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Reemplazo del tramo este del puente de la bahía de San Francisco-Oakland

El reemplazo del tramo este del puente de la bahía de San Francisco-Oakland fue un proyecto de construcción para reemplazar una parte sísmicamente inestable del puente de la bahía con un nuevo puente colgante autoanclado (SAS) y un par de viaductos . El puente está en el estado estadounidense de California y cruza la bahía de San Francisco entre la isla Yerba Buena y Oakland . El reemplazo del tramo se llevó a cabo entre 2002 y 2013, y es el proyecto de obras públicas más caro en la historia de California, [5] con un precio final de $6.5 mil millones, un aumento del 2500% de la estimación original de $250 millones, que era una estimación inicial para una modernización sísmica del tramo, no el reemplazo del tramo completo finalmente completado. [6] [3] Originalmente programado para abrir en 2007, varios problemas retrasaron la apertura hasta el 2 de septiembre de 2013. [7] [8] Con un ancho de 258,33 pies (78,74 m), [9] que comprende 10 carriles de uso general, [1] es el puente más ancho del mundo según Guinness World Records . [10]

El Puente de la Bahía tiene dos secciones principales: los tramos de suspensión occidentales y sus estructuras de aproximación entre San Francisco y la Isla Yerba Buena (YBI) y las estructuras entre YBI y el término oriental en Oakland . La sección oriental original estaba compuesta por un tramo en voladizo doblemente equilibrado, cinco tramos de celosía transversal y una calzada de celosía. Esta parte se convirtió en objeto de preocupación después de que una sección colapsara durante el terremoto de Loma Prieta el 17 de octubre de 1989. El tramo de reemplazo está diseñado para soportar el terremoto más grande esperado durante un período de 1500 años, y se espera que dure al menos 150 años con el mantenimiento adecuado. [11]

Fondo

Sección colapsada de la plataforma de la carretera visible sobre la torre de soporte inmediatamente después del terremoto de Loma Prieta en 1989

Los expertos en diseño de puentes sabían desde hacía más de 30 años que un gran terremoto en cualquiera de las dos fallas cercanas (la de San Andrés y la de Hayward ) podría destruir el tramo en voladizo principal . [12] [13] Poco se hizo para abordar este problema hasta el terremoto de Loma Prieta de 1989. El terremoto midió 6,9 en la escala de magnitud de momento y, aunque el epicentro estaba lejos del puente, una sección de 50 pies (15 m) del tablero superior de la parte del viaducto de celosía oriental del puente se derrumbó sobre el tablero de abajo, lo que indirectamente provocó una muerte en el punto de colapso. [14] [15] El puente estuvo cerrado durante un mes mientras los equipos de construcción retiraban y reconstruían la sección caída. Se reabrió el 18 de noviembre de 1989, con una nueva modernización más fuerte en su lugar. La falla se produjo en la transición entre la celosía pasante más oriental y el segmento de calzada de doble piso más occidental, una ubicación donde el carácter de respuesta inercial de la estructura produce un cambio abrupto. El análisis del evento realizado por el personal interno ha demostrado que el puente estuvo cerca de sufrir una falla mucho más catastrófica en la que la armadura pasante o el segmento de la calzada se habrían caído de su estructura de soporte común. [ cita requerida ]

Estaba claro que era necesario hacer que el tramo oriental fuera más resistente a los terremotos. Las estimaciones realizadas en 1999 situaban en un 70% la probabilidad de que se produjera un gran terremoto en la zona en los 30 años siguientes, aunque los estudios anunciados en septiembre de 2004 por el Servicio Geológico de los Estados Unidos han puesto en duda la previsibilidad de grandes terremotos basándose en la duración de los períodos de calma anteriores. Un análisis más reciente (2008) afirma que hay una mayor probabilidad de que se produzca un gran terremoto en la falla de Hayward. [16]

Vista de 2010 del tramo oriental original en primer plano con la construcción de reemplazo detrás. Se consideró que todas las partes del antiguo tramo oriental estaban en riesgo en caso de un gran terremoto.

Propuestas de diseño

Modernización

La propuesta inicial para el tramo oriental implicaba la construcción de columnas de hormigón importantes para sustituir o complementar los soportes existentes. También se harían modificaciones a las vigas de celosía, como ya se ha hecho en los tramos de suspensión occidentales. El coste original estimado para esta reforma era de 200 millones de dólares. El aspecto general no sufriría grandes cambios. Debido a la conservación de la estructura original, los costes de mantenimiento del puente seguirían siendo elevados. La solidez de una reforma fue puesta en tela de juicio directamente por el Cuerpo de Ingenieros del Ejército en un informe muy crítico [17] e indirectamente por el derrumbe de un paso elevado reformado en el terremoto de Northridge de 1994 en Los Ángeles, que había sido modificado en respuesta al terremoto de San Fernando 23 años antes. [18]

Reemplazo

Representación artística del tramo básico de estilo viaducto, también conocido como diseño "Skyway" (1997)

Los análisis económicos y de ingeniería de 1996 sugirieron que un puente de reemplazo costaría unos cientos de millones de dólares más que una modernización del tramo oriental existente, tendría una vida útil esperada mucho más larga (quizás de 75 a 100 años en lugar de 30) y requeriría mucho menos mantenimiento. En lugar de modernizar el puente existente, CalTrans (Departamento de Transporte de California) decidió reemplazar todo el tramo oriental debido a un ahorro de costos de aproximadamente 625 millones de dólares, un impacto mínimo en el horario del tráfico, una mayor seguridad y comodidades adicionales en comparación con la modernización. [19] El diseño propuesto fue un viaducto elevado que constaba de columnas de hormigón armado y tramos de segmentos de hormigón prefabricado como se ve en la ilustración de la derecha. El criterio de diseño fue que el nuevo puente debería sobrevivir a un terremoto de magnitud 8,5 en cualquiera de las varias fallas de la región (en particular, las fallas cercanas de San Andrés y Hayward). La estética de la propuesta no fue bien recibida ni por el público ni por sus políticos, que la caracterizaron como una "autopista sobre pilotes". [20]

Propuesta original y final del puente "exclusivo" del tramo este
Representación artística del diseño aceptado tal como se ve desde Treasure Island después de retirar el tramo original (aproximadamente 2018)

Después de esto, el Panel Asesor de Ingeniería y Diseño (EDAP, por sus siglas en inglés) de la Comisión Metropolitana de Transporte (MTC, por sus siglas en inglés) realizó un concurso de diseño para un tramo emblemático (un tramo con una apariencia distintiva y dramática, única en el sitio). Se examinaron varias propuestas innovadoras hasta que todas las propuestas presentadas por miembros del EDAP, menos cuatro, fueron seleccionadas como semifinalistas, y se seleccionó un ganador de este grupo. Esto planteó un grave conflicto de intereses, ya que los miembros del EDAP que estaban seleccionando el diseño del puente revisaron las propuestas de sus propias empresas y rechazaron todas las propuestas que no tenían un representante en el EDAP. [21] [22] [23] El diseño elegido fue más costoso que las alternativas, porque la estructura principal no puede ser autoportante hasta que esté estructuralmente completa. Esto requiere la construcción de dos puentes, el primero una cimbra para sostener el tramo final, que se retiraría una vez completado el tramo final. También ha sido criticado por ser un diseño estructuralmente menos robusto y con costos de construcción menos predecibles que otros tramos modernos.

