ESTRUCTURAS PARA LOS CAMINOS DE ESPAÑA
4ª parte
INTRODUCCIÓN, EL PRETENSADO
Una
vez descubierto el hormigón, armarlo fue el siguiente paso: hormigón armado.
Pero
no todo estaba resuelto para poder llegar a cubrir grandes vanos, había que dar
otro paso más, y sucedió con el “hormigón
armado pretensado”.
El
hormigón resiste muy bien los esfuerzos a la compresión, pero rompe por “tracción”
(del orden de 1/12 de su resistencia a la compresión). Vista las
armaduras de una viga armada (antes del hormigonado) observamos que la mayor
densidad de acero se halla en la parte inferior de la viga, la denominada “parte negativa”. El acero absorbe los esfuerzos a tracción cuando
la viga se ponga en carga.
Pero
si logramos comprimir la parte
negativa de la viga antes de ponerla en carga, independiente de la mayor
densidad de acero en la parte negativa, (acero pasivo), mejoraremos el
rendimiento de la viga, ya que al estar comprimida, previamente, podrá
soportar mayor carga antes que la zona
negativa entre en tracción, y así
podremos conseguir vigas de mayor longitud.
Se
consigue con el pretensado, armadura
activa. Los cables de la armadura activa, al ser múltiples, cada uno de
ellos se denomina “tendón”; y cada tendón estará sujeto a tensiones
generalmente distintas.
Con el pretensado tenemos que
distinguir, entre varias formas, tres de ellas muy bien definidas, antes de
meternos de lleno en la estructuras para los caminos de España.
Viguetas prefabricadas
Son
aquellos elementos básicos empleados en edificación para la construcción de
forjados. Viguetas y bovedillas. Son la base de las plantas de las viviendas.
Estas
viguetas se construyen en factorías especializadas empleando moldes y “bancadas
múltiples”.
Estas
viguetas, generalmente de “doble T”, se construyen en moldes donde se alojan las armaduras pasivas; y el acero de pretensado
(acero activo) se tensa antes de hormigonar y, una vez fraguado el hormigón, se
cortan las varillas, y estas comprimen la viga.
Mirando
una de estas vigas, se observan en los extremos de cada una, las varillas
cortadas.
Vigas prefabricadas para
estructuras
El
procedimiento es parecido al proceso descrito para las viguetas prefabricadas, pero
la “armadura activa” no se pretensa antes de hormigonar, se “postesa”
una vez fraguado el hormigón.
Para
ello los cables de “postesado” (se suele denominar también: pretensado) se colocan alojados en unas “vainas de acero
corrugado”. Se tesa una vez fraguado el hormigón. En un extremo se coloca un
anclaje pasivo, mientras que en el otro extremo se coloca el anclaje para poder
tesar.
Las
vainas se colocan junto con las armaduras pasivas, pero en lugar de colocarlas
horizontal, se colocan formando una curva, según se defina en el proyecto.
Una
vez tesado los tendones (fajo de cables de acero) se inyecta un “micro hormigón
sin retracción” para fijar el acero al conjunto de la viga.
El
“postesado” se suele realizar en varias fases, con controles muy precisos según
los cálculos de proyecto.
-
Tensión de postesado. Fácil de controlar
mediante manómetros.
-
Alargamiento de cada cable, en
porcentaje, después de cada tesado y cable. Es importante para saber el
comportamiento de cada cable.
-
Etc.
Anclaje
activo
Losas pretensadas
Es
como si tuviéramos un conjunto de vigas postesadas puestas una al lado de la
otra, formando un conjunto continuo: losa armada pretensada, que suele
construirse sobre un encofrado cuajado, o también utilizando una cimbra.
En
estos tableros de hormigón armado pretensado, el postesado suele hacerse en los
dos sentidos: longitudinal y transversal. Lo veremos en artículos más adelante.
Anclajes activos para el tesado.
Puentes de vigas prefabricadas
Con
el “hormigón armado”, y las técnicas de “prefabricado” se desarrollaron la
construcción de las “vigas prefabricadas” para grandes estructuras. Estructuras
para los caminos de España
-
Vigas de hormigón armados
-
Vigas de hormigón armado y pretensado.
Los ingenieros
proyectistas encontraron un medio muy
económico para cruzar vanos de hasta 55m, aunque la longitud óptima se estima
no mayor de 40 m.
Los puentes con tablero de vigas prefabricadas son
estructuras isostáticos, y son la
solución más habitual para luces medias, de hasta 55 m.
Se ejecutan
mediante vigas de todo tipo: doble T, T, I, tipo artesa o tipo cajón; con
cantos comprendidos entre 0.45 y 2.50 m.
Este tipo de puentes constituyen la
solución más utilizada en la construcción de puentes prefabricados desde la
década de 1950. El tablero se compone de varias vigas de este tipo sobre las
cuales se hormigona una losa “in situ”, y permite resolver luces de entre 10 a
55 m de la forma más económica posible. Las vigas, aparte de aportar
resistencia y capacidad portante de la estructura, sirven de encofrado para la
ejecución de la losa superior de unos 25 cm de canto, losa armada, y en
ocasiones pretensada.
Un poco de historia sobre las factorías
para la fabricación de pilas y vigas
prefabricadas
A principios de los años 60
DRAGADOS obtuvo la licencia de fabricación en España de los pilotes patentados
norteamericanos Raymond, pretensados, de sección anular y de diámetros
exteriores 0,91 m, 1,37 m y 1,98 m. Se fabricaban en segmentos de 5 m o 2,5 m
de longitud por centrifugación y vibración enérgica combinadas, por lo que se
obtenía una compacidad muy alta y por lo tanto una resistencia elevada, de unos
50 a 60 MPa (probeta cilíndrica), ya en aquella época. Los segmentos se unían
con cables de pretensado, alojados en orificios longitudinales, que se
pretensaban contra anclajes provisionales apoyados en las superficies extremas.
