ÍNDICE INTRODUCCIÓN....................................................................................................................... 2 OBJETIVOS..................................................................................................................................... 3 OBJETIVO GENERAL: ........................................................................................................ 3 OBJETIVOS ESPECÍFICOS: ............................................................................................... 3 DESARROLLO ................................................................................................................................. 3 RESEÑA HISTÓRICA ............................................................................................................. 3 PARTE CONSTRUCTIVA ...................................................................................................... 4 DISEÑO DEL PUENTE. .............................................................................................. 4 ¿CÓMO OCURRIÓ EL COLAPSO? ........................................................................... 4 RAZÓN DE LA FALLA........................................................................................................... 6 SEÑALES DE ADVERTENCIA DE LA CAÍDA DEL PUENTE .......................................... 6 ¿QUÉ SON LOS MONTAJES DE PASADORES Y PERCHAS? .......................................... 7 COMENTARIOS DE LA GENTE DEL LUGAR .................................................................. 10 SOLUCIONES PARA PUENTES EN BASE A LA FALLA DEL PUENTE DEL RÍO MIANUS. ... 11 CONCLUSIONES ........................................................................................................................... 11 RECOMENDACIONES .................................................................................................................. 12 BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................................................. 12 INTRODUCCIÓN La implementación de los puentes en la civilización a sido uno de los más importantes logros de la historia, han permitido juntar pueblos, comunidades y naciones, contribuyendo con grades beneficios a la sociedad acortando distancias, acelerar el transporte y de esta manera poder facilitar el comercio. Se ha dado un cambio significativo en la construcción de puentes, en la evolución de las herramientas de cálculo, como la aparición de nuevos materiales constructivos como la madera, el acero o el hormigón. Materola menciona “de todas las obras públicas, las más objetuales, las que más historia y tradición tienen, y a las que con menor dificultad se les atribuye una dimensión estética notable, considerándose en algunos casos como obras de arte, son los puentes.” [1] Durante el período útil del puente se puede presentar fallas por diversos factores, como es el caso del uso continuo de estos elementos, factores climáticos, movimientos de asentamientos o sísmicos e incluso la antigüedad que presenta. De igual manera en el ámbito de la ingeniería presenta un sin números de problemas, que afecta significativamente a la vida útil de la estructura. como son: el inadecuado cálculo de las estructuras, uso de materiales inapropiado, inconvenientes dinámicos por la presencia de dilataciones y alteraciones causadas por los movimientos, falla geotécnica en el soporte del suelo, dificultad hidráulica por la influencia de las dinámicas fluviales y el paso del caudal por las zonas, el tráfico elevado y la sobre dimensión de las calzadas, una mala organización en la obra por la economía y tiempo de construcción, dificultad medio ambiental entre otros factores. [1] En el pasar de los tiempos se han presentado terribles problemas por falla de los puentes que han sido iconos en varios lugares por su impresionante diseño tanto arquitectónico como estructural, la sociedad han sido testigos de las catástrofes que ha causado el colapso de estas estructuras, llevándose consigo la muerte de un sin número de personas. Podemos mencionar los casos más trágicos en los últimos años: puente de Morandi. Génova , Italia que colapso en el 2018, puente Hintze-Ribeiro, Portugal fallo en el 2001, puente de Daman, India se cayó en el 2003, puente de Miami, Estados Unidos fallo en él 2018. Es de vital importancia mencionar al puente del río Mianus, Greenwich, Connectcut que colapso en 1983 que fue una de las estructuras importantes para el desarrollo de la ingeniería. En el colapso del puente del río Mianus, Greenwich, Connectcut, los muertos fueron pocos, debido a que sucedio a la 1:30am, cuando el tráfico era bajo en la carreta (poco concurrido), el puente era una estructura de varios tramos, con tres carriles de construcción en voladizo, uno al lado de