El puente King Street, también conocido como Kings Bridge, lleva King Street sobre el río Yarra en Melbourne , Australia. El puente continúa hacia el sur como un viaducto elevado, y en años posteriores se construyó el Crown Casino a su alrededor.
Cuando se inauguró en 1961, el puente tenía ocho carriles a través del río Yarra, dos carriles pasantes en cada dirección que conectaban King Street con Kings Way, además de dos carriles a cada lado que conectaban King Street con Yarra Bank Road. En el extremo sur, las rampas de entrada y salida orientadas al norte están conectadas con Whiteman Street, y los carriles para correr desde el viaducto descienden hasta el nivel del suelo, con la ruta 58 del tranvía emergiendo de City Road hasta la franja intermedia. [1] En la década de 1990, el desarrollo del Crown Casino cerró Yarra Bank Road y las rampas del puente se conectaron al aparcamiento del sótano del complejo. [2] [3]
El extremo sur del puente ha sufrido un asentamiento diferencial entre las rampas de acceso apoyadas sobre relleno y el tramo suspendido sostenido por pilotes perforados. [4] [5]
La Junta de Caminos Rurales (más tarde VicRoads ), siguiendo instrucciones del gobierno, preparó especificaciones en 1956 para un puente para cruzar el río Yarra . Se esperaban licitaciones mundiales para el diseño y construcción de un puente de 410 pies (120 m) de largo y 149 pies (45 m) de ancho y que tuviera una estructura elevada continua de 1,880 pies (570 m) de largo y 63 pies (19 m). de ancho [6] sobre el río Yarra en King Street, junto con un viaducto que cruza sobre las líneas ferroviarias de Port Melbourne y St Kilda , Whiteman Street, Queensbridge Street, City Road y Hanna Street, y regresa al nivel actual de Hanna Street (más tarde Kings Way) cerca de Grant Street, en el sur de Melbourne. [7] [8] Junto con la construcción del paso elevado de Flinders Street , se estimó que todo el proyecto costaría 3,5 millones de libras esterlinas . [6] Siete licitadores presentaron un total de 14 ofertas para el trabajo cuando las licitaciones se cerraron el 29 de enero de 1957, y después del examen por parte de los funcionarios de la Junta, el gobierno aceptó la oferta de Utah, Australia . [7]
Contratistas de Utah, Australia, comenzaron sus operaciones en el sitio el 25 de noviembre de 1957, construyendo un puente temporal para dar acceso a la ubicación final de los pilares del puente sobre el río. [9] La aprobación de la Ley del Puente King-street de 1957 [8] a través del Parlamento de Victoria el 18 de diciembre de 1957, otorgó el permiso formal para la construcción del puente, otorgó a la Junta de Carreteras Nacionales poderes para tomar propiedad de las tierras relevantes y no para inhibir las operaciones de las líneas ferroviarias de Port Melbourne y St Kilda durante la construcción, declaró la carretera "vía pública" una vez terminada y prorrateó el costo total a cargo de la siguiente manera: 65% por el gobierno de Victoria , 30% por el Ciudad de Melbourne , y 5% por la Ciudad de South Melbourne . [8]
El puente King Street fue diseñado en 1959 por Hardcastle & Richards , ingenieros consultores de Utah, Australia, en nombre de Country Roads Board, y construido durante los dos años siguientes. [4] [10] La subestructura del puente principal se completó en noviembre de 1959, y se completaron los carriles este y oeste del puente de bajo nivel sobre el Yarra, excepto los pasamanos y la iluminación. [11]
El tráfico comenzó a utilizar los carriles este y oeste del puente de bajo nivel en noviembre de 1960, [12] y el 12 de abril de 1961, el primer ministro de Victoria Henry Bolte inauguró el puente principal . [12] [13] [14] Se trata de una construcción de tramo suspendido en voladizo con plataforma de hormigón y vigas de acero soldadas con tramos suspendidos de hasta aproximadamente 100 pies (30 m) de largo.
Poco después de su finalización, el 10 de julio de 1962, un tramo se derrumbó bajo el peso de un semirremolque de 47 toneladas, aunque el peso estaba dentro de los límites del puente.
Lo siguiente, excepto la sección "Reconstrucción", está tomado del informe de la Comisión Real.
El diseño de la superestructura de H&R incorporó detalles de diseño estándar para vigas y placas de cubierta, como era común en ese momento para la construcción de acero dulce. CRB había permitido en la licitación el uso de acero de alta resistencia según la norma británica BS 968:1941. H&R optó por utilizar este acero para reducir el peso, ahorrando así el coste de las cimentaciones. El diseño y construcción de los cimientos estuvo a cargo de UTAH.
En los documentos de licitación de CRB se incluyeron especificaciones completas para la fabricación en acero de alta resistencia que se leerán junto con las de BS 968 -1941 y además de ellas. (Se sugirió que la Norma podría haber tenido lineamientos erróneos que no estaban respaldados por la experiencia y en los que se confió para este diseño). [15]
Ni UTAH ni J&W apreciaron realmente las diferencias que presentaba el acero de alta resistencia en su fabricación, particularmente en lo que respecta a la soldadura. Ahí comenzó el camino hacia el fracaso.
