80 Caminos de España

ESTRUCTURAS PARA LOS CAMINOS DE ESPAÑA

21ª parte

ESTRUCTURAS ARCO

Entrada en la segunda mitad del Siglo XX y hasta nuestros días, al querer abarcar proyectos con luces muy superiores a los 300 m y salvando barrancos muy profundos, la alta formación de los ingenieros proyectistas ayudados por la tecnología de los ingenieros industriales dieron la solución para la construcción de estructuras de grandes arcos sin la necesidad de instalar una cimbra.

De modo muy sencillo y que se entienda presentaremos a continuación algunos de estas estructuras “arco”.

Estructuras tipo arco, y tablero entre atirantado y apoyado. Así como sus correspondientes procedimientos de construcción.

• Arco mediante carros de avance.
• Arco con unión de dovelas prefabricadas.
• Construcción del tablero: apoyado; colgado; con dovelas prefabricadas, etc.

Debemos indicar que al suprimir, en la construcción, el elemento auxiliar de la cimbra son necesarios otros elementos, generalmente muy costosos, y que en algunos casos se podría cuestionar su idoneidad. En todo caso y gracias a estos nuevos sistemas de ejecución veremos que sin ellos no seria posible la construcción de la mayoría de estos puentes/arco.

VIADUCTO SOBRE EL RÍO ULLA

Se trata de un puente arco de hormigón sobre el río Ulla para el AVE, con las características siguientes:

• Viaducto completo de 630 m de longitud con tablero para dos vías.
• Arco de hormigón peraltado con 168 m de luz y flecha de 105 m. Se ejecutó por dovelas, en voladizo, mediante carros de avance.

Cada semiarco se compone de un pequeño tramo inicial cimbrado y 26 dovelas construidas “in situ” con carro de avance de 5 m de longitud.

• Tablero construido por fases y a medida que se construye el arco, mediante cimbra autolanzable.
• Las pilas se ejecutaron mediante encofrado trepante. De canto constante y ancho variable a medida que asciende hasta el tablero. Las cabezas de apoyo del tablero son macizas.
• Los estribos se construyeron de forma convencional y cimentados sobre pilotes
• El proyecto es del estudio Torroja Ingenieros S.L.

Pero veamos como se construyo el arco

Como apreciamos en el esquema adjunto, a medida que se avanza en la construcción del arco, cada tramo debe atirantarse para evitar el vuelco de la parte de estructura construida.

Unos tirantes arrancan del tablero ya construido y otros se anclan en el pilar externos al arco; a su vez, dicho pilar se arriostra con unos tirantes anclados en los cimientos del pilar anterior. El arco arranca con una rotula, para absorber los movimientos diferenciales del arco antes de que se una en la clave con el arco procedente de la ladera enfrentada. Una vez cerrado el arco se fija la rótula.

Los dos semiarcos se construyen a la vez y de forma independiente.
 



Carro de avance para el arco Encofrado trepante para las pilas

 

 



En la fotografía de la izquierda se aprecia los tirantes que sujetan el arco en sus inicios cuyo extremo activo se halla sobre el arco, y los anclajes pasivos se hallan situados en el pilar.

 

También se aprecia una “grúa torre” que se emplea para suministrar algunos de los materiales de construcción como las “jaulas de armaduras”.

Mientras que en el resto de los semitramos de arco, los anclajes pasivos se hallan sobre el arco (fotografía de la derecha); y sobre el tablero los anclajes activos de manera que en ellos se hallan los “gatos hidráulicos” para la corrección de la geometría del arco a medida que avanza su construcción.

Las pilas sobre el arco se construyen a medida que avanza la construcción del arco para que se pueda construir seguidamente el tablero. La construcción de la obra de hormigón avanza sin solución de continuidad.

En la fotografía adjunta se aprecia el cierre del arco y como consecuencia de ello ya se desmontó la cimbra autoportante empleada para la construcción del tablero de la izquierda. El cierre del tablero se construye solo con una cimbra, la otra estorbaría.