Alineación

En 1997, hubo muchas disputas políticas sobre si el puente debía construirse al norte o al sur del puente existente, con los "alcaldes Brown" ( Willie Brown de San Francisco y Jerry Brown de Oakland ) en lados opuestos de la cuestión. La isla de Yerba Buena está dentro de los límites de la ciudad de San Francisco y la alineación norte propuesta (y actual) arrojaría una sombra sobre ciertos sitios de desarrollo privilegiados en la costa este de la isla. Incluso la Marina de los EE. UU. (en ese momento la autoridad controladora de la isla) estuvo involucrada a instancias de San Francisco en restringir el acceso de los ingenieros de suelos de Caltrans al sitio propuesto [ cita requerida ] . Eso puede haber causado un retraso de hasta dos años y muchos cientos de millones de dólares en costos adicionales. [24] [25]

Se determinó que varias opciones merecían consideración y fueron examinadas cuidadosamente de manera conjunta por las autoridades estatales y federales, con aportes de la Guardia Costera de los Estados Unidos . [26]

Las alternativas de calificación incluyeron:

Se eligió la última alternativa porque se consideró que tenía un efecto visual superior y una mejor experiencia de conducción. La pendiente del nuevo enfoque (rangos posibles estimados de 1,710%-1,779%; cubierta colgante curvada verticalmente con cresta, ligeramente diferente de lo elegido) [27] al tramo del canal es algo menor que la de la estructura anterior (exactamente 4% para la conexión de la cubierta superior al suelo; exactamente 2,74% para las cerchas de cubierta y las cerchas pasantes este 2; gradiente de transición para la cercha pasante central; exactamente 1,3% para los brazos en voladizo y las cerchas pasantes oeste 2; curva vertical con cresta entre las torres en voladizo) [28] y se proporciona menos espacio libre para el barco debajo del tramo debido principalmente a la profundidad de las estructuras de la caja de cubierta.

Alternativas de alineación en 1998

Alternativas de alineación incluidas (ver imagen a la derecha para más detalles):

Se seleccionó la última alternativa porque ofrece una mejor vista de San Francisco hacia el oeste en comparación con las otras, donde la vista está oculta por la isla Yerba Buena. Cualquier ruta más al norte se encontraría con circunstancias geotécnicas más difíciles.

Propuesta de nombre

En diciembre de 2004, la Junta de Supervisores de San Francisco , en honor a Joshua A. Norton , aprobó una resolución "instando al Departamento de Transporte de California y a los miembros de la Asamblea y el Senado de California a nombrar las nuevas incorporaciones al Puente de la Bahía de San Francisco en honor al Emperador Norton I, Emperador de los Estados Unidos y Protector de México". [29] La propuesta no fue apoyada por el Ayuntamiento de Oakland y el puente no tiene un nombre oficial. [30]

Licitación y construcción inicial

La construcción del paso elevado en progreso a la izquierda en 2004, con las columnas de soporte del contrapeso del tramo principal en su lugar a la derecha del centro

Aunque fue algo controvertido, las autoridades decidieron permitir que las ofertas incluyeran componentes y materiales importantes que no se fabricaran en los Estados Unidos. [31] Esto se debió en parte al coste de los materiales, y especialmente a la falta de instalaciones de fabricación adecuadas en los Estados Unidos, o incluso en el hemisferio occidental. Por el contrario, China, donde los componentes de la plataforma del SAS (incluido el enorme cable, las secciones clave de la icónica torre y la plataforma) fueron construidos por Shanghai Zhenhua Heavy Industries Company, tiene productores de materiales de bajo coste. Otros componentes importantes se produjeron en Japón, debido a la disponibilidad de grandes capacidades de fundición, soldadura y mecanizado de acero. Los sillines de suspensión se fabricaron en Inglaterra. Como los fondos federales para carreteras generalmente vienen con restricciones de "Hecho en Estados Unidos", el puente se construyó sin dichos fondos, para los que de otro modo calificaría debido a su transporte de la Interestatal 80. [32 ]

Las autoridades [¿ quiénes? ] se quedaron estupefactas cuando abrieron las ofertas para la parte de la torre propuesta y sólo recibieron una única oferta por 1.400 millones de dólares, considerablemente más que su estimación de alrededor de 780 millones de dólares. Esto se debió en parte a un aumento en el costo del acero y el hormigón , en particular como resultado del auge de la construcción concurrente en China, [33] pero también a las incertidumbres de la construcción debido al diseño innovador. Se esperaba que todo el proyecto, que requería 100.000 toneladas de acero estructural, costara 6.200 millones de dólares en julio de 2005, frente a una estimación de 1997 de 1.100 millones de dólares (para un viaducto simple) y una estimación de marzo de 2003 de 2.600 millones de dólares que incluía un tramo de torre. A pesar del aumento de los costos, la construcción del reemplazo comenzó el 29 de enero de 2002, con una finalización originalmente programada para 2007. El tramo finalmente se inauguró el 2 de septiembre de 2013.

Eliminación del intervalo de firma

El 30 de septiembre de 2004, la oficina del gobernador Arnold Schwarzenegger anunció que, sin fondos suficientes autorizados por la Legislatura de California , la licitación debía dejarse vencer. En ese momento no estaba claro si esto requeriría un rediseño para obtener un tramo menos costoso.

El 10 de diciembre de 2004, la oficina del gobernador anunció que el concepto de tramo de referencia había sido descartado y que el puente sería el viaducto simple propuesto originalmente. El diseño, que había dado un giro completo, seguía siendo costoso debido al alto costo continuo de los materiales. Muchos [¿ quiénes? ] argumentaron que habría poca diferencia en el costo final con esta propuesta menor, ya que ese concepto requería obtener nuevos permisos, tal vez agregando otros dos o tres años; además, un viaducto podría no ser capaz de obtener la aprobación de la Guardia Costera, ya que el ancho máximo del canal de navegación se reduciría casi a la mitad. La reacción local a este anuncio fue intensa, y la mayoría sugirió que el puente se construyera para que pareciera tal como se propuso, ya sea en el material de acero como se ofreció o utilizando una torre de hormigón armado de apariencia similar pero de menor costo.

Restablecimiento del diseño original

El punto de vista de los activistas a favor del "puente emblemático" y de los políticos regionales se vio reforzado por un informe de un analista legislativo publicado a finales de enero de 2005. [34] El informe indicaba que, debido a los retrasos adicionales y a todos los nuevos requisitos de permisos, la propuesta del gobernador para el viaducto probablemente costaría más financiación y tardaría más en completarse que el tramo emblemático propuesto. Esta opinión se vio reforzada por otro informe publicado en marzo de 2005 [35] que indicaba que el retraso impuesto por el gobernador ya había añadido al menos 100 millones de dólares al coste previsto (posteriormente modificado a 83 millones de dólares en un informe de diciembre de 2005).

