UNIVERSIDAD TÉCNICA PARTICULAR DE LOJA

La Universidad Católica de Loja

ESCUELA DE INGENIERIA CIVIL

INFORME TECNICO DE LA VISITA

PUENTE SEGMENTAL SOBRE EL ESTUARIO DEL RÍO BABAHOYO

Alumno:

Darlyn Homero Velepucha Iñiguez

Docente:

Ing. José Hurtado.

Paralelo:

4to. “A”

Loja, Febrero 2011

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ÍNDICE

1. GENERAL…………………………………………………………………………………………

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2. ANTECEDENTES…………………….……………………………………………..

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3. DESCRIPCIÓN GENERAL DE LA OBRA.……………………………………….

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4. PROCESOS DE CONSTRUCCIÓN DE LA OBRA ……………………………………...4

4.1. CIMENTACIONES Y PILOTES..…………………………………………….

…………...... 4

4.2. CONSTRUCCION DEL CABEZAL..………………………………..…...

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4.3. CONSTRUCCION DE LAS PILAS……………………………….

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4.4. CONSTRUCCION DE LOS

SEGMENTOS………………………………………………7

5. VISITA AL CAMPAMENTO

PEDREGAL………………………………………………………8

6. VISITA AL FRENTE DE DURAN..……………………………………………….

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7. ADITIVO

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8. ANEXO

S……………………………………………………………………………………………………

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1. GENERALSe realizo la visita técnica al puente segmental sobre río Babahoyo. La visita técnica del cuarto puente fue organizado por el Ing. José Hurtado y auspiciado institucionalmente por la escuela de ingeniería civil de la Universidad Técnica Particular de Loja.El grupo viajero fue dirigido por el Ing. José Hurtado, en carácter de profesor, y alumnos cursantes de la materia Inspección de Obras de Concreto. El viaje se realizó el día miércoles 02 de Febrero del 2011, utilizando un autobús colectivo contratado.El primer destino fue el campamento “El Pedregal” donde los visitantes fueron recibidos por el Ing. Vinicio Suarez, quien realizo una descripción general de la obra en construcción.

Foto 1 Llegada al campamento “El Pedregal”

Foto 2 El grupo asiste a la exposición descriptiva de la obra

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2. ANTECEDENTES

Foto 3. Ubicación de la obra

La construcción de la obra se encuentra ubicada sobre el río Babahoyo, ha sido concebida como una obra fundamental para mejorar la conectividad entre Guayaquil en el sector de La Puntilla (Sanborondon) y Durán. El puente es de tipo segmental y tendrá una longitud de 1,975 metros y 20,80 metros de ancho con un costo al estado de 102 millones de dólares, el puente consta de 4 carriles para automotores por el que circularan alrededor de 80 mil vehículos diarios, 2 para ciclistas así como también vías peatonales. La implantación del puente es paralela al puente Rafael Mendoza Avilés, con una separación de 10 metros.

La construcción del proyecto fue adjudicado a una compañía china llamada Guangxi Road & Bridge Engineering Corporation (GRBC).

El cuarto puente pretende disipar el alto congestionamiento de la vía de ingreso a la costa a través del cantón Durán, y como paso al puerto principal y capital costanera, Guayaquil. Empezó a construirse el 13 de abril del año 2009 y estaba programado para 24 meses, aunque la obra una vez contratada según lo suscrito en la licitación debió entregarse en diciembre del año 2010, se prolongara hasta el mes de agosto del 2011.

Se estima que participan alrededor de 1200 obreros entre ecuatorianos y chinos en la construcción del puente, de los cuales de 50 obreros son de nacionalidad china, que en su mayoría son operadores de maquinaria, y cuerpo técnico de ingenieros de la empresa adjudicada, así como también técnicos ecuatorianos encargados de la residencia y apoyo técnico en la construcción, por ejemplo la empresa Fractales y en el campo de la fiscalización.

