REHABILITACIÓN DEL PUENTE COLGANTE DE AMPOSTA INSPECCIÓN ESPECIAL, PROYECTO Y OBRAS

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1 REHABILITACIÓN DEL PUENTE COLGANTE DE AMPOSTA INSPECCIÓN ESPECIAL, PROYECTO Y OBRAS Florencio del Pozo Vindel (1) Doctor Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos Madrid fpozo@proes.es José María Arrieta Torrealba (2) Doctor Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos e Ingeniero Industrial Madrid jmarrieta@proes.es Jorge Alberto Cerezo Macías (3) Ingeniero Civil (Homologado Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos) y M. M. O. Madrid acerezo@proes.es María Gómez Irigaray (4) Ingeniera Naval Madrid mgomez@proes.es (1) Presidente de PROES Catedrático de Estructuras de la Escuela de Ingenieros de Caminos Canales y Puertos - Universidad Politécnica de Madrid (U.P.M.). (2) Director Técnico de PROES Profesor Asociado de Estructuras de la Escuela de Ingenieros de Caminos Canales y Puertos de la U. P. M. (3) Director del Área de Asistencias Técnicas, Rehabilitación y Mantenimiento de PROES Profesor de Ejecución de Puentes y de Inspección y Mantenimiento de Puentes y Obras de Fábrica de Structuralia. (4) Directora de Proyectos del Departamento de Asistencias Técnicas a Infraestructuras Terrestres de PROES. RESUMEN En este trabajo se describe la rehabilitación del puente colgante diseñado en 1912 para vadear el río Ebro a su paso por la villa de Amposta, en la provincia de Tarragona (España), una de las obras más especiales de José Eugenio Ribera y Dutaste, uno de los más notables ingenieros españoles de principios del siglo XX. Este puente, terminado de construir en 1914, se podría clasificar como una obra maestra de la ingeniería española. En el 2004 el Ministerio de Fomento español, responsable de esta singular estructura, contrató a PROES la Inspección Especial y la redacción de un Proyecto de Rehabilitación del puente y posteriormente la asistencia técnica a la Dirección de las Obras llevadas a cabo entre febrero de 2007 y abril de En el proyecto de rehabilitación se han fijado criterios de actuación basados en un riguroso respeto al diseño estructural original, lo que ha permitido realizar una rehabilitación integral del puente, que ha incluido la sustitución completa del sistema de cables, manteniendo el diseño estructural original y mejorando notablemente los aspectos funcionales de la estructura, con el fin de adaptarla a los requerimientos de uso actual de la misma. SUMMARY In this article the rehabilitation of the suspension bridge is described designed in 1912 to ford the river Ebro to his step along Amposta's villa, in the province of

2 Tarragona (Spain), one of the Jose Eugenio Ribera y Dutaste's most special works, one of the most notable Spanish engineers of beginning of the 20th century. This bridge, finished of constructing in 1914, might qualify as a masterpiece of the Spanish engineering. In 2004, the Ministry of Public Works, responsible for this singular structure, contracted PROES the Special Inspection and the Project of Rehabilitation of the bridge and later the technical assistance to the Construction Direction of the Works carried out between February, 2007 and April, In the project of rehabilitation there have been fixed criteria of action based on a rigorous respect to the structural original design, which has allowed to realize an integral rehabilitation of the bridge, which has included the complete substitution of the system of cables, supporting the structural original design and improving notably the functional aspects of the structure, in order to adapt it to the requirements of current use of the same one. 1. EL PUENTE ORIGINAL Y SU HISTORIA El puente de Amposta se podría clasificar como una obra maestra de la ingeniería española, entre otras razones por su fecha de construcción, su autor, D. José Eugenio Ribera y Dutaste ( ), uno de los más notables ingenieros españoles de principios del siglo XX, su tipología, su cimentación y su historia. El Concurso que se convocó en 1908 para el proyecto y construcción de un puente sobre el río Ebro en Amposta autorizaba al concursante a elegir libremente la tipología del mismo. Ribera, tras un examen del terreno y teniendo en cuenta la gran profundidad del cauce, propuso desde el primer momento un puente colgante. En aquella época los puentes colgantes estaban en retroceso en Europa; a pesar de ello el proyecto de Ribera fue seleccionado entre las doce soluciones presentadas y, una vez ganado el concurso, Ribera terminó el proyecto en el año El puente tenía una luz de 134 m, una plataforma de 4,50 m para la circulación rodada y dos andenes o paseos de 0,75 m cada uno. En agosto de 1915, tras algunas modificaciones en el proyecto, las obras son adjudicadas a la empresa constructora de Eugenio Ribera y, después de numerosas vicisitudes y cambios, el puente se inaugura en Figura 1: Vista general de Puente Colgante de Amposta Desgraciadamente, en marzo de 1938, durante la Guerra Civil Española, el puente es destruido a causa de un intenso bombardeo dado su vital importancia.

