duda que el gran icono de la ciudad de San Francisco es el Golden Gate, el gran puente colgante que majestuosamente cruza la Bahía de San Francisco, el cual es una visita imprescindible en tu viaje turístico. Este puente cumple la función de unir por autopista la península de San Francisco con la población costera de Sausalito y la zona denominada Marin Headlands. Diseñado por el arquitecto Joseph Strauss, cruza el estrecho de 120 metros de longitud que une el océano Pacífico con la Bahía de San Francisco. El puente colgante Golden Gate se empezó a construir en enero de 1933, y se inauguró en mayo de 1937. Cuando se inauguró el Golden Gate, se convirtió en más largo puente jamás construido, y en la actualidad es considerado el quinto elemento arquitectónico favorito en los Estados Unidos, y el primero de la Costa Oeste. Una de sus características es el vibrante color naranja con el que se pintó inicialmente la estructura metálica, pero que finalmente se ha decidido conservar hasta nuestros días, acentuándose como un elemento original de la imagen de la ciudad de San Francisco.

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PUENTE GOLDEN GATE

RESUMEN

Una de las estructuras más reconocibles del mundo, el puente Golden Gate fue además en el momento de su finalización en 1937 el puente colgante más largo, y lo siguió siendo durante 27 años. Conocido como un puente colgante afirmado en la gravedad, entre sus dos torres cantilever elevadas de acero pasan 1280 metros de aguas abiertas. Se acredita a Joseph Strauss como el visionario e ingeniero líder de este proyecto. Sin embargo, el ingeniero Charles Ellis y el diseñador Leon Moissieff jugaron un rol importantísimo en el éxito de este icónico cruce. Unidos tan sólo con una regla de cálculo y una máquina calculadora, con sus operaciones resolvieron los problemas de compresión y tensión a que se enfrentaba el proyecto. Colgados entre dos elegantes torres, los dos cables principales del puente pesan 11.000 toneladas cada uno, y están formados por 25.000 cables individuales. Además de sostener la calle suspendida, los cables transmiten compresión a las torres y a los amarres del puente a cada extremo de la construcción. Convertido en un éxito instantáneo, en 1971 el puente Golden Gate cubrió sus 75 millones de dólares de costo– sólo por la cobranza de un peaje a los visitantes que se dirigían al sur de San Francisco. En las últimas siete décadas, soportó incontables terremotos, incluyendo el devastador de 1989, de 7,1 en la escala de Richter. De hecho, el puente ha sido cerrado sólo tres veces en toda su historia, debido a fuertes vientos.

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PUENTE GOLDEN GATE

CAP I Historia del Diseño y la Construcción del Puente El estrecho de Golden Gate es una brecha de una cadena montañosa que era atravesada por un antiguo río que pasaba por lo que era un valle seco hasta hace 10,000 años. En ese entonces, el nivel del mar era más de 100 metros inferior al nivel actual. El derretimiento del hielo causado por el fin de la última era glacial elevó el nivel del mar, haciendo que este fluyera lentamente de vuelta hasta el cañón del río para formar la Bahía de San Francisco. Actualmente, el 60% de la lluvia y la nieve que cae en el Estado de California desemboca al Golden Gate. El estrecho de Golden Gate origina las mareas fuertes, los vientos frecuentes, la niebla y el aire salado, todo lo cual representaba un desafío para construir un puente sobre él. Además, la peligrosa Falla de San Andrés, que causó el terremoto de San Francisco de 1906, está a sólo 7 millas (11 kilómetros) mar adentro. Los pueblos autóctonos americanos vivieron alrededor de la Bahía de San Francisco hace por lo menos 4,000 años. Cuando los exploradores españoles descubrieron la gran cantidad de recursos naturales de la zona y la importancia de la bahía como puerto, establecieron en 1776 una colonia llamada Yerba Buena, que más tarde recibiría el nombre de San Francisco. En 1848, la población de la ciudad era inferior a 500 personas, pero para 1849 ya era diez veces mayor debido a la Fiebre del Oro. Poco después de 1900, la población de la región de la Bahía llegó a un millón de habitantes. La carretera principal norte-sur de California llamada Highway 101 debía pasar por este estrecho para convertirse en una arteria viable para el transporte a nivel estatal. Durante las primeras décadas del siglo XX, la ingeniería civil logró avances dramáticos en materia de diseño y construcción de puentes de tramos largos. Un gran puente que cruce el estrecho, algo que era imposible antes de esa época, se convirtió tanto en una posibilidad como en un desafío. A pesar de la oposición política, la escasez de fondos ocasionada por la Gran Depresión que comenzó en 1929, y los inmensos desafíos físicos que representaba construir un puente de una milla sobre el agua, los habitantes de seis condados del norte de California votaron a favor de financiar el puente Golden Gate. Los ingenieros y trabajadores de la construcción, armados de imaginación, valor y determinación y se unieron para diseñar y construir lo que hasta entonces había sido considerado "el puente que no se podía construir."

