Puente Akashi-Kaikyo, Fases de Construcción

INTRODUCCION

En este presente trabajo tipo monográfico, cuyo contenido nos llevara a conocer una de las mega estructuras que fue represento un reto para la ingeniería como es el Puente de Akashi Kaikyo el cual está situado en Japón.

Se explicara detalladamente las cuatro fases de la construcción del Puente Akashi Kaikyo .Este puente es el más largo y costoso del Mundo que una la ciudad de Kobe con la isla de Awaji-Shima.Este puente causo un gran impacto en el ámbito económico y cultural.

El puente Akashi Kaikyo presento muchos inconvenientes durante su proceso de construcción como los tifones y terremotos, por ese motivo muchos pensaban que no se podía construir, sin embargo la ingeniería moderna nos muestra que no hay nada imposible.

I. DESCRIPCION:

(El Puente Akashi-Kaikyo representa un hito de la Ingeniería) :“El puente Akashi Kaikyo (conocido como el Puente de Perla) ubicado en Japón es el puente colgante de tramo más largo que se haya construido; tiene una altura de 280 metros con una longitud final de 3.911 metros, costando más tres mil millones de dólares. En un inicio dicho puente fue propuesto tanto para tránsito de carretera como el ferroviario. En 1985, la alternativa ferroviaria fue abandonada y se restringió solo para uso de autopista, que estaría formada por seis carriles.”

Por lo mencionado anteriormente se resalta que hubo modificaciones ya que los primeros planos del puente contenían líneas de ferrocarril lo cual fue cancelado por el gobierno y se limitó su uso solo para autopista. Para su diseño tuvieron en cuenta las condiciones climáticas como vientos huracanados, huracanes y tsunamis.

(El Puente Akashi-Kaikyo representa un hito de la Ingeniería) :“Para llevar a cabo esta magnífica estructura se necesitaron más de 2 millones de obreros, miles de millones de euros ,181 mil toneladas de acero y 1.4 millones de metros cúbicos de hormigón. Los responsables en ejecutar este megaproyecto fueron el Arquitecto e Ingeniero Satoshi Kashima, el Ingeniero y Constructor Matsuo Bridge Co, compañías constructoras como, Kawasaki Heavy Industries, Soletanche Bachy y Taisei Corporation.El promotor de este proyecto fue Honshu Shikoku Bridge.”

El puente Akashi-Kaikyo tiene tres records: Puente colgante más largo (3.911m), Puente más alto (282.80m-297.30m) y el Puente más costoso jamás construido (500 billiones de yens).

II. DISEÑO:

(El Puente Akashi-Kaikyo representa un hito de la Ingeniería) : “Debido a que Japón es un país con un desarrollado sentido de la estética, la apariencia de las torres fue diseñada para cumplir con los temas estéticos, siendo un puente que iría de acuerdo con el entorno que rodea y equilibrado entre la sombra y la luz .Los anclajes fueron diseñados para hacer que las enormes estructuras de hormigón parecieran pequeñas y equilibradas.”

El diseño del Puente Akashi –Kaikyo se basó en el impacto que esta tendría sobre el medio ambiente. Por ello para pintar el puente utilizaron el color gris verdoso ,ese color fue escogido debido a que es un color vivo y a la vez suave que armoniza con un paisaje urbano. Para que ya no se requiera mucho mantenimiento, se le puso una capa final de pintura de fluopolimero para prevenir la corrosión y mantener el brillo.

III. CONSTRUCCION:

(El Puente Akashi-Kaikyo representa un hito de la Ingeniería) :“Los puentes de suspensión tienen un límite en su longitud, mientras más largo es un puente, es mucho más pesado, un puente colgante está diseñado principalmente para soportar su propio peso y la fortaleza de sobra que tenga el puente será la que sirva para aguantar la carga del tráfico.”

