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Market demands on construction management: A view from graduate students

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https://riunet.upv.es/handle/10251/89675

Pellicer Armi帽ana, E.; Yepes Piqueras, V.; Ortega Llarena, AJ.; Carri贸n Garc铆a, A. (2017). Market demands on construction management: A view from graduate students. JOURNAL OF PROFESSIONAL ISSUES IN ENGINEERING EDUCATION AND PRACTICE. 143(4):1-11. doi:10.1061/(ASCE)EI.1943-5541.0000334

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20 octubre, 2017
 
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An谩lisis del ciclo de vida: comparaci贸n entre dos puentes postesados 贸ptimos de secci贸n en caj贸n

Acaban de publicarnos un art铆culo en la revista del JCR (Q2) Sustainability que compara dos puentes postesados 贸ptimos de secci贸n en caj贸n atendiendo a su ciclo de vida. Creemos que la metodolog铆a empleada puede ser de inter茅s para casos de estructuras de hormig贸n similares a las presentadas. El art铆culo forma parte del proyecto de investigaci贸n BRIDLIFE聽“Puentes pretensados de alta eficiencia social y medioambiental bajo presupuestos restrictivos“.

Os paso a continuaci贸n el resumen y el art铆culo propiamente dicho, pues est谩 publicado en abierto.

 

 

Abstract:

The goal of sustainability involves a consensus among economic, environmental and social factors. Due to climate change, environmental concerns have increased in society. The construction sector is among the most active high environmental impact sectors. This paper proposes new features to consider a more detailed life-cycle assessment (LCA) of reinforced or pre-stressed concrete structures. Besides, this study carries out a comparison between two optimal post-tensioned concrete box-girder road bridges with different maintenance scenarios. ReCiPe method is used to carry out the life-cycle assessment. The midpoint approach shows a complete environmental profile with 18 impact categories. In practice, all the impact categories make their highest contribution in the manufacturing and use and maintenance stages. Afterwards, these two stages are analyzed to identify the process which makes the greatest contribution. In addition, the contribution of CO2fixation is taken into account, reducing the environmental impact in the use and maintenance and end of life stages. The endpoint approach shows more interpretable results, enabling an easier comparison between different stages and solutions. The results show the importance of considering the whole life-cycle, since a better design reduces the global environmental impact despite a higher environmental impact in the manufacturing stage.

Keywords:

sustainability;聽environmental impact;聽life-cycle assessment;聽construction LCA;聽bridge LCA;聽ReCiPe;sustainable construction

Reference:

PENAD脡S-PL脌, V.; MART脥, J.V.; GARC脥A-SEGURA, T.;聽 YEPES, V. (2017).聽Life-cycle assessment: A comparison between two optimal post-tensioned concrete box-girder road bridges.Sustainability, 9(10):1864. doi:10.3390/su9101864聽(link)

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18 octubre, 2017
 
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Procedimientos de construcci贸n de puentes viga de hormig贸n pretensado

Puente Shibanpo (China). Construcci贸n original: 1980, desdoblamiento: 2005. Foto: 灞卞煄宕藉効. Fuente: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Shibanpo_Bridge_in_Chongqing.jpg

Uno de los ingenieros que m谩s contribuy贸 al desarrollo del hormig贸n armado, y que tuvo una actuaci贸n m谩s destacada en el origen y desarrollo del hormig贸n pretensado fue el franc茅s Freyssinet. Sin embargo, no fue hasta despu茅s de la Segunda Guerra Mundial cuando los puentes viga de hormig贸n pretensado adquirieron toda su potencia y desarrollo. El hormig贸n pretensado ha demostrado sus ventajas econ贸micas y t茅cnicas tanto para puentes de luces medias (vigas prefabricadas, por ejemplo), como en grandes luces (puentes empujados y atirantados, entre otros). El r茅cord de luz mundial para un puente caj贸n de hormig贸n pretensado es de 330 m en Shibanpo (China), terminado en 2005.

Tal es la importancia de que el proceso constructivo de un puente sea sencillo y econ贸mico, que los puentes viga se clasifican en funci贸n de dichos procedimientos. En general se pueden construir los puentes 鈥in situ鈥, con piezas prefabricadas, o de una forma mixta. Adem谩s, salvo que el puente sea muy peque帽o, los puentes viga se construyen por partes, o bien en subdivisiones longitudinales (vigas independientes que se unen mediante una losa, por ejemplo) o en subdivisiones transversales (dovelas de secci贸n completa, que dan lugar a una gran variedad de m茅todos constructivos).

Los procedimientos constructivos de los puentes viga de hormig贸n pretensado pueden clasificarse en: (a) construcci贸n sobre cimbra, (b) construcci贸n por voladizos sucesivos, y (c) construcci贸n por traslaci贸n horizontal o vertical.

Os dejo a continuaci贸n un peque帽o v铆deo explicativo al respecto.