3 En el Proyecto de Reconstrucción del Puente Colgante de Demetrio Martín (1938), se justificaba una vez más la conveniencia de un puente colgante similar al proyectado por Ribera, tesis reforzada además por la presencia de los elementos que no habían sido destruidos por el bombardeo, a saber: pilonos, cámaras de anclaje, carros de dilatación, etc. Sin embargo, el importante aumento del tráfico en esta vía desde el año 1914 y el aumento progresivo del tamaño de los vehículos, con el incremento de cargas que ello supone, obligó a realizar una serie de modificaciones para aumentar la capacidad del puente. La modificación principal consistió en dedicar los 6 metros de calzada al tráfico rodado, sacando los paseos o aceras por fuera de los cables, en voladizo por la pilas, aumentando para ello la longitud total de las vigas transversales del tablero. En octubre de 1941, el ministro de Obras Públicas inaugura, tras la reconstrucción, el puente colgante (Figura 1). Durante los años 50, se realizaron una serie de refuerzos y reparaciones menores, todos ellos proyectados por Antonio Lluis Anchorena. El enorme tráfico que siempre había soportado esa carretera sufrió un gran incremento en la década de los 60 y produjo un serio deterioro, tanto del firme como de algunos elementos de la estructura del puente. En 1968 entró en servicio la variante de Amposta, con un nuevo puente sobre el río Ebro, lo que permitió pensar en la posibilidad de llevar a cabo las obras de conservación necesarias. En 1972, el Ingeniero de Caminos y profesor de la Escuela de Madrid, D. Juan Batanero García-Geraldo emitió un dictamen sobre el estado de conservación del puente, a petición de la Dirección General de Carreteras (D.G.C.). Para ello, se realizó una exhaustiva inspección de todos los elementos del puente, incluyendo ensayos y comprobaciones numéricas. A la vista de este dictamen, a finales de 1972, la D. G. C. encargó la redacción del Proyecto de refuerzo del puente al profesor Batanero, que incluían una serie de actuaciones de reparación entre la que destaca la sustitución de 3 de los 16 cables suspensores. Las obras comenzaron a finales de 1975 y el puente se abrió de nuevo al tráfico en febrero de Ya en la década de los 90 y debido al progresivo deterioro de la estructura, se realizaron varias inspecciones y reparaciones locales: reparación de los estribos y terraplenes de acceso al puente en ambas márgenes, reparaciones locales del firme y de las aceras, etc. 2. EL PUENTE ANTES DE LA REHABILITACIÓN El puente de Amposta es una estructura de un solo vano de 134 m de luz que se encuentra suspendido de un sistema de cables. El tablero está formado por dos vigas longitudinales (vigas de rigidez), derecha e izquierda, constituidas por celosías metálicas, 105 vigas metálicas transversales de canto variable, separadas aproximadamente 1,25 m, una losa central de hormigón armado destinada al paso de vehículos y, en los voladizos, sendas losas destinadas al paso de peatones. El espesor de la losa de la zona destinada al paso de vehículos (calzada principal) es 21 cm, siendo más reducido en los voladizos. La plataforma de la estructura está constituida por una calzada principal destinada al tránsito de vehículos, de aproximadamente 5,35 m de anchura, y dos aceras a ambos lados de la misma, con un ancho de 0,75 m cada una La estructura se arriostra en su parte inferior mediante unos perfiles angulares en Cruz de San Andrés que abarcan 5 vigas transversales. Estos arriostramientos se adaptan en su trayectoria oblicua a los diferentes cantos de dichas viguetas.