Debido a ello para la construcción del Puente Akashi –Kaikyo tanto los cables como la carretera tuvieron que ser más resistentes per a la vez muy ligeros. El peso de la megaestructura se reparte de la siguiente manera:

• Cables (57.700tn)
• Vigas (89.200tn)
• Torre (46.200tn)

 

IV. ESTRUCTURA:

(El Puente Akashi-Kaikyo representa un hito de la Ingeniería) : “La red abierta de apoyos triangulares otorga rigidez al puente y a la vez permiten que el viento pase a través de la estructura.”

Debido a que Japón tiene una de las peores condiciones climáticas colocaron el tablero del puente (es la superficie del trafico) sobre una armadura de soporte formada por una compleja red de apoyos triangulares por debajo de la calzada.

El terremoto de Kobe causo algunos daños en la estructura como por ejemplo el tramo central aumento 80 cm alcanzando aproximadamente los 1991 metros, el tramo lado sur aumento 30cm .Por lo que la longitud total del puente aumento 110cm.

V. FASES DE LA CONSTRUCCION:

i. PRIMERA FASE:

• Anclajes:

(ANALISIS Y DISEÑO DE PUENTES COLGANTES, 2007) : “Las cámaras de anclaje sirven para fijar los cables al terreno, resistiendo normalmente por gravedad las fuerzas horizontales que trasmiten dichos cables.”

En primer lugar para empezar la construcción del puente tuvieron que construir gigantes puntos de anclaje de los cuales se van a fijar los cables .Uno de los anclajes seria colocado en Kobe y el otro en Awaji, pero solo se pudo colocar el anclaje en Awaji mientras el resto de la obra fue construida sobre sedimentos. Para el anclaje norte escavaron aproximadamente 60 metros creándose así muros de contención, la cual se procedió a rellenarlo con hormigón por capas; todo este proceso finalizo en 3 meses; luego se colocó el refuerzo de acero, el cual proporciona los puntos de conexión para la torre de anclaje. Para el anclaje sur solo escavaron 18metros y estaba sobre un suelo de granito.

• Cimientos:

(El Puente Akashi-Kaikyo representa un hito de la Ingeniería) : “Los principales elementos utilizados en cimentaciones profundas son: los pilotes y pantallas.”

En el puente Akashi-Kaikyo el elemento utilizado fue el pilote de forma prismatica que fue hormigonado en su base y se instalo por medio de la escavacion para lo cual se tuvo que retirar el lodo del rio y luego se comienza a colocar los cimientos.

(El Puente Akashi-Kaikyo representa un hito de la Ingeniería) nos menciona que:“El metodo mas comun para la construccion de cimientos para estos tipos de puentes colgantes es colocar los cimientos en medio del agua ,se rellena de hormigon las secciones cilindricas y se hunden por su mismo peso ,se repite el proceso y se levanta los cimientos desde las orillas en distintas fases.”

En esta fase de los cimientos es donde ocurre un problema ya que el metodo anteriormente mencionado no cumple en el puente ya que este tiene una profundidad de 110metros mayor a los puentes comunes y por poseer corrientes agresivas, por lo que utilizaron otro metodo.

(El Puente Akashi-Kaikyo representa un hito de la Ingeniería) nos menciona que :”El otro metodo se basa en prefabricar dos enormes moldes de acero en diques seos,uno para cada torre ,una vez fabricadas se remolcan hacia el mar.”

Para el Puente Akashi –Kaikyo fabricaron moldes huecos de acero cada uno pesando 15.000 toneladas .Para lograr que los moldes huecos de acero se hundiesen se utilizo 32 bombas ,para lo cual se tardaron aproximadamente ocho horas .Para culminar los cimientos debian rellenarse con concreto ,pero el concreto normal se disolvia rapidamente al estar en contacto con el agua por lo cual diseñaron un concreto especial que mantiene la cohesion con el agua.Se relleno aproximadamente 265 metros cubicos.

ii. SEGUNDA FASE:

• Torres:

(El Puente Akashi-Kaikyo representa un hito de la Ingeniería) nos menciona que :“Los software (RFEM,RSTAB),permiten medir las dimensiones de la estructura ya sea de hormigón o de acero y analizar si la estructura lograra aguantar los fuertes terremotos u otras condiciones climáticas del lugar.”