La controversia sobre el diseño se prolongó durante más de seis meses. En esencia, el gobernador creía que el estado entero no debía compartir los costos de la construcción del puente, ya que lo consideraba un problema local. Los habitantes del norte de California señalaron que cuando las partes meridionales del estado sufrieron desastres, el estado apoyó la reconstrucción, especialmente como se vio en la reconstrucción de autopistas después de un terremoto y la posterior modernización sísmica de las estructuras y puentes de las autopistas estatales. Dado que el objetivo de la sustitución del tramo oriental es evitar la necesidad de una reconstrucción completa después de un gran terremoto, los residentes del Área de la Bahía se sintieron justificados en su pedido de apoyo estatal.

El 24 de junio de 2005, el gobernador Schwarzenegger anunció un compromiso. El gobernador dijo que él y el presidente pro tempore del Senado estatal, Don Perata, habían llegado a un acuerdo para resucitar los planes para el tramo emblemático. Las estimaciones de costos de los gastos de aplazamiento del contrato y la inflación atribuibles a la demora han llegado a los 400 millones de dólares. Los costos directos debidos a la interrupción de las obras incluyeron el desmantelamiento de algunas estructuras temporales y su reconstrucción tras el reinicio posterior.

Después de ser aprobada por la legislatura, la legislación de compromiso redactada por la senadora Loni Hancock fue firmada por el gobernador el 18 de julio de 2005. [36] El compromiso exigía que el estado contribuyera con 630 millones de dólares para ayudar a cubrir los 3.600 millones de dólares de sobrecostos y que los peajes del puente se elevaran a 4 dólares a partir de 2007. En el momento de la firma, la parte del puente que se construiría en forma de pasarela estaba completa en un 75 por ciento y el estado estaba empezando a prepararse para sacar a licitación el tramo de suspensión. Se programó entonces que todo el proyecto se completara en 2013 con un coste estimado de 6.300 millones de dólares, sin contar la demolición del antiguo tramo.

En enero de 2006, se determinó que los costos de la estructura principal de acero eran 400 millones de dólares superiores a estas expectativas. El 22 de marzo de 2006 se abrieron nuevas ofertas para el tramo principal, con dos presentaciones de 1.430 y 1.600 millones de dólares. Debido a las reservas acumuladas con un peaje de 3 dólares durante la demora, las autoridades sugirieron inicialmente que no se requerirían peajes adicionales que excedieran los 4 dólares, pero debido a los costos adicionales en otras partes debido a la demora y al costo de reiniciar el trabajo de cimentación del tramo principal, ahora se espera un peaje final de 5 dólares. (El peaje solo se cobra en la dirección oeste). La oferta más baja de una empresa conjunta de American Bridge y Fluor Corp. , llamada ' American Bridge-Fluor ' , fue aceptada el 19 de abril de 2006. [37]

Diseño y construcción

Viaducto Skyway

Nuevos y antiguos tramos de aproximación (mayo de 2008)
Ilustración en corte que muestra los pilotes derribados que sostienen el paso elevado
Elevador de segmentos de 700 toneladas

El viaducto de la vía elevada conecta la parte SAS del puente con la costa de Oakland. En 2007, se había completado el 75 por ciento de la parte de la vía elevada. Dado que esta sección cruza la parte menos profunda de la bahía, los cimientos se construyeron dentro de ataguías de tablestacas . A mediados de 2009, se estaba terminando la conexión final de la parte del viaducto con el nivel del suelo en el extremo oriental y se estaba conectando la pasarela peatonal a las secciones completadas.

En lugar de colocar pilotes lo suficientemente profundos como para alcanzar la roca madre, los pilotes se fundan en lodo arcaico firme debajo del lodo blando depositado por la minería de placer distante a fines del siglo XIX. Dado que incluso el lodo arcaico es demasiado débil en esta aplicación de carga concentrada para pilotes de fricción verticales convencionales, se hincaron pilotes tubulares de gran diámetro (dentro de los ataguías de secado por bombeo) en ángulos, formando una base "golpeada" (ensanchada), a través del lodo arcaico en la arena, el lodo y la grava agregados firmes de la formación Alameda. [38] Donde se necesitaban pilotes largos, se soldaban segmentos a medida que se instalaban los segmentos completos.

Cuando todos los pilotes estuvieron en su lugar, se vertió una losa de hormigón armado en el fondo del ataguía para formar una base para la columna, que posteriormente se vertió en su lugar alrededor de las barras de refuerzo utilizando encofrados metálicos reutilizables .

Se colocó un solo segmento de viaducto sobre cada columna utilizando encofrados. [39] Se transportaron pares de segmentos de tramo prefabricados, fabricados en Stockton , hasta el lugar y se levantaron hasta su lugar con un elevador en voladizo especializado. (Los elevadores en voladizo, los contrapesos y otros equipos y materiales se levantaron mediante una barcaza grúa o una grúa autoelevable ubicada entre columnas adyacentes). Una vez en la ubicación adecuada, los segmentos opuestos se pudieron unir con tendones pasantes (cables dentro de conductos que se tensan con gatos), formando un voladizo equilibrado sobre la columna. Finalmente, se cerró el espacio en los tramos entre las columnas, formando una viga reforzada con tendones.

El Oakland Touchdown es una calzada elevada curva que conecta la pasarela con la costa de Oakland (el comienzo del puente). La curva es necesaria para que la alineación coincida con la de la carretera de acceso a nivel del suelo existente. Al igual que la Estructura de Transición de la Isla Yerba Buena (YBITS) al oeste del tramo principal, esta sección también es un segmento final del nuevo puente y se está construyendo al mismo ritmo que la YBITS. El proceso de construcción consta de dos fases, la primera fase ya se completó [ ¿cuándo? ] (lado del tráfico en dirección oeste). El touchdown en dirección este no se pudo completar hasta que la calzada existente estuviera fuera del camino. Esto se hizo construyendo una suave curva hacia el sur para que se pudiera completar el touchdown. [40] [41] La primera etapa de este trabajo fue mover el tráfico en dirección este hacia el sur y se completó con solo demoras de tráfico menores durante el feriado del Día de los Caídos de 2011 (del 28 al 30 de mayo). [ 42] La experiencia de conducción ha mejorado, sin los problemas que vinieron con la infame curva en S. [43] [ ¿ Investigación original? ] Una segunda etapa para trasladar el tráfico en dirección oeste al espacio disponible requirió la construcción de un acceso elevado. Esto se completó el 19 de febrero de 2012. [44] Se espera que este procedimiento, diseñado recientemente, ahorre tiempo en el esfuerzo total, acelerando la finalización del tramo. [45] El Oakland Touchdown se completó en marzo de 2013.

