trabajo - memoria descriptiva del Puente Severn

1. MEMORIA DESCRIPTIVA
PUENTE DE SEVERN
1.0 Localización
El puente de Severn denominado así por nombre del río, se localiza en el Reino Unido
Inglaterra, al Sur de Gales.
2.0 Ubicación
El puente del Severn, situado en el estuario del río Severn, enlazando Gloucestershire, al
norte de Bristol, Inglaterra, con Monmouthshire, Gales.

2. 3.0 Características de la Ubicación
La zona de ubicación del puente, presenta un relieve de estuario, donde la depresión del
cauce se encuentra extendida por las aguas de la marea. El cauce propiamente dicho, yace
plano y con afloramientos rocosos observados en marea baja.
Las aguas del Severn, se caracteriza fundamentalmente, por la ocurrencia del fenómeno del
macareo. Cuando el nivel del mar se eleva por encima del nivel del río o del estuario, el
agua penetra en este. Si la subida de las aguas es suficientemente rápida, se crea una ola
que sube río arriba.
En la zona de ubicación del puente, el rio es ligeramente estrecho gracias a los afloramientos
rocosos e islotes, y se encuentra definido entre sus márgenes que presentan ligeras
pendientes hacia el eje del cauce.
4.0 Alineamiento del Puente
El puente tiene una longitud de 1.6 km, 145 m de altura y un vano central de 987 m.
5.0 Rasante
La rasante ha sido fijada en función de la rasante de la carretera, en la zona contigua a la
ubicación actual del puente.
6.0 Longitud del Puente
La longitud total del puente es de 1.6 km,145 m de altura y un vano central de 987 m.
7.0 Número de Tramos
El puente del Severn está compuesto por 4 puentes separados está la estructura de oz que a
su vez enlaza con el viaducto Beachley y luego está el puente Wye.

3. 8.0 Materiales
Para la sub estructura se ha considerado concreto reforzado, pero para la superestructura
como para las torres de acero, cables y el tablero, las barandas son metálicas.
9.0 Sección Transversal Adoptada
La sección transversal adoptada fue cambiada a partir de un accidente que sucedió porque
se construyó una sección de armaduras donde no se tomó en cuenta la dinámica del viento
y por ello se diseñó una sección más liviana y con función aerodinámica.
10.0 Tipo de Puente
Para cubrir la longitud de 1.6 km. se opta por el Puente Colgante a fin de permitir el
transporte marítimo discurriera por una de las vías fluviales más importantes del Reino
Unido sin obstáculos.
11.0 Sobrecarga de Diseño
La sobre carga de diseño es la HS20, de acuerdo a la nomenclatura establecida en el registro
AASHTO, versión estándar para el cálculo de la estructura en el sentido longitudinal. Para
el diseño de la losa se ha considerado las cargas de rueda más pesadas, correspondientes al
camión HS20-44 o el eje tándem y la sobre carga distribuida, en la posición tanto
longitudinal como transversal que produzca los máximos efectos en cada caso.

4. 12.0 Superestructura
La estructura propuesta para el puente, consiste en torres de acero, cables y el tablero donde
fue construida por la empresa de Friman.
Uno de los más importantes avances de la construcción en chapa soldada consiste en la
posibilidad de realizar una gran variedad de formas, observándose que se puede construir
una calzada con estructura de cajón y de manera tal que sea imposible, o extremadamente
reducida, la inducción de torbellinos alternativos, suprimiendo así la tendencia a oscilar.
Este mismo problema aparece en aeronáutica, en las alas de los aviones, problema que ha
sido resuelto con ayuda de una sección cerrada adecuada. Ensayando algunos modelos
reducidos en túneles de ensayo, se ha llegado a la conclusión de que es posible proyectar
un perfil idóneo. Se ha adoptado finalmente la forma representada en la figura, en la que, a
título de comparación, se incluye una sección transversal de la estructura colgante del tramo
central de 1.000 m del puente sobre el Firth y Forth. El tramo central del puente sobre el
Severn está, pues, constituido por un cajón continuo de unos 3 m de altura y 22,9 m de
anchura, con dos voladizos de 4,27 m de anchura (uno para pista de ciclistas y otro con
calzada para peatones). Cada uno de los tramos laterales se halla igualmente constituido
por un cajón continuo. Las juntas de dilatación se han previsto en cada pila para compensar
los desplazamientos laterales y las dilataciones. Estos cajones continuos están formados por
elementos de 18,30 m de longitud, de construcción soldada, en acero de alto límite elástico
para las chapas de entablado y sus contrafuertes, y en acero dulce ordinario para las otras
piezas. Estos elementos fueron realizados sobre dos rampas de lanzamiento de un antiguo
astillero situado en las orillas del río Wye. Cada elemento, impermeabilizado, se colocó
sobre el agua, se remolcó hasta el puente y, después, se elevó hasta su posición de montaje
con ayuda de unas poleas especiales, fijadas sobre los cables principales. Los elementos
fueron soldados con soldadura por solape, sin ninguna dificultad, tomándose todas las
medidas oportunas, durante las uniones, para asegurar en montaje preciso.
13.0 Cables de suspensión
La amortiguación propia de una estructura es un factor esencial de reducción de
oscilaciones parásitas. En el caso de una estructura soldada, como el tablero del puente
sobre el Severn, la amortiguación natural es débil, con la seguridad suplementaria que
entraña el hecho de que la calzada está colgada de cables. Los cables de suspensión, fijados
al cable principal a intervalos horizontales equidistantes, están constituidos por pares de
cordones metálicos de 50 mm de diámetro, y forman entre ellos un ángulo de 35°. Los
cables verticales clásicos soportarían mucho mejor las tensiones directas; pero el fin de esta
disposición oblicua es disipar los esfuerzos cargando y descargando alternativamente los
cables de suspensión en el caso de oscilación de la calzada, particularmente cuando la
calzada tienda a desplazarse horizontalmente con relación a los cables. La combinación de
calzada en cajón y cables de suspensión oblicuos es una patente internacional de Sir Gilbert
Roberts.
14.0 Cables

