79 Caminos de España

ESTRUCTURAS PARA LOS CAMINOS DE ESPAÑA

20ª parte

ESTRUCTURAS ARCO

Ya iniciamos la presentación de estas nuevas estructuras en el artículo anterior, cuya tipología se remonta a más de 2000 años; y describimos cuál era la base de su fundamento. Hoy ampliamos un poco más con algunas estructuras singulares.

Hasta mediados del siglo XX la construcción de estas estructuras era necesario instalar un elemento auxiliar, una cimbra donde apoyar todos los materiales necesarios para la construcción del puente:

• Encofrados, acero y hormigón.
• La maquinaria auxiliar para la incorporación de todo el elemento descrito; y los equipos mecánicos necesarios para obtener los resultados óptimos de resistencia del hormigón:
  
  
  • Equipos de vibrado.
  • Equipos de riego para refrigerar el hormigón para que este alcance la máxima resistencia. Sabemos que el hormigón al fraguar desprende calor, que hay que incorporar agua mediante riegos para que se completa la reacción de fraguado.
  • Y otros elementos dependiendo del tipo de estructura proyectada.
    
    

Cimbras

No existe un procedimiento único de cimbrado, depende mucho del medio donde se implante la estructura. No obstante, sí que podemos agruparla en tres supuestos:

• 

  Cimbra cuajada para la ejecución del puente Tenfestal

  Cimbra cuajada: Es cuando podemos apoyar la base de la estructura en un andamiaje que se apoya en el suelo y alcanza la clave del arco. Suele emplearse cuando la base de apoyo está muy próxima a la base de arco.

Cimbra puente Gmündertobelbrücke,
1908 del Ing. Alemán Emil Mörch

Cimbra abatida o instalada mediante medios mecánicos. En estos casos la distancia del suelo a la base del arco hace que el apoyo de la cimbra en el suelo sea impracticable: Barrancos de gran profundidad o terrenos muy irregulares.

Cimbra puente del Pedrido 1943de E.Torroja

Viaducto Longeray – Francia, de arco ojival, de hormigón armado – Cimbra abatida.

 

• Cimbra sobre un medio acuático: ríos, pantano, lagos, brazo de mar, etc.

Cimbra para la ejecución del puente Plougastel 1926-1930

Puente Plougastel sobre el río Eloru

Vista del viaducto Plougastel terminado

Se trata de un puente de tres arcos de 186,4 m de luz sobre el rio Eloru, puente proyectado por el ingeniero Freyssinet.

Fue construido entre los años 1926 a 1930, y las características principales para cada arco son:

• Ancho del arco: 9,5 m
• Canto del arco: 4,8 m
• Viga cajón de tres células que se hormigonan en tres fases:
  • Losa inferior
  • 

    

    Viaducto Plougastel,
    detalle de la estructura

    Almas
  • Losa superior del cajón
• El tablero es una viga celosía con dos calzadas:
  • Una superior con una calzada de ancho 6 m; y dos aceras de 1 m.
  • Una inferior donde se instaló una vía de ferrocarril.
    
    

Pero lo más original del proyecto fue la cimbra (ya presentada para medio acuático).

Se trata de una cimbra flotante mediante unos cajones de hormigón en los extremos y arriostrados entre sí para que la cimbra se mantuviera segura en su geometría y no se abriera al trasladarla de un arco al siguiente, pues sirvió para la construcción de los tres arcos.

Variantes de arcos

Las estructuras presentadas hasta ahora han sido todas de arco de hormigón con tablero superior, pero hay varias ms formas de utilizar el arco como medio resistente para la incorporación de un tablero o medio de circulación.

Aparecieron más variantes al incorporar los tirantes o péndolas (a modo de los puentes colgantes que veremos más adelante) colgados de los arcos, ya fueran de acero, de hormigón o mixtos hormigón-acero.

En general podemos agrupar tres tipos de estructuras relacionando: arco / tablero.

Arco con tablero superior

El tablero se sitúa tangente a la clave del arco. Generalmente es un solo arco y el tablero se apoya entre la clave y pilares anclados en los “riñones” del arco, como ya hemos presentado. Puede tratarse de doble arco para tableros de autopistas.

Puente Bisanti en Italia. Ingeniero Ricardo Moranti

 Observamos que los pilares apoyados en el arco no siempre son verticales

Arco con tablero secante con el arco

En este caso el tablero puede suspenderse, en parte, apoyado en ambos extremos. Y en cuanto el arco tenemos algunas variantes:

• 

  

  Puente Lupu en Shangai

  Arco único en plano vertical situado en la mediana de ambas calzadas.
• Doble arco paralelos y arriostrados entre si.
• Dos arcos situados en planos con cierta inclinación, y unidos por la clave. En este caso el tablero es de un solo plano, con losa de hormigón ortotrópica.

Arco con tablero que arranca a partir de la base de los cimientos

• El arco es central situado en un plano vertical en la mediana de las calzadas. Pueden darse algunas variantes:
  • Arco central único situado en la mediana.
   