 

 

 

 

17 octubre, 2017
 
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Construcci贸n de puentes arco con autocimbras

Viaducto de Mart铆n Gil, construcci贸n: 1934-1942

Los puentes arco pueden construirse mediante cimbras, sin embargo si estas cimbras no se reutilizan, puede optarse por dejarlas en el propio arco formando parte de su armadura. De esta forma la cimbra pasa de ser un medio auxiliar a ser parte de la estructura definitiva.聽Esta idea de usar una armadura r铆gida portante la empez贸 a utilizar el ingeniero austriaco Joseph Melan a finales del XIX, con la cual se pod铆an construir b贸vedas de hormig贸n sin necesidad de cimbras. Los encofrados se colgaban de una estructura met谩lica, portante durante el hormigonado, que quedaba finalmente embebida en el hormig贸n.

Este procedimiento lo聽utiliz贸 en 1939 Eduardo Torroja en el viaducto de ferrocarril Mart铆n Gil. Este puente se empez贸 a construir suspendiendo una cimbra de madera mediante cables, pero aparecieron muchos inconvenientes durante el hormigonado. Adem谩s, el desgraciado accidente ocurrido en el puente de Sand枚 en Suecia en agosto de ese mismo a帽o, donde la cimbra para un arco de 264 m, que iba a ser el arco de hormig贸n m谩s grande del mundo, cost贸 la vida a 18 personas. La soluci贸n fue ejecutar una autocimbra met谩lica con sus componentes unidos mediante soldadura. Destaca el hormigonado como un proceso muy concienzudo para no entrar en situaciones de carga no admisibles por la propia cimbra. Se empez贸 por la parte inferior del caj贸n, despu茅s las almas y por 煤ltimo la parte superior. Este arco, de 202 m constituy贸 en su tiempo r茅cord mundial de luz, hasta 1943, en que se acab贸 el puente de Sand枚.

Un procedimiento constructivo m谩s complejo se ejecut贸 en el puente de Echelsbacher, en el cual la autocimbra era total. En vez de construir s贸lo la autocimbra del arco, se realiz贸 en la totalidad del puente para crear una estructura met谩lica triangulada que pudiese avanzar por voladizos sucesivos. El vertido de hormig贸n en el arco se realiz贸 cuidadosamente para evitar situaciones inadmisibles para la cimbra. Se subdividi贸 la secci贸n transversal en fases, completando en cada una de ellas el hormigonado.

Puente de Echelsbacher

Os dejo a continuaci贸n un art铆culo sobre el sistema Melan y la invenci贸n paralela de Jos茅 Eugenio Ribera.

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11 octubre, 2017
 
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驴Qu茅 cualidades necesita un buen ingeniero? (Seg煤n E. Freyssinet)

Eug猫ne Freyssinet (1879-1962)

Mi amigo Antonio Navarro Manso, profesor de la Universidad de Oviedo, me preguntaba por una cita famosa de Eug猫ne Freyssinet sobre las cualidades que necesita un buen ingeniero. No la conoc铆a, pero al final Antonio encontr贸 la referencia en el libro que sobre este ilustre ingeniero escribi贸 Jos茅 A. Fern谩ndez Ord贸帽ez en 1978. Creo que resulta de gran inter茅s reproducir esta cita:

“... lo importante es la vocaci贸n y la fe en el propio esfuerzo, “un amor sin l铆mites hacia una tarea a la que se entrega la vida entera, sin restricciones ni reservas”. Lo dem谩s, en la tarea del ingeniero es muy sencillo, solamente sentido com煤n. Seg煤n 茅l, basta con tres cualidades para ser buen ingeniero:

1潞.- Ser capaz de resolver una regla de tres.

2潞.- Estar convencido que no puede subirse al cielo tir谩ndose de los cabellos.

3潞.- Saber que para colocar el sombrero en el perchero, no hay que ponerlo ni encima, ni debajo, ni a los lados

Por tanto, no me queda m谩s que agradecer a Antonio la posibilidad de recoger este pensamiento de Freyssinet y compartirla con todos vosotros.

Os dejo un v铆deo sobre Freyssinet (en franc茅s, aunque subtitulado al ingl茅s) que creo que os puede ser de inter茅s. Espero que os guste.

Referencia:

FERN脕NDEZ-ORD脫脩EZ, J.A. (1978). Eug猫ne Freyssinet. 2c Ediciones, Barcelona.

 

6 octubre, 2017
 
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La construcci贸n romana, el hormig贸n y otras cosas en Radio Nacional

Puente de Alc谩ntara, puente聽romano聽en arco聽construido entre聽104聽y聽106, que cruza el r铆o聽Tajo聽en la localidad聽cacere帽a聽de聽Alc谩ntara.

Resulta gratificante tener la oportunidad de conversar tranquilamente en un medio de comunicaci贸n como es Radio Nacional de Espa帽a sobre ciencia, tecnolog铆a e ingenier铆a. El otro d铆a me entrevistaron en el programa “24 horas“, presentado por Miguel 脕ngel Dom铆nguez sobre la construcci贸n romana, el hormig贸n y otros aspectos relacionados con la ingenier铆a civil y la inteligencia artificial. Se trata de un programa que dedica un espacio los mi茅rcoles a la tertulia cient铆fica y es, para la ingenier铆a, una oportunidad para acercar la t茅cnica al gran p煤blico, facilitando la labor tan importante de divulgaci贸n cient铆fica.