Después de la inyección de los orificios, se retiraban los anclajes
provisionales y los cables de pretensado quedaban anclados por adherencia.
Entre segmentos contiguos se aplicaba mortero de resina epoxi. Así se formaba
la longitud requerida de pilote.
 |
| Fabricación de un segmento por centrifugación, y tubos cosidos formando un pilote. |
La factoría se instaló en Huelva, ya que se emplearon gran cantidad de
ellos para la construcción de dos puentes sobre pilotes: sobre el río Tinto; y
puente acueducto sobre el río Odiel. Y para la construcción del nuevo muelle en el puerto de esta ciudad, instalado
en la desembocadura unión de los dos ríos Tinto
y Odiel. Una zona de marismas que requería cimentaciones muy profundas.
En la misma factoría se prefabricaron las
vigas y dinteles para la construcción de los puentes y muelle. Y los pilotes
mediante la unión de tubos base de 2,5 m y 5,0 m.
Los
tubos unitarios, de 2,5 m o 5,0 m se fabricaban mediante la técnica de
centrifugado, que consiste en hacer rodar la carcasa del encofrado a una
velocidad determinada según diámetro del tubo, en donde se alojaba las
armaduras y los tubos por donde se pasarían los cables de pretensar para coser
varias unidades según la longitud solicitada para cada emplazamiento. La lanza
mediante una canaleta rodante se
introducía dentro del tubo, dejaba caer el hormigón lentamente y este
se adhería en las paredes
formando el tubo. |
| Factoría-pilotes Raymond y vigas I. |
Como
el hormigón era de consistencia más bien compacta, una vez construido se ponía
de “pie” y se curaba al vapor, por lo que a las pocas horas se desmoldaba y se
acopiaba para posteriormente proceder al pretensado de varios tubos básicos según las longitud final necesitada.
Los tableros se hicieron con vigas
prefabricadas, también fabricadas en la misma factoría.
Interior de un molde para la fabricación de
una viga postesada.
Armaduras pasivas.
Vainas para alojar los cables de postesado.
Armadura activa.
 |
Vigas en proceso de curado y primer pretensado. Vigas volteadas y últimas pretensadas. |
Todos los elementos prefabricados: pilotes y vigas, dinteles,
como ya hemos indicado se curaban “al vapor” con el fin de adelantar la
resistencia del hormigón y poder levantar los elementos prefabricados a la
semana. O sea, mucho antes del tiempo requerido de 28 días para obtener la
máxima resistencia de forma natural.
 |
| Puente sobre el río Tinto. |
Equipo de hinca.
Pilotes.
Dinteles.
Vigas formando el tablero.
Losa de compresión.
Estructura para el cruce sobre una
línea férrea. Única o de doble sentido
Una solución similar utilizó la “UTE HD”
(Unión temporal de Empresas Huarte – Dragados) a principios de los años 70 para la construcción
de unos 200 pasos sobre el ferrocarril en supresión de los correspondientes
cruces a nivel. La disposición tipo era de tres vanos, el central sobre el
ferrocarril y los laterales de acompañamiento para poder colocar estribos de
viga flotante sobre los terraplenes de acceso de ambos lados.
La longitud de los vanos era de 11 m en
sentido perpendicular al ferrocarril. Los elementos prefabricados se
transportaban, en esta ocasión, por
ferrocarril hasta el lugar de empleo, siempre que fuera posible; en su defecto,
por carretera mediante vehículos
especiales.
 |
| Acopio de pilares y dintel. |
Para la hinca de los pilares, se utilizaba
una grúa, sobre orugas, y un martillo de explosión en cabeza. Cada explosión
del motor, la energía creada servia para “lanzar hacia arriba” un peso de 4 tn,
que al caer iba hincando el pilote hasta llegar a la longitud de “rechazo”,
esto es: hincar el pilote menos de una longitud determinada según la geología
del terreno.
 |
Estructura terminada de 3 vanos. |
Otros
ejemplos de “pasos a nivel”, sin interrumpir la
circulación de trenes. Ya sean de vía única, o vía doble.
Estructura
sobre f.c. con estibo de tierra armada.
En la segunda foto los estribos son de muros de hormigón
Transporte
de elementos prefabricados
El transporte de grandes vigas se realiza,
generalmente, por carretera mediante
vehículos especiales. Se compone de una “cabeza tractora” y un medio auxiliar
en la parte trasera denominada “dolly” que se dirige y orientan sus ejes de
dirección desde el tracto; en casos muy especiales, se maneja el giros desde el
mismo “dolly”.
Transporte de una viga tipo I de unos 40 m.
Cabeza tractora y dolly (en este caso de 5 ejes).
Fric (Federico Trullas Figueras)
Ingeniero
Técnico de Obras Públicas
Bibliografía consultada
Publicaciones de la Empresa ACS, de D. Miguel
Aguiló, Dr ICCP y Catedrático de Historia y Estética de Ingeniería Civil
Memorias y publicaciones de la Empresa Auxini.
Puentes de hormigón armado I y II, de Carlos
Fernández Casado y Carlos Fernández Troyano ICCP.
La obra de ingeniería como obra de arte, de
Javier Manterola, ICCP.
Artículos varios, e Internet
Experiencia propia en la redacción de
“memoria de ejecución” para Licitaciones en Obras Publicas.
El Escorial, a 5 de mayo de 2017.
(CONTINUARÁ)
No hay comentarios:
Publicar un comentario
Envíanos tus comentarios