Durante el fin de semana de tres días que comenzó a las 8:00 p. m. del viernes 17 de febrero de 2012, se cerraron los carriles en dirección oeste para permitir la conexión de la plataforma de acceso con la nueva estructura temporal. La ejecución de esta tarea dependía del clima, ya que se requerían condiciones secas para volver a pintar los carriles, y no se determinó hasta unos días antes que el trabajo se realizaría este fin de semana. Originalmente programado para completarse a las 5:00 a. m. del martes 21 de febrero, el trabajo se completó 34 horas antes de lo previsto y se abrió al tráfico aproximadamente a las 7:15 p. m. del domingo 19 de febrero. [46]

Tramo principal

El tramo principal es de un tipo poco común, un puente colgante autoanclado (SAS) . Es único por ser de una sola torre y asimétrico , un diseño adaptado al sitio. Para despejar el canal de navegación, el puente requeriría al menos un tramo largo, mientras que el acceso fácil al lecho de roca solo se encontró cerca de la isla Yerba Buena. Un diseño atirantado de dos torres requeriría zapatas de torre muy profundas, y un puente colgante convencional de dos torres requeriría además un anclaje masivo que se construiría en el lodo profundo de la bahía. La naturaleza curva del acceso y los criterios de seguridad sísmica imponen restricciones adicionales al diseño, lo que estableció muchas primicias para un puente SAS. [47]

Mientras que los puentes anteriores de este tipo utilizan barras de cadena , el tramo largo necesario aquí utiliza cables de acero, como otros puentes colgantes modernos. Lo más singular es que se trata de un solo bucle de cable en lugar del par de cables habitual y, en lugar de estar hilado en su lugar por encima de las pasarelas, se arrastraron manojos sustanciales de hebras hasta su lugar con un soporte temporal por encima de las pasarelas, que finalmente se suspendieron tensando el hebra. Luego, estos manojos de hebras se dispusieron para que finalmente se compactaran para formar el cable principal completo.

31 de julio de 2009: Primer apoyo del tramo principal oriental (E2), con cimbra parcial más allá

Al ser asimétrico, el tramo occidental más corto debe ser derribado contra las fuerzas impuestas por el tramo oriental más largo. Para evitar la elevación vertical en las columnas de soporte (W2), la elevación en el pilar W2 está totalmente contrarrestada por un enorme peso final de hormigón, que también soporta los soportes giratorios de los cables principales. Como se ve en la imagen de la esquina noroeste de arriba, hay un componente ascendente en la fuerza de tensión proporcionada por el cable principal, y es este componente el que quita la mayor parte del peso del extremo de sus columnas. (El componente mayor, horizontal, es contrarrestado por las fuerzas de compresión ejercidas por las vigas cajón del tablero, como es característico de este tipo de puente).

Los segmentos de cada uno de los dos tramos de la plataforma se mantendrán en compresión durante un terremoto severo mediante tendones internos postensados ​​que unen las tapas de los extremos, transportados internamente en bandejas de cables. Estos tendones son necesarios porque el soporte del extremo este es mucho más liviano que el contrapeso occidental y las condiciones del suelo son radicalmente diferentes en cada extremo, ya que el extremo occidental está cimentado en roca de pizarra, mientras que el extremo oriental, con soportes verticales clavados en la roca de pizarra, está contenido principalmente dentro de depósitos de lodo más blandos, que responden mucho más activamente a los choques sísmicos que la pizarra. La intención es que la combinación de los tendones tensados ​​y la estructura de cajón de la plataforma de la carretera compresiva mantendrá las dos tapas de los extremos en la misma posición relativa.

Los segmentos del puente en cada extremo no son simples repeticiones de los segmentos del tramo central. Los segmentos de la plataforma extrema en el extremo este están curvados e inclinados para encajar en la parte curva del paso elevado. Estos segmentos extremos también están más allá de los anclajes de los cables principales y las columnas de soporte orientales, y una parte sustancial del puente que se une al paso elevado ya está en su lugar (la parte gris que se ve arriba). Los segmentos de la plataforma extrema en dirección este en el extremo oeste deben encajar con la parte horizontal en dirección este del conector YBITS, mientras que los segmentos en dirección oeste (lado norte) comienzan una subida hacia el YBITS en dirección oeste, elevando el tráfico hacia la plataforma superior del túnel Yerba Buena.

Construcción de curva en S

El antiguo puente en voladizo estaba conectado al túnel de Yerba Buena con una calzada de celosía de dos pisos que incluía una sección curva. Como esta estructura ocupaba un área que debía estar despejada para el acceso al nuevo puente, fue necesario construir un acceso temporal completamente nuevo al puente antiguo. Este debía girar hacia el sur para despejar el área para la nueva construcción y luego volver al norte con una curva más pronunciada para conectarse al puente. Como solo habría unos pocos días disponibles durante los cuales el puente podría cerrarse al tráfico, la parte curva se construyó adyacente a su posición final sobre un caballete que se extendía por debajo y más allá del antiguo conector curvo. Durante el reemplazo, la sección antigua se sacó del camino (hacia el norte) y la nueva sección se colocó en su lugar.

El 3 de septiembre de 2007, se puso en servicio la primera sección asociada con la construcción del nuevo tramo este, el tramo temporal de 300 pies (91 m) que conecta la sección principal en voladizo con el túnel de la isla Yerba Buena. La construcción del nuevo tramo de conexión comenzó a principios de 2007 junto con el tramo existente. Caltrans cerró el Puente de la Bahía durante el fin de semana del Día del Trabajo para que los equipos pudieran reemplazar el tramo antiguo. Una vez que se retiró la sección antigua, se colocó el nuevo tramo en su lugar utilizando un sistema de gatos y rodillos hidráulicos guiados por computadora. La nueva sección se colocó en su lugar y el puente se reabrió 11 horas antes de lo previsto, para el viaje matutino del 4 de septiembre de 2007. [48] [49] En septiembre de 2009, durante un cierre único por vacaciones, se colocó una nueva estructura de acero temporal para dirigir el tráfico alrededor de la ubicación de los accesos finales al nuevo puente, y se completaron sus conexiones con la salida del túnel y el puente existente, de manera muy similar a lo que se hizo en septiembre de 2007. Esta circunvalación permitió la construcción de la estructura de transición permanente entre la salida del túnel de dos niveles y la nueva estructura del puente lado a lado. Una vez completado el puente, otro cierre prolongado permitió la remoción de la estructura temporal y la finalización del enlace vial.

La curva en forma de S se hizo famosa por los accidentes, desde pequeños golpes hasta caídas fatales. [50] Los accidentes ocurrían típicamente fuera del horario de trabajo, cuando el tráfico fluye más rápido, al límite general del puente de 50 mph o por encima de él. Después de un accidente importante, se instalaron señales adicionales e indicadores visuales y físicos que indicaban el límite de velocidad de 40 mph en la curva en forma de S. [51] La advertencia de velocidad en el piso superior en la curva se fijó en 35 mph y se instaló un sistema mejorado de "bandas sonoras". [52] [53]

Cimbra SAS

Puentes de celosía paralelos de cimbra que sostienen temporalmente estructuras de cajón de segmentos de tablero

Toda la estructura de la cubierta debe estar apoyada en una alineación precisa hasta que:

La cimbra para realizar esta tarea consiste en un par de puentes de celosía de gran tamaño, prefabricados en segmentos, con columnas y segmentos de tramos elevados hasta su lugar mediante grúas barcazas. Las cerchas se apoyan sobre cimientos que consisten en pilotes hincados profundamente o están construidos sobre ellos. Una vez finalizado el puente, se quitará toda la estructura de cimbra y todos los soportes submarinos expuestos para crear un canal seguro para los barcos de gran calado que transiten hacia y desde el puerto de Oakland .

