Publicada By  V铆ctor Yepes Piqueras - estructuras, procedimientos de construcci贸n, Puentes    

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Construcci贸n del viaducto de Millau (Francia) mediante empuje de su tablero

El procedimiento de empuje consiste en fabricar o montar el tablero detr谩s del estribo en un parque fijo y despu茅s trasladarlo longitudinalmente sobre las pilas, por fases sucesivas, hasta alcanzar su posici贸n definitiva al llegar al otro estribo, sin necesidad de cimbras. El tablero desliza con gatos sobre estribo y pilas, con ayuda de un pico de lanzamiento. Para que el procedimiento sea efectivo, el puente necesita un tablero de canto constante y un trazado en planta recto y pendiente nula o ascendente, sin embargo con los actuales sistemas de retenida, se permiten pendientes descendentes y alineaciones circulares. Otro trazado, imposibilita que cualquier parte del puente pase durante la traslaci贸n por los mismos puntos, complicando la ejecuci贸n. Al principio el procedimiento se utiliz贸 con tableros met谩licos, pero hoy se aplica tambi茅n a cajones de hormig贸n.

Las solicitaciones propias del empuje requieren secciones en caj贸n con cantos importantes y constantes, en torno a relaciones canto/luz de 1/10 a 1/15. El procedimiento constructivo provoca una ley de momentos flectores con valores muy altos cuando est谩 el vano entero en voladizo. Para reducir el peso del tablero, se dispone de un pico de avance o nariz met谩lica en la parte delantera del dintel del tablero.

Este sistema requiere de medios auxiliares de coste elevado y proporciona buenas calidades de ejecuci贸n al agrupar todas las operaciones en una zona espec铆fica. Su ventaja econ贸mica reside en preparar un parque de fabricaci贸n fijo, en el eje del puente, donde poder realizar una dovela de 10 a 25 m de longitud. En el caso de dovelas de hormig贸n, se realiza un pretensado inicial para absorber los esfuerzos del lanzamiento y se deja en una segunda fase el pretensado definitivo para soportar las cargas de servicio. Cada segmento normalmente se completa su ejecuci贸n en una semana. 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 es habitual seguir con el empleo de dovelas. Existe la posibilidad de fabricar y empujar desde un solo lado o desde los dos lados del puente. 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, pues no necesita del cimbrado.

Esquema del proceso del lanzamiento del tablero de un puente

Esquema del proceso del lanzamiento del tablero de un puente

El empuje de puentes se desarroll贸 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.

El primer viaducto de segmentos de hormigones prefabricados empujados 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 Caron铆 (Venezuela), con un vano principal de 96 m y terminado en 1964, de Leonhardt y Baur como iniciadores de esta t茅cnica con el hormig贸n. En este caso se utilizaron pilas intermedias para el lanzamiento para reducir la luz de lanzamiento. Este procedimiento encarece la construcci贸n, pues no tiene sentido que las pilas provisionales no queden definitivas. S贸lo podr铆a plantearse el uso de una sola pila provisional en el caso de una luz de empuje extraordinaria. En Espa帽a, el primer puente empujado de hormig贸n se construy贸 en 1972 en la l铆nea f茅rrea Almer铆a-Linares, sobre el r铆o Andarax (Almer铆a), con un vano principal de 42,5 m.

Primer y Segundo Puente sobre el r铆o Caroni (Venezuela). Dise帽ado por F. Leonhardt y H. Baur. Terminado en 1963, une San F茅lix y Puerto Ordaz

Primer y Segundo Puente sobre el r铆o Caroni (Venezuela). Dise帽ado por F. Leonhardt y H. Baur. Terminado en 1963, une San F茅lix y Puerto Ordaz

Es un sistema costoso que s贸lo resulta de inter茅s econ贸mico para longitudes de puente superiores a 300 鈥 400 m (Ministerio de Fomento, 2000). Este procedimiento presenta ventajas claras 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 m de longitud-, o bien se reutilice en varios puentes. Fuera de estos rangos, los medios auxiliares no se amortizan suficientemente.

El campo de luces 贸ptimo para los tableros empujados se encuentra entre los 30 y 50 m, aunque de forma excepcional dicho intervalo se ampl铆a desde los 25 a los 100 m. Normalmente, cuando se requieren luces altas, por encima de 50 m, se requieren apoyos o atirantamientos provisionales. Se han empleado luces de empuje superiores, por ejemplo en el acueducto de Alcanadre, de J. Manterola y L.F. Troyano, con una luz de 60 m debido a que el dintel debe soportar la sobrecarga del agua, lo que permite una mayor luz 贸ptima.

En el caso de una luz muy grande, se puede construir el puente realizando un lanzado desde ambos apoyos y terminando en el centro de la luz con dos voladizos convergentes. Por ejemplo, Millanes y Matute (1999) describen la construcci贸n de un viaducto con un tramo continuo singular compuesto por dos vanos de 40 m y un vano central de 80 m 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.

El empuje de puentes entra en competencia con la construcci贸n de tramos sucesivos con autocimbra. Por debajo de 30 m existen autocimbras en alquiler que abaratan los costes respecto a los puentes empujados. Sin embargo, por encima de dicho l铆mite, los costes de la cimbra autoportante empiezan a crecer exponencialmente, quedando en desventaja por encima de 100 m. Por otra parte, las cimbras desmontables, con o sin pila auxiliar intermedia, compiten cuando existen luces repetitivas y un gran n煤mero de vanos, especialmente en puentes de baja altura y terrenos poco abruptos. El procedimiento de la cimbra autoportante presenta claras ventajas en puentes muy largos, donde se amortizan bien los medios auxiliares. Adem谩s, es un procedimiento que permite cualquier geometr铆a en planta del puente, frente a los empujados.

Os paso una animaci贸n en 3D de Octavio Martins聽que explica muy bien el procedimiento constructivo. Espero que os sea 煤til.

Tambi茅n la empresa ULMA nos ofrece una animaci贸n de estas caracter铆sticas.

Referencias:

MILLANES, F.; MATUTE, L. (1999). Viaducto sobre el r铆o Lambre. Hormig贸n y Acero, 213: 33-39.

MINISTERIO DE FOMENTO (2000). Obras de paso de nueva construcci贸n. Conceptos generales. Madrid, 94 pp.

P脡REZ-FAD脫N, S. (2004). Construcci贸n de viaductos para l铆neas de FFCC. Tableros empujados. Revista de Obras P煤blicas, 3445: 47-52.

2 febrero, 2016