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PRIMER CONGRESO NACIONAL DE PREFABRICACIÓN
Realizaciones: Puentes
Viaducto del Sagar Juan M. Calvo Rodríguez
Lucía López de Asiaín
1. INTRODUCCIÓN
La Diputación Foral de Guipúzcoa está construyendo la autopista Vitoria-Gasteiz-Eibar.
Esta estructura se encuentra situada en el tramo Bergara (Norte) – Eibar (Fase B).
El viaducto del Sagar es un puente arco de hormigón de 100 metros de luz y presenta
varios atractivos que nos han hecho considerar el presentarlo en este congreso:
− Lo adecuado de su encaje en el valle en el que se ubica.
− Lo acertado de sus dimensiones, que le confieren una gran sencillez formal.
− Su procedimiento constructivo, que lo ha hecho competitivo frente a otras
tipologías y procedimientos constructivos de mayor difusión en España en
los últimos años.
− El empleo de elementos prefabricados para la construcción del tablero en un
puente de estas característica.
El interés, pues, de esta estructura no está tanto en las grandes dimensiones de la estructura
en sí, sino en la labor de optimización de la misma para hacerla competitiva sobre sistemas
constructivos que, de hecho, habían prácticamente desbancado a la tipología de puentes
arco.
2. CONSIDERACIONES GENERALES DE PROYECTO
El proyecto de construcción contemplaba la ejecución de un puente arco de hormigón para
el cruce del tronco de la autopista sobre el Valle del Sagar.
El director de obra obligó a mantener esta tipología a las empresas constructoras,
permitiendo únicamente modificar el procedimiento constructivo.
Nuestra labor de proyecto consistió entonces en realizar el estudio de un sistema
constructivo que permitiera optimizar al máximo la estructura. Por supuesto, esta tarea se
realizó en estrecha colaboración con las empresas constructoras.
Conceptualmente, la tipología de puente arco plantea un esquema estructural muy
adecuado, que permite optimizar enormemente los materiales. Sin embargo, los medios
auxiliares que son necesarios para su construcción encarecen la obra y obligan a plazos
largos de ejecución. Estas dificultades han hecho que esta tipología haya estado en desuso
durante muchos años.
Es un hecho, sin embargo, que los puentes arco con tablero superior, son obras de una gran
belleza, que se integran perfectamente en el paisaje e incluso contribuyen a realzarlo.
Alzado general del puente durante la construcción
En este caso, el resultado final de la obra terminada permite considerar el gran acierto en la
elección de esta tipología.
Las condiciones impuestas por el lugar de implantación de la estructura eran:
− La autopista cruza el valle del Sagar a unos 50 metros de altura desde el
lecho del río. La longitud de puente que resulta es de 162 metros.
Alzado . Calzada derecha
− La estructura se encuentra situada entre dos túneles. El primero de ellos
tiene su frente de ataque a 30 metros del estribo y el segundo no tiene
acceso desde esta ladera.
La presencia de los dos túneles obliga a separar las calzadas a 18.20 metros.
Resulta evidente que no es posible plantear la construcción de la estructura desde los
estribos, en el primero de ellos porque el poco espacio disponible lo ocupan los equipos de
perforación del túnel y en el segundo porque no hay un acceso franco al mismo.
El hecho de que el segundo túnel no tenga acceso desde esta boquilla convierte el plazo de
ejecución de la estructura en uno de los caminos críticos de la obra, ya que es necesario
acceder desde el viaducto a la boquilla del túnel.
La presencia de los dos túneles y el plazo restringen las posibles soluciones para la
ejecución de la obra.
El valle tiene una configuración en “V” con pendientes de ladera del 60 %, por lo que es
factible efectuar un relleno de unos 25 metros de altura que permita crear una plataforma
de trabajo en el fondo del valle.
Vista del arco con la plataforma de trabajos
Las ideas generales que marcaron la construcción del puente fueron:
− Construcción del arco sobre cimbra convencional.
− Apertura en clave del mismo y liberación de la cimbra.
− Construcción de pilas.
− Montaje de vigas prefabricadas sobre apoyos provisionales.
− Apertura en clave definitiva y cierre del arco.
− Hormigonado de la losa del tablero.
Las dos decisiones importantes que optimizaron los plazos de ejecución fueron la
construcción del arco sobre cimbra y el empleo de elementos prefabricados para la
configuración del tablero.
El procedimiento constructivo lo describiremos con detalle en apartados sucesivos.
3. CONSIDERACIONES GENERALES DE PROYECTO
3.1. Geometría del arco
El arco tiene 100 metros de luz entre arranques, siendo su flecha de 17 metros (relación
F/L = 1/5.88). Su directriz la define una parábola de segundo grado.