3. DESCRIPCIÓN GENERAL DE LA OBRA

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El puente se llama segmental porque está constituido por una viga cajón de 1.975 metros de largo, construida en partes llamados segmentos o dovelas de tres metros de longitud por ocho metros de ancho que son prefabricadas en tierra en el campamento “El Pedregal” de propiedad de la constructora China GRBC. Una vez terminados, las dovelas son transportadas por medio de barcazas para su colación en sitio.

Las dovelas se las instala colocando una a continuación de otra, a cada lado de las pilas en un número de 11 por lado dando así la forma de los 26 “cristos” que conforman el tablero del puente. Las dovelas colocadas en el puente son huecas, pero de alto desempeño, consideradas de concreto masivo estructural. Las dovelas son colocadas en obra en números pares en cada cristo, es decir el mismo número de dovelas se coloca hacia Durán como hacia la Puntilla, y estas son tensadas con el esfuerzo diseñado una vez colocadas. Las dovelas están asentadas sobre pilas cimentadas. El puente consta de 26 pilas. Entre estas pilas existe una luz de 75 metros entre cada una, las pilas están colocadas sobre una base de hormigón de 3 metros de espesor conocido como cabezal o camisa, armado de concreto masivo. El cabezal se apoya por cuatro pilotes de hormigón armado de 2,5 metros de diámetro de tipo pre barrenado (hecho en sitio), que se perforan en el suelo y son de profundidad variable.

4.PROCESOS DE CONSTRUCCIÓN DE LA OBRA

4.1 Cimentaciones y Pilotes

Foto 4. Maquinas perforadoras para hacer las cimentaciones

Las perforaciones son realizados por maquinas perforadoras (ver foto 4). Este tipo de maquinas perforadoras pueden hacer huecos de 2,5 metros de diámetro y hasta 70 metros de profundidad, una vez perforado el hueco se mete un tubo metálico o también conocido como encamisado metálico que sirve como tipo de encofrado ó entibado para impedir que las paredes de la perforación se derrumben, este método es muy costoso por lo que una vez que el suelo de la perforación ya es resistente se llena el hueco de una arcilla especial llamada bentonita. La bentonita junto con agua y unos aditivos forman

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un lodo muy estable, el lodo ejerce una presión contra las paredes para mantener el hueco estable mientras se perfora, seguidamente se funde el hueco bajando una tubería hasta el fondo de la perforación, a través de esta tubería se bombea hormigón, el hormigón entra por la tubería llega hasta el fondo y se va llenando desde abajo hasta arriba, conforme la perforación se va llenando va expulsando el agua y el lodo, junto con un poco de hormigón contaminado que es necesario separarlo del hormigón bueno.

Una vez realizado los cuatro pilotes por la importancia del proyecto se realiza una evaluación de la calidad de cada pilote realizando dos tipos de pruebas:

1) Prueba de integridad también conocida como perfilaje sónico.2) Prueba de carga dinámica de alta deformación

El perfilaje sónico consiste en que a través de unos tubos con sensores con un emisor y un receptor de sonido conectados a un computador ubicados al fondo del pilote, se los va subiendo poco a poco, mientras tanto se emite una señal de sonido la cual viaja a través del pilote al receptor y se toma como dato el tiempo en que se demora el sonido en atravesar el pilote tomando en cuenta la velocidad del sonido la cual en el hormigón es de 4000m/s detectando que si existiera espacios vacios la velocidad es menor determinando si la precisión del pilote se encuentra dentro de las normas de estipuladas por el contratista.

El otro tipo de ensayo es geotécnico que sirve para determinar la capacidad de carga, es decir se realiza el ensayo para determinar si el pilote es capaz de soportar la carga del puente. El ensayo se llama prueba de carga dinámica de alta deformación, esta prueba de carga da como resultado una curva de carga aplicada al pilote para ver cuánto se asienta el pilote. Cada pilote está diseñado para resistir una carga vertical de 2000 ton.