4 El sistema de suspensión del tablero combina las técnicas empleadas en los puentes atirantados con las utilizadas en los puentes colgantes. El sistema de sustentación principal está constituido por un total 16 cables (cables principales), 8 de los cuales discurren por el lado derecho y 8 por el lado izquierdo. Los cables principales recorren toda la estructura, pasan por encima de los pilonos por medio de unos carros o sillas y se anclan al terreno en los macizos de anclaje. No todos los cables principales son de la misma época; únicamente tres cables corresponden a la reparación efectuada en el año 1972 (acero galvanizado), siendo el resto más antiguos. Los cables principales tienen un diámetro de 65 mm y están constituidos por alambres de 5,0 mm de diámetro. La parte central del tablero cuelga de 146 péndolas, 73 a cada lado, que transmiten la carga recibida a los cables principales. Existen tres tipos de péndolas: Tipo I: Péndolas nuevas con cable (reparación de 1972): 26 a cada lado. Tipo II: Péndolas nuevas con barra (reparación de 1972): 9 a cada lado. Tipo III: Péndolas antiguas con cable (reconstrucción de 1941): 38 a cada lado. Las péndolas están conectadas a los cables principales a través de las perchas. Estas perchas son iguales para todos los tipos de péndolas. Las zonas del tablero más próximas a los pilonos están suspendidas de un total de 24 tirantes, 6 a cada lado y extremo del puente (tirantes inclinados), que transmiten la carga del tablero a los pilonos por medio de la silla. Los 24 tirantes son en realidad 12 cables cuya trayectoria es la siguiente: un extremo se ancla en el tablero, sube hasta el pilono donde rodea una polea, para volver a descender hasta el tablero y anclarse al mismo en su otro extremo. Los cables que forman los tirantes inclinados son de acero galvanizado (año 1972), tienen un diámetro de 40 mm y están compuestos por alambres de 3 mm de diámetro. Estos tirantes inclinados no se encuentran anclados directamente a las viguetas del tablero, sino a la denominada viga secundaria, que a su vez está unida a las vigas transversales. Existen cuatro vigas secundarias en la estructura, dos a cada lado, situadas en los extremos del puente. Las dos vigas secundarias de cada lado están unidas por un cable, llamado cable horizontal. Este cable, de acero no galvanizado, tiene 55 mm de diámetro y está formado por alambres de 5 mm de diámetro. Otros cuatro tirantes (cables de retenida) parten de cada pilono hacia el macizo de anclaje; su misión es compensar los esfuerzos horizontales que introducen en la silla los tirantes inclinados y el diferente ángulo de salida de los cables principales. Son cables de acero no galvanizado de 55 mm de diámetro, con alambres de 5 mm de diámetro aproximado. Estos tirantes de retenida se anclan en el macizo de anclaje, de una manera similar a la de los cables principales. El anclaje de los cables principales y de retenida en el macizo de anclaje está constituido por un emparrillado de vigas en I. A ambos lados del puente se encuentran sendas torres, construidas con sillería y mampostería, con decorados historicistas. Estos pilonos están organizados alrededor de una gran puerta ligeramente ojival, sobre la que se hallan esculpidos los escudos de España y de Amposta. Sobre estos pilonos están dispuestas las sillas, cuatro en total. Las dos sillas de un mismo pilono están unidas mediante un perfil metálico.