otro, con una altura de 21 metros. En la actualidad el puente que se remplazó se llama oficialmente el puente Michael. L Modano. [2] OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL: Determinar las causas principales del colapso del Puente del río Mianus. OBJETIVOS ESPECÍFICOS: Identificar el diseño que se realizó antes del colapso. Establecer las causas del colapso del Puente del río Mianus. Analizar las recomendaciones para futuras construcciones de puentes. DESARROLLO RESEÑA HISTÓRICA Este puente está ubicado en la carretera interestatal 95 desde Connecticut a Nueva York, bajo el puente cruza el río Mianus cerca de Greenwich, fue construido en 1958 y colapso en el 1983, 25 años después de su construcción. Se utilizó un diseño de pasadores y pernos que fue común para los puentes en 1950, este sistema tiene costos de construcción más bajos en comparación de otros diseños. [2] La catástrofe del 28 de junio de 1983 cambió para siempre la forma en que el estado inspeccionó, financió y reparó sus puentes y carreteras, todo ocurrió a la 1.30AM, cuando un tramo el puente cayo hacia el río y se afirmó la muerte de tres personas. Se debe considerar también que hace diez años antes del colapso, los desagües pluviales en el puente fueron pavimentados durante un proyecto de repavimentación, lo que llevó a la corrosión del puente. Es por esta razón que las investigaciones federales concluyeron que el estado también había retrasado las reparaciones críticas de la superestructura oxidada del puente debido a la falta de fondos. [2] El estado se había vuelto demasiado complaciente con la seguridad de su infraestructura envejecida. Desde ese momento el puente se cerró inmediatamente a todo el tráfico. Dentro de los 25 días posteriores al colapso, se instaló una sección de puente temporal en el sitio, que permite dos carriles de tráfico hacia el norte. [3] En septiembre de 1983, tres meses después del colapso, se abrió el nuevo puente permanente sobre el río Mianus para manejar los aproximadamente 90,000 vehículos que viajaban cada día por la autopista de peaje de Connecticut. Se ha notado un avance grande en el cuidado de las estructuras que en casi dos décadas posteriores al colapso del puente del río Mianus, se ha rehabilitado y reemplazado muchos puentes a lo largo de la longitud de la autopista. [3] El turnpike, conocido hoy como el "Gobernador John Davis Lodge Turnpike", se ha integrado en la I-95 y la I-395. La sección de 30.74Km de largo, sin peaje, de la I-395 al norte de Killingly, originalmente construida como CT 52 Expressway entre 1964 y 1969, fue rediseñada I-395 en 1983. Los escudos de Connecticut Turnpike ya no se colocan a lo largo de la carretera, y quedan pocos vestigios de las plazas de peaje originales. [3] Este accidente fue un desastre, pero le enseñó al mundo lo importante que es mantener adecuadamente cada puente. Imagen 1- Puente Del Río Mianus. PARTE CONSTRUCTIVA DISEÑO DEL PUENTE. Al igual que muchos otros puentes de la época estaba dividido en varias secciones unidas mediante un sistema llamado “pasadores y pernos”, un pasador superior y uno inferior. El tramo suspendido tenía 4 grupos de pasadores y perchas para soportar el peso de la estructura. En este sistema, cuando una de las vigas estaba agrietada, toda la estructura podría colapsarse. Se emplearon varios tramos simples torcidos, en los bordes exteriores se utilizaron vigas longitudinales y seis pilares, cada tramo pesaba 500 T. [4] ¿CÓMO OCURRIÓ EL COLAPSO? El Puente Mianus, en la concurrida carretera interestatal 95 entre Connecticut y Nueva York, es una estructura de varios tramos que consiste en dos puentes de tres carriles de construcción en voladizo, uno al lado del otro. Tiene dos vanos suspendidos de 30 m a cada lado de un vano central, como se muestra a continuación. En la mañana del 28 de junio, fue el extremo este de la sección suspendida en dirección este lo que falló [4] Imagen2. Esquema del puente sobre el río Mianus Un conjunto de pasador y percha había unido las esquinas ESTE del tramo suspendido en cuestión a las vigas de acero del brazo en voladizo de un tramo de anclaje adyacente. El conjunto de pasador y colgador incluye un pasador superior unido a través de la red de 2.5 pulgadas de grosor de la viga del brazo voladizo y un pasador inferior unido a través de la banda de 2.5 pulgadas de espesor de la viga del tramo suspendido. Las esquinas occidentales del tramo se mantuvieron en su lugar mediante una base de almohada, en un pasador horizontal unido al extremo del brazo en voladizo central. Imagen3. Esquema unión de los pasadores Imagen4. Esquema de la conexión de pluma y percha El problema con este diseño particular de perno y soporte es que la falla de un solo pin o barra podría causar la caída del tramo; No tenía