J&W, al realizar su pedido de acero a BHP, no exigió pruebas adicionales según las especificaciones de CRB. Como resultado, BHP sólo suministró análisis de cuchara. BHP incluso declaró a J&W en algún momento que las pruebas de ductilidad de Izod según las especificaciones CRB eran inútiles.
No se llevaron a cabo todos los ensayos de tracción e Izod para diferentes espesores de placa.
El acero suministrado por BHP estuvo en general muy cerca de las tolerancias máximas en cuanto a composición química. Más tarde se reveló que la composición química de las placas a veces excedía las especificaciones incluso cuando el análisis de cuchara estaba dentro de las especificaciones. BHP tampoco apreció los requisitos de soldadura para acero de alta resistencia e incluso en ocasiones informó a J&W que incluso cuando la composición química mostrada por el análisis de cuchara excedía las especificaciones, el acero aún era soldable. La fragilidad era de suma importancia y, durante las pruebas, algunas muestras ni siquiera mostraron un límite elástico.
H&R colocó los extremos soldados transversales de las placas de cubierta de las bridas tensadas en regiones de baja tensión según lo permitido por las especificaciones. Si se hubiera dado la debida consideración durante la fabricación a la preparación de la soldadura, es posible que no se hubiera producido la falla del puente. El mayor descuido pareció ser la falta o insuficiente precalentamiento alrededor del área de soldadura para limitar la intensidad de las tensiones residuales en la zona afectada por el calor. En estas circunstancias, la fractura frágil estaba casi garantizada. De hecho, todas las grietas ocurrieron en la ZAT del material de la placa. (Por otro lado, parece improbable que el precalentamiento pudiera aplicarse de manera consistente, y que las dificultades en la aplicación podrían haber resultado en variaciones en las propiedades del acero, incluyendo pérdida de resistencia e inconsistencias en la tensión en las áreas afectadas o cercanas, posiblemente causando resultados similares o similares. otros tipos de fallo, como la fatiga a largo plazo).
Se especificaron pruebas Izod para chapa y soldaduras. Muchas pruebas Izod, particularmente para soldaduras, se repitieron después de un fallo inicial hasta que se logró pasar.
El informe de la Comisión afirmaba que "sería difícil imaginar un desprecio más cruel del valor de las pruebas de aceptación".
Durante la inspección final de las vigas, bajo una importante presión de tiempo y circunstancias muy insatisfactorias, era probable que no se detectaran las grietas que finalmente provocaron la falla del puente.
Como J&W era responsable de todas las pruebas de placas, de las cuales no estaban particularmente convencidos de que fueran necesarias, hubo muchas disputas entre los inspectores de CRB y el personal del taller de J&W. Los comisionados afirman en su informe que "no sabemos a quién culpar más, si a J&W por su actitud arrogante o a CRB por aguantarlo".
Como autoridad a cargo del puente en el momento de la falla, MMBW fue responsable del diseño del método de reconstrucción.
La División de Carreteras del MMBW realizó este trabajo. El personal de ingeniería estaba formado por William (Bill) Burren, ingeniero jefe de la División de Carreteras; Stan Long, segundo a cargo, Bruce Day , ingeniero estructural jefe; Shandor Mokos y Tom Dobson, ingenieros estructurales senior; y Graham Ebbage, ingeniero estructural asistente. Todos han fallecido (2020), excepto Ebbage, quien luego diseñó puentes en Melbourne, Brisbane y Hong Kong.
Había que suponer que todas las vigas contenían grietas, ya fueran detectadas actualmente o no. Por lo tanto, se decidió postensar todas las vigas para no dejar ninguna parte en tensión.
Como cada tramo constaba de cuatro vigas, se decidió construir grandes bloques de hormigón fuertemente armado en los extremos de cada par de vigas. Éstos debían albergar los bloques de anclaje de los cables postensados. Estos bloques se sostenían entre las vigas mediante pesadas varillas de alta resistencia que pasaban a través de cada bloque de viga a viga, con un promedio de aproximadamente 19 varillas cada una.
Los cables eran del tipo Freyssinet con cuñas de hierro fundido que sujetaban cada cable en un bloque de acoplamiento. Cada cable estaba formado por varios hilos, cada uno de los cuales contenía siete alambres de alta resistencia. A modo de ejemplo, en el tramo núm. Con una longitud de 11.110 pies, la fuerza total de pretensado empleada ascendió a unas 11.000 toneladas.
Para proteger los cables de la corrosión, los cables se encerraron en conductos de fibrocemento y luego se inyectaron con lechada a alta presión. Esto es lo que algunas personas ven ahora como tuberías bajo el puente.
La reconstrucción fue realizada por John Holland Constructions . Bruce Day fue el ingeniero de sitio de MMBW para el contrato.
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