5 La cimentación de la pila de la margen izquierda (lado de la Aldea) está constituida por un cajón hincado de aire comprimido, de 8x15 m de base, que alcanza una profundidad de 30 m. En la parte inferior del mismo se disponen dos riostras de hormigón armado de 20x50 cm, en forma de cuchillo. El macizo de anclaje de esta margen se cimenta a una profundidad media de 5 m. En la margen derecha (lado de Amposta) las cimentaciones del pilono y del macizo de anclaje tienen una profundidad media de 5 m. 3. LA INSPECCIÓN ESPECIAL La Inspección Especial del puente colgante se llevó a cabo en el año 2004 y permitió conocer el estado real de sus principales elementos. Para obtener datos del puente se consultaron diversas fuentes, entre ellas al Archivo General de la Administración de Alcalá de Henares, la Revista de Obras Públicas del año 1914, los archivos de la Demarcación de Carreteras de Tarragona, el Archivo del Ministerio de Fomento en Madrid, el Centro de Estudios Históricos de Obras Públicas y Urbanismo CEHOPU del CEDEX y por el Museu del Montsiá de Amposta, que nos ayudaron a conocer la azarosa vida del puente y a entender algunas de las fases y estados del mismo, hasta llegar a su estructura actual. Los trabajos llevados a cabo durante la misma se pueden agrupar en cuatro categorías: Inspección visual y ensayos de distintos elementos, de cara a conocer el estado de conservación de los mismos: partículas magnéticas y ultrasonidos para detectar fisuras, medición de los espesores de recubrimiento, etc. Ensayos y análisis relacionados con la evaluación de los esfuerzos axiles en los cables que constituyen el sistema de sustentación del tablero: ensayos de cuerda vibrante y pesaje de cables. Ensayos de caracterización de materiales: dureza, análisis químico, ensayos de rotura a tracción de alambres, ensayos de rotura a compresión de probetas de hormigón del forjado, etc. Trabajos topográficos: levantamiento de la geometría general del puente. Figuras 2 y 3: Vista inferior del tablero y superior del sistema de cables Como principal conclusión obtenida de la inspección realizada, es de destacar el importante deterioro de algunos de los elementos metálicos del puente, especialmente del sistema de suspensión, que presenta numerosas zonas de corrosión, algunas de carácter grave (Figuras 2 y 3). El principal motivo del estado

6 actual del puente es el transcurso del tiempo, con los problemas de corrosión derivados (Figura 4). Las sillas también presentan varios problemas: la superficie de contacto entre las mismas y los cables produce concentración de tensiones, la relación entre el radio de giro y el diámetro de los cables produce pérdida de forma, sobretensiones locales, etc. Respecto a los elementos de hormigón o mampostería (pilas, muros y macizos de anclaje), su estado es aceptable, excepto en el caso del forjado del tablero (Figura 5), que se encuentra muy deteriorado. Figuras 4 y 5: Diversos daños y Toma de testigos en losa Complementariamente se realizó una comprobación del estado de funcionamiento estructural del puente. Para las comprobaciones estructurales se consideraron las acciones de la actual normativa de Acciones en Puentes de Carreteras I.A.P. debido al interés por evitar restricciones en su uso (se tenía una limitación de carga de 10 t), a pesar de que se trata de una estructura existente, de una antigüedad considerable y que ha estado sometida a diversos procesos de reconstrucción, reparación y mantenimiento y que no fue proyectado para las acciones actuales. Todos los cálculos estructurales se realizaron mediante un programa desarrollado por PROES basado en teorías no lineales para grandes movimientos. El esquema estructural del puente está compuesto por dos vigas longitudinales (en celosía) unidas por traviesas inferiores, sobre las que descansan la plataforma y las aceras. Todo este conjunto está colgado de los cables portantes, mediante péndolas que se unen a los extremos de las traviesas, y atirantado mediante otros cables a la cabeza de las pilas. El esquema resistente transversal está constituido fundamentalmente por las traviesas, lo que le confiere un importante grado de isostatismo. Por ello, teniendo en cuenta la complejidad inherente al modelo estructural se optó por un modelo plano para el análisis global de la estructura, teniendo en cuenta las excentricidades de carga. Exclusivamente desde un punto de vista estructural, de las comprobaciones realizadas se concluye: El cable portante funciona correctamente, con el adecuado nivel de seguridad. Los tirantes inclinados no presentan un nivel de seguridad suficiente. Los cables de retenida y los cables horizontales presentan una seguridad suficiente. Las péndolas presentan un nivel de seguridad mayor que el necesario.