Colocación de la cubierta

A fines de agosto de 2009, se completó el trabajo de la columna temporal, se colocaron los tramos de celosía y se colocaron secciones prefabricadas sobre ellos. [54] [55] Se utilizó una grúa barcaza gigante, la Left Coast Lifter , para colocar las 28 estructuras de caja de la cubierta principal. [56] La colocación del segmento principal en la sección SAS del puente se completó a principios de octubre de 2011. [57] El 19 de octubre de 2011, finalmente se cerró el pequeño espacio entre la cubierta SAS y la extensión curva del skyway para el lado en dirección este, y el espacio en dirección oeste se cerró la semana siguiente. En noviembre de 2011, se completó la colocación de la cubierta del tramo SAS, lo que generó 1½ millas de calzada continua. [58]

En julio de 2013, se completó todo el tramo del SAS y comenzó la pavimentación asfáltica de la calzada. Cada segmento de la plataforma está pavimentado con dos capas de una pulgada de asfalto y hormigón que deberían ser muy duraderas y durar toda la vida útil del puente. [59] Sin embargo, el resto del puente no está pavimentado con asfalto, sino que solo recibió un acabado de revestimiento protector. [60]

Torre del tramo principal

Segmentos de la torre de la primera etapa que muestran la sección transversal y los métodos de fijación. Las áreas grises externas inferiores estarán cubiertas por estructuras de caja de sacrificio ("fusibles mecánicos"), mientras que las superiores estarán cubiertas por placas planas externas con numerosos sujetadores para unir los segmentos.

El diseño emplea técnicas extensivas de absorción de energía para permitir la supervivencia y el acceso inmediato de los vehículos de emergencia después de un terremoto máximo creíble (MCE), estimado en una magnitud de momento de 8,5 en un lapso de tiempo de 1500 años. En lugar de diseñarse para la rigidez, se trata de una estructura flexible, con movimiento resonante absorbido por el esfuerzo cortante plástico de componentes reemplazables y sacrificables. Los terremotos más pequeños impondrán principalmente tensiones elásticas en los componentes, con una mayor proporción de tensiones plásticas (y, por lo tanto, de absorción de energía) en terremotos más grandes. Esta filosofía de diseño se extiende a otros componentes metálicos del puente, incluidas las llaves de extremo tubulares sacrificables que alinean la suspensión autoanclada con sus estructuras de aproximación en cada extremo.

La torre consta de cuatro columnas. Cada columna, de forma aproximadamente pentagonal, consta de cuatro secciones cónicas y/o rectas, unidas de extremo a extremo mediante placas externas y juntas internas de largueros aseguradas con sujetadores. [61] Las columnas también están unidas horizontalmente mediante estructuras de cajón de sacrificio. Estas uniones de cajón están destinadas a absorber el movimiento inducido por terremotos mediante deformación elástica y plástica por cizallamiento a medida que la torre se balancea. Bajo un terremoto severo, esta deformación absorbe energía que de otro modo podría provocar un movimiento destructivo de la torre, protegiendo así la estructura principal del tramo. Se espera que este diseño permita el uso inmediato del puente para vehículos de emergencia, y que las uniones se reemplacen según sea necesario para restaurar el puente a su estado original. De manera única, la torre no tiene contacto directo con las calzadas suspendidas una al lado de la otra separadas en el medio por quince metros, con suficiente espacio entre la torre y las calzadas para permitir el balanceo bajo terremotos severos sin colisión. [47]

Construcción de torres

4 de marzo de 2011: Fase 4 con las cuatro columnas en su lugar; la grúa elevadora (a la izquierda) se utilizó para erigir y desmontar el andamio, y una grúa pórtico encima del andamio levanta y coloca las columnas de la torre.

El proceso de construcción de la torre SAS sobre sus cimientos consistió en cinco fases. Las primeras cuatro fases consistieron en levantar segmentos de cuatro columnas similares y atornillarlas en su lugar y a los elementos que las conectan, mientras que la última fase consistió en levantar la tapa superior final que soportará el soporte del cable principal. El 28 de julio de 2010, se erigió el primero de los cuatro pilares de la torre principal bajo cubierta, que habían llegado a principios de mes en barcaza desde China. [62] Se colocaron levantando un extremo desde una barcaza hasta un andamio temporal, con un carro en la barcaza para permitir que el extremo inferior se moviera a su lugar. Después de atornillar las columnas en su lugar, el andamio se extendió hacia arriba para permitir que se erigiera, levantara y trasladara a su posición el siguiente conjunto de columnas sobre la cubierta, un proceso que se repitió para cada una de las fases restantes. [63] [64]

La construcción de la torre continuó hasta que finalmente llegó el segundo conjunto de columnas en la semana del 24 de octubre de 2010, casi tres meses después de que se colocara el primer conjunto. El segundo conjunto de columnas se erigió con un pórtico sobre el andamio y se colocó sobre las primeras cuatro columnas que se colocaron a principios de año. Una vez que las columnas se colocaron en su lugar, se atornillaron junto con el primer conjunto de columnas. Una vez completada esta segunda fase, la torre estaba ahora completa en un 51 por ciento y se encontraba a una altura de 272 pies. El tercer conjunto de columnas de la torre no llegó hasta la semana del 15 de diciembre de 2010. El tercer conjunto, ahora con una grúa más grande, se levantó y se colocó sobre el segundo conjunto de columnas. La torre ahora se encontraba a una impresionante altura de 374 pies y estaba completa en un 71 por ciento. [65] El proceso de construcción no continuó hasta el año siguiente, cuando el último conjunto de columnas de la torre llegó finalmente el día de San Valentín de 2011. Estas cuatro columnas, cada una de 32 metros de alto, se levantaron en la semana del 28 de febrero de 2011 y se colocaron sobre el tercer conjunto de columnas. La torre ahora se encontraba a una altura de 147 metros y estaba completa en un 91 por ciento. [66]

15 de abril de 2011: La rejilla ya está colocada.