 

 

Hablamos sobre las razones por las cuales las construcciones romanas han llegado hasta nuestros d铆as, de la calidad de los hormigones romanos, del impacto medioambiental de la fabricaci贸n del cemento Portland, de la tecnolog铆a actual de la construcci贸n y de la aplicaci贸n de la inteligencia artificial en el dise帽o autom谩tico y 贸ptimo de puentes. Aunque la entrevista se qued贸 muy corta y nos dejamos en el tintero muchas cosas, os paso el post para que lo escuch茅is en cualquier momento. Tambi茅n ten茅is otras entrevistas anteriores relacionadas con聽el puente Hong Kong-Zhuhai-Macao, o con el Golden Gate. Espero que os sean de inter茅s.

 

 

Construcci贸n de puentes por dovelas mediante cimbras autoportantes

858802_331527263630484_1482261224_oUna forma interesante de construir un puente con dovelas prefabricadas es mediante un p贸rtico auxiliar que permite la sujecci贸n de estas dovelas en un vano determinado. Las cimbras autoportantes suelen emplearse en puentes con muchos vanos de luces moderadas. Se trata de una viga met谩lica que se apoya en las pilas del puente y que permite la construcci贸n completa de uno o varios vanos. Posteriormente la cimbra se traslada horizontalmente apoy谩ndose el las pilas del puente hasta el vano siguiente. Este procedimiento permite un ritmo elevado de construcci贸n, similar al de las vigas prefabricadas. La amortizaci贸n de estos medios exige aproximadamente cuatro usos de los mismos en obras de similares caracter铆sticas con longitudes superiores a los 300 metros, aunque existe la posibilidad para el contratista de alquilar estos equipos posteriormente.

Para ver este procedimiento constructivo, os dejo la siguiente animaci贸n que creo es de inter茅s:

A continuaci贸n podemos ver un v铆deo realizado por voxelestudios del proceso constructivo del tablero de los viaductos de Contreras, que con autocimbras se ejecutaron tramos de luces de 66 m.

5 octubre, 2017
 
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Construcci贸n de puentes viga de hormig贸n pretensado

Pont Antig Regne de Val猫ncia

Vista inferior del Pont Antig Regne de Val猫ncia, de Salvador Monle贸n. Imagen: V. Yepes (2013)

Seguimos en este post con la divulgaci贸n de los aspectos b谩sicos de la construcci贸n de puentes viga de hormig贸n pretensado, completando otros posts anteriores sobre este mismo tema.

Uno de los ingenieros que m谩s contribuy贸 al desarrollo del hormig贸n armado, y que tuvo una actuaci贸n m谩s destacada en el origen y desarrollo del hormig贸n pretensado fue el franc茅s Freyssinet. Sin embargo, no fue hasta despu茅s de la Segunda Guerra Mundial cuando los puentes viga de hormig贸n pretensado adquirieron toda su potencia y desarrollo. El hormig贸n pretensado ha demostrado sus ventajas econ贸micas y t茅cnicas tanto para puentes de luces medias (vigas prefabricadas, por ejemplo), como en grandes luces (puentes empujados y atirantados, entre otros). El r茅cord de luz mundial para un puente caj贸n de hormig贸n pretensado es de 330 metros en Shibanpe (China), terminado en 2005.

Tal es la importancia de que el proceso constructivo de un puente sea sencillo y econ贸mico, que los puentes viga se clasifican en funci贸n de dichos procedimientos. En general se pueden construir los puentes 鈥in situ鈥, con piezas prefabricadas, o de una forma mixta. Adem谩s, salvo que el puente sea muy peque帽o, los puentes viga se construyen por partes, o bien en subdivisiones longitudinales (vigas independientes que se unen mediante una losa, por ejemplo) o en subdivisiones transversales (dovelas de secci贸n completa, que dan lugar a una gran variedad de m茅todos constructivos).

Los procedimientos constructivos de los puentes viga de hormig贸n pretensado pueden clasificarse en: (a) construcci贸n sobre cimbra, (b) construcci贸n por voladizos sucesivos, y (c) construcci贸n por traslaci贸n horizontal o vertical.

1. Construcci贸n sobre cimbra

Un puente viga de hormig贸n pretensado puede construirse sobre una cimbra hormigonando 鈥in situ鈥, o bien con dovelas prefabricadas. Las cimbras pueden apoyarse directamente sobre el suelo o ser cimbras m贸viles autoportantes.

La cimbra tambi茅n puede emplearse en la construcci贸n con dovelas prefabricadas. Las dovelas se montan sobre la cimbra y se unen entre s铆 mediante juntas h煤medas (ejecutadas con mortero) o bien juntas secas (adosando las dovelas y peg谩ndolas normalmente con resina epoxi). Posteriormente se solidarizan las piezas mediante un pretensado.