4.2 Construcción del Cabezal: Después de construido los pilotes se construye el cabezal que sirve de conexión entre la pila. Los cabezales son de concreto reforzado considerado estructural masivo, pues las dimensiones de estos así como las de las pilas sobre ellos son de elementos de gran tamaño. Los cabezales por ejemplo son de 16m de largo por 9 de ancho, además de tener una alta resistencia, lo que lo convierte en un elemento muy pesado.

El cabezal junto con los cuatro pilotes tienen forma de mesa, sobre este cabezal viene la pila, el cabezal como tal pesa 600 toneladas de peso. Este elemento de hormigón masivo no puede fundirse de una sola porque es muy grande y como el hormigón es hidráulico, al juntar el agua con el cemento reacciona químicamente liberando calor, y si al momento del fraguado se calienta y supera los 65º centígrados el hormigón químicamente se daña, así sea que el hormigón alcance la resistencia requerida, por lo que se debe tomar

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procesos para que el hormigón no se caliente más allá de 65º centígrados, para evitar esto existen dos tipos de medidas a seguir:

1) Se funde al hormigón por partes

2) Se instala un sistema de refrigeración para que el hormigón recién fraguado no se caliente demasiado superando los 65º centígrados.

Para fundir los cabezales se los realizo por ambos métodos. Se fundieron en tres capas, 1 metro cada 5 días para que el hormigón pueda irse enfriando. El otro método aplicado fue el sistema de refrigeración que consiste en dejar pasar una tubería metálica formando un serpentín. El serpentín inyecta agua helada de -3º centígrados por un lado y por el otro lado agua tibia recogiendo el calor dentro de la masa de concreto, este proceso de enfriamiento es muy importante ya que logra controlar que la temperatura no supere los 65º Centígrados.

Es de suma importancia calcular el caudal que va a circular por el serpentín, esto se lo realiza por medio de ingenieros especializados en hacer este tipo de simulaciones, es decir pueden simular el proceso de fraguado, y mediante modelos matemáticos establecer cuál va a ser la temperatura a la que va a llegar el hormigón, para que finalmente en función de esa temperatura se puede diseñar el sistema de enfriamiento.

4.3 Construcción de Pilas

Foto 5 Pilas del puente

Las Pilas por su sección, tamaño, y masa son consideradas hormigón de tipo masivo, por ende necesita también de una refrigeración durante el hormigonado. Este tipo de hormigón es de 45 MPa (450 Kg/cm2) es decir de alta resistencia, pero además de esta alta resistencia también se necesita que el hormigón posea gran fluidez, para que el hormigón pueda pasar por la tubería, además que en las pilas así como en los pilotes las armaduras de refuerzo son densas y muy congestionadas, por esta razón el hormigón es hecho con

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agregado triturado con un tamaño máximo de 3/4", y el revenimiento supera los 20 cm.

El hormigón para pilas además de su alta resistencia y fluidez, también necesita tener la capacidad para endurecerse a temprana edad. Es decir que el hormigón a las 18 horas de fundido ya debe tener una resistencia de 22 Mpa.

5. Dovelas o segmentos

Foto 6 Dovelas ubicadas en el campamento El Pedregal

Sobre las pilas se asienta el tablero que está constituido por una sola viga cajón (desde el punto de vista estructural). Esta viga es continua, es decir no se corta sobre las pilas. La viga por su longitud de aproximadamente 2 km posee únicamente dos juntas, se diseño así para permitir la dilatación y contracción por cambio de temperatura. Debido a que es imposible la construcción de una viga de 600 m de longitud, se realizo el método constructivo llamado segmental que consiste en construir pedazos de viga de 3 metros de longitud que al construir 200 pedazos de tres metros se obtendrá la viga de 600 metros de longitud. Finalmente a los segmentos o dovelas se los traslada por medio de barcazas a los dos frentes donde se construye, para que por medio de sistema de grúas que poseen cables postensados se levanta las dovelas y se las coloca en su respectivo sitio.

