El puente de arco Godavari es un puente de vigas arqueadas que cruza el río Godavari en Rajahmundry , India . Es el más reciente de los tres puentes que cruzan el río Godavari en Rajahmundry. El puente Havelock , el más antiguo, se construyó en 1897 y, tras haber cumplido su plena función, se desmanteló en 1997. [1] [2] El segundo puente, conocido como el puente Godavari , es un puente de celosía y es el tercer puente de carretera y ferrocarril más largo de la India que cruza un cuerpo de agua. [1] [3] [4] [5]
El puente es uno de los puentes de arco de hormigón pretensado de mayor longitud de Asia. [5] Los ferrocarriles indios que construyeron este puente han declarado que "es quizás la primera vez en cualquier parte del mundo que se ha construido una viga de arco de arco con hormigón para una longitud tan larga de 97,55 metros (320,0 pies), y además para la carga del ferrocarril". [1] Se ha utilizado ampliamente para representar el Rajahmundry en las artes, los medios de comunicación y la cultura. Es uno de los símbolos reconocidos del Rajahmundry.
El puente se construyó sobre el río Godavari , el río más grande del sur de la India con más de 1000 metros (0,62 millas) de longitud. Se construyó en la región donde el río ingresa al tramo deltaico antes de desembocar en el mar a 60 kilómetros (37 millas) aguas abajo del puente. En la ubicación del puente, el río Godavari fluye con un ancho de aproximadamente 3 kilómetros (1,9 millas), dividido en dos canales con una formación de isla en el medio. Se informa que el caudal máximo observado en el río es de alrededor de 3 millones de m 3 /s y la velocidad máxima del flujo de agua es de 5 metros (16 pies) por segundo. [1] El puente está ubicado en un área ciclónica donde la velocidad del viento alcanza los 200 kilómetros (120 millas) por hora.
El puente está situado en dos canales, el canal Kovvur y el canal Rajahmundry, por lo que también se lo conoce como puente Kovvur-Rajahmundry. El canal Rajahmundry tiene un lecho rocoso profundo, e incluso el nivel del agua es de 18 a 20 metros (59 a 66 pies). Comparativamente, el canal Kovur es poco profundo, con una profundidad de agua de unos 8 a 10 metros (26 a 33 pies) y el lecho del río está formado por depósitos de arcilla.
Este puente es el tercero de la serie de puentes que cruzan el río Godavari en Rajahmundry . El puente más antiguo es el puente Havelock , construido en 1897 por Frederick Thomas Granville Walton . Tiene 2950 metros (9680 pies) de largo y está hecho de pilares de mampostería y vigas de acero. [1] Fue desmantelado en 1997 porque había cumplido su plena utilidad. El puente Godavari Arch en realidad se construyó para reemplazar al puente Havelock. Además, el puente Godavari Arch está alineado en paralelo al antiguo puente Godavari y está separado por una corta distancia de unos 200 metros.
El segundo puente es un puente ferroviario, el puente Godavari , construido en la década de 1960 como parte de la duplicación de la vía ferroviaria entre Chennai y Howrah . Se trata de un puente de celosía , con la superestructura hecha de acero. Está en servicio activo y lleva una sola vía ferroviaria en el nivel inferior y una carretera de doble sentido y senderos peatonales en el nivel superior. Los planes iniciales para la construcción del puente Godavari Arch consistían en una superestructura de acero como el puente Godavari . Pero más tarde se consideró el concepto de vigas de hormigón pretensado y, posteriormente, se continuó el diseño con las vigas de hormigón. [1] [6]
El puente Godavari Arch Bridge se iba a construir para reemplazar al puente Havelock , que había cumplido con su función al máximo. Los planes iniciales para el puente consideraban una superestructura hecha de acero. Pero, como el uso del hormigón como material de construcción se había vuelto popular desde su introducción en la década de 1930, la cuestión del tipo de superestructura fue reexaminada por los Ferrocarriles de la India . Se decidió examinar la posibilidad de desarrollar un puente de hormigón pretensado con una longitud de 97,55 metros (320,0 pies) . Las empresas fueron precalificadas para el propósito con opciones preferidas sugeridas para la presentación de ofertas y para la preferencia de vigas de acero o vigas de hormigón.
Entre las tres empresas preseleccionadas para presentar propuestas, dos optaron por un puente de hormigón y una por un puente de acero. Sobre la base de estas propuestas, las autoridades de Indian Railways prepararon los Términos de Referencia que establecen los criterios de diseño. A continuación, se tomaron en consideración las opiniones y comentarios de las tres empresas calificadas, la Organización de Investigación, Diseño y Normas y la Junta de Ferrocarriles . Posteriormente, se ultimaron los criterios de diseño para el puente.
Las propuestas recibidas de las tres empresas fueron examinadas por Proof Consultants, que recomendó que se aceptara el diseño ofrecido por Hindustan Construction Company , que proponía un arco de hormigón de tipo viga de cuerda con una luz de 92,552 metros (303,65 pies) con una viga cajón de hormigón pretensado para actuar como tirante . Tras esta recomendación, se aceptó la propuesta de Hindustan Construction Company, considerando su viabilidad técnica y financiera. Hindustan Construction Company ganó el pedido para planificar, diseñar y construir el puente. [1]
El puente, construido por la Hindustan Construction Company para los Ferrocarriles de la India , fue diseñado por Bureau BBR , Suiza, y revisado por Leonardt Andrä and Partners , Alemania. [3] [6] La construcción del puente comenzó en 1991 y duró hasta 1997. Fue puesto en servicio para el tráfico de pasajeros en marzo de 1997 y estuvo completamente operativo para el funcionamiento de trenes de los Ferrocarriles de la India a partir de 2003. [5]
Los arcos gemelos , las vigas cajón y los puntales están todos hechos de hormigón pretensado .
Los arcos gemelos tienen una anchura constante de 0,8 metros y una profundidad que varía entre 1,7 metros en el arranque y 1,1 metros en la coronación. Están conectados lateralmente con puntales (conocidos como cerchas Vierendeel ) y vigas cajón.
Hay 28 tramos idénticos de arcos gemelos, de perfil parabólico, espaciados a 5,6 metros (18 pies), cada uno de 97 metros (318 pies) de ancho de centro a centro de los pilares con una longitud total de 2,7 kilómetros (1,7 millas). [3]
La distancia efectiva de centro a centro de los cojinetes es de 94 metros (308 pies). [5]
Cada viga tiene una longitud de 95,552 metros (313,49 pies).
Las dimensiones finales de la viga cajón son 95,462 metros (313,20 pies) × 5200 milímetros (200 pulgadas) (abajo) con un espesor de la losa superior de 296 milímetros (11,7 pulgadas), el alma de 300 milímetros (12 pulgadas) de espesor y con el espesor de la losa inferior mantenido en 240 milímetros (9,4 pulgadas). Un diafragma refuerza la viga cajón en cada ubicación de Dina Hanger. [6]
La subestructura del puente consta de 28 pilares. [7]
La superestructura del puente es del tipo viga de vigas arqueadas. Durante el diseño, se consideró que la velocidad proyectada para los trenes era de 160 km por hora. Teniendo en cuenta las condiciones ciclónicas, la velocidad del viento considerada sin carga viva fue de 200 kilómetros (120 mi) por hora, y con carga muerta la velocidad considerada fue de 158 kilómetros (98 mi) por hora. Como la ubicación del puente está en la Zona Sísmica I, la carga sísmica no se ha tenido en cuenta en el diseño.