  • Arco central único cuyos apoyos son en “V” invertida. Lo vimos en el Puente de la Barqueta. O este presentado “Puente del Tercer Milenio” construido para la Expo de Zaragoza.
    

• Dobles arcos, ya sean ambos en planos verticales y arriostrados entre sí, o situados en planos inclinados y unidos por las clave y con algunos arriostramientos intermedios

Puente La Roche-Guyon de 1934. Con parte de tablero apoyado en el arco, y parte colgada

En la fotografía vemos una estructura de doble Arco de hormigón y tablero situado de forma secante con el arco. Parte está colgado a través de péndolas y, en los extremos, situado sobre pilares. Además es un “arco escarzano” (arco rebajado).

El puente arco de hormigón, finales del siglo XX, y siglo XXI

En los siguientes artículos presentaremos algunos de estos puentes con arco de hormigón y tablero, entre atirantado y apoyado. Así como alguno de los procedimientos de construcción modernos que aparecieron en la segunda mitad del siglo XX con los tableros de dovelas prefabricadas o con tableros ejecutados mediante carros de avance, que hicieron que se eliminara el medio auxiliar de construcción, la cimbra.

Al querer prescindir del montaje de cimbra para la construcción de un puente/arco en lugares de complicada instalación de la misma, los ingenieros proyectistas se vieron obligados a introducir otros elementos mecánicos auxiliares sobre los que en algunos casos se podría cuestionar su idoneidad. No obstante, gracias a estos nuevos sistemas de ejecución veremos que sin ellos no hubiera sido posible la ejecución de la correspondiente estructura.

Lo cierto es que la tecnología de los “puentes colgantes” estaba ya muy avanzada y experimentada desde principios del siglo XIX, pero no se trataba de esto; para luces entorno a los 200 m (incluso superiores a los 400 m) les pareció que una estructura “puente/arco” debería ser la más idónea. Y surgió con los métodos de construcción experimentados a mediados del siglo XX:

• Hormigonados mediante carros de avance. Por fases; o mediante hormigonado continuo con encofrados deslizantes (trepantes en pilares)
• Construcción mediante dovelas prefabricadas.

Lo presentaremos en artículos sucesivos.

Pero antes un poco de historia para los puentes/arco

Evolución de los puentes/arco con relación a la luz del arco a través de la historia, para que el lector interesado se haga una idea.

• Los puentes romanos, escasamente sobrepasaban poco más de 40 m la luz del arco central. Lo mismo para los puentes de piedra de la Edad Media

• Ya en la primera mitad del siglo XX, los puente/arco de estructura metálica (celosía) empezaron a sobrepasar los 200 m de luz.
• A principio del siglo XXI estructuras arco de. hormigón; mixtos hormigón/acero; y metálicos de celosía empezaron a sobrepasar los 350 m y hasta los 500 m. Algunos ejemplos:
  

• Puente Chaotianme sobre el río Yantse, de 552 m (estructura completa de 1741 m). Es un arco de acero, mixto vehículos/ferrocarril y fue construidos en 2009 en China. Hasta hoy es el puente arco de mayor luz

Puente de dos plataformas: una superior para vehículos y la inferior para ferrocarril

• Puente Lupu, Sobre el rio Luangpu Shanghai, de 550 m de luz, y fue construidos en 2003. Es una estructura mixta de acero/hormigón.
  
• Puente Quinglong sobre el río Beipan, de 445 m de luz; puente completo de 721 m. También construido en China, y es el puente arco/hormigón de máxima luz al día de hoy. Terminó su construcción en 2016. Puente para ferrocarril.

Las estructuras, arco de hormigón de máxima luz, de construcción reciente en España son:

• Viaducto del embalse de Alcántara sobre el río Almonte. Estructura de 996 m de longitud y arco central de hormigón de luz 384 m. Fue terminada su construcción en 2016.

• Viaducto ferroviario de Contreras para el AVE Madrid-Valencia. Estructura de 587 m y arco central de hormigón de 261 m. Puesto en servicio en 2009.

Fric (Federico Trullas Figueras)

Ingeniero técnico de Obras Públicas

Bibliografía consultada

Publicaciones de la Empresa ACS, de D. Miguel Aguiló, Dr ICCP y Catedrático de Historia y Estética de Ingeniería Civil.

Memorias y publicaciones de la Empresa Auxini.

Puentes de hormigón armado I y II, de Carlos Fernández Casado y Leonardo Fernández Troyano ICCP.

La obra de ingeniería como obra de arte, de Javier Manterola, ICCP. Historia de los puentes, primeros arcos de hormigón también del ICCP Javier Manterola.

Volúmenes I y II Tierra sobre agua de Leonardo Fernández Troyano

Varias obras de Don Eduardo Torroja.

Los Puentes Romanos de Carlos Fernández Casado

Artículos varios, e Internet.

Revistas de Fomento.

Experiencia propia en la redacción de “memoria de ejecución” para Licitaciones en Obras Públicas.

 

El Escorial, a 5 marzo de 2019

CONTINUARÁ