7 Las conclusiones anteriores relativas a los cables del sistema tienen en cuenta las sobretensiones originadas por las curvaturas en sillas y poleas, así como los problemas producidos por la fatiga frente a cargas repetidas. Los cordones de la viga de rigidez principal, no son capaces de soportar con la adecuada seguridad las acciones prescritas en la normativa vigente, superándose su capacidad en un 27% aproximadamente. El resto de los elementos metálicos del puente, formado por las vigas secundarias, las traviesas y el arriostramiento frente a viento, presentan niveles de seguridad superiores a los prescritos por la normativa. Los cálculos realizados permiten detectar que los apoyos extremos de las vigas secundarias en el interior de los pilonos están sometidos a acciones variables entre 510 kn de compresión y 150 kn de tracción (levantamiento). 4. EL PROYECTO PARA REHABILITAR EL PUENTE Los condicionantes más importantes que se han tenido en cuenta a la hora de decidir las actuaciones son los siguientes: Factores ambientales. El puente se sitúa sobre el río Ebro, en las cercanías de su desembocadura, en un ambiente húmedo con vientos salinos procedentes del mar, lo que tiene una importancia decisiva desde el punto de vista de la conservación y el mantenimiento necesario. Carácter monumental. Los factores históricos anteriormente mencionados, junto con la identificación de la ciudad de Amposta con su puente, han conducido a la decisión de mantener en todo lo posible el diseño general del puente, manteniendo el espíritu del diseño original. Evolución de la tecnología. El proyecto original del puente responde a la tecnología existente a principios del siglo XX, por lo que los elementos utilizados en el mismo no se encuentran disponibles en la actualidad, razón por la cual en algunos casos la modificación o sustitución de elementos deteriorados ha sido realizada con elementos diferentes. Entorno físico. La situación del puente sobre el cauce del río Ebro impide la utilización de medios de acceso y apeo convencionales desde la parte inferior de la estructura. Esto obliga a diseñar la rehabilitación mediante un proceso constructivo en el que el acceso de produzca únicamente desde la propia estructura, para lo que resulta necesario el mantenimiento de la integridad resistente de la misma durante todas las fases de la obra. Economía. Este condicionante resulta obvio en cualquier proyecto ingenieril y ha estado presente durante el proceso de proyecto de la rehabilitación. 5. LAS OBRAS DE REHABILITACIÓN DEL PUENTE La obra de rehabilitación del puente ha sido ejecutada siguiendo el proyecto de rehabilitación redactado para su ejecución, con la salvedad de los pequeños ajustes necesarios para poder implementar los medios de construcción disponibles por el constructor. A continuación y de forma muy resumida se describen los trabajos realizados, detallando aquellos que resultan más interesantes. Las obras de rehabilitación comenzaron el 15 de febrero del año 2007, con el corte del tráfico en la antigua carretera N-340a, a su paso por el Puente Colgante de Amposta y han finalizado con la apertura del puente al tráfico el 2 de abril del año 2009, después de que el 24 de marzo se llevará a cabo de forma satisfactoria la preceptiva prueba de carga.

8 5.1. REHABILITACIÓN DEL TABLERO La demolición de las losas existentes, comenzaron con las de las aceras, que fueron cortadas en trozos de 5 m y retiradas de forma secuencial del puente. A continuación se procedió a fresar el pavimento y demoler ambos bordillos. La demolición de las losas de la calzada se realizó también un corte en trozos de la misma en todo su ancho, con una separación máxima del orden de los 2.30 m, y se procedió a retirar los trozos en bataches de 7.50 m de forma simétrica a ambos lados del puente, simultaneando estos trabajos con los de colocación de los nuevos elementos que constituirían la losa de calzada. Simultáneamente con la retirada de las losas se realizaron los trabajos de limpieza y refuerzo de las estructuras metálicas: vigas transversales, las vigas de rigidez y las vigas secundarias. La limpieza de estos elementos se realizó o bien mediante chorro de arena (grado Sa 1 ½: acabado metal blanco) o con chorro de agua añadiendo arena al agua (grado: St 2 ó 3), posteriormente se completó su tratamiento con la aplicación de una capa de imprimación