Las luces cubiertas por la construcci贸n sobre cimbra oscilan entre 20 y 50 metros. Por encima de los 20 metros, se recomienda reducir el peso propio de la losa con voladizos laterales o con aligeramientos. Por encima de los 25 metros, convendr铆a adoptar una variaci贸n longitudinal de la inercia. Por encima de los 20 metros, la competitividad frente a las vigas prefabricadas s贸lo se justifica si las condiciones de ejecuci贸n permiten abaratar el encofrado. Se pueden alcanzar mayores luces (por encima de 100 metros) con losas hormigonadas 鈥in situ鈥 de secciones en caj贸n.

聽1.1 Cimbra apoyada sobre el terreno

Cimbra de losa de puente pretensado apoyada sobre el terreno

聽Hoy d铆a se emplean cimbras met谩licas reutilizables, de f谩cil montaje y desmontaje. En el caso de cimbras altas, se emplean apoyos de gran capacidad y vigas trianguladas de gran canto; son cimbras huecas que permiten el paso de veh铆culos durante la construcci贸n del puente. Las losas aligeradas construidas sobre cimbra convencional tienen un campo econ贸mico de luces entre los 10 y 40 metros. Con secci贸n celular, el campo 贸ptimo oscila entre los 30 y los 90 metros.

1.2聽聽聽 Cimbras autoportantes

聽Las cimbras autoportantes suelen emplearse en puentes con muchos vanos de luces moderadas. Se trata de una viga met谩lica que se apoya en las pilas del puente y que permite la construcci贸n completa de uno o varios vanos. Posteriormente la cimbra se traslada horizontalmente apoy谩ndose el las pilas del puente hasta el vano siguiente. Este procedimiento permite un ritmo elevado de construcci贸n, similar al de las vigas prefabricadas.

Cimbra autoportante lanzadora de vigas

Cimbra autoportante lanzadora de vigas

聽A veces se ha sustituido la viga auxiliar bajo el tablero por un procedimiento por suspensi贸n con p贸rticos m贸viles. La secuencia de las operaciones requiere que la parte trasera del p贸rtico de avance est茅 apoyada sobre el tablero construido previamente, estando el otro apoyo en la pila siguiente, sobre una base provisional que se suprime posteriormente y se hormigona con el tablero. La viga central de todo el conjunto se extiende sobre dos tramos completos para facilitar el avance por etapas.

聽La amortizaci贸n de estos medios exige aproximadamente cuatro usos de los mismos en obras de similares caracter铆sticas con longitudes superiores a los 300 metros, aunque existe la posibilidad para el contratista de alquilar estos equipos posteriormente.

聽La principal ventaja de este sistema respecto al de avance por voladizos sucesivos reside en el ahorro de pretensado al no crear en la estructura construida esfuerzos de voladizo durante las sucesivas fases de la obra.

聽Los vanos abordables por este m茅todo oscilan entorno a los 40 metros, para conseguir resultados econ贸micamente competitivos. Se puede duplicar la luz empleando atirantamientos o apoyos provisionales intermedios.

聽聽2聽聽聽 Construcci贸n por voladizos sucesivos

聽La construcci贸n por dovelas, prefabricadas o ejecutadas 鈥in situ鈥, que avanzan en voladizo sobre las ya erigidas es un procedimiento muy adecuado para las grandes luces, o bien cuando las pilas son muy altas. Las dovelas prefabricadas se izan con medios de elevaci贸n potentes y se unen a las anteriores. Si se ejecutan 鈥in situ鈥, existe un carro de avance que se apoya en las dovelas anteriores. La estabilidad de cada etapa se asegura con el pretensado de cables.

聽El primer puente construido por voladizos sucesivos fue el de Santa Catalina, sobre el r铆o Peixe, cerca de Herval (Brasil), en el a帽o 1931, siendo su autor el ingeniero Baumgarten; se trata de un puente de hormig贸n armado de dintel continuo de tres vanos, con 68 metros de luz en el central. En 1951 Finsterwalder aplica esta tecnolog铆a ya con el pretensado en el puente de Balduinstein, sobre el Lahn, con 62.10 metros de luz libre. En Espa帽a (ver Fern谩ndez Casado et al., 1970), fue empleado en sus or铆genes en el puente de Almod贸var (1962) y el de Castej贸n (1968)

聽En la construcci贸n con dovelas prefabricadas se pueden distinguir tres etapas (ver P茅rez Fad贸n, 1990). La primera generaci贸n, en los a帽os sesenta, las dovelas llevaban juntas de mortero de cemento, llave 煤nica a cortante y cables anclados en la propia junta. La segunda se caracteriza por la prefabricaci贸n conjugada, el empleo de resinas epoxi en las juntas, las llaves m煤ltiples para el cortante y el anclaje de los cables en el interior de la dovela en unos bloque dispuestos al efecto. La tercera generaci贸n, iniciada en Francia, emplea el pretensado exterior y las almas de celos铆a (puente de Bubiy谩n en Kuwait, 1983).

