El procedimiento de empuje consiste en fabricar o montar el tablero detrás del estribo en un parque fijo y, después, trasladarlo longitudinalmente sobre las pilas, por fases sucesivas, hasta alcanzar su posición definitiva al llegar al otro estribo, sin necesidad de cimbras. El tablero se 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 por los mismos puntos durante la traslación, lo que complica la ejecución. Al principio el procedimiento se utilizó con tableros metálicos, pero hoy se aplica también a cajones de hormigón.
Las solicitaciones propias del empuje requieren secciones en cajón con cantos importantes y constantes, con relaciones canto/luz de 1/10 a 1/15. El procedimiento constructivo provoca una ley de momentos flectores con valores muy altos cuando el vano está entero en voladizo. Para reducir el peso del tablero, se dispone de un pico de avance o nariz metálica en la parte delantera del dintel del tablero.
Este sistema requiere medios auxiliares de coste elevado y ofrece una buena calidad de ejecución al agrupar todas las operaciones en una zona específica. Su ventaja económica radica en la posibilidad de preparar un parque de fabricación fijo, en el eje del puente, donde se pueda realizar una dovela de 10 a 25 m de longitud. En el caso de dovelas de hormigón, se realiza un pretensado inicial para absorber los esfuerzos del lanzamiento y se deja el pretensado definitivo para soportar las cargas de servicio en una segunda fase. Cada segmento normalmente se completa en una semana. Posteriormente, se consolidó el método de dovelas largas hormigonadas “in situ” en una instalación industrializada que se monta detrás del estribo, aunque es habitual seguir empleando dovelas. Existe la posibilidad de fabricar y empujar desde un solo lado o desde ambos lados del puente. El método del empuje ha permitido resolver satisfactoriamente la construcción de puentes sobre obstáculos importantes situados por debajo del tablero, pues no requiere cimbrado.
El empuje de puentes se desarrolló en la segunda mitad del siglo XIX para situar en su situación definitiva grandes viaductos metálicos de celosía. De hecho, la ligereza de los tableros metálicos y mixtos es una ventaja frente a los de hormigón, mucho más pesados; sin embargo, es habitual construir estos puentes con hormigón pretensado. Los puentes de ferrocarril, en particular, son estructuras idóneas para construir mediante empuje, pues han de soportar, además de su peso propio, cargas de servicio elevadas que obligan a dimensionar secciones con una gran capacidad resistente. Al construir el puente, donde solo actúa el peso propio, el exceso de capacidad puede aprovecharse sin sobredimensionar la estructura.
El primer viaducto de segmentos de hormigón 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 río Caroní (Venezuela), con un vano principal de 96 m y terminado en 1964, de Leonhardt y Baur, como iniciadores de esta técnica con el hormigón. En este caso, se utilizaron pilas intermedias para el lanzamiento y así reducir la luz de lanzamiento. Este procedimiento encarece la construcción, pues no tiene sentido que las pilas provisionales no queden definitivas. Solamente podría plantearse el uso de una sola pila provisional en caso de una luz de empuje extraordinaria. En España, el primer puente empujado de hormigón se construyó en 1972 en la línea férrea Almería-Linares, sobre el río Andarax (Almería), con un vano principal de 42,5 m.
Es un sistema costoso que solo resulta de interés económico para longitudes de puente superiores a 300 – 400 m (Ministerio de Fomento, 2000). Este procedimiento presenta ventajas claras en los puentes muy largos, pues permite aplicar la construcción industrializada —según Pérez-Fadón (2004), es rentable a partir de 600 m de longitud— o bien reutilizarla en varios puentes. Fuera de estos rangos, los medios auxiliares no se amortizan lo suficiente.
El campo de luces óptimo para los tableros empujados se encuentra entre 30 y 50 m, aunque, de forma excepcional, dicho intervalo se amplía desde 25 hasta 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 óptima.
En el caso de una luz muy grande, se puede construir el puente realizando un lanzamiento desde ambos apoyos y terminando en el centro de la luz con dos voladizos convergentes. Por ejemplo, Millanes y Matute (1999) describen la construcción de un viaducto con un tramo continuo singular, compuesto por dos vanos de 40 m y un vano central de 80 m, que se construyó mediante el lanzamiento de las vigas desde un carro. Se emplearon dos pilas provisionales y se tesó la losa para dar continuidad antes de eliminarlas.
El empuje de puentes entra en competencia con la construcción 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 límite, los costes de la cimbra autoportante empiezan a crecer exponencialmente, quedando en desventaja a partir de 100 m. Por otra parte, las cimbras desmontables, con o sin pila auxiliar intermedia, compiten cuando hay luces repetitivas y un gran número de vanos, especialmente en puentes de baja altura y en terrenos poco abruptos. El procedimiento de la cimbra autoportante presenta claras ventajas en puentes muy largos, donde los medios auxiliares se amortizan adecuadamente. Además, es un procedimiento que permite cualquier geometría en planta del puente, frente a los empujados.
Os paso una animación en 3D de Octavio Martins que explica muy bien el procedimiento constructivo. Espero que os sea útil.
También la empresa ULMA nos ofrece una animación con estas características.
Referencias:
MILLANES, F.; MATUTE, L. (1999). Viaducto sobre el río Lambre. Hormigón y Acero, 213: 33-39.
MINISTERIO DE FOMENTO (2000). Obras de paso de nueva construcción. Conceptos generales. Madrid, 94 pp.
PÉREZ-FADÓN, S. (2004). Construcción de viaductos para líneas de FFCC. Tableros empujados. Revista de Obras Públicas, 3445: 47-52.
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