5. VISITA AL CAMPAMENTO El PEDREGAL.

En el campamento pedregal se encuentra ubicado la construcción de las dovelas, para luego ser trasladadas al sitio de construcción por medio de barcazas) y unirlas con las pilas una a cada lado de las pilas, las dovelas o segmentos están fabricados con las siguientes especificaciones:

Resistencia del concreto: 45MPa

Fluencia del refuerzo: 4200kg/cm2

Tamaño máximo del agregado: ¾”

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Resistencia inicial: 22MPa a 18h

Revenimiento en paredes: 22cm

Revenimiento en la losa: 20cm

Tiempo mínimo de curado: 5 días, mediante una lona o película protectora.

Temperatura de colado para dovelas: 24°C

Temperatura de colado para el segmento 0: 22°C

Se empieza con el diseño de armado de cada uno de los segmentos ya que todos son completamente diferentes y requieren cumplir bastantes requerimientos de calidad para que puedan ser aceptados. A los segmentos se los tapa con lonas especiales para que no se corroan, con esto se cumple un 85% de la elaboración del segmento.

En el armado de cada una de las dovelas, se debe tomar en cuenta el número de varillas, así como las dobleces de cada uno de los ganchos, la ubicación de exacta de los espacios para los cables postenzados como son los torones; sin dejar de lado los anclajes pasivos y activos.

La planta de hormigón requerida para este tipo de proyectos es de 40m3 pero la que el campamento posee es el 80 m3, los materiales para la dosificación son: arena confinada, arena triturada, piedra triturada que cumpla con los datos requeridos en la granulometría; el hormigonado dura un periodo de aproximadamente 2 horas.

Foto 7 Piedra Triturada

Se procede a dosificar a cada uno de las dovelas. Este procedimiento se realiza en horas de la noche por la influencia del factor temperatura, movilizándolos a los mismos a moldes de encofrado al cual se los conoce como cangrejo. El encofrado de tipo cangrejo se ajusta a la losa por medio de unos gatos hidráulicos, recibiendo de 3 a 5 días de curado, posteriormente teniendo en cuenta que para la aceptación de la armadura debe ser revisado por parte del

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cuerpo de fiscalización para que en caso de existir algún error este pueda ser corregido a tiempo.

Una vez ya acabada la dosificación se realizan lecturas topográficas. Las lecturas topográficas son realizadas con el fin de que si en caso existiera algún error en el segmento poder corregirlo, a estas lecturas se las analiza en Singapur, las cuales son enviadas y recibidas vía internet y del análisis de resultados de los datos brindados por el segmento se procede a corregir fallas.

Las dovelas estarán atravesadas por cables tanto en sentido longitudinal como transversal, en el sentido longitudinal se colocan y tensan en sitio , mientras que el sentido transversal será tensado al 30% apenas la dovela haya alcanzado su resistencia mínima requerida, luego se tensará al 100% siguiendo el siguiente proceso:

Se tensa un 30% una vez que el elemento haya alcanzado su resistencia mínima (ver foto 8).Luego se tensa otro 30% después de 5 días de curado, y cuando los ensayos y si la fiscalía lo permite se tensa el 40% restante.Cada uno a estos se los tensa de forma alternada de manera que todos sean sometidos a la vez para irle dando la elongación al cable se lo hace mediante gatos hidráulicos conectados a un maquina respectiva para regular la presión de los gatos, con este tensado sirve para que la dovela pueda ser utilizada como contra molde y pueda a su vez ser transportada de un lugar a otro.

Los torones estan formados por 4 cables de 7 hilos de 10 mm de diámetro, transversalmente cruzan cada ducto un total de 4 torones, y longitudinalmente lo hacen 19.

Foto 8 Tensado de los torones

Para evitar la entrada de concreto en el ducto donde pasan los cables se utiliza espuma como aislante luego se llena el ducto con una lechada altamente resistente inyectada a presión por un orificio dejado en el ducto, esta lechada

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también alcanza una resistencia de 45MPa, antes de proceder a la inyección primero se purga el ducto mediante la inyección de agua a presión con un aditivo anticorrosivo, e hidróxido de calcio para eliminar aceites.