La quinta y última fase de la torre consistió en levantar una reja (una estructura para unir las columnas, más comúnmente utilizada como elemento de cimentación) que pesa alrededor de 500 toneladas, levantar el soporte principal del cable de 450 toneladas y, finalmente, levantar la cabeza final de la torre que completó toda la torre SAS. Todas estas piezas finales llegaron al sitio el mismo día que llegó el cuarto juego de columnas de la torre. El 15 de abril de 2011, comenzó la primera parte de la quinta y última fase. La reja de 500 toneladas se elevó 500 pies en el aire y se colocó sobre el cuarto juego de columnas. La torre entonces se encontraba a una altura de 495 pies y estaba completa en un 94 por ciento. Tomó aproximadamente un día levantar y colocar la reja en la parte superior de la torre. [67]

Colocación de la silla de montar de doble cable de coronación

19 de mayo de 2011: Cerca del atardecer, se coloca la silla del cable antes del aterrizaje final.

Durante todo el día 19 de mayo de 2011, los ingenieros de operaciones y los trabajadores del hierro levantaron y colocaron la silla de doble cable de 900.000 libras (410.000 kg) sobre la torre SAS. Si bien una gran parte del tramo se fabricó en China, esta pieza en particular se fabricó en Japón, al igual que las sillas de desviación este y oeste y la silla de elevación hidráulica del cable principal.

Esta silla de cable guía y sostiene el cable principal de una milla de largo sobre la torre que se colocó más tarde en el año. En diciembre de 2011, se completó la colocación de la plataforma del tramo SAS y finalmente comenzó el progreso de la construcción del cable. Sin embargo, unos meses antes, en julio de 2011, se levantó la cabeza de la torre y se colocó sobre la silla en un ajuste de prueba y luego se retiró para permitir la colocación del cable. Más tarde, en 2012, los cables se colocaron completamente en la silla de la torre y luego se anclaron a lo largo de todo el tramo SAS. Luego, la cabeza de la torre se instaló de forma permanente por última vez, junto con las balizas de advertencia para aeronaves, completando toda la torre SAS a una altura final de 525 pies (160 m). [68]

Cable de suspensión principal SAS

Sección de prueba de compactación del cable SAS; los colores distintivos marcan los hilos de cable paralelos individuales, cada uno de ellos un haz de 127 cables del grosor de un lápiz. Hay 137 haces de este tipo, cada uno de ellos terminado individualmente en el extremo oriental del SAS.

La torre incluye barras de sujeción para la fijación de cables temporales que sostenían cuatro pasarelas, cada una de ellas un simple puente colgante (llamado pasarela) que permitía el acceso al mecanismo de hilado de cables y al cable principal durante la construcción. De manera similar a un telesquí , cables superiores adicionales llevaban uno o más de estos viajeros, dispositivos con ruedas que se desplazaban de un extremo del tramo al otro, tirados por cables de tracción manipulados por varios cabrestantes.

June 24, 2011: The gantry crane has been removed and two of the four temporary catwalks have been installed.

The main span uses a single cable, spun using pre-bundled groups of wires from an anchor point at the eastern end of the main span, across an eastern corner horizontal deviation saddle, over a vertical deviation saddle on the eastern end, up and over the corresponding half of the main tower saddle, down to a 90-degree deviation saddle at the western counterweight, across the counterweight, passing over the hydraulic tensioning saddle, around the opposing western deviation saddle, up to the other half of the main tower saddle, over an eastern vertical deviation saddle down to the final eastern corner deviation saddle, to the appropriate anchor point in the eastern strand anchor opposite the beginning.[47]

As a bundle is laid down, it was initially supported by supports mounted on the catwalk, then both ends were attached and the cable is tensioned at the eastern anchor points. As with a conventional cable suspension span, all of the tensioned bundles were then compressed into a circular shape and protected with a circular wrap of wire. Saddles for suspender cables were added and suspender cables placed and tensioned. The suspender cable tensioning lifted the span from its supporting falsework.[69]

October 1, 2011: Tracks within the blue cage will guide the strand hauler around the deviation saddle, to continue across the jacking saddle and around the opposite deviation saddle.

In mid-June 2011, preparations for the spinning of the main cable began by installing the temporary catwalks on the SAS span. Both western catwalks were installed and by mid-August, all four catwalks were installed in place and an approximation of the completed outline of the bridge could then be seen. All four catwalks, the traveler, its suspension cable and the drafting cables and the winches and specialized tracks at the deviation saddles had to be in place before strand dragging could begin. These catwalks were required for worker's access to the cable strands for bundling and arrangement as the individual wires are placed.

Work in September 2011 included the installation of the turning tracks for the travelers at the western deviation saddles. These tracks allowed the continuous motion of the traveler across the western end of the main span. By mid-October 2011, the traveler cables were installed. A temporary group of tower stay cables to the west, intended to resist the overturning forces imposed by the bare main cable, were also installed. Subsequently, the eastern deviation saddles were installed, preparing the bridge for cable placement.

Cable placement

The cable construction technique differed significantly from that used for the earlier western spans and similar conventional suspension bridges. In that method, the cables were spun only a few wires at a time, with bundles made up as the wires were spun by pulling a loop along the cable's route. The SAS used a different technique, with the wire strands pre-fabricated into mile-long cable bundles with bundle terminations already in place, pulled by dragging one end through the route. After attachment to the termination, a tensioning operation was performed on each bundle at the eastern anchor point, and the bundles were suspended a few feet above the catwalk. A total of 137 such bundles were installed. As bundles were positioned, they were temporarily tied together to form the cable. The cable was completely in place in late May 2012. It was later compacted into a circular shape, and then wrapped with a protective wire jacket. In mid-March 2013, the western portion was completed and the catwalks were removed. Wire wrapping was still in progress on the eastern portion.

Since the main cables curve and the suspender cables splay outward to the deck edge, the saddle design is individual to the location, being fabricated in mirror image pairs for each side. In mid-June 2012, most saddles were in place upon the main cable. Wire rope suspender cables were then draped over these saddles and later were pulled outward and attached to projections from the main deck.

On a conventional suspension bridge, sections of deck are hung in place and so immediately tension the suspenders. The proper initial length of each suspender is predetermined by engineering calculations and adjustments are required for segment relative positioning and equality of load distribution amongst the several suspenders of the section. On this bridge, the deck sections were already in a fixed relative position (being joined together and resting upon the falsework) and all suspender cables must be brought to specific tensions individually in order to tension the main cable. A jacking saddle on the western end is used to balance the tension among the sections of the single main cable.

Suspender cable tensioning is performed in stages. The degree of tensioning at various stages and the order of tensioning is critical to this procedure.[70]

Starting in 2011, proper balance between main cable runs and suspender cables and proper tension were applied to the main and suspender cables. On November 20, 2012, this process was completed which made the SAS portion of the bridge self-supporting.[71] After that, the falsework was removed.

Yerba Buena Island Transition Structure

Several construction phases can be seen in this early 2011 image, from finished columns to falsework erection through formwork completion prior to concrete pouring.
Left: Temporary double deck S-Curve (upper deck is westbound toward tunnel).
Center: Southern columns (for eastbound traffic from tunnel lower deck).
Right: Northern columns, falsework, and formwork (westbound to tunnel upper deck).