La construcci贸n por voladizos sucesivos puede realizarse con una 煤nica direcci贸n de avance, la denominada construcci贸n evolutiva; o bien con crecimiento sim茅trico del tablero a ambos lados de las pilas, voladizos compensados. En el primer caso se suprime uno de los inconvenientes de la progresi贸n sim茅trica del tablero, con la consecuente multiplicaci贸n de equipos (uno por cada frente de avance) o su traslado.

聽El campo habitual de aplicaci贸n de los puentes construidos por voladizos sucesivos abarca luces entre 50 y 150 metros. Sin embargo, y de forma excepcional, pueden encontrarse puentes con luces de 250 metros construidos por voladizos sucesivos con dovelas atirantadas de forma provisional. Entre los 30 y 50 metros de luz tampoco es muy habitual. A partir de los 200 metros, se entra en competencia con los puentes atirantados.

聽3聽聽聽 Construcci贸n por traslaci贸n horizontal o vertical

聽Se construye el puente, total o parcialmente, fuera de su posici贸n definitiva y despu茅s se traslada a su posici贸n definitiva. Dentro de esta familia de procedimientos constructivos se puede distinguir la construcci贸n de puentes con vigas prefabricadas, los puentes empujados, los puentes girados y los trasladados por flotaci贸n. Asimismo, y una vez colocado una parte del puente en su posici贸n definitiva, 茅ste puede servir de apoyo para completar la secci贸n mediante la construcci贸n 鈥in situ鈥 o mediante elementos prefabricados del resto de elementos (por ejemplo, el hormigonado de la losa sobre vigas prefabricadas).

聽3.1聽聽聽 Puentes de vigas prefabricadas

聽La industrializaci贸n en la fabricaci贸n de vigas de hormig贸n pretensado permite la construcci贸n de puentes de tramos simples. Son vigas de secci贸n normalmente en T, en I o incluso en caj贸n que permiten un intervalo amplio de luces. Los cantos de estas secciones var铆an seg煤n la luz y la disponibilidad de elementos prefabricados en el mercado, entre L/18 y L/23. La luz 贸ptima se sit煤a entre los 30 y 40 metros, puesto que por encima de 50 metros los medios auxiliares de colocaci贸n deben estar ampliamente sobredimensionados. De forma excepcional podr铆a llegarse a los 70 metros de luz. Esta tipolog铆a resulta de gran inter茅s cuando el n煤mero de vigas a colocar es elevado (40 como m铆nimo).

Puente de vigas prefabricadas

Puente de vigas prefabricadas

Sobre las vigas prefabricadas se coloca una losa de unos 15 a 20 cm de espesor. Dicho elemento, adem谩s de aumentar la capacidad de la secci贸n, cumple la funci贸n de rigidizar a la superestructura tanto en el sentido vertical, para repartir las cargas, como en el horizontal, para evitar movimientos relativos entre las vigas y hacer las funciones de un diafragma r铆gido. Estas losas se construyen normalmente 鈥in situ鈥, aunque tambi茅n pueden ser prefabricadas (ver Bur贸n et al., 2000).

聽Tambi茅n se hace necesario, en ocasiones, un diafragma que proporcione rigidez lateral a las vigas y a la superestructura en general. 脡stos se colocan en los extremos del puente y en puntos intermedios. Los diafragmas intermedios tienen como funci贸n primordial restringir el pandeo lateral de las vigas principales garantizando el trabajo en conjunto y un adecuado funcionamiento a flexi贸n.

聽Para luces muy peque帽as (menores a 8 metros) pueden emplearse vigas prefabricadas de secci贸n rectangular aligerada. Con luces entre 6 y 20 metros, son el campo 贸ptimo para las vigas de secci贸n en 鈥pi鈥. Cuando las luces est谩n comprendidas entre los 10 y 25 metros, la secci贸n T es muy efectiva. Para luces mayores, son m谩s eficientes las secciones en I (rango 煤til entre 15 y 35 metros) o en caj贸n con aletas (entre 20 y 40 metros).

聽En particular, las vigas en caj贸n con alas o voladizos laterales deben su gran eficiencia a los siguientes factores: (1) mayor rigidez torsional que evita, en la mayor铆a de los casos, el uso de diafragmas intermedios; (2) ancho inferior para albergar m谩s torones y as铆 proporcionar mayor excentricidad al pretensado aumentando los esfuerzos y el momento resistente de la secci贸n; (3) la presencia de las alas elimina el uso de la cimbra para hormigonar la losa, permitiendo un menor canto (unos 15 cm) frente al requerido por una viga I (unos 18 cm).

聽Las secciones prefabricadas tipo caj贸n de grandes dimensiones de una sola pieza o en dovelas, son muy eficientes debido a su bajo peso y a su rigidez. Estas secciones se emplean en puentes atirantados y empujados. En ocasiones, presentan un doble pretensado, uno longitudinal y otro transversal, 茅ste 煤ltimo para resistir la flexi贸n de las alas.