El puente está diseñado para que los trenes circulen a una velocidad de 260 kilómetros por hora y para soportar vientos de 320 kilómetros por hora durante tormentas ciclónicas que se prevén en Rajahmundry y sus alrededores . [5]
Los arcos están diseñados para compartir el 80% de la carga muerta y la carga viva transferida desde los soportes y, por lo tanto, desempeñan un papel fundamental en el alivio de las tensiones de flexión y de corte en la viga. Se proporcionan doce soportes de hundimiento en cada ubicación de los soportes que se conectan con la viga. [6]
Cada tramo del puente tiene 24 soportes colgantes, que se dividen a su vez en seis tipos según su longitud. Cada soporte colgante Dina está hecho de 49 cables de acero de alta resistencia de 7 milímetros (0,28 pulgadas) de diámetro cada uno. Estos cables corren paralelos entre sí y están revestidos con un tubo de polietileno de alta resistencia, que está revestido con cemento. [8]
Las vigas cajón están hechas de hormigón de grado M42. Cada viga fue pretensada con 16 cables longitudinales, que a su vez fueron pretensados a una fuerza de 2950 kN cada uno. [1]
La viga cajón , que funciona como el tablero del puente y soporta la carga viva , comprende un diafragma final (de 1000 milímetros (39 pulgadas) de espesor), que tiene ventanas de inspección. [9]
El diseño de la viga tiene en cuenta las condiciones de carga de la carga del tren de tramo completo, la carga del tren de medio tramo, la carga del tren de un tercio del tramo, etc., teniendo debidamente en cuenta la variación de temperatura de ±10 °C (50 °F). En cada etapa del vaciado de las vigas (se realizaron siete etapas de vaciado para cada viga, desde el tesado de la viga hasta la retirada del encofrado), se estudiaron y contabilizaron las fuerzas generadas en la sección del arco. El vaciado de las vigas también aseguró que no aparecieran grietas en los arcos en ninguna etapa. [10]
El puente está provisto de apoyos de 1050 toneladas de capacidad. En cada pilar , la viga se apoya sobre cuatro apoyos de tres tipos: PNa, PNe, PN.
El apoyo tipo PNa (que facilita el deslizamiento libre en ambas direcciones) en un pilar y el tipo PNe (se desliza solo en una dirección) en el pilar siguiente y el tipo PN que es de tipo fijo.
Los cojinetes de tipo PNa y PNe han sido preajustados para un movimiento de 60 milímetros (2,4 pulgadas) en la dirección longitudinal y 10 milímetros (0,39 pulgadas) en la dirección lateral y la línea central de la placa superior ha sido fijada relativamente por 60 milímetros (2,4 pulgadas)/10 milímetros (0,39 pulgadas) con respecto a la línea central de la placa inferior del cojinete, lo que permitirá los movimientos debidos a la fluencia, la contracción y la deformación elástica. [7] Su colocación garantiza que solo se produzca un movimiento longitudinal sin permitir ningún momento lateral. [11]
Se importaron tres juegos de cojinetes de Suiza , mientras que los cojinetes de equilibrio fueron fabricados por BBR (India) Pvt Ltd, India . [1]
Después de la construcción del puente, las autoridades ferroviarias realizaron estudios de asentamiento de los 28 pilares en vista de las condiciones de los cimientos sobre los que se asentaron. Estas mediciones indicaron que el asentamiento de los pilares en un solo pilar, concretamente el "pilar 27" en el canal de Kovvur, era del orden de 211 milímetros (8,3 pulgadas), lo que requería una acción correctiva, mientras que en todos los demás pilares el asentamiento era inferior a 75 milímetros (3,0 pulgadas), lo que indica que los cimientos de los pilares se habían asentado. Dado que la rotación en el plano vertical excedía el valor prescrito para el asentamiento diferencial, BBR, consultores de Hindustan Construction Company (HCC), anticiparon que la placa superior del apoyo "es probable que toque la placa inferior, dañando así el apoyo". Para remediar la situación, el consultor recomendó a HCC que mantuviera una pendiente uniforme de 200 milímetros (7,9 pulgadas) entre los pilares 26, 27 y 28. Sin embargo, la elevación de los apoyos en 200 milímetros (7,9 pulgadas) se ejecutó durante el mes de mayo de 2003, a pesar de que el asentamiento del pilar en cuestión no fue significativo después de mayo de 2002. Esto se logró utilizando Conbextra HES (que tiene propiedades de flujo libre, logrando una alta resistencia temprana y un fraguado rápido), un material de cementación fabricado por M/s. FOSROC, India. El espacio de 200 milímetros (7,9 pulgadas) entre la parte superior e inferior del pedestal del apoyo se rellenó con este material. Esto se hizo mediante una planificación cuidadosa de la detención de las operaciones del tren (tomando dos descansos de intervalos cortos) sobre el puente durante el período de rectificación con el apoyo de ocho gatos hidráulicos de 400 toneladas de capacidad con una disposición de tuercas de seguridad y placas de calce. [7]
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