The Yerba Buena Island Transition Structure (YBITS) is an elevated roadway that bridges the gap from the SAS span to the Yerba Buena Island tunnel. Much like the Oakland Touchdown on the other side of the new bridge, this section of the bridge is also an end segment, meaning that the purpose of this segment is to transition portions of the existing bridge to the main spans of the new bridge. The connecting structure transitions the new bridge's side-by-side roadways to the upper and lower decks of the YBI tunnel.[72] In mid-February 2012, the northern structure has been poured and formwork was being removed. In early September 2012, the falsework had been removed, modified, and constructed at the eastbound location with formwork completion now allowing reinforcing and concrete placement.

Column design

There are a number of columns supporting the structure. As the ground level rises from the shore to the level of the Yerba Buena Tunnel, the height of the above ground portion of the columns varies. Since the rock structure supporting these is a hard shale, it would be normal under previous engineering methods to simply dig a relatively shallow foundation for each column, with the structural length varying progressively. Modern seismic analysis and computer simulations revealed the problem with such a design; while the long columns could flex several feet at the top (0.6 meter, more or less), the shorter columns were likely to break, since the rigid deck structures cause the imposition of a similar amount of motion at the tops of the columns, imposing more bending stress per unit length on the shorter columns. This problem was solved by making the columns of similar (but not uniform) length, with the "shorter" columns extending in permanent open shafts to deep foundations. This allows all columns of the YBITS to respond in a sufficiently uniform manner. The space between a column and its pit is covered by a protective sacrificial cover, forming a type of base isolation system at the more sensitive column locations.[73] In addition, the western landing of the YBITS is a zero moment hinge, and so there are no vertical bending stresses at that point.

Construction techniques

The construction process to build this structure consists of several steps, shown below:

The first step is to construct foundations of the large columns that will support the elevated roadway of the YBITS. Above-grade column reinforcing is constructed and enclosed by formwork and concrete is poured. After curing, the formwork is then removed. The next step is to build the roadway itself. The spans were cast in place, using extensive reinforcing, with post-tensioned cable tendons. The roadways consist of hollow box structures, cast in place in sections using formwork, owing both to the complex shapes involved and the necessity of maintaining traffic flow on adjacent structures during construction.[74]

Viewed from a completed portion of the YBITS, this double-deck tunnel connects the eastern and western spans.

The following sequence is applied to each span between columns:

  1. Since the wooden or metal form that supported the casting of the concrete was elevated, the forms were supported on falsework, in this case using vertical pipe sections, steel beams, and diagonal cables. A wooden deck was then erected atop the falsework to support the lowest forming surface.
  2. Reinforcing for the lowest surface of the box structure was then added, and the concrete was poured.
  3. During the initial pour, reinforcing and formwork for interior shear beams and any included tendon conduits were added. Later, another concrete pour was performed.
  4. Then interior formwork to support the upper (deck) surface was added and the rebar-pour process was repeated.
  5. After the concrete is sufficiently cured and any tendons were tensioned, the formwork and falsework was removed, leaving only the concrete surfaces.

Island ramps

Yerba Buena Island ramps
  Caltrans eastbound on-ramp
  City of San Francisco Yerba Buena Island westbound on-off ramps

Other than the current westbound off ramp, existing ramps linking the bridge traffic to Yerba Buena Island and Treasure Island are inadequate to handle traffic for future expected residential development. In particular, the eastbound off ramp has always been extremely hazardous, while added westbound on ramp traffic would interfere with bridge traffic flow. Between the tunnel's western portal and the existing western suspension span, there is no room for modern ramp configurations. The developments are expected to add some 3,000 residents to the island, as well as business and office space. To support this traffic, a system of new ramps (currently only partially completed) will be built on the eastern side of the islands to link to the YBITS, where there will be adequate room for proper traffic merges and departures. The east-side ramps are expected to cost about $95.67 million while they began construction on late-2013 for a June 2016 opening. New westbound on- and off-ramps opened on October 22, 2016.[75]

Lighting

The skyway and YBITS structures have custom lighting using 48,000 high-performance LEDs grouped in 1521 fixtures, most of which are mounted on 273 poles.[76] These fixtures were designed by Moffatt & Nichol[77] and built by Valmont Industries. Within a specific fixture the beam pattern of each LED is restricted by a masking structure. Each fixture has been adjusted independently and with the LED masking will illuminate the roadways only in the direction of travel, similar to the vehicles' headlights and therefore greatly reducing glare presented to drivers. This is expected to improve safety for travelers. The main span roadways are illuminated by downward-pointing LED fixtures mounted upon the main cable suspender saddles. Additional upward-facing decorative lighting at the extreme outboard edges of the roadways illuminate the suspender cables and the underside of the main cable. Additional lights highlight the main tower.

Decorative lighting effect of roadside and main-cable lamps

These lights use about half of the power of the old bridge's lights and will last about 5 to 7 times longer. They will only have to be replaced every 10 to 15 years (compared to every 2 years with the old east span), reducing cost, improving worker safety and reducing traveler inconvenience due to lane closures.

Removal of old spans

The old eastern span of the San Francisco-Oakland Bay Bridge was dismantled in the reverse order of its construction. (Image August 23, 2014.)

The first phase was to remove the double balanced cantilever span. From the several alternatives available the dismantling method was chosen over options that involved demolition by explosives. In this process the bridge was disassembled, removing individual pieces mostly in the reverse order of the original construction.[78] This required the construction of temporary support structures such as were used in the original construction. A concurrent effort removed the temporary S-curve allowing completion of the new span's bicycle and pedestrian path and improvement of the east-bound vehicular approaches.

Dismantling was delayed by the presence of nesting cormorants. By mid-November, the main-span portion of the western (left) cantilever and its tower had been almost completely removed and temporary supports were erected beneath the right portion of the eastern cantilever. As of May 2015, only a third of the rightmost span remained and by June 12, 2015 the task was completed[79] On November 14, 2015 the concrete cellular foundation of pier E3 (which supported the eastern cantilever tower) was explosively demolished with the debris falling into the steel caisson below the mud bay bottom.[80] Numerous sequentially detonated charges and an all-around air bubble curtain were used to reduce underwater shock waves in order to protect marine life. For Caltrans E3 removal planning details see this link[81]

The second phase entailed the removal of the five truss spans and the truss causeway, and the third and final phase was the removal of the underwater foundations. The entire dismantling project was completed on November 11, 2017.[82]

As the old East Span was dismantled, materials removed from the structure were loaded onto barges and shipped away for recycling.

New eastern span after the old span was removed (2017)

Judge John Sutter Regional Shoreline

On October 21, 2020, the Judge John Sutter Regional Shoreline, located at the foot of the bridge, opened to the public. The park, which was originally proposed as "Gateway Park", features a 600-foot long observation pier made from the existing foundations of the old bridge, and allows for easier access to the bay and the Alexander Zuckerman Bike Path.[83][84]

Driving experience

In either direction the driving experience has been greatly improved. In addition to the wider lanes of traffic in each direction, there is now a continuous lane for emergency or disabled vehicles on each side of the five traffic lanes. The bridge night lighting is now glare free and new white LED lighting has been installed in the lower, eastbound tunnel section. The removal of sharp curves east of the tunnel has encouraged a smoother eastbound traffic flow west of, and through the tunnel, even when compared to the pre-construction configuration.