Estructura terminada

VIADUCTO TRAMO: HINOJAL-CÁCERES PARA EL AVE

Viaducto en la Ruta de la Plata: Tramo Hinojal – Cáceres

En la fotografía presentamos otra estructura en arco de hormigón cuyo proceso de construcción es igual al presentado para el viaducto sobre el río Ulla.

Una vez construidos los tramos exteriores a la obra central del arco de hormigón, que es por donde accederán los materiales y medios auxiliares para la construcción del arco, se procede a construir el arco de forma secuencial: arco, pilares y tableros, todo sin solución de continuidad.

 

 

VIADUCTO ALMONTE SOBRE EL TAJO PARA EL AVE

En esta nueva estructura que presentamos observamos que el proceso de construcción es muy distinto al de las dos obras anteriores presentadas en cuanto a los medios auxiliares que se emplearon.

Viaducto Almonte sobre el río Tajo
en la presa de Alcántara

Para la construcción del arco de hormigón el arriostramiento se realiza con cables anclados exteriores al arco. No se precisa ir construyendo pilares y tablero sobre el arco para arriostrar los semiarcos, hasta llegar a la clave central.

Secuencia de los trabajos que realizar:

• Excavación y consolidación del terreno para las implantaciones de los cimientos de pilares y arco.
• Se construye la obra de hormigón del viaducto exterior al arco central: pilares y tablero, que servirá como ya hemos apuntado, camino de rodadura para la aportación de los materiales y medios auxiliares necesarios para la construcción del arco de hormigón.
• Se arriostran los pilares exteriores al arco antes del inicio de la construcción del arco central.
• El arranque del arco central se construye de forma tradicional, dado que el arranque del arco es en forma de “V”.
• Se instalan una torre metálica sobre cada pilar junto al inicio de cada semiarco, como medio auxiliar de construcción para sujetar mediante tirantes de pretensado, los subtramos de arco ya construidos. Tramos de los arcos construidos con encofrado deslizante.
• Se sitúan grúas sobre los semiarcos construidos como medios auxiliares para construcción a medida que avanzan con la construcción de las dovelas del arco. Para la instalación de estas grúas suelen emplearse un helicóptero. No se instalan grúas exteriores a la estructura.
• Una vez cerrado el arco, se construyen los pilares sobre el arco que soportaran el tablero que avanza a medida que se construyan los respectivos pilares donde apoyarse; y retirando paulatinamente las grúas sobre el arco.



Fase en construcción del viaducto de Almonte con arco ya cerrado

En la fotografía observamos principalmente los medios de construcción necesarios para la ejecución del la estructura en arco:

• Torres de atirantamiento (en verde) y sujeción del arco en fase de construcción.
• Grúas sobre el arco.
• Arriostramiento, mediante cables de pretensado, de los pilares y las torres auxiliares utilizando los cimientos de los pilares por ser unidades de gran potencia.

Vista durante los trabajos nocturnos

Por tanto una vez terminado de construir el arco se procedió a la construcción de los pilares sobre el arco y el tablero con viga autolanzable.

VIADUCTO BAJO LA PRESA DE HOOVER, USA

Presentamos esta construcción por tener como medio auxiliar de construcción para la aportación de los diversos materiales la instalación de un “blondin”.

Probablemente sería el mismo medio auxiliar empleado para la construcción de la presa del mismo nombre: Presa Hoover.

Para la construcción del arco el procedimiento de construcción es similar a uno de los ya presentados.
 

Sistema de construcción...

Sistema de construcción Blodin como medio auxiliar

  Puente Hoover. Fases de la construcción.                            

               

Viaducto Hoover en fase de construcción

 

Puente Hoover terminado

Hemos presentado dos procedimientos de construcción distintos para llevar a cabo la construcción de un puente arco de hormigón con tablero tangente superior de grandes luces sin la necesidad del montaje auxiliar de una cimbra.

 

ALGÚN EJEMPLO DISTINTO DE LOS PRESENTADOS
 

Arco metálico con tablero superior para ferrocarril.
Construido desde ambas márgenes y cuya unión en la clave se realiza mediante una rotura

Estructura de hormigón con arco rebajado

 

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 Publicas.

El Escorial, a 5 abril de

                                               CONTINUARÁ