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ESCUELA DE INGENIERIA CIVIL FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL ASIGNATURA: DISEÑO EN ACERO Y MADERA INGENIERO: FIDEL CCOPA INFORME: VISITA PUENTE DE FIERRO ALUMNO: ANCO YUCRA, CARLOS CESAR AREQUIPA - 2011

Informe fierro

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Page 1: Informe fierro

ESCUELA DE INGENIERIA CIVIL FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

ASIGNATURA: DISEÑO EN ACERO Y

MADERA

INGENIERO: FIDEL CCOPA

INFORME: VISITA PUENTE DE FIERRO

ALUMNO: ANCO YUCRA, CARLOS CESAR

AREQUIPA - 2011

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INFORME DE LA VISITA AL PUENTE BOLIVAR O PUENTE DE

FIERRO

1. OBJETIVO:

Realizar la visita al puente de Fierro o denominado puente Bolívar en la ciudad de Arequipa y analizar

el diseño de estructuras hechas en acero, comparar el tipo de estructura con otras estructuras existentes

y comentar acerca de la forma de construcción.

2. MARCO TEORICO: ANTECEDENTES HISTORICOS

Este puente fue diseñado por el ingeniero francés Gustavo Eiffel, famoso por su: torre de París, con el

objeto de trazar un viaducto para el ferrocarril al Cuzco. Se construyó en 1882. Tiene 488 metros de

luz, y cuando se hizo fue el más largo del mundo. Esta primacía duró hasta 1889, año en que se

construyó en Escocia un puente de 518 metros. Actualmente el Puente de Fierro ocupa por su longitud,

el 7» lugar en el mundo entre los puentes no colgantes. Desde este puente se aprecia una de las vistas

panorámicas más hermosas de la ciudad, su campiña y sus tres volcanes nevados.

EL VIADUCTO DEL FERROCARRIL DEL SUR 2

Puente Simón Bolívar: La verdad sobre el “Puente de Fierro”.

La realización de los proyectos ferrocarrileros a nivel nacional incluyó la construcción del Ferrocarril

del Sur, el cual debía unir el litoral con la Ciudad de Arequipa, autorizado por el Presidente Don Pedro

Diez Canseco con Decreto Supremo, aceptando la propuesta que había formulado don Enrique Meiggs

el 30 de marzo de 1868, la misma que había dado lugar la aprobación de la Comisión del Tribunal

Mayor de Cuentas, cuya dirección ejercía el arequipeño Dr. José Fabio Melgar y del dictamen favorable

del Fiscal de la Corte Suprema de Justicia, Dr. José Gregorio Paz Soldán, otro ilustre mistiano.

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Fig. 1. Mapa del recorrido planteado para el Ferrocarril del Sur y sus diversas conexiones. Fuente: Reseña Histórica de

los Ferrocarriles del Perú. 1932.

EL DECRETO SUPREMO DICE:

«LIMA, ABRIL 20 DE 1868. VISTAS LAS DIFERENTES PROPUESTAS HECHAS PARA LA

CONSTRUCCIÓN DE UN FERROCARRIL ENTRE LA CIUDAD DE AREQUIPA Y LOS PUERTOS DE

MEJÍA O DE ISLAY, CON LO OPINADO POR EL TRIBUNAL MAYOR DE CUENTAS Y POR EL

FISCAL DE LA CORTE SUPREMA DE JUSTICIA Y RESULTANDO COMO LA MÁS VENTAJOSA LA

HECHA POR DON ENRIQUE MEIGGS, NO SÓLO POR LA NATURALEZA DEL CONTRATO QUE

PROPONE, SINO POR LAS GARANTÍAS QUE OFRECE, DE ACUERDO CON EL VOTO UNÁNIME DEL

CONSEJO DE MINISTROS; ACÉPTASE DICHA PROPUESTA Y, SIENDO CONVENIENTE PARA LOS

INTERESES FISCALES QUE UNA COMISIÓN FORMADA DE PERSONAS COMPETENTES Y DE

NOTORIA PROBIDAD, ARREGLE LOS TÉRMINOS DE LA ESCRITURA QUE DEBE CELEBRARSE,

NÓMBRESE PARA QUE LA COMPONGAN AL PRIOR DEL CONSULADO DON JULIÁN

ZAROCONDEGUI, AL COMERCIANTE DON BENITO VALDEAVELLANO Y EL ABOGADO DON

ANTONIO REINALDO CHACALTANA. ESTA COMISIÓN REDACTARÁ EL PROYECTO DE DECRETO

QUE SERVIRÁ DE MINUTA DE LA ESCRITURA, CON ARREGLO A LAS BASES PROPUESTAS POR LA

COMISIÓN CENTRAL DE INGENIEROS, QUEDANDO DESDE LUEGO MODIFICADA LA CONDICIÓN

CUARTA DE LA PROPUESTA QUE LIMITA LA GARANTÍA DEL USO PÚBLICO DEL CAMINO A SEIS

MESES DEBIENDO SER ESTE TÉRMINO CUANDO MENOS DE TRES AÑOS Y LAS INDICACIONES

HECHAS POR EL FISCAL DE LA SUPREMA. REMÍTASE ESTE EXPEDIENTE A LOS INDIVIDUOS QUE

HAN DE FORMAR LA COMISIÓN. RÚBRICA DE SU EXCELENCIA (PEDRO DIEZ CANSECO)».