y de una capa intermedia de pintura previa a la de acabado. Una vez tratadas las diferentes partes metálicas se realizó la soldadura del refuerzo metálico de ambos cordones de la viga de rigidez según lo previsto en proyecto. También se retiraron los perfiles que constituían las cruces de San Andrés, y se dispusieron nuevos elementos, esta vez arriostrando el cordón superior de las vigas transversales, fijados mediante soldadura al ala superior de las vigas transversales. Una vez concluida la ejecución de todos los refuerzos de las vigas de rigidez, se procedió a realizar los preceptivos ensayos de las soldaduras ejecutadas, antes de iniciar el pintado de misma, incluyendo una inspección visual general, así como ensayos de líquidos penetrantes y ultrasonidos. La nueva losa de calzada se ha construido a partir de unas losas prefabricadas que apoyan en las vigas transversales metálicas, dejando una zona para hormigonar in situ la unión entre elementos sobre dichas vigas. Además, por razones de durabilidad, la nueva losa se diseño postesada, por lo que tenían incorporadas las correspondientes vainas. Estos elementos prefabricados se fueron colocando de forma de cubrir los bataches de la demolición de la losa existente, y una vez colocadas y hormigonadas las juntas in situ se realizó el enfilado de los cables (9 cables de 4T15), de una longitud de aproximadamente 130 m. La carga de tesado se transmitió mediante tres escalones de carga. Las aceras están resueltas con losas prefabricadas, incluyendo las conducciones para el paso de posibles servicios, los pasos de hombre necesarios, las placas de anclaje y los cajetines necesarios para su fijación a través de pernos soldados a las vigas transversales metálicas SUSTITUCIÓN DEL SISTEMA DE CABLES Una vez terminada la reconstrucción del tablero, y habiendo por tanto reducido las cargas permanentes en el puente, se iniciaron los trabajos de la sustitución del sistema de cables. Estos trabajos pueden ser divididos en tres etapas diferenciadas: una primera correspondiente al conjunto de tareas previas necesarias para la ejecución de la sustitución del sistema propiamente dicho, y las dos etapas siguientes, ambas correspondientes al reemplazo de los cables, que resultan muy diferentes, una primera en la cual el objetivo era dejar el tablero suspendido de sólo la mitad de los cables del puente existente y una segunda en la cual se colocaban los nuevos cables y se transferían a ellos la sustentación del tablero.

9 TRABAJOS PREVIOS Para permitir el libre desplazamiento vertical del tablero del tablero durante las operaciones de sustitución de los cables, fue necesario desvincular el mismo de los estribos, cortando los perfiles metálicos que unían el tablero con la calzada en ambos extremos. A fin de controlar los movimientos horizontales del tablero frente a la acción del viento se hizo necesario disponer unos elementos de bloqueo provisionales, consistentes en unas estructuras metálicas que abrazan el pilono a la altura del cordón superior de las vigas de rigidez y mediante un apéndice hacen contacto con dicho cordón para impedir el desplazamiento del tablero. Para el control de los trabajos a realizar se ha dispuesto un sistema de instrumentación de los cables existentes, disponiendo extensómetros de cuerda vibrante sobre la viga de rigidez, los cables de retenida y los cables principales exteriores de los que se colgarían las péndolas provisionales, en las sillas fueron colocados los transductores de desplazamientos (LVTD) y extensómetros en dos varillas roscadas de cada péndola provisional. Diariamente durante los trabajos se tomaron lecturas de los datos registrados por la instrumentación, para registrar las variaciones de tensiones o movimientos de los distintos elementos. Complementariamente se realizaron levantamientos topográficos antes de iniciar las obras, y durante los trabajos de sustitución del sistema de cables, para registrar las variaciones que se producían. El sistema de sustentación provisional del tablero, está compuesto por un conjunto de 12 péndolas provisionales, distribuidas uniformemente en 6 puntos por lado que, una vez en carga, transmiten el peso del tablero, únicamente a los 4 cables principales exteriores por cada lado (de los ocho cables existentes en cada lado). La sustentación del tablero completo sobre la mitad de los cables principales