Pedestrian walkway

The span includes a pedestrian and bicycle route, formally named the Alexander Zuckermann Bike Path.[85] The path is named in memory of Alexander Zuckermann, the founder of the East Bay Bicycle Coalition and an advocate of the Bay Bridge Trail.[86] The pedestrian and bicycle route connects the East Bay to Yerba Buena Island.

As of 2024, there is no bicycle or pedestrian lane on the western span of the Bay Bridge connecting Yerba Buena Island to San Francisco, but bicycles and pedestrians can instead travel by bus or ferry between the island and San Francisco.[87] The complementary bicycle and pedestrian pathway across the western span to San Francisco is in early planning phases with no source of funding identified as of 2024, leading the Metropolitan Transit Commission to suggest that "If funding is secured, [the western span bike lane] could open as early as 2033."[88]

Construction incidents

Weld controversy

On April 6, 2005, the FBI announced an investigation into allegations by 15 former welders and inspectors on the new span that welders were rushed to an extent affecting their performance on up to one-third of the welds, and that workers were ordered to cover up the defective welds by re-welding in a superficial manner. Many of these welds were then embedded in concrete, some deep underwater.

A California Department of Transportation (Caltrans) spokesperson quickly responded with a public assertion that it was not possible that defective welds could be hidden from Caltrans inspectors.[89] This was subsequently tested by radiological, ultrasonic and microscopic inspection of some of the welds that were accessible and alleged to be deficient. On April 21, 2005, news reports indicated that the Federal Highway Administration hired private inspectors to remove 300-pound (136 kg) sections for detailed laboratory analysis.[90]

On May 4, 2005, the Federal Highway Administration said the tests by three independent contractors showed that welds pulled from three 500-pound (230 kg) steel chunks of the bridge "either met or exceeded required specifications."[91][92] Since some of the material removed for inspection was specifically identified by the welders' complaints as worthy of inspection, this finding was received as good news.[93]

Potential foundation problems

In early November 2011, The Sacramento Bee newspaper reported and analyzed various reports (including "whistle-blower" statements) concerning the potential for falsified inspection reports associated with deep pile foundations, including some supporting the SAS main tower.[94] That article, and a later Sacramento Bee article published on May 26, 2012, provided details about construction and testing concerns and quoted experts in relevant engineering fields who raised questions about the adequacy of Caltrans's testing and oversight, and construction and testing practices of the bridge builder.[95] On June 12, 2012, shortly after publicly supporting further study of the concerns raised in the May Bee article,[96] Caltrans issued a press release with an attached letter to the Bee's Executive Editor from Caltrans Director Malcolm Dougherty. That letter included a request for a full retraction of the article, this after asserting a number of specific technical refutations and criticisms of the language and tone of the story.[97] On June 24, 2012, Joyce Terhaar, the Executive Editor of the Bee, responded in defense of the article and the mission of the paper.[98] Caltrans has also responded with a nearly one-hour video presentation.[99]

On August 4, 2012, The Bee reported on a study in progress by Caltrans engineers, who are examining foundation testing for the agency. That team of engineers, called the "GamDat" team by Caltrans, found new evidence of questionable data associated with tests of the tower foundation.[100] Following that Bee article, the California Senate Transportation Committee asked the state Legislative Analyst's Office to convene a panel of independent experts to examine concerns about the SAS tower foundation and to report on its findings.[101] That report is expected to be released in by the Spring of 2013.[needs update]

The Sacramento Bee published a further article on June 7, 2014.[102][clarification needed]

Bolt failure

Three-inch-diameter (7.6 cm) bolts connect portions of the bridge deck mounting bosses to several concrete columns. There are 288 such bolts of various lengths. The bolts were tested in place by overtightening their retaining nuts. In the two weeks subsequent to this tightening,[when?] 32 of the first 96 bolts loaded failed.[103] These bolts vary in length from 9 to 17 feet (2.7 to 5.2 m) and failure was initially attributed to hydrogen embrittlement, with hydrogen introduced during either manufacturing or electroplating. Some of the bolts can be replaced while others cannot be removed and load transfer will require more complex remediation methods. Repairs were initially not expected to delay the opening, but later it was believed it would delay the opening until December. The fix could cost up to $5 million.[2][104][105] A temporary fix was announced on August 15, 2013, with the opening revised back to its original date. The solution selected was to add a tendon-secured saddle at each deck boss location.[106] It was suggested internally that issues with tensioning the main cable may have led to the bolt failures.

The retrofit to repair the bolt failures was put into service on December 19, 2013. The fix ended up costing $25 million, much higher than the original estimates and cost projections.[107]

Water leaks in superstructure attachments

Some bridge components are mounted on the upper surface of the primary structure. Many of these require sealing against water intrusion into the interior of the deck box sections. Improper application of sealants beneath barriers to contain traffic on the bridge has been found to allow water entry into the interior. Interior moisture has led to damaging corrosion, which must now be repaired.[108][109]

Hold down rod grouting failure

The steel support structures are attached to concrete foundations with partially threaded steel rods in conduits. These conduits were supposed to be filled with concrete grout after installation. Some of these voids were temporarily closed at the top with a concrete seal. Later workers incorrectly interpreted some of these locations as having been grouted when they were only sealed at the very top. Incomplete grouting can lead to salt-water intrusion that will accelerate corrosion of these critical rods. It is planned to bore small holes into the grouting to determine which locations require additional grouting or an alternative, injection of oil or similar material, to displace any water.[110]

Substandard component fabrication and related project management issues

The automated welding procedures used by the deck boxes fabricator (Shanghai Zhenhua Port Machinery Co. Ltd.) were frequently performed in the rain. Such welding has been long recognized as leading to the cracking of imperfect welds. Such welds were considered by Caltrans management to be of low criticality in this bridge owing to the compressive forces imposed on the deck structure by this particular design. There are also reports of the vendor being uncooperative to the concerns of Caltrans inspectors and engineers. Owing to the fragility of the old cantilever structure and the possibility of a destructive earthquake, Caltrans felt motivated to avoid further delays in the new span's completion.

In late January 2014, a Contra Costa Times article reported the results of a California State Senate transportation panel investigation. The panel's report was titled "The San Francisco-Oakland Bay Bridge: Basic Reforms for the Future". This preliminary report, written by a contractor to the committee, states

It is the finding of this investigation that there appears to have been chronic attempts to keep many of the serious safety allegations quiet, put aside and not dealt with in an open, businesslike manner in the public's interest .[111]

Another California newspaper, the Sacramento Bee, reported on July 31, 2014:

A California Senate report released Thursday said that Department of Transportation managers "gagged and banished" at least nine top experts for the new $6.5 billion San Francisco-Oakland Bay Bridge after they complained about substandard work by the Shanghai, China, firm that built much of the span.[112]

A State Senate investigation continued in August, with threats of criminal prosecution directed to Caltrans.[113][needs update]

See also

References

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External links

Videos de construcción