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PUENTE GOLDEN GATE

Golden Gate Con 2,7 kilómetros de longitud y 227 metros de altura, el Golden Gate es uno de los puentes colgantes más largos y altos del mundo y, sobre todo, es el símbolo más querido y representativo de la ciudad de San Francisco. Antes de la construcción del puente, la única forma de cruzar la bahía de San Francisco era el ferry, de forma que, en el siglo XX, la bahía estaba obstruida por la gran cantidad de ferries que circulaban. La solución llegó cuando el ingeniero y constructor de puentes Joseph Strauss se convenció de que debía construirse un puente para cruzar la bahía. Después de años de dificultades en su construcción, el Puente Golden Gate fue inaugurado en el año en 1937.

San EL Puente de Francisco y su símbolo, el Golden Gate

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PUENTE GOLDEN GATE

PUENTE GOLDEN GATE DE SAN FRANCISCO DETALLES

DE

LA

CONSTRUCCIÓN

DE

ESTE

ICONO

DE

LA

TECNOLOGÍA

AMERICANA

LA IDEA DE CONSTRUIR UN PUENTE QUE ATRAVESARA LA BAHÍA DE SAN FRANCISCO SE REMONTA A 1872. EL 5 DE ENERO DE 1933 EMPEZARON LAS OBRAS DEL QUE IBA A CONVERTIRSE EN EL PUENTE COLGANTE MÁS GRANDE DEL MOMENTO: EL GOLDEN GATE. La primera vez que se pensó en construir esta obra se desechó la idea por razones técnicas, ya que los arquitectos consideraron infranqueable la distancia entre las dos orillas. Pero a principios del siglo XX, el ingeniero Joseph B. Strauss recuperó aquella osada intención. Con gran empeño y desoyendo la opinión general, Strauss prosiguió con su idea, un proyecto descomunal. Hasta entonces, nadie había creído posible unir las orillas norte y sur de la bahía de San Francisco mediante un puente colgante.

Puente situado en California, USA, en la bahía de San Francisco, une la península de San Francisco por el norte con el sur de Marín. Es el nombre del estrecho en el cual el puente está construido, recibe el nombre del estrecho en Constantinopla, llamado también la Puerta Dorada.