exteriores fue posible gracias a la reducción de peso del tablero y así, a lo largo del proceso, la carga de dichos cables no sobrepasó la mitad de su carga de rotura TRANSFERENCIA DE CARGAS AL SISTEMA PROVISIONAL Transferencia de cargas a sistema provisional La transferencia de cargas al sistema provisional, se realizó en una serie de fases, de forma tal de garantizar el control de todo el proceso. La justificación de la realización de esta operación en una serie consecutivas de fases se fundamenta, por una parte en la necesidad de poder controlar que el proceso se realizaba de acuerdo a las estimaciones teóricas, y por el otro evitar cualquier tipo de riesgos, dado que el estado de los cables existentes utilizados presentaba una serie de deterioros, que no permitían asegurar el comportamiento totalmente correcto de los mismos, aunque se habían considerado en proyecto coeficientes de seguridad totalmente razonables para la utilización de los elementos existentes como sistema provisional de sustentación. Para la estimación del comportamiento del puente tanto durante la transferencia de cargas del sistema existente al provisional, y de éste último al nuevo sistema de cables, PROES, utilizando el programa de cálculo no lineal desarrollado para la comprobación del puente existente y el proyecto de la estructura rehabilitada, realizó el análisis de las fases intermedias de los procesos, de forma de poder controlar y evaluar el comportamiento del puente durante todos las secuencias de la sustitución de los cables. En las péndolas provisionales (Figura 6), la puesta en carga se realizó tesando sus cables de forma simultánea, para lo que se disponían una serie de gatos huecos en las varillas de las péndolas, conectados hidráulicamente entre sí, de manera que la central hidráulica aplicaba la misma presión en todos los puntos. El

10 destesado de las péndolas provisionales se realizaba de forma similar a la de la puesta en carga. Para el tesado y destesado de los cables en las cámaras de anclajes, se emplearon distintos puentes de tesado y gatos, según las necesidades de carga a aplicar. Los cables antiguos, tanto principales como retenidas, se anclaban en los emparrillados de anclaje a través de cuatro barras roscadas. En cuanto al proceso la trasmisión de cargas (Figura 7) se inició con la realización del primer escalón de carga, correspondiente al 20% de la carga total. El orden de tesado de las péndolas provisionales fue desde los extremos del puente hacia el centro de vano de forma simétrica a derecha e izquierda. Estas maniobras se realizaron de la misma forma en todas las operaciones intermedias: en primer lugar disponiendo en el lado izquierdo unos polipastos de cadena y en el derecho los gatos. La idea general era dar tensión de un lado con los gatos y compensar con polipastos de cadena el otro, de forma que el tablero se mantuviera en su posición inicial evitando así que este pudiera alabearse. A continuación se cambiaban los gatos al otro lado del puente, sin quitar los polipastos, y se procedía a dar el mismo escalón de carga. Una vez completada esta primera fase de trasferencia de cargas, y de manera similar a lo realizado tras la finalización de cada una de las fases, se procedió a una recopilación completa de datos (topografía de tablero, fuerzas en cables, desplazamientos en sillas, etc.) para comparar los mismos con las estimaciones teóricas y confirmar o ajustar las operaciones previstas originalmente para las fases siguientes. Figuras 6 y 7: Detalle péndola provisional y vista cables durante la transferencia A lo largo de un total de cinco fases, cada una de ellas correspondiente a un 20% aproximadamente de la carga total, se fueron descargando en cada una de ellas una parte de las péndolas, lo que permitió ir retirándolas. En las fases finales se descargaron también los tirantes y los cables de retenida. Los cables utilizados para mantener el puente provisionalmente colgado fueron adquiriendo una geometría poligonal, descendiendo, mientras que los que iban siendo descargados ascendían e iban adquiriendo la geometría de una catenaria. En todo momento se controló que no se produjeran deslizamientos de los cables en las sillas, ya que estos podían originar deterioros en los cables que mermaran la capacidad resistente de los mismos, más allá de la ya evaluada antes de comenzar la rehabilitación.