5. El ahorro de pesos, y la disminución de esfuerzos debidos a los vientos en el tablero, tienen
consecuencias sobre el resto de la estructura y, en particular, sobre los cables principales,
los cuales, con una relación flecha/luz de 1 a 12, están sensiblemente más tensos que lo
estarían en el tablero más pesado, aumentando, por tanto, la tensión en los cables, pero
disminuyendo la altura de las torres de suspensión. Los cables son de alambres paralelos y
cada uno de ellos lleva 8.360 alambres galvanizados de 5 mm de diámetro, siendo la carga
límite de rotura de 160 a 180 kp/mm^. Están unidos por el método clásico de cableado por
alineación y con el mismo montaje que se hizo en el caso del puente sobre el Firth of Forth;
cada cable consta de 19 cordones unidos para formar una sección circular.
15.0 Anclajes
En cada extremidad del puente, los cables van anclados por «gravedad», es decir, mediante
bloques de hormigón de masa suficiente para resistir la tracción de aquéllos. La masa
necesaria es de unas 90.000 t en cada extremo. Los bloques de hormigón se hallan
ampliamente aligerados en una altura suficiente para formar los arbotantes de la calzada, y
llevan en su parte delantera unos empalmes o conexiones sobre los que los cordones se
curvan hacia abajo, se separan y se dirigen hacia los puntos de anclaje independientes. Los
cimientos del bloque de anclaje sobre la península de Beachley no han planteado ningún
problema especial; pero tanto el anclaje de Aust como la pila del mismo lado, han tenido
que ser realizados entre mareas.
16.0 Torres de suspensión
Las torres de acero, de 120 m de altura, se apoyan sobre pilas de hormigón armado con
coronación en granito de 12 m de ancho por 40 de largo. Las torres van ancladas con
cordones pretensados empotrados en las pilas, para asegurar su estabilidad en estado
normal. Tanto para las torres como para la calzada, ha prevalecido la misma técnica de
construcción soldada. Los montantes están constituidos por columnas en forma de pirámide
de sección rectangular en cajón, de 5,20 m x 3,90 m en la base y 5,20 m x 2,90 m en la
cima, con ocho diafragmas horizontales. Las chapas, de 17 m de longitud, son de acero de
alto límite elástico, variando su espesor de 21 mm en la base a 14 mm en la parte alta.
Separados 23 m entre ejes, dichos montantes van arriostrados con tres traviesas, igualmente
de cajón, la inferior de las cuales soporta el tablero.
17.0 Estribos y Pilares
En ambas márgenes, se ha colocado estribos tipo cajón, y cimentación de concreto armado,
la altura total de los estribos es de 11.00 metros, con una longitud de 5.50 metros y un ancho
de 5.00 metros, la pantalla frontal es de 0.45 metros de espesor y los muros son de 0.25
metros de espesor, estos a su vez tienen una losa de concreto armado de 0.20 metros de
espesor a una altura de 7.00 metros del fondo.
En la parte superior de los estribos se encuentra la losa de aproximación de 0.20 metros de
espesor, que esta fija a la estructura del estribo, y descansa sobre el material de relleno
seleccionado. En el tramo central se encuentran los pilares, que son sólidos apoyados sobre
zapatas, con una altura de 10.50 metros, ancho de 4.80 metros y un espesor de 0.90 metros.