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PUENTE GOLDEN GATE

Las condiciones para la construcción de un puente de semejantes dimensiones parecían extremamente desfavorables. La corriente en la entrada a la bahía era muy fuerte, el subsuelo capaz de soportar los pilones del puente se hallaba en el agua a una gran profundidad, al tiempo que no podían menospreciarse los riesgos que conllevaba un posible terremoto. Por añadidura, no se podía interrumpir el tráfico en la bahía. En resumen, las perspectivas no eran buenas, incluso para un ingeniero de la experiencia de Joseph B. Strauss(imagen) . Con todo, el 5 de enero de 1933 se dio el pistoletazo de salida para la construcción del Golden Gate. Las obras se revelaron complicadas desde el principio, sobre todo en los cimientos del pilón meridional, que debía erigirse a 335 m. de la costa y a una profundidad de 30 m. En ese punto, la corriente era tan fuerte que los trabajos bajo el agua sólo eran posibles durante el cambio de marea, es decir, durante un máximo de 20 minutos al día. Los dos pilones del puente tienen una altura de 227 m cada uno y se fabricaron con bloques de acero vacíos, apilados unos sobre otros y unidos entre sí con 1,2 millones de remaches también de acero. El puente se halla suspendido de dos cables de acero —que van de orilla a orilla— soportados por los pilones de la estructura. Para formar cada uno de estos cables, cuyo diámetro es de 92,4 cm., se entrelazaron más de 27.000 alambres de 5 mm. de grosor. Estos «cordones gigantes» se fijaron a potentes anclajes de hormigón dispuestos en las dos orillas. A pesar de todas las contrariedades, el Golden Cate pudo inaugurarse solemnemente el 27 de mayo de 1937. Ese día, el Pedestrian Day, unas 200.000 personas «tomaron posesión» del puente recorriéndolo a a pie. Acto seguido fueron inaugurados oficialmente los seis carriles para vehículos motorizados, así como las divisiones dedicadas al paso de bicicletas y peatones. En el primer día de funcionamiento, cruzaron el puente 32.000 vehículos; en la actualidad, la media diaria es de 100.000, y la tendencia es que en poco tiempo esta cifra aumente considerablemente. Joseph B. Strauss tenía una gran cualidad: la prudencia, de manera que para él la seguridad de los trabajadores fue siempre una gran preocupación. A pesar de ello, no se pudo evitar la muerte de once personas durante los trabajos de construcción. Cabe decir también que esta gigantesca obra habría costado la vida de muchas más personas si Strauss no hubiera mandado colocar redes de seguridad bajo el puente, ya que un total de 19 trabajadores sufrieron caídas desde una gran altura y fueron a parar al tejido de

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protección. Aparte de algunas lesiones, las 19 personas sobrevivieron para contarlo. Tras la conclusión de los trabajos, estos obreros fundaron el Half-Way-to-Hell-Club. Además del magnífico trabajo que realizaron los ingenieros del Golden Cate, esta obra destaca también por su valor estético. Sus imponentes pilares le han valido la calificación como la obra más grande del art déco. La construcción del puente supuso para Strauss y su equipo conseguir algo excepcional: acoplar la obra al magnífico escenario de la bahía, con la ciudad de San Francisco al lado, y crear una armonía fantástica entre técnica y paisaje.

Los dos pilares más altos del puente tienen una masa de 22,000 toneladas de acero de 230 metros de altura. La distancia entre los dos es de 1,280 metros y el piso se eleva a 60 metros sobre el mar. El cable, que se apoya en los 2 pilares y que sostiene al piso, es de unos 90 cm. de diámetro compuesto por 27572 hilos de acero.

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PUENTE GOLDEN GATE

PUENTE GOLDEN GATE

El tramo principal

del puente Golden Gate, de San Francisco, tiene una longitud de

1280m, una flecha de 143m y una carga estática total de 310,8 KN por metro lineal horizontal. En esta cifra se incluye los pesos de los dos cables principales que se suponen distribuidas uniformemente sobre la horizontal. E l ángulo que forman los cables con la horizontal en el extremo de las torres es igual es igual a cada lado de cada torre. Calcular la tensión To de cada cable en el punto medio del tramo y la fuerza de compresión C que ejerce cada cable sobre el examen de cada torre.

143m

Solución: El peso de un cable por unidad de longitud:

P=

= 310.8KN/m =155.4KN/m

Luego:

To =

( )

=

= 10

PUENTE GOLDEN GATE

Además:

T=

√

√

T= =243.77MN Pero de:

Y=

Derivando esta última expresión, y evaluando para

tg

ᶿ=

=0.0446

=

ᶿ= 24.036º Finalmente:

∑

x =L/2:

- c =0

0

c = 2x243.77sen(24.036ª) ∴c = 198.9MN

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