11 Retirada parcial del sistema de cables existente Cuando la trasferencia de cargas al sistema provisional ya estuvo realizada al 100 %, se habían retirado una parte importante de los elementos existentes del sistema de sustentación original (péndolas y tirantes), y se pudo proceder a realizar la retirada del resto de elementos. La siguiente operación, para posibilitar la retirada de los cables de retenida, fue actuar en las cámaras de anclaje destesando los cables de retenida, y tesando los cables principales exteriores. De esta manera se consiguió equilibrar las cargas, sin deslizamientos de cables ni movimientos en sillas y dejar prácticamente con la carga de peso propio a estos cables. Se procedió entonces a la retirada de los cables principales antiguos interiores. Este proceso se realizó por tiro con cabrestante desde uno de los estribos. Rehabilitación parcial de sillas y de los emparrillados de anclaje. Los trabajos de rehabilitación de los emparrillados de anclaje se iniciaron con una pequeña demolición parcial para permitir el paso de dos de los nuevos cables principales que se fijaron a mayor cota que los cables antiguos. A continuación, se procedió a ejecutar la primera fase de la rehabilitación de los emparrillados de anclaje del puente que incluyó la retirada de los perfiles horizontales existentes a sustituir, la limpieza de los elementos metálicos a mantener, la regularización de la superficie, la pintura de los perfiles, y el saneo y enfoscado de los paramentos del macizo de anclaje. Luego se colocaron las tres nuevas vigas horizontales correspondientes a esta primera fase de rehabilitación y del chapón de reparto. La primera fase de los trabajos de rehabilitación de las sillas del puente, se inició con la retirada de los elementos que se eliminarían (bulones y poleas) y la limpieza de las superficies vistas de las sillas y su posterior pintado. Luego se colocaron los bulones nuevos, así como las horquillas de compensación, una vez montados los terminales de los tirantes y los cables de retenidas nuevos y se procedió a la instalación, en las cuatro sillas, del suplemento superior de silla que permitió aumentar el radio de curvatura de las cunas sobre las que discurrirían los cables. Finalmente se instalaron los cuatro cilindros desviadores de los cables tirantes, dos en cada pila COLOCACIÓN DEL NUEVO SISTEMA DE CABLES Colocación parcial del sistema de cables nuevos Simultáneamente con la disposición sobre las sillas rehabilitadas de los nuevos cuatro cables principales por cada lado del puente, se realizaron una serie de trabajos complementarios para el montaje del nuevo sistema de sustentación, entre ellos la instalación de los nuevos terminales para los tirantes y el cable horizontal, las placas de conexión de las nuevas péndolas, etc. La forma de montaje de los cables nuevos fue similar a la que se ha citado para desmontar los cables interiores existentes, utilizando los mismos medios auxiliares. Una vez colocados sobre las sillas, se procedió a su posicionamiento correcto, para lo cual los cables disponían de marcas, mediante el uso de grúas. Una vez instaladas las mazarotas en las placas de los emparrillados de anclaje, se procedió a la colocación de los 16 extensómetros correspondientes a la instrumentación de los cables principales nuevos.

12 Por razones de seguridad durante la trasferencia de cargas del sistema provisional al nuevo, fue necesario disponer unos sistemas auxiliares, por una parte para contar con unos cables de retenida provisional se dispusieron unos cables compuestos por 4 cordones Ф0,6 de pretensado por silla, a los que se dio una pequeña precarga para eliminar su catenaria y por otra parte se implementaron unos sistemas antideslizamiento para evitar posibles deslizamientos de los nuevos cables sobre las sillas durante las primeras fases de su puesta en carga.. La capacidad de estos sistemas se tuvo en cuenta para el cálculo y determinación del proceso de transferencia de cargas. La eficiencia de las medidas fue correcta, ya que no se observó ningún deslizamiento, de los cables nuevos sobre las sillas, durante la transferencia de cargas. Transferencia de cargas al nuevo sistema Una vez posicionados los cables principales nuevos a peso propio, comenzó la transferencia de carga desde el sistema provisional a las péndolas nuevas, y de éstas, a los cables principales nuevos. Esta transferencia se realizó mediante el montaje progresivo de péndolas en su geometría definitiva, y por tanto, con la puesta en carga de las mismas. A medida que se fue poniendo en carga a las péndolas nuevas, los cables principales nuevos fueron tomando carga y los principales antiguos se fueron descargando. Para el destesado de los cables principales antiguos se emplearon en las cámaras los equipos de tesado descritos anteriormente y utilizados en la trasferencia de carga al sistema provisional. Por otro lado, para los cables principales nuevos, así como para las retenidas nuevas, se emplearon equipos de tesado adaptados a la geometría y cargas a aplicar sobre estos cables, así como a las reducidas condiciones de espacio en los emparrillados. En cuanto a las fases del proceso de transferencia de cargas al nuevo sistema esta se inició, estando las sillas en posición no simétrica (la del lado de la La Aldea desplazada 2 cm y la del lado Amposta 10 cm, ambas hacia el centro del vano), por lo que el proceso preveía corregir esta situación y dejarlas prácticamente centradas, posición teórica de las sillas para carga permanente. En cada fase se actuaba conectando un conjunto de péndolas, de forma simétrica, y en ambos lados del puente, a los nuevos cables, y de forma complementaria actuando en los cