El puente japonés de Akashi Kaikyo es el puente en suspensión más alto, largo y costoso del mundo, se yergue contra todo pronóstico en uno de los lugares más difíciles para su construcción, debido a que se encuentra en la ruta de los tifones, a merced de vientos que alcanzan la increíble velocidad de 290 km/h, una potencia capaz de arrancar los tejados de las casas y desraizar los árboles. Además, atraviesa una de las rutas comerciales más concurridas y por lo tanto, más peligrosas del mundo, debido a su tránsito naval, con el añadido de situarse en medio de una importante zona de terremotos. Por todas estas razones, era un puente que nadie pensaba que se pudiera construir, sin embargo, la ingeniería nos demuestra una vez más que no hay nada imposible.
Vídeo
Diseño
En el diseño del AKB, se tuvo una consideración especial sobre el efecto que la estructura tendría en el entorno. La apariencia de las torres fue diseñada para cumplir con los temas estéticos, 'fiabilidad', 'futuro', y 'agradable equilibrio entre la luz y la sombra', en vista de las características estructurales de la torre y las características estéticas de los alrededores. Los anclajes fueron diseñados para hacer que las enormes estructuras de hormigón parecieran pequeñas y equilibradas. Sus características de diseño incluyen formas especiales y los revestimientos de la pared exterior.
Color
La pintura gris verdoso utilizada para la AKB es diferente del color utilizado en los otros puentes del sistma Honshu-Shikoku que une las islas. Este color fue seleccionado porque es un color moderno que armoniza bien con un paisaje urbano y es vivo, pero suave, embelleciendo los colores del mar y el cielo del Estrecho. Para reducir el requerimiento de mantenimiento, se utilizó una capa final de pintura de fluoropolímero altamente resistente para mantener el brillo y prevenir la corrosión.
Estructura
El puente fue construido bajo severas condiciones, tales como las fuertísimas corrientes del estrecho y la profundidad de las mareas, recurriendo a las últimas tecnologías desarrolladas para la construcción de puentes. Japón experimenta una de las peores condiciones climáticas del planeta. Diluvios, terremotos, fuertes mareas y sunamis. Los ingenieros japoneses, conocedores de las terribles condiciones climáticas, colocaron el tablero del puente sobre una armadura de soporte formada por una compleja red de apoyos triangulares por debajo de la calzada. La red abierta de triángulos otorga rigidez al puente y a la vez permiten que el viento pase a través de la estructura. El peso total de la super-estructura se distribuye de la siguiente manera: torre 46.200tn, cables 57.700tn, vigas 89.200tn.
Se construyeron dos muelles principales como extensión para la colocación de los cimientos de las torres, con forma redonda y plana, el mayor con un diámetro de 80m y el otro 78m. En su construcción se utilizó el método de cajón descendente, por su posición a gran profundad y por las corrientes marinas. Cada anclaje requiere, un promedio de 350.000 toneladas de hormigón.
Asimismo, los cimientos grandes y profundos de los anclajes se construyeron sobre tierras recuperadas con diversas y nuevas tecnologías. Todas las fundaciones estaban bien diseñadas para hacer frente a los fuertes terremotos, con un método de diseño sísmico de nueva investigación, conjuntamente con un nuevo tipo de hormigón resultado de una mezcla de diferentes cementos resistentes al agua y la erosión. Prueba de su capacidad es el haber resistido el fuerte terremoto del 17 de enero 1995 sin casi incidencias, solo el desplazamiento de 1m de las torres, que ante la fuerza del movimiento se puede considerar mínima.
Amortiguadores
En las dos torres principales se colocaron 20 amortiguadores de masa, TMDs, que pivotan en la dirección opuesta a la del viento, cuando éste sopla sobre uno de los lados del puente, los amortiguadores se mecen en la dirección opuesta, equilibrando eficazmente el puente y anulando la influencia del viento. En el diseño del puente también se aplicó un sistema de vigas de refuerzo de dos bisagras que permita a la estructura resistir vientos de 290 km/hora, terremotos con una magnitud de hasta 8,5 en la escala de Richter y fuertes corrientes marinas. El puente también contiene péndulos que están diseñados para funcionar a la frecuencia de resonancia del puente para amortiguar fuerzas
Torres
Las dos principales torres de sostén se elevan 282,8 m sobre el nivel del mar, 297.30m hasta el extremo del anclaje del cable, el puente se puede expandir por el calor de hasta 2 m en el transcurso de un día. Los cables de acero, con un diámetro de 112cm encierran 36.830 líneas de alambre. El puente está sostenido básicamente por los dos cables del tramo central, considerados los más resistentes construidos en el mundo.
En enero de 1995, comenzó la fase final de la construcción del puente, es decir, la construcción de la carretera. La estructura continuaba siendo muy vulnerable hasta que se acabase la autopista, los diseñadores del puente denominan a esta fase “condición temporal”, porque es el momento más peligroso para un puente, en especial en un país propenso a los terremotos como es Japón, por ello los ingenieros trabajaban muy duro para conseguir finalizar el puente lo antes posible. Sin embargo, el 17 de enero de 1995 a las 5:46 am, un terremoto hizo temblar la ciudad de Kobe, fue el el mayor terremoto registrado en Japón desde 1923 y marcó un catastrófico 7,2 en la escala Richter, destruyendo prácticamente toda la ciudad. En cuestión de minutos se derrumbaron 100 mil edificios y 40 mil personas resultaron heridas, la cifra de fallecidos ascendió a más de 4 mil personas, además fracturó las autopistas, vías ferroviarias, puentes, etcétera. El epicentro del terremoto estaba a 20 kilómetros de la ciudad de Kobe y a tan sólo 4 kilómetros del puente de Akashi, con la carretera sin terminar, la estructura era acusadamente vulnerable. Afortunadamente los ingenieros respiraron aliviados al comprobar que el puente seguía de una pieza, las inspecciones iniciales no revelaron ningún daño, sin embargo, días posteriores realizando un examen más detallado, encontraron que en el lecho marino se había abierto una falla justo en medio de las dos torres del puente, esto produjo un hecho alarmante: el anclaje y la torre de la costa de la isla de Awaji se habían corrido más de un metro hacía un lado y lo que era más preocupante, el terremoto había estirado más de un metro la longitud del puente, convirtiéndose en un duro golpe para los diseñadores, ya que este contratiempo pudo suponer un retraso importante en la construcción. Pero los ingenieros tuvieron mucha suerte, irónicamente y a pesar de sus temores el puente seguía en pie porque todavía no estaba acabado, ya que si hubiera tenido la carretera instalada hubiera sufrido daños más graves. Las torres habían sobrevivido gracias a su acero flexible y también a su diseño especial a prueba de terremotos, dentro de cada una de las gigantescas torres de acero hay 20 enormes estructuras que absorben los impactos y ayudan a las torres a mantenerse firmes ante fuertes vientos y terremotos. Se trata de unos péndulos gigantes que pueden oscilar en cualquier dirección, si un terremoto empuja el puente hacia un lado, los péndulos se mueven hacia el lado opuesto, es el único puente del mundo que ha sobrevivido a un impacto vertical tan grande durante su construcción.
Un mes después del terremoto, los ingenieros retomaron nuevamente las obras, pero para ello, antes tuvieron que resolver un tema urgente, modificar el diseño, alargando la longitud de las vigas y la distribución de los cables de suspensión, aunque parezca increíble, la obra finalmente sólo se retrasó un mes más de la predicción inicial. En junio de 1995, comenzó la finalización del puente con el montaje de la carretera, tardando más de 15 meses en colocarse sobre el estrecho pieza a pieza las 280 secciones de vigas. El 18 de septiembre de 1996, se encajó la última sección en su sitio.
El 5 de abril de 1998 se inauguró oficialmente el puente, convirtiéndose en un hito de la ingeniería civil, reduciendo el tiempo de recorrido de 40 minutos en Ferry a 5 minutos en coche. En la actualidad más de 23 mil coches circulan a diario por él, pero aunque el puente está diseñado para durar 200 años, su mantenimiento ocupa las 24 horas del día, los 7 días de la semana. Desde el centro de control del puente se supervisan todos los aspectos de su funcionamiento, el sistema de suspensión del que cuelga todo el puente dispone de su propio sistema de aire acondicionado para impedir que los cables se corroan, hay sensores de medición del viento que registran la más mínima alteración en la cubierta del puente. Desde su inauguración, el puente sólo se ha cerrado tres veces a causa del mal tiempo.
Materiales
El principal material utilizado en la super estructura del puente es el acero. También se ha utilizado hormigón armado. Para los cimientos, bajo el agua, de las torres se desarrolló un nuevo tipo de mezcla, un “hormigón submarino que no se desintegra” (un "nondisintegration concrete).
Iluminación
El puente Akashi-Kaikyo cuenta con un total de 1.737 artefactos de iluminación: 1084 para los cables principales, 116 para las torres principales, 405 para las vigas y 132 para los anclajes. En los principales cables se han colocado 3 tubos lumínicos de alta capacidad, en color rojo, verde y azul. El modelo RGB y la tecnología informática contribuyen en la realización de una amplia variedad de combinaciones. Un mínimo de 28 patrones son utilizados para determinadas ocasiones como fiestas nacionales, regionales o fiestas conmemorativas.
Cables.
La longitud de los cables utilizados en el puente asciende a 300.000 kilómetros, suficiente como para circundar la tierra 7.5 veces. Los cables de acero, con un diámetro de 112cm encierran 36.830 líneas de alambre.
Especificaciones de los cables:
Método de construcción: PS (Prefabricado Strand) - Resistencia máxima a la tracción por cable: aprox. 62.500 toneladas
Resistencia a la tracción máxima por colgador de cuerda: aprox. 560 toneladas - Material: alambre de acero galvanizado de alta resistencia
Resistencia a la tracción por cable: 180 kg / mm2 - Diámetro del cable: 1122 mm (no incluido embalaje)
Composición: 5,23 mm de diámetro * 127 hilos / hebra * 290 hilos / cable * 2 cables - Número total de conductores: 36830
Longitud Strand: 4,071m - 4,074m - Longitud total del cable: 300.000 kilometros
Peso del cable principal de acero: 50.500 toneladas - Cuerdas de suspensión, sillar etc: 7.200 toneladas
Vigas
En las vigas de refuerzo fueron utilizadas 90.000tn de acero. Debido al gran tamaño del puente, la carga del viento a la que debe enfrentarse es mayor que la de cualquier otro puente existente cuando se finalizó su construcción. El uso de acero de alta resistencia a la tracción para las vigas las hizo muy resistente pero a la vez ligeras, y por lo tanto más económicas. Los elementos de refuerzo que se habían prefabricado en forma de panel fueron transportados al sitio de construcción, donde fueron erigidos hacia el interior de los anclajes y de las torres mediante grúas flotantes.
Mantenimiento
Con el fin de hacer una gestión adecuada, se han investigado nuevas tecnologías para el correcto mantenimiento y larga vida del puente. Entre ellas el "sistema de inyección de aire en seco". Este sistema protege los principales cables de la corrosión El sistema consiste en inyectar aire seco en los cables principales para mantener una humedad constante en el interior de los mismos. Esta es una idea revolucionaria porque se evita el costo de mantenimiento periódico.
Las torres y la estructura suspendida se recubrieron con nuevo desarrollo de pintura de resina de flúor, que tiene una gran durabilidad. Este sistema de revestimiento, pintura rica en zinc, puesto directamente sobre la superficie de acero hace un importante trabajo de prevención ante el avance de la corrosión.
Diseño
En el diseño del AKB, se tuvo una consideración especial sobre el efecto que la estructura tendría en el entorno. La apariencia de las torres fue diseñada para cumplir con los temas estéticos, 'fiabilidad', 'futuro', y 'agradable equilibrio entre la luz y la sombra', en vista de las características estructurales de la torre y las características estéticas de los alrededores. Los anclajes fueron diseñados para hacer que las enormes estructuras de hormigón parecieran pequeñas y equilibradas. Sus características de diseño incluyen formas especiales y los revestimientos de la pared exterior.
Amortiguadores
En las dos torres principales se colocaron 20 amortiguadores de masa, TMDs, que pivotan en la dirección opuesta a la del viento, cuando éste sopla sobre uno de los lados del puente, los amortiguadores se mecen en la dirección opuesta, equilibrando eficazmente el puente y anulando la influencia del viento. En el diseño del puente también se aplicó un sistema de vigas de refuerzo de dos bisagras que permita a la estructura resistir vientos de 290 km/hora, terremotos con una magnitud de hasta 8,5 en la escala de Richter y fuertes corrientes marinas. El puente también contiene péndulos que están diseñados para funcionar a la frecuencia de resonancia del puente para amortiguar fuerzas.
Torres
Las dos principales torres de sostén se elevan 282,8 m sobre el nivel del mar, 297.30m hasta el extremo del anclaje del cable, el puente se puede expandir por el calor de hasta 2 m en el transcurso de un día. Los cables de acero, con un diámetro de 112cm encierran 36.830 líneas de alambre. El puente está sostenido básicamente por los dos cables del tramo central, considerados los más resistentes construidos en el mundo.
En enero de 1995, comenzó la fase final de la construcción del puente, es decir, la construcción de la carretera. La estructura continuaba siendo muy vulnerable hasta que se acabase la autopista, los diseñadores del puente denominan a esta fase “condición temporal”, porque es el momento más peligroso para un puente, en especial en un país propenso a los terremotos como es Japón, por ello los ingenieros trabajaban muy duro para conseguir finalizar el puente lo antes posible. Sin embargo, el 17 de enero de 1995 a las 5:46 am, un terremoto hizo temblar la ciudad de Kobe, fue el el mayor terremoto registrado en Japón desde 1923 y marcó un catastrófico 7,2 en la escala Richter, destruyendo prácticamente toda la ciudad. En cuestión de minutos se derrumbaron 100 mil edificios y 40 mil personas resultaron heridas, la cifra de fallecidos ascendió a más de 4 mil personas, además fracturó las autopistas, vías ferroviarias, puentes, etcétera.
El epicentro del terremoto estaba a 20 kilómetros de la ciudad de Kobe y a tan sólo 4 kilómetros del puente de Akashi, con la carretera sin terminar, la estructura era acusadamente vulnerable. Afortunadamente los ingenieros respiraron aliviados al comprobar que el puente seguía de una pieza, las inspecciones iniciales no revelaron ningún daño, sin embargo, días posteriores realizando un examen más detallado, encontraron que en el lecho marino se había abierto una falla justo en medio de las dos torres del puente, esto produjo un hecho alarmante: el anclaje y la torre de la costa de la isla de Awaji se habían corrido más de un metro hacía un lado y lo que era más preocupante, el terremoto había estirado más de un metro la longitud del puente, convirtiéndose en un duro golpe para los diseñadores, ya que este contratiempo pudo suponer un retraso importante en la construcción.
Pero los ingenieros tuvieron mucha suerte, irónicamente y a pesar de sus temores el puente seguía en pie porque todavía no estaba acabado, ya que si hubiera tenido la carretera instalada hubiera sufrido daños más graves. Las torres habían sobrevivido gracias a su acero flexible y también a su diseño especial a prueba de terremotos, dentro de cada una de las gigantescas torres de acero hay 20 enormes estructuras que absorben los impactos y ayudan a las torres a mantenerse firmes ante fuertes vientos y terremotos. Se trata de unos péndulos gigantes que pueden oscilar en cualquier dirección, si un terremoto empuja el puente hacia un lado, los péndulos se mueven hacia el lado opuesto, es el único puente del mundo que ha sobrevivido a un impacto vertical tan grande durante su construcción.