El ancho es constante de 4 metros y el canto es linealmente variable de 1.50 metros en
arranques a 1.00 metro en clave. Esto supone unas relaciones canto/luz de 1/66.7 y 1/100
respectivamente.
Alzado Arco y secciones de pilas
La sección transversal es maciza ya que lo ajustado de los cantos utilizados no aconsejan
plantear aligeramientos.
El empleo de una sección maciza de estas dimensiones, aún cuando resulta estricta en
términos de esbeltez, proporciona un axil reducido de tan solo 0.22, es decir, el arco está
solicitado por esfuerzos fundamentalmente de flexión.
3.2. Geometría del tablero
El tablero tiene una longitud total de 162.0 metros.
Las luces entre pilas son constantes de 13.50 metros. El tablero tiene 8 vanos apoyados
sobre el arco y 2 vanos más a cada lado del arco.
Cada una de las calzadas tiene un ancho de 11.30 metros formados por:
− Dos carriles de 3.50 metros.
− Arcén exterior de 2.50 metros.
− Arcén interior de 0.80 metros.
− Dos espacios para alojar las barreras de 0.50 metros.
El tablero es de hormigón armado y está constituido por una viga prefabricada sección
cajón de 0.80 metros de canto. Sobre la viga se hormigona una losa de compresión de
hormigón armado de 0.20 metros de espesor en el extremo de los voladizos e interiores de
la viga y de 0.35 metros sobre las almas.
Sección de tablero por pila P-3
El tablero es continuo en toda su longitud, formalizándose las uniones de las vigas sobre
las pilas con una junta húmeda de 80 cm. de espesor.
El ancho inferior de la viga es de 3.96 metros y el superior de 4.36. Los voladizos
resultantes del tablero son de 3.47 metros.
La viga tiene un espesor de la tabla inferior de 21 cm. y un espesor de almas de 26 cm.
Aún cuando el aspecto del conjunto del tablero con el arco es de gran esbeltez, el tablero
tiene una relación canto/luz de 1/11.7, lo que permite resolverlo en hormigón armado.
3.3. Geometría de las pilas
Las pilas se han proyectado macizas de hormigón, con cantos estrictos de 50 y 70 cm.
El canto de 70 cm. se ha utilizado con alturas de pila comprendidas entre los 10 y los 18
metros, y las de 50 cm. en el resto.
La sección transversal se inscribe en un rectángulo de 4.00 metros de ancho con los cantos
indicado en el párrafo anterior. Para economizar al máximo los materiales, la pila tiene dos
cabezas de 1 metro de ancho enlazadas por un tabique macizo de 2 x 0.25 metros de
sección.
Todos los apoyos del tablero en pilas y estribos se realizan con neopreno zunchado salvo
las pilas situadas en los arranques del arco, que se empotran al tablero.
Secciones transversales de pilas
4. PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO
Las ideas generales que marcaron la elección final del procedimiento constructivo fueron:
− Construir el arco sobre una cimbra apoyada en el relleno. Esto permitió
acelerar enormemente la construcción del arco.
Sin embargo, al tratarse de torres de cimbra apoyadas sobre el relleno, se
pensó en minimizar al máximo las cargas que había de soportar la cimbra,
para no encarecer la cimentación de la misma. Por esta razón, la cimbra
únicamente recibía el peso del arco y no de las pilas y del tablero.
− Construir el tablero con vigas prefabricadas permitió evitar cualquier
sistema de autocimbra que, por otra parte, debía de ser doble para mantener
la simetría de cargas en el arco.
El tablero debía de contribuir conjuntamente con el arco a resistir los
esfuerzos totales del conjunto, por lo que las vigas debían unirse en
continuidad.
Con estas premisas, el procedimiento general de construcción se planteó en las siguientes
fases:
4.1. Procedimiento constructivo general
− Ejecución del relleno del fondo del valle y excavación de cimentaciones.
− Ejecución de cimentaciones y montaje de cimbra y encofrados del arco.
− Hormigonado del arco simétricamente desde arranques, dejando la dovela de
clave sin hormigonar.
− Colocación de 2 gatos en clave de 1.000 Mp de capacidad y apertura en clave
para desencofrar el arco.
Gatos de dovela en clave
− Una vez que el arco está desapeado, se procede al hormigonado de las pilas.
− Hormigonadas las pilas, se procede al montaje de las vigas. Para el montaje de
las vigas se procura mantener la mayor simetría de cargas posible, esto es:
∗ Montaje de las 2 vigas del vano de acompañamiento y la del primer vano
del arco a un lado (Estribo 1).
∗ Montaje del mismo esquema en el extremo opuesto (Estribo 2).
∗ Montaje de los dos siguientes vanos del estribo 2.
∗ Montaje de los dos siguientes vanos del extremo opuesto (Estribo 1).
En este momento se han montado todas las vigas salvo las de los dos vanos
centrales y únicamente se ha modificado la posición de las grúas en tres
ocasiones.