Los requisitos de la mezcla de concreto para la construcción de la dovela son:

Cemento tipo I 473kg

Piedra Caliza 19mm 530kg

Piedra caliza 12.5mm 355kg

Arena del rio Boliche 757kg

Arena triturada 133kg

Agua 151kg a 3°C

Sikament N-100 (1,5%) 0,95kg (plastificante)

Sikament ME-200 (0,7%) 3,331kg (acelerante)

Relación agua - cemento 0,32 y máximo 0,36

El concreto para relleno y corrección está formado por:

Cemento tipo I

Arena de cuarzo

Grava lavada 3/8

Cal viva

Carbonato de calcio

Agua a 3°C

Sikament N-100 (1,5%) 0,95kg (plastificante)

Para la mezcla de la lechada se sigue el siguiente proceso:

Se mezcla primero el 70% de agua y el 50% de cemento durante 1 min, luego se añade el oxido de calcio, el carbonato de calcio, la microsilica y un superplastificante, se mezcla durante 1 min mas, al final se añade todo lo faltante de agua y cemento y se mezcla por 3 min, a 1200 rev/min aproximadamente.

Se procede a inyectar con una presión de 3kg/cm2, a través de 3 o 4 tubos al mismo tiempo y una vez el tubo está lleno se mantiene una presión de 5kg/cm2, medida desde el punto más bajo.

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Una vez ya terminadas las dovelas en los tramos ceros de cada pila se empieza a formar el Cristo en cada una de las pilas, en donde las dovelas son transportadas por medio de barcazas al sitio. La colocación de las dovelas prefabricadas se lleva a cabo desde 2 frentes, desde La Puntilla hacia Durán, y desde Durán hacia La Puntilla, las dovelas están organizadas y construidas de manera tal que cada una tiene su único sitio en el tablero. Las dovelas conocidas como 0, están construidas en una forma especial pues deben soportar la carga y esfuerzos de todo su cristo, además tienen un punto de anclaje con la llave de corte ubicada en cada pila, así la dovela tiene los símbolos que identifican a que pila pertenece y su posición como segmento 0. Las demás dovelas poseen la misma identificación de acuerdo a la pila a la que pertenecen, pero además a esto se adjunta una numeración de acuerdo a su posición, de esa manera las dovelas poseen un número que las identifica en su cristo, existiendo 2 dovelas 1, 2 dovelas 2, etc. hasta 2 dovelas 11 en la pila 1, 2, 3 etc. Su ubicación también está dada por el sentido de su colocación, ya sea hacia Durán o hacia La Puntilla.

Las dovelas son llevadas desde Pedregal hasta su punto de ubicación en cualquiera de los dos frentes. Al momento de transportarlas se toma en cuanta datos de mareas, y velocidad del viento para evitar todo tipo de peligro al momento que se las este transportando.

Foto 9 Traslación de dovelas por medio de barcazas

6. Visita al frente de Duran.

Las dovelas una vez llegadas a su sitio de colocación, son colocadas en su lugar por medio de una viga lanzadora, modelo JP75, de 120m de largo, con un peso aproximado de 140Ton, y que posee una capacidad de carga de 150Ton.

Las dovelas son cargadas y llevadas a su posición donde se aplicara un recubrimiento epóxico a base de Sikadur, un aditivo de alta resistencia, en cada una de las caras a unir, este recubrimiento hará las veces de pegamento entre los 2 segmentos, una vez unidos se procede al tensado provisional del elemento, para ello existen en el llaves de acero donde por medio de varillas de

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acero de alta resistencia se anclan las dovelas, externa e internamente, hasta cuando se pueda llevar a cabo el tensado definitivo.

Una vez ubicado el tensado provisional se procede a revisar la alineación horizontal, vertical y real de la dovela colocada, la compañía posee un modelo virtual del trazado del puente, y por medio de este eje se corrigen todas las desviaciones que son toleradas hasta en 30mm.

El equipo topográfico controla la ubicación y calcula las correcciones necesarias en alineación de cada dovela a partir de su eje teórico, para ello cada dovela posee seis puntos de control topográfico colocados durante su construcción, con ellos y durante el tensado provisional se lleva a cabo la alineación del elemento con lo cual el error es nulo.

Una vez colocado en su sitio, endurecido el epóxico y cuando la dovela ha alcanzado su máxima resistencia se procede al tensado longitudinal de los cables, estos están compuestos por 19 torones de cables formados por 7 hilos enrollados, que unen cada sección con la anterior y además unen cada par de secciones a través del elemento 0.

Los cables están tanto en la losa superior como en la losa inferior de la dovela, el numero de ductos varía de acuerdo a la cantidad de cables que atravesaran la dovela, por ejemplo las dovelas 11 tendrán solo 4 orificios inferiores pues a través de ellas solo atraviesan los cables que las unen, mientras que las dovelas 1 tendrán tantos ductos como la suma de los que atraviesen las dovelas posteriores.

Control en la alineación de las pilas.

La compañía china (GRBC) que está a cargo del proyecto, tiene un trazado teórico virtual del proyecto, con esto se lleva a cabo un fuerte control topográfico de alineación de los elementos alrededor del eje de construcción planteado, con lo cual la alineación horizontal y vertical de las pilas de apoyo es perfecta.

7. ADITIVOS

Los aditivos utilizados en esta obra son de importación, no se encuentran en el país, lo que supone un costo elevado. El aditivo utilizado en los moteros y lechadas, el aditivo utilizado es marca SikaTop 77.

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Foto 10 Aditivo SikaTop 77 para mejorar adherencia de lechadas y morteros

Es una dispersión polimérica extremadamente fina y estable que mejora la adherencia y otorga apreciables ventajas al mortero de cemento y concreto.Campo de aplicación:

Puente de adherencia en lechada adhesiva para el tarrajeo y mortero de reparación.

Aditivo para mortero de reparaciones en concreto y albañilería.

Aditivo para mortero para incrementar la impermeabilidad y la resistencia a ataques químicos.

Aditivo para lechadas y morteros de inyección.

Aditivo para mejorar la adherencia de pinturas a base de cemento o cal.

Ventajas:

Mayor adherencia del mortero sobre concreto, albañilería, piedra, acero, entre otros.

Mayor flexibilidad del mortero, reduciéndose la formación de fisuras y aumentando la resistencia al impacto.

Mayor retención de agua del mortero y mayor cohesión, lo que se traduce en mezcla homogénea de mayor resistencia a la abrasión.

Mayor impermeabilidad y estabilidad al agua.

Mayor resistencia química del mortero de cemento.

Alta calidad y durabilidad en mortero de reparación.

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8. ANEXOS

Se detallan a continuación fotos de la visita técnica para una mejor comprensión

Foto 11 Precontratistas que trabajan para la compañía GRBC, encargados del

doblaje del hierro

Foto 12 Patio del campamento cada obrero cumple una función diferente

dentro de la obra

Foto 13 Armado de las losas inferiores de las dovelas, ubicado en el patio de fabricación del campamento pedregal

Foto 14 Armado de paredes y Losa superior

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Foto 15 Armadura transportándose hacia los encofrados

Foto 16 Encofrado en forma de cangrejo

Foto 17 Contra molde del encofrado

Foto 18 Accesorios de la armadura con anclajes activos y pasivos

Foto 19 Planta de hormigón de 80m3

Foto 20 Dovelas listas para el ensamblaje por lo general se lo

realiza en horas de la noche

Foto 20 Grúa encargada del transporte de las dovelas

Foto 21 Corazón del puente

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Foto 22

Foto 23 Unión de los segmentos por medio de grúas y cables

postensasdos

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