Los miembros de la Comisión nombrada renunciaron y se nombró a los señores Ramón Montero, Fco.

Ruiz y Manuel de la E. Chacaltana que formularon el Proyecto de Contrato, el que fue aprobado el día

30 de abril del mismo año. Se fijaba el importe de 12'000.000,00 de soles, quedando liberados de

impuesto de importación los materiales que se precisaban. Debía supervisar los trabajos la comisión

integrada por los señores Ramón Azcárate, Ing. Alex Prentice y los arequipeños Juan Manuel de

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Goyeneche y don Enrique López de Romaña, quienes aprobaron la obra y escogieron los terrenos que

debían servir para la Estación Central en esta ciudad.

Fig. 2. Viaducto del Ferrocarril del Sur.

Fuente: Archivo Regional de Arequipa.

El informe fue elevado al Gobierno el 7 de mayo de 1870 y la complacencia fue unánime. Sólo en un

punto disentía el Ing. Prentice: el lugar de la costa donde debía fijarse el terminal ferroviario, sugería

que fuese Islay, en tanto los demás proponían a Mollendo. No se debe olvidar que Islay sufrió los

efectos de una maligna peste desde el 23 de mayo de 1868 hasta el 12 de junio de 1869, que exterminó

a la población y los sobrevivientes tuvieron que refugiarse en Chiguas, Mejía y Mollendo, o en

“ramaditas” en las lomas.

Se arrendó el ferrocarril a Henry Meiggs, mediante un contrato en el que se establecía que el terminal

ferroviario debía ser Puerto Mayor, contrato que fue firmado el primer día de julio de 1871, siendo el

plazo de explotación de cinco años. Pero, desde el 24 de diciembre de 1870 había quedado abierto al

tráfico, desde Mejía.

La inauguración oficial se hizo el 1 de enero de 1871, concurriendo al acto el presidente de la República

don José Balta, acompañado de su familia, Consejo de Ministros y numerosa comitiva, y también se

invitó a las familias más representativas de la Ciudad Blanca.

EL PUENTE DE FIERRO

El conocido Puente de Fierro de Arequipa, cuya denominación correcta es la de un puente de tendido

para soportar la línea férrea por la cual se desplazaría el tren que venía del litoral arequipeño hacia la

Estación y desde allí, posteriormente hacia la ciudad de Puno.

Se sabe que las compañías ferroviarias constructoras de puentes recurrirían con mayor facilidad a los

puentes metálicos, ya que la exención aduanera era un camino más fácil para concluir la construcción,

que la instalación de una cantera a pie de obra, con toda una legión de canteros y albañiles que tallaran

la piedra y la encajaran según el diseño del ingeniero. De todas maneras, los problemas de suministro y

transporte de los tramos metálicos del puente hasta el punto de elevación del mismo y algunos

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condicionantes técnicos obligaban a recurrir a la construcción de puentes de fábrica, puentes que tenían

un sistema probado y adaptable a las dimensiones de las rasantes.

Fig. 3. Fotografía del Viaducto mostrando los rieles. Fuente: Reseña Histórica de los Ferrocarriles. 1932.

Los puentes metálicos son especialmente atractivos desde el punto de vista técnico e histórico y, como

ha quedado reflejado, están íntimamente ligados al ferrocarril. El análisis de los mismos nos

comprueban los sistemas utilizados, tanto en elementos sustentantes, los elementos sustentados así

como los sistemas de unión.

Las características del puente Simón Bolívar (conocido como el Puente de Fierro), son las siguientes:

El puente pertenece a la tipología de puente para ferrocarril de cerchas y fina trama de de diagonales

que se cruzan espacialmente, utilizando el sistema Warren, “X”, ya utilizado por ingenieros de puentes

(primero se utilizó este sistema en puentes de madera).

El puente es una estructura de columnas de tubos armados de cuatro partes de plancha laminada,

unidos por remaches sometidos a compresión, con templadores de barras macizas esforzadas a tracción

y nodos con piezas de fierro fundido.

El método de uniones es de remaches y tornillos. El sistema constructivo es de piezas prefabricadas y

bases de sillar con cal niveladas en tierra.