La torres del Puente Akashi –Kaikyo fueron construidas con placas de acero aproximadamente con 1.5millones de tornillos ya que de esa forma es mas ligero y flexible.Las dos principales torres tienen una altura de 283 metros por encima de los pilares.Las dos torres de elevaron pieza a pieza a una altura de 297 metros desde el nivel del mar .Este proceso tardo 18 meses .El puente se puede expandir por el calor aproximadamente dos metros en un dia.

• Amortiguadores:

Debido a que Japón es una zona turbulenta con corrientes marinas muy agresivas y vientos muy fuertes se colocaron 20 amortiguadores cada uno de 10 toneladas, estos amortiguadores oscilan en dirección opuesta a la del viento .En el puente se colocó vigas de refuerzo de dos bisagras que permite resistir los vientos de 290km/hora, terremotos y corriente marinas .

iii. TERCERA FASE:

• Cables:

(ANALISIS Y DISEÑO DE PUENTES COLGANTES, 2007)Los cables son los elementos más importantes para resistir las cargas externas en la estructura de un puente colgante. El cable puede presentar diversas configuraciones, pero todas ellas se basan en el empleo de alambres delgados de alta resistencia.

(El Puente Akashi-Kaikyo representa un hito de la Ingeniería) nos menciona que: “Para la fabricación de cables se utiliza la técnica moderna PPWS(Ramales de alambre prefabricados en paralelo),los cables constan de ramales de alambres paralelos prefabricados ,empaquetados en la misma tensión y como una curvatura original de la bobina se cancela.”

(LOS PUENTES COLGANTES DE TRAMO MÁS LARGO DEL MILENIO PASADO Y DEL PRESENTE, 2002) nos menciona que:” La técnica PPWS es aplicada en el Puente Akashi y en algunos otros puentes colgantes de tramo largo en Japón (por ejemplo: Minami, Kurushima, Kita), y también en China (por ejemplo: Jiangyin, Xiling, Boca Tigris-1, presumiblemente también Runyang, pero no Tsing Ma). Esos países tienen las fábricas necesarias para esta técnica.”

El puente Akashi –Kaikyo posee dos cables principales ,para cual se necesitó 300 mil kilómetros de cable .Para que el cableado sea muy resistente se tuvo que modificar la composición del acero agregando silicona y aleaciones .Cada cable principal posee 37mil hebras de alambre con un diámetro de 1122 milímetros .Los alambres del Puente Akashi –Kaikyo poseen una resistencia ultima de tensión de 1800 MPa.El alambre que utilizaron fue de fibra poly-aramid de 10mm el cual estaba protegido contra la corrosión

iv. CUARTA FASE:

• b) Tableros y Vigas:

En el puente Akashi –Kaikyo se utilizó una tabla de celosía que va a proporcionar rigidez al puente .Para la plataforma de la carretera se escogió una viga voladiza. Las vigas de acero tenían las siguientes dimensiones: ancho (35.5m) y una profundidad de (14m).Cada sección de acero de 100 toneladas formaba la carretera de 6 carriles y cuatro kilómetros de estrecho. Se demoraron 15 meses en colocar las secciones de las vigas por ultimo colocaron mallas de acero en el centro de carril para permitir el pase del viento.

VI. CONCLUSIONES:

• La construcción del puente Akashi –Kaikyo fue un reto para los ingenieros que comprender y solucionar los problemas en el proceso de ejecución.
• Gracias a la construcción del puente Akashi –Kaikyo pudieron diseñar otro tipo de concreto que mantiene su cohesión en el agua.
• Gracias a la construcción del puente Akashi –Kaikyo pusieron en práctica un nuevo método de cableado que se ejecuta de manera aérea.
• Se utilizó un nuevo método para la colocación de cimientos, en puentes de suspensión que consiste en la prefabricación de moldes de acero en diques secos, para luego ser sumergidos llenándolos de agua de mar.