Un mes después del terremoto, los ingenieros retomaron nuevamente las obras, pero para ello, antes tuvieron que resolver un tema urgente, modificar el diseño, alargando la longitud de las vigas y la distribución de los cables de suspensión, aunque parezca increíble, la obra finalmente sólo se retrasó un mes más de la predicción inicial. En junio de 1995, comenzó la finalización del puente con el montaje de la carretera, tardando más de 15 meses en colocarse sobre el estrecho pieza a pieza las 280 secciones de vigas. El 18 de septiembre de 1996, se encajó la última sección en su sitio.
El 5 de abril de 1998 se inauguró oficialmente el puente, convirtiéndose en un hito de la ingeniería civil, reduciendo el tiempo de recorrido de 40 minutos en Ferry a 5 minutos en coche. En la actualidad más de 23 mil coches circulan a diario por él, pero aunque el puente está diseñado para durar 200 años, su mantenimiento ocupa las 24 horas del día, los 7 días de la semana. Desde el centro de control del puente se supervisan todos los aspectos de su funcionamiento, el sistema de suspensión del que cuelga todo el puente dispone de su propio sistema de aire acondicionado para impedir que los cables se corroan, hay sensores de medición del viento que registran la más mínima alteración en la cubierta del puente. Desde su inauguración, el puente sólo se ha cerrado tres veces a causa del mal tiempo.
Materiales
El principal material utilizado en la super estructura del puente es el acero. También se ha utilizado hormigón armado. Para los cimientos, bajo el agua, de las torres se desarrolló un nuevo tipo de mezcla, un “hormigón submarino que no se desintegra” (un "nondisintegration concrete).
Iluminación
El puente Akashi-Kaikyo cuenta con un total de 1.737 artefactos de iluminación: 1084 para los cables principales, 116 para las torres principales, 405 para las vigas y 132 para los anclajes. En los principales cables se han colocado 3 tubos lumínicos de alta capacidad, en color rojo, verde y azul. El modelo RGB y la tecnología informática contribuyen en la realización de una amplia variedad de combinaciones. Un mínimo de 28 patrones son utilizados para determinadas ocasiones como fiestas nacionales, regionales o fiestas conmemorativas.
Especificaciones de los cables
Método de construcción: PS (Prefabricado Strand) - Resistencia máxima a la tracción por cable: aprox. 62.500 toneladas
Resistencia a la tracción máxima por colgador de cuerda: aprox. 560 toneladas - Material: alambre de acero galvanizado de alta resistencia
Resistencia a la tracción por cable: 180 kg / mm2 - Diámetro del cable: 1122 mm
Composición: 5,23 mm de diámetro * 127 hilos / hebra * 290 hilos / cable * 2 cables - Número total de conductores: 36830
Longitud Strand: 4,071m - 4,074m - Longitud total del cable: 300.000 kilometros
Peso del cable principal de acero: 50.500 toneladas - Cuerdas de suspensión, sillar etc: 7.200 toneladas.
Vigas
En las vigas de refuerzo fueron utilizadas 90.000tn de acero. Debido al gran tamaño del puente, la carga del viento a la que debe enfrentarse es mayor que la de cualquier otro puente existente cuando se finalizó su construcción. El uso de acero de alta resistencia a la tracción para las vigas las hizo muy resistente pero a la vez ligeras, y por lo tanto más económicas. Los elementos de refuerzo que se habían prefabricado en forma de panel fueron transportados al sitio de construcción, donde fueron erigidos hacia el interior de los anclajes y de las torres mediante grúas flotantes.
Mantenimiento
Con el fin de hacer una gestión adecuada, se han investigado nuevas tecnologías para el correcto mantenimiento y larga vida del puente. Entre ellas el "sistema de inyección de aire en seco". Este sistema protege los principales cables de la corrosión El sistema consiste en inyectar aire seco en los cables principales para mantener una humedad constante en el interior de los mismos. Esta es una idea revolucionaria porque se evita el costo de mantenimiento periódico.
Las torres y la estructura suspendida se recubrieron con nuevo desarrollo de pintura de resina de flúor, que tiene una gran durabilidad. Este sistema de revestimiento, pintura rica en zinc, puesto directamente sobre la superficie de acero hace un importante trabajo de prevención ante el avance de la corrosión.
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