6. 18.0 Cimentación
La pila del lado Aust ha sido erigida sobre su afloramiento a media marea sin muro de
retención; el trabajo se efectuó en el intervalo de mareas, y consistió en construir un recinto
periférico con bloques de hormigón prefabricado y verter después hormigón en masa en
dicho recinto. El anclaje se logró con barras de Macalloy empotradas en agujeros perforados
a tal efecto y puestas en tensión a continuación. Como el bloque se encontraba
permanentemente rodeado de agua, incluso en marea baja, fue necesario construir un dique
de 300 m desde la orilla. La pila del lado Beachley descansa sobre dos cilindros de 18,3 m
de diámetro, construidos con muro de retención, en excavación libre a unos 15 m por debajo
del nivel medio de las aguas, y en los que, a continuación, se vertió el hormigón.
19.0 Dispositivos de Apoyo
Cables fijados a una zona firme (cámara de anclajes)
20.0 Juntas de Dilatación Contracción
Las juntas de dilatación contracción de la estructura en los extremos del puente, son perfiles
metálicos soldados.
21.0 Superficie de Rodadura
La superficie de rodadura, que actúa como superficie de desgaste y de protección de la losa,
estará constituida por una carpeta asfáltica de 50.00 mm de espesor.
22.0 Accesos
Autopista M4, 4 carriles, dos por dirección. Ésta va de South Gloucestershire y Forest of
Dean

7. El puente de Severn está compuesto por 4 puentes separados que se abren camino a través
de la gigantesca barrera física del estuario está el viaducto Aust que enlaza con el puente
colgante Severn que a su vez se enlaza con el viaducto Beachley y luego está con el puente
Wye.
23.0 Mantenimiento del Trafico Durante la Construcción
El trafico actual usa los accesos y un actual puente 5 km hacia abajo para cruzar el rio,
durante los procesos de construcción es posible que pueda ser necesario bajar el aforo de
vehículos.
24.0 Plazo de Ejecución
Para la construcción del presente proyecto se requirió de Mil doscientos sesenta (1260)
días calendarios.

8. 25.0 Presupuesto
El monto calculado para la ejecución del proyecto es de: OCHO MILLONES DE LIBRAS.
26.0 Clasificación del Puente del Severn
a) Según la naturaleza de la vía soportada:
Se calificaría como un Puente Colgante Vehicular tomando en cuenta la luz larga y el
transporte marítimo.
b) Según el material:
El material predominante es el acero con 18.5 ton

9. c) Según el Sistema Estructural Principal:
Se clasifica como un Puente suspendido ya que dentro de este grupo se encuentra el
puente colgante.
d) Según la Forma Geométrica en planta:
Se considera un Puente de planta recta.

10. e) Según la posición respecto a la vía considera:
Se clasificaría de paso superior considerando el transporte marítimo.
f) Según el tiempo de vida previsto
Diseñado para 120 años. (según el video). Pero según norma el tiempo de vida
previsto es de 75 años.
g) Según la demanda de tránsito y clase de carretera
Se clasifica como un Puente vial de primera clase ya que es un Puente con una autopista
M4, cuatro carriles, dos por dirección.
h) Clasificación de acuerdo a la importancia operativa
Es importante porque conecta a Inglaterra con Gales del Sur, a fin de trasladarse en menos
tiempo.

11. i) Clasificación para fines del diseño sísmico
Se considera un puente crítico, ya que existen conductas meteorológicas generando un
diseño imposible de poder ser hecho realidad, así como también considerando la longitud
del vano.
j) Según el sistema de construcción
Su sistema de construcción es compuesto, fueron 2 empresas que se encargaron una de la
Sub estructura y la otra de la Super estructura.
k) Según el Tipo de apoyo.
El tablero suele estar suspendido mediante tirantes verticales sujetos a dichos cables. Las
torres llevan las cargas al terreno firme, cámaras de anclaje.
Las fuerzas principales en un puente colgante son de tracción en los cables principales y
de compresión en los pilares.
27.0 Recomendaciones
- Se debe de tomar en cuenta los antecedentes para el diseño del puente como
también el historial de cauce del río.
- En el diseño de deberá incorporar la defensa de las riberas del río por el cambio de
marea baja a alta, así como también considerando al fenómeno del macareo.
- Considerar los riesgos e incrementar la seguridad en el trabajo.
-
- Realizar las pruebas pertinentes de diseño a fin de no incurrir en accidentes o peor
aún terminar en pérdidas humanas y económicas.

12. - Para poder diseñar un puente se tiene que realizar un estudio exhaustivo ya que a
partir de ello tenemos toda la responsabilidad de brindar una buena obra.
28.0 Conclusiones
- El puente del Severn se diseñó a partir de un problema, pero tuvieron que pasar 143
años para su construcción.
- El puente no necesita apoyos centrales durante su construcción, permitiendo
construir sobre profundos cañones o cursos de agua muy ocupados por el tráfico
marítimo o de aguas muy turbulentas tales como el río Severn.
- Tomar en cuenta el obstáculo de marea alta donde duraba 6 horas y media y marea
baja con una ventana de tiempo de 30 minutos causando el fenómeno del macareo
quiere decir que se haya tenido una exigencia única para prevenir ocurrencias
desastrosas.
- La importancia de que alcanza una obra de esta magnitud donde beneficia y a la vez
la responsabilidad de diseñar un puente de calidad.
- A partir de los errores se aprende, pero siempre y cuando no se vean pérdidas
humanas.