聽Las vigas prefabricadas tambi茅n pueden dar lugar a tipolog铆as hiperest谩ticas si se da continuidad mediante un postesado posterior que las cosa al resto de la estructura. Un ejemplo es un tramo hiperest谩tico de 58 metros de luz ejecutado con vigas prefabricadas en caj贸n para un tramo de tren de alta velocidad (Millanes et al., 2002).

聽3.2聽聽聽 Tableros empujados

聽El procedimiento consiste en fabricar o montar el tablero detr谩s del estribo y despu茅s empujarlo desliz谩ndolo sobre las pilas hasta alcanzar su posici贸n definitiva al llegar al otro estribo. Este tablero, tambi茅n puede componerse mediante dovelas prefabricadas u hormigonadas 鈥in situ鈥. El m茅todo del empuje ha permitido resolver satisfactoriamente la construcci贸n de puentes sobre obst谩culos importantes situados por debajo del tablero. Este procedimiento es particularmente ventajoso en los puentes muy largos, pues permiten aplicar la construcci贸n industrializada -seg煤n P茅rez-Fad贸n (2004), es rentable a partir de los 600 metros de longitud-.

Puente construido por empuje

Puente construido por empuje

聽Este sistema constructivo fue desarrollado en la segunda mitad del siglo XIX para ubicar en su situaci贸n definitiva grandes viaductos met谩licos de celos铆a. De hecho, la ligereza de los tableros met谩licos y mixtos es una ventaja sobre los de hormig贸n, mucho m谩s pesados; sin embargo es habitual la construcci贸n de estos puentes con hormig贸n pretensado. Los puentes de ferrocarril, en particular, son estructuras id贸neas para construirlas mediante empuja, pues han de soportar, adem谩s de su peso propio, unas cargas de servicio elevadas que obligan a dimensionar secciones con una gran capacidad resistente. Al construir el puente, donde s贸lo act煤a el peso propio, el exceso de capacidad puede aprovecharse sin sobredimensionar la estructura.

聽El primer viaducto de hormig贸n empujado fue el Puente de Ager en Austria en 1959, donde se usaban dovelas cortas prefabricadas; sin embargo, muchos autores citan el puente sobre el r铆o Carona (Venezuela), terminado en 1963, de Leonhardt y Baur como iniciadores de esta t茅cnica con el hormig贸n. Posteriormente se consolid贸 el m茅todo de dovelas largas hormigonadas 鈥in situ鈥 en una instalaci贸n industrializada que se monta detr谩s del estribo, aunque sigue siendo habitual el empleo de dovelas de entre 10 y 25 metros de longitud, tanto fabricadas 鈥in situ鈥 como prefabricadas.

聽Millanes y Matute (1999) describen la construcci贸n de un viaducto con un tramo continuo singular compuesto por dos vanos de 40 metros y un vano central de 80 metros que se construy贸 mediante lanzamiento de las vigas mediante un carro. Se emplearon dos pilas provisionales y se tes贸 la losa para darle continuidad antes de eliminar dichas pilas.

聽El campo de luces 贸ptimo para los tableros empujados se encuentra entre los 30 y 60 metros, aunque de forma excepcional dicho intervalo se amplia desde los 20 a los 90 metros.

3.3聽聽聽 Puentes girados

聽Constituye una alternativa a la traslaci贸n longitudinal del tablero en el que el giro se efect煤a tras construir el puente generalmente en la orilla de un r铆o. Una opci贸n es la construcci贸n de un semipuente en cada lado y luego girarlos sobre las pilas hasta situarlos en prolongaci贸n y cerrar la clave, o bien construir la totalidad en una orilla y girarlo apoyando la punta en una barcaza o llev谩ndolo en voladizo.

聽3.4聽聽聽 Puentes trasladados por flotaci贸n

聽Supone un m茅todo constructivo empleado con frecuencia en zonas mart铆timas o grandes r铆os. Se trata de trasladar las vigas por flotaci贸n y luego izarlas mediante grandes gr煤as flotantes o con gatos.

聽Con este procedimiento se han elevado grandes vigas, como en el caso del puente Nanco del puerto de Osaka (Jap贸n), un puente cantilever construido en 1974 con una viga central de 186 metros y 4500 toneladas, que se llev贸 por flotaci贸n y se elev贸 mediante cables. El puente de Ohshima, tambi茅n en Jap贸n, es una viga continua triangulada de 200+325+200 metros de luz, una de las mayores del mundo, y se mont贸 en tres partes, mediante unas gr煤as flotantes gigantes con capacidad de 3000 toneladas, empalm谩ndose 鈥in situ鈥.

聽Sin embargo, las realizaciones con hormig贸n pretensado se reducen a vanos de 56 metros de luz y 22 metros de ancho como el caj贸n bicelular de los vanos laterales del viaducto Jamestown-Verrazzano en Rhode Island (Estados Unidos). En primer lugar se montaba la dovela sobre la pila y despu茅s el vano completo, subi茅ndolo mediante gatos de pretensado.

Referencias

  • AGUIL脫, M. (2003). Cien a帽os de dise帽o de puentes. Revista de Obras P煤blicas, 3438: 27-32.
  • ASENCIO, J. (1990). Algunas artes o t茅cnicas en la construcci贸n de puentes. Primera parte. Sigma. Revista editada por la Direcci贸n T茅cnica de Dragados y Construcciones, 1:7-34.
  • ASENCIO, J. (1990). Algunas artes o t茅cnicas en la construcci贸n de puentes. Segunda parte. Sigma. Revista editada por la Direcci贸n T茅cnica de Dragados y Construcciones, 2:9-42.BUR脫N, M.; FERN脕NDEZ-ORDO脩EZ, D.; PEL脕EZ, M. (2000). Tableros prefabricados para puentes de ferrocarril. Revista T茅cnica Cemento Hormig贸n, 813: 802-810.
  • FERN脕NDEZ-CASADO, C. (1965). Puentes de hormig贸n armado pretensado. Editorial Dossat. Madrid
  • 聽FERN脕NDEZ-CASADO, C.; MANTEROLA, J.; FERN脕NDEZ-TROYANO, L. (1970). Construcci贸n de puentes por voladizos sucesivos mediante dovelas prefabricadas. Revista de Obras P煤blicas, 3063: 715-730.
  • 聽FERN脕NDEZ-CASADO, C.; MANTEROLA, J.; FERN脕NDEZ-TROYANO, L. (1983). Viaductos de las autopistas AU-1 y AU-6 en Buenos Aires. Hormig贸n y Acero, 146.
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2 octubre, 2017
 
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Introducci贸n a la t茅cnica de construcci贸n de puentes por voladizos sucesivos

Esquema del principio de la construcci贸n por voladizos

Esquema del principio de la construcci贸n por voladizos

La construcci贸n por tramos o dovelas, prefabricadas o ejecutadas 鈥in situ鈥, que avanzan en voladizo sobre las ya erigidas. El tablero avanza por tramos sucesivos soportando la parte construida el peso propio del tramo siguiente. La construcci贸n en voladizo permite liberarse de cimbras y andamios, adapt谩ndose especialmente a puentes con pilas muy altas, con valles extensos y profundos, en r铆os con crecidas violentas y repentinas o bien cuando hay que dejar libre un g谩libo para la circulaci贸n o la navegaci贸n.

Este procedimiento se puede usar en puentes rectos, arco y atirantados, de hormig贸n o met谩licos. Las dovelas prefabricadas se izan con medios de elevaci贸n potentes y se unen a las anteriores. Si se ejecutan hormigonando 鈥in situ鈥, existe un carro de avance que se apoya en las dovelas anteriores, asegurando la estabilidad de cada etapa con el pretensado de cables cuando la nueva dovela adquiere la resistencia suficiente.

La t茅cnica del voladizo se utiliz贸 en el siglo XIX en el lanzamiento de obras met谩licas, en la construcci贸n de grandes arcos y 鈥渃antilever鈥. Con la llegada del hormig贸n armado este procedimiento empez贸 a interesal a los constructores. El primer puente construido por voladizos sucesivos fue el puente sobre el r铆o Peixe en Herval (Brasil), data de 1930, siendo su autor Emilio Henrique Baumgart; se trata de un puente de hormig贸n armado de dintel continuo de tres vanos, con 68 m de luz en el central. En este puente las armaduras del tablero se extend铆an mediante manguitos roscados a medida que avanzaba el hormigonado. Sin embargo con hormig贸n armado se necesitaban muchas armaduras para asegurar la resistencia de las m茅nsulas y aparec铆a una fuerte fisuraci贸n en el extrad贸s del tablero, lo que provoc贸 que el sistema no tuviese mucho 茅xito.

Puente de Balduinstein, sobre el Lahn (Alemania). Foto: Claudia Lenau. Fuente: http://structurae.net/photos/132164-balduinstein-bridge

Puente de Balduinstein, sobre el Lahn (Alemania). Foto: Claudia Lenau. Fuente: http://structurae.net/photos/132164-balduinstein-bridge

Sin embargo, con el hormig贸n pretensado el sistema empez贸 a desarrollarse plenamente. As铆, Freyssinet empez贸 a utilizar el pretensado para el montaje en voladizo en las primeras dovelas del puente de Luzancy en 1945 y de los cinco puentes sobre el Marne, anclados en los estribos por pretensado. Pero es Finsterwalder quien inicia definitivamente la t茅cnica del voladizo en 1950 en el puente de Balduinstein, sobre el Lahn, con 62,10 m de luz libre, cuando aplica esta tecnolog铆a con un pretensado a base de barras que se un铆an entre s铆 mediante un sistema roscado. En Espa帽a, fue empleado en sus or铆genes en el puente de Almod贸var (1962) y el de Castej贸n (1968).

En la construcci贸n con dovelas prefabricadas se pueden distinguir tres etapas. La primera generaci贸n, en los a帽os sesenta, las dovelas llevaban juntas de mortero de cemento, llave 煤nica a cortante y cables anclados en la propia junta. La segunda se caracteriza por la prefabricaci贸n conjugada, el empleo de resinas epoxi en las juntas, las llaves m煤ltiples para el cortante y el anclaje de los cables en el interior de la dovela en unos bloque dispuestos al efecto. La tercera generaci贸n, iniciada en Francia, emplea el pretensado exterior y las almas de celos铆a (puente de Bubiy谩n en Kuwait, 1983).

La construcci贸n por voladizos sucesivos puede realizarse con una 煤nica direcci贸n de avance, la denominada construcci贸n evolutiva; o bien con crecimiento sim茅trico del tablero a ambos lados de las pilas, voladizos compensados. En el primer caso se suprime uno de los inconvenientes de la progresi贸n sim茅trica del tablero, con la consecuente multiplicaci贸n de equipos (uno por cada frente de avance) o su traslado.

El campo habitual de aplicaci贸n de los puentes construidos por voladizos sucesivos abarca luces entre 50 y 250 m. Sin embargo, y de forma excepcional, pueden encontrarse puentes con luces de 400 m construidos por voladizos sucesivos con dovelas atirantadas de forma provisional. Por debajo de 50 m de luz tampoco es muy corriente. A partir de los 200-300 m, se entra en competencia con los puentes atirantados. El rango de luces habitual para dovelas 鈥渋n situ鈥 es de 125 a 175 m, mientras que para las prefabricadas es algo menor, de 60 a 130 m.

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28 septiembre, 2017
 
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Apoyos deslizantes para el lanzamiento de puentes

apoyo deslizante

Apoyo deslizante, con almohadillas de neopreno-tefl贸n. Fuente: 脫scar Ramos, 2010

El procedimiento de tableros empujados consiste en fabricar o montar el tablero detr谩s del estribo y despu茅s empujarlo desliz谩ndolo sobre las pilas hasta alcanzar su posici贸n definitiva al llegar al otro estribo. Para que ello sea posible, el tablero del puente debe deslizarse en todos los puntos donde se apoya, ya sean pilas, estribos o en el parque de fabricaci贸n. Estos apoyos, que en principio eran rodillos, hoy son de neopreno-tefl贸n, que ofrecen poca fricci贸n y una excelente distribuci贸n de las cargas verticales. Los apoyos pueden ser provisionales o definitivos. Los primeros se usan sobre apoyos auxiliares o en el parque de fabricaci贸n. Sobre las pilas pueden ser tambi茅n provisionales, en cuyo caso se sustituyen posteriormente, o bien definitivos, con un segundo nivel deslizante que se utiliza durante el lanzamiento del tablero.

Apoyo

Apoyos de neopreno-tefl贸n. Fuente: http://nisee.berkeley.edu/leonhardt/html/incrementally_launched_bridges.html

El apoyo provisional se monta sobre un bloque de hormig贸n de unos 15-35 cm de espesor, fuertemente armado y nivelado. Sobre el hormig贸n se dispone una chapa de acero inoxidable pulida y plana sobre la que se disponen las almohadillas de neopreno-tefl贸n, de 10-13 mm de espesor. El tefl贸n se apoya sobre el acero inoxidable y el neopreno contacta con el tablero. Adem谩s, el apoyo dispone de una gu铆a lateral, tambi茅n con almohadillas de neopreno-tefl贸n, que encarrila al tablero en su movimiento longitudinal.

El movimiento del tablero arrastra la almohadilla, que cae por delante y se vuelve a introducir por detr谩s. Esta operaci贸n se realiza manualmente, por lo que se debe prestar especial atenci贸n a los posibles errores durante las 2-3 horas que dura la operaci贸n del lanzamiento del tramo correspondiente.

El coeficiente de rozamiento entre la almohadilla y el acero inoxidable, en el momento del arranque, puede llegar al 5% en tiempo fr铆o, pero una vez en movimiento, baja al 3-3,5%. Para reducir la carga horizontal sobre el apoyo, se reducen al m谩ximo las almohadillas, pues el rozamiento se reduce con la presi贸n. Para soportar la carga vertical, se zuncha intensamente el neopreno para soportar unos 20 MPa. Adem谩s, conviene lubricar las almohadillas con silicona y mantenerlas limpias, con lo que se puede bajar el rozamiento al 1-2%.

Los apoyos provisionales se sustituyen por los definitivos subiendo el tablero con gatos. Esto mismo se debe hacer incluso cuando los apoyos deslizantes son definitivos, puesto que se debe bloquear el nivel de deslizamiento usado durante el lanzamiento, quitar las almohadillas y soldar la parte superior del apoyo a chapas met谩licas dejadas en el tablero.

Os dejo a continuaci贸n un v铆deo donde se observa el lanzamiento del tablero.

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25 septiembre, 2017
 
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