redundancia. Una indicación de esto es que este método particular de construcción había sido reconocido como inseguro desde 1968 y ya no se usaba en [5] construcciones nuevas. Sin embargo, el puente Mianus se construyó en 1957 cuando este método de construcción fue ampliamente utilizado. Los ensamblajes de pasadores y perchas más tarde utilizaron una segunda percha en caso de falla de la primera. RAZÓN DE LA FALLA Si bien este diseño tenía fallas, otra razón por la falla de la estructura fueron los procedimientos de mantenimiento diferido en ese momento. La corrosión provocó que el ensamblaje del pasador y el soporte fallaran. Esta corrosión se había acumulado a lo largo de los 25 años desde la construcción del puente con la humedad constante debido a las condiciones de humedad y la pavimentación de los desagües del piso. Se aplicaron fuerzas laterales a las placas de suspensión cada vez que el tráfico pasaba por el puente. Finalmente, la esquina sureste ya no pudo soportar esta fuerza lateral debido al debilitamiento de las placas por la corrosión y una tapa de restricción simplemente se desprendió causando una transferencia de carga a la placa de suspensión exterior, que no pudo contener la carga agregada y falló. Imagen5 Puente después del colapso SEÑALES DE ADVERTENCIA DE LA CAÍDA DEL PUENTE Había muchas señales de advertencia de que una falla era inminente. Muchos lugareños que viven en las orillas del río informaron al Departamento de Transporte que se habían encontrado pedazos de concreto y metal del puente. Además, se oían ruidos agudos provenientes del puente. El fin de semana anterior al fallo, un ruido agudo acompañó el ruido del tráfico que cruzaba el puente. Los informes de mantenimiento del puente también pasaron por alto las señales de advertencia. El último informe que se llevó a cabo menos de un año antes del colapso no tuvo en cuenta la gran concentración de óxido que se había formado en varias partes del ensamblaje de la percha, que era fácilmente identificable desde 6 m de distancia. [6] Esta falla del puente no solo fue la falla del diseño del puente, sino también los procedimientos que se implementaron para el mantenimiento del puente. Antes de 1976 no se habían asignado fondos para la reparación y el mantenimiento, después del colapso era necesario un cambio, la falla del puente Mianus trajo este problema a la vanguardia. Antes de la falla, solo doce ingenieros, que trabajaban en equipos de dos hombres, tenían que inspeccionar los 3.425 puentes del estado con equipos y fuerza de trabajo inadecuados. Como resultado, el estado se embarcó en un programa de inspección, mantenimiento e inspección de puentes sin precedentes de 10,5 mil millones de dólares. El trágico colapso del Connecticut Turnpike Bridge sobre el río Mianus en 1983 hizo a los ingenieros más conscientes de los peligros de la negligencia. Uno de los ingenieros estructurales más innovadores de la generación anterior, Lev Zetlin, resumió los sentimientos de la comunidad de ingenieros con los siguientes comentarios: "Incluso un accidente fatal como el colapso del puente Mianus puede tener un lado positivo. Espero y creo que las cosas que encontremos en el puente del río Mianus mantendrán otros puentes. Lo que se necesita es ingeniería preventiva. Miro todo e intento imaginar el desastre. Siempre tengo miedo. La imaginación y el miedo se encuentran entre las mejores herramientas de ingeniería para prevenir la tragedia ". ¿QUÉ SON LOS MONTAJES DE PASADORES Y PERCHAS? Un conjunto de pasador y soporte es un tipo de bisagra que consta de dos pasadores y dos colgadores. Los ensamblajes de pasadores y colgadores se utilizan en una configuración articulada (puente continuo con bisagras) o de tramo suspendido. La ubicación del conjunto varía según el tipo de puente. En los puentes de vigas en I, una percha se encuentra a cada lado de las redes En los puentes de armadura de vástago suspendidos, cada conjunto tiene un colgador que tiene una forma similar a los otros miembros de conexión (con la excepción de los extremos clavados). Pin y perchas se utilizaron para simplemente en el diseño antes que los programas de computadora fueron desarrollados para ayudar al diseño de puentes continuos. [5] [7] Imagen 6. Montaje de pasador y percha Los conjuntos de pasadores y colgadores deben inspeccionarse cuidadosamente para detectar signos de desgaste y corrosión. Se puede producir un problema potencial si la corrosión del pasador y el gancho hace que el ensamblaje se "congele", lo que impide la rotación libre. Esta condición no permite que el pasador gire y da como resultado tensiones adicionales en el pasador, el colgador y los miembros adyacentes. La falla de un ensamblaje de perno y soporte puede causar una falla parcial o completa del puente. Se han realizado intentos para aumentar la seguridad de los puentes con los ensamblajes de pasadores y colgadores agregando alguna forma de redundancia al ensamblaje. Las modificaciones que agregan redundancia a los ensamblajes de pasadores y colgadores incluyen agregar un "catcher's mitt" [5] CATCHER'S MITT Una viga corta de acero unida a la parte inferior de la viga en voladizo que se extiende debajo de la viga suspendida para "atrapar" la viga suspendida en caso de que el pasador y el soporte de suspensión fallar. Otra redundancia es la conexión de las vigas en voladizo y suspendidas en el conjunto de pasador y soporte con bloques soldados y varillas de unión TIE RODS (VARILLA DE UNIÓN) Una barra de acoplamiento es una unidad estructural delgada que se usa como un lazo y (en la mayoría de las aplicaciones) es capaz de soportar solo cargas de tracción. [8] Las varillas de unión se usan a menudo en estructuras de acero, como puentes, edificios industriales, tanques, torres y grúas. A veces, los tirantes se adaptan a las paredes de mampostería que se inclinan o se hunden para evitar que sucumban a las fuerzas laterales. En general, debido a que la relación entre la longitud típica de la barra de acoplamiento y su sección transversal es generalmente muy grande, se doblará bajo la acción de las fuerzas de compresión. La resistencia de trabajo de una barra de acoplamiento es el producto de la tensión de trabajo permitida y el área de sección transversal mínima de la barra. [6] Recientemente, ha habido preocupación sobre la capacidad estructural de estos puentes a medida que envejecen y muestran signos de deterioro. Desafortunadamente, se ha llevado a cabo una investigación limitada sobre los lazos transversales porque normalmente se usan para juntar la viga adyacente durante la construcción. Por lo tanto, normalmente se descuidan en el rendimiento general del puente. Se conoce poca información, si la hay, sobre el comportamiento y la contribución de los amarres transversales a la transferencia de carga y la capacidad final después del fallo de las uniones de las llaves de corte longitudinal. Los resultados mostraron que el puente se comportó satisfactoriamente al transferir la carga a pesar de la corrosión en las vigas exteriores, y las varillas de unión no mostraron una tensión elevada, un puente de vigas de caja adyacente de 50 años de edad fue instrumentado y monitoreado durante la carga del camión. [6] Imagen 7. Varilla de unión en las vigas de un puente Las opciones de reemplazo incluyen empalmes empernados (placas de refuerzo) más conectores de corte; una losa de enlace; una articulación barco-vuelta y un nuevo conjunto de pasadores y perchas con materiales mejorados. GUSSET PLATE (Placa de refuerzo) Es una placa para conectar vigas y vigas a columnas. Una placa de refuerzo puede sujetarse a un miembro permanente mediante tornillos, remaches o soldadura o una combinación de los tres. Las placas de refuerzo no solo sirven como un método para unir miembros de acero, sino que también fortalecen la unión. Se utilizan en puentes y edificios. [9] Imagen 8. Placa de refuerzo utilizado en el puente del río Missisipi Placas de refuerzo se utilizan para diversas estructuras. Las placas de refuerzo se utilizan para conectar vigas y columnas entre sí o para conectar miembros de armadura. Pueden ser la única forma de conectar la viga y las columnas o pueden usarse con pernos y soldaduras. Por lo tanto, las placas de refuerzo se utilizan en la mayoría de las estructuras metálicas que soportan peso, pero el material y el tamaño de la placa de refuerzo varían según la estructura. Los puentes generalmente requieren hojas gruesas de acero para sus placas de refuerzo, pero a veces las vigas solo requieren pequeñas hojas de aluminio para su placa de refuerzo. El tamaño y la resistencia de la placa de refuerzo dependen del tamaño y la función de la estructura. Cuanto mayor sea la fuerza en los miembros de conexión, mayor será el tamaño de la placa de refuerzo. Las placas de refuerzo proporcionan una manera fácil de actualizar estructuras que ya no pueden soportar de manera segura las cargas aplicadas. Las placas de refuerzo se pueden fabricar en una variedad de formas y tamaños y de una amplia gama de materiales. Estos cálculos se realizan en función de las fuerzas y cargas aplicadas a la placa de refuerzo a través de los componentes de acero cercanos. Una placa de refuerzo puede ser el único método de conexión o puede usarse junto con pernos o soldaduras. [7] COMENTARIOS DE LA GENTE DEL LUGAR Las personas que vivían en el lugar mencionan que “se oían ruidos agudos provenientes del puente. El fin de semana anterior al fallo, un ruido agudo acompañó el ruido del tráfico que cruzaba el puente. Los informes de mantenimiento del puente también