Estado anterior a la apertura en clave
− Una vez montadas las vigas se procede a realizar la apertura definitiva en clave.
Con esta apertura se introduce un axil en el arco que compensa la pérdida de
reacción horizontal debida al acortamiento elástico y a los acortamientos
diferidos. El axil que se introduce en los gatos en esta etapa es de 1.220 Mp.
Se hormigona la dovela de cierre y se procede a colocar las dos vigas centrales.
En este momento el arco se encuentra completo y el tablero está formado por un
esquema de vanos isostáticos en el que las vigas se encuentran apoyadas en unos
apoyos provisionales.
Se procede entonces a hormigonar la junta de continuidad de las vigas y a retirar
los apoyos provisionales, como paso previo al hormigonado de la losa del tablero.
El peso de las vigas supone el 40 % del peso total del tablero, por lo que en este
momento es posible proceder a hormigonar la losa del tablero desde un solo
extremo sin que esto introduzca unos esfuerzos superiores a los que solicitarán al
arco durante su vida útil.
El hormigonado del tablero desde un solo extremo supone un claro ahorro de
medios auxiliares.
4.2. Procedimiento constructivo del tablero
En este apartado describiremos el sistema de construcción del tablero con elementos
prefabricados.
Debido por una parte a la relación de rigideces entre tablero y arco y por otra a lo poco
peraltado que está el arco, las zonas sobre apoyos del tablero están solicitadas tanto a
flectores positivos como negativos. Este hecho invalida como sección óptima de unión de
los elementos del tablero la situada a 1/5 de la luz. Por esta razón y aún cuando no resulte
muy ortodoxo, se adoptó como zona de empalme la correspondiente a la sección de
apoyos.
La utilización de hormigón armado en lugar de hormigón pretensado, permitió acometer
estas uniones con sencillez.
Las vigas se construyeron de hormigón armado con una longitud de 80 cm. más corta que
la luz entre apoyos.
En los extremos se disponía un pequeño tabique de 42 cm. de canto total para poder resistir
su peso propio durante el apoyo provisional. La disminución de este tabique estaba
condicionada para permitir el paso del carro de hormigonado de la losa del tablero.
En los 80 cm. existentes entre vigas se situaba la armadura de conexión entre ellas:
− En el paramento inferior el
empalme de armadura frente a
momentos positivos se realiza con
el solapo de bucles de armadura.
− En las cabezas superiores se
utilizaron dos barras Gewi, por
alma, de 40 mm. de diámetro
empalmadas con manguitos. Estas
barras se dimensionaron para
garantizar la continuidad del tablero
frente al peso propio de la losa.
Detalle de unión en continuidad de vigas
Con esta disposición provisional de armadura, se emplearon dos piezas metálicas
ancladas al tabique central de la pila. Sobre estas piezas se colocaron unas cuñas
de arena que servían de apoyo provisional a las vigas.
Alzado frontal de vigas sobre apoyos provisionales
Una vez acopladas las barras Gewi, se procedió a hormigonar la junta de 80 cm.
entre vigas circunscrita al contorno de las vigas. El objeto de hormigonar la
riostra en dos fases era permitir el paso del carro de hormigonado de la losa del
tablero.
Realizado el hormigonado de continuidad de las vigas, se procedió a retirar todas
las cuñas de arena y casquillos de apoyo de las mismas.
Una vez montado el carro de hormigonado del tablero, se procedía a hormigonar
la sección completa de la losa superior. Cada vez que el carro pasaba sobre una
riostra de apoyo, se procedía a hormigonar la riostra completa.
Carro para hormigonado de losa
FICHA TÉCNICA
Obra: VIADUCTO DEL SAGAR
Propiedad: DIPUTACIÓN FORAL DE GUIPÚZCOA. D. Luis de los Mozos
Dirección de obra: PROINTEC D. Daniel Mulone
Contratista principal: UTE A-1 B (Moyua-Murias-Altuna y Uría-Galdiano) Jefe de obra: D. Joaquín Sarasola
Subcontratista de estructura: ESTRUCTURAS Y MONTAJE DE ARMADURAS, S.A.
Proyecto y Asistencia Técnica: PONDIO Ingenieros D. Juan M. Calvo Rodríguez Dña. Lucía López de Asiaín Zabía D. Michael Müller Dña. Gilda Klett Lasso de la Vega
Principales características: ARCO - Longitud ..................... 100 m. - Flecha .......................... 17 m. - Canto máximo .......... 1.50 m. - Canto mínimo ........... 1.00 m. - Ancho ....................... 4.00 m. TABLERO - Número vanos .............. 12 m. - Longitud total ............ 162 m. - Ancho ..................... 11.40 m. - Luz vanos ................. 13.5 m. - Canto total ................ 1.15 m.