La autoría de la construcción del puente se atribuye a Gustave Eiffel. Pero el sistema estructural es en

realidad una patente autorizada de la empresa “Phoenix Iron Company”, la cual hizo una gran

innovación en 1862, cuando Samuel Reeves, uno de los jefes de la empresa, inventó la columna

Phoenix. Al contrario de la solidez de las columnas de fierro fundido, esta columna era hueca y

consistía en múltiples segmentos de fierro laminado enfrentados entre sí para formar una columna.

Este diseño le dio a la columna Phoenix gran resistencia con menos peso que las columnas sólidas de

fierro fundido, logrando que la columna Phoenix sea ideal para erigir edificios más altos y puentes más

fuertes y resistentes.

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Fig. 4: Vista de las secciones de columna.

Fuente: ALBUM OF DESIGNS OF THE PHOENIXVILLE BRIDGE-WORKS. Clarke, Reeves & Co. Office No. 140

Walnut Street. Philadelphia. J:B: Lippincott & Co. Philadelphia. 1873.

La patente con su fecha de registro se observan con mucha claridad en algunas piezas del puente, así

como el nombre de la compañía.

Fig. 5: Detalle nombre compañía impreso en los elementos. PHOENIX IRON CO. PHILADA.

Fuente: Foto de la Autora.

Algunos detalles de la construcción se pueden especificar, como por ejemplo el detalle del nudo

superior: Perfil de alma llena horizontal. Pieza de acero fundido vinculada a todas las piezas.

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Templadores unidas con fijación móvil. Columna de tubo formada por cuatro piezas laminadas

(destacar la concentración de remaches en el extremo).

Fig. 6-7-8. Detalle de los sistemas de enganche y soporte de las piezas que componen la estructura del puente.

Fuente: Fotos de la Autora.

La propuesta del puente se basa en los principios de la liguereza de los puentes americanos con respecto

y diferencia de los puentes ingleses, primero por la concentración del material a lo largo de las líneas de

tensión, el cual enlaza un sistema entramado más ligero y puede ser usado desde aquí con una

armadura más alta. Segundo, a esta altura la armadura mayor, la cual genera menos fuerza al sistema

superior e inferior de cuerdas, requiere menos cantidad de fierro en sus partes. Tercero, al usar las

conexiones de “ojo” y “alfiler” en lugar de “remaches”, no hay desperdicio de material y compensa la

deducción de los vacios de los remaches.

Los puentes americanos por lo tanto son más resistentes verticalmente y mejor arriostrados lateralmente

que los puentes ingleses, su gran altura da menos flexión que presión y permite un arriostre mejor sobre

y debajo del carril.

Por último, se requiere una menor cantidad de labor manual para construirlos y erigirlos. “Hence

machine-labor can be applied to their manufacture, and the cost at the work reduced to the minimum”2

Los sistemas aplicados a los puentes diseñados por esta empresa no solo están planteados como

prefabricación sino también como facilidad de ensamblaje y su posterior armado in situ.

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Fig. 9-10-11-12. Detalles y vista de los diseños tanto de los sistemas menores “ojo” y “alfiler” como de las columnas.

Fuente: ALBUM OF DESIGNS OF THE PHOENIXVILLE BRIDGE-WORKS. Clarke, Reeves & Co. Office No. 140

Walnut Street. Philadelphia. J:B: Lippincott & Co. Philadelphia. 1873.

La mayoría de los puentes realizados por la empresa Phoenix Iron Co. eran diseños que contemplaban

una gran distancia entre los bordes. Podemos encontrar ejemplos de los mismos en todo el territorio

americano incluyendo Canadá. El diseño de puentes incluían también puentes peatonales con sistemas

más simples, pero siempre manteniendo los “plates”, el detalle del desarrollo del mismo tendido de

rieles con ligeras barandas laterales ya que no estaban pensadas para el uso peatonal.

El Puente de fierro por lo tanto, al cambiar de uso utilizan en su tendido un relleno de hormigón para

sustituir los rieles y permitir años posteriores el acceso al transporte de vehículos motorizados.

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Fig. 13-14-15 Puente estilo entramado con sistema de tendido tipo “deck”, y plataforma elevada.

Fuente: ALBUM OF DESIGNS OF THE PHOENIXVILLE BRIDGE-WORKS. Clarke, Reeves & Co. Office No. 140

Walnut Street. Philadelphia. J:B: Lippincott & Co. Philadelphia. 1873.

Estructuras inferiores del Puente de Fierro de Arequipa.

Los pernos que se muestran presentan las siguientes características:

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Propiedades de los materiales de pernos

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Dimensiones de ls pernos.

Para reducir la deflexión de la viga principal la armadura lleva una columna en el medio unida a dos

tensores de acero que se une a la viga principal en los pilares de acero.

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