pasaron por alto las señales de advertencia. El último informe que se llevó a cabo menos de un año antes del colapso no tuvo en cuenta la gran concentración de óxido que se había formado en varias partes del ensamblaje de la percha, que era fácilmente identificable desde 6 m de distancia. [5] [10] SOLUCIONES PARA PUENTES EN BASE A LA FALLA DEL PUENTE DEL RÍO MIANUS. Para evitar posibles fallas en los puentes se puede usar un método basado en vigas, este método nos habla que, si las tuercas o los enganches fallasen aun habiendo sido comprobadas y el puente cediese, las vigas que se consideran de emergencia aguantarían suficientemente como para reaccionar evitando así desgracias mayores o incluso la muerte de personas. [6] Se puede mencionar dos tipos de vigas de emergencia: Vigas centradoras: son las vigas que aguantan el peso de la estructura en el caso que una tuerca o enganche falle. No aguanta el puente por mucho tiempo, pero permite evacuar el tráfico. Viga en sitio: vigas permanentes que soportan la estructura en caso que se necesite cambiar una tuerca o un enganche en mal estado. CONCLUSIONES: La causa principal del colapso del Puente del río Mianus fue el fracaso de diseño del ensamblaje del pasador y del gancho. La distribución del sistema de drenaje no fue apropiada, no permitió la eliminación del agua, en la presencia de fugas. El descuido del mantenimiento del puente dio paso a la oxidación de los pasadores, un factor que contribuyó al colapso de la estructura, estos ya no eran capaces de soportar el peso. Con el paso del tiempo se evidenciaron grietas en la estructura y no se tomaron las medidas adecuadas en el mantenimiento. Al fallar de manera crítica un componente lleva a la falla de una parte o de la estructura en su totalidad. El método mencionado de aplicación había sido reconocido como inseguro desde 1968 y ya no se usaba en construcciones nuevas, sin embargo, el puente del río Mianus se construyó en 1957. [11] RECOMENDACIONES: Se debe inspeccionar y regular la prevención de la corrosión, los elementos de los puentes deben limpiarse usando equipos especializados, para acceder a las áreas críticas. Se debe considerar que el puente por más pequeño y común que sea, siempre se enfrentará con ámbitos ambientales y visuales, por ello el diseñador deberá tener pendiente estos factores al momento de presentar propuesta, para que estas sean funcionales y estéticas. ES recomendable ya no usar estructuras de pechas y pasadores, como se ha venido implementando en Estados Unidos. Para evitar corrosión en la estructura del puente, los aceros resistentes a la intemperie son una opción adecuada usada en la actualidad, se usan en lugares no contaminados. Realizar programas de inspección profesional para mejorar la evaluación de la inspección de las estructuras para reducir la tasa de fallas potenciales. BIBLIOGRAFÍA [1] Cáceres, «Puentes, Sociedad e Ingeniería,» Informes de la Consttrucción, 2014. [En línea]. Available: http://informesdelaconstruccion.revistas.csic.es/index.php/informesdelaconstruccion/arti cle/view/3487/3922. [Último acceso: 18 10 2018]. [2] B. Cummings, «Entonces y ahora: colapso del puente del río Mianus de la I-95,» geenwich time, 28 junio 2017. [En línea]. Available: https://www.greenwichtime.com/local/article/Then-and-now-I-95-s-Mianus-RiverBridge-11249964.php. [Último acceso: 19 octubre 2018]. [3] «Connecticut Turnpike,» Historical overview, [En línea]. Available: http://www.nycroads.com/roads/ct-turnpike/. [Último acceso: 20 octubre 2018]. [4] E. d. R. Unido, «Engineering Failures Mianus River Bridge Collapse Engineering Essay,» 5 diciembre 2016. [En línea]. Available: https://www.ukessays.com/essays/engineering/engineering-failures-mianus-river-bridgecollapse-engineering-essay.php. [Último acceso: 20 octubre 2018]. [5] D. Linzell, «Wikipedia,» Enero 2017. [En línea]. [Último acceso: 18 Octubre 2018]. [6] W. F. Osgoody, «Wikipedia,» 10 Marzo 2007. [En línea]. Available: https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Tie_rod&action=history. [Último acceso: 18 Octubre 2018]. [7] A.-A. Abolhassan, 16 Enero 2014. [En línea]. Available: https://en.wikipedia.org/wiki/Gusset_plate. [Último acceso: 18 Octubre 2018]. [12] [8] P. Daynes, M. Flanagan y C. Markey, «The Mianus River Bridge Collapse,» Documentos, [En línea]. Available: https://studylib.net/doc/15465505/the-mianus-river-bridgecollapse.doc. [Último acceso: 20 octubre 2018]. [9] «Getman,» El colapso del Mianus River Bridge, [En línea]. Available: http://cienciamaterials.wikifoundry.com/page/Class+G15. [Último acceso: 20 octubre 2018]. [10] «Basic Bridge Terminology,» 14 04 2016. [En https://www.dot.state.mn.us/bridge/pdf/insp/birm/birmchapt3basicbridgeterminology.pdf. [Último acceso: 19 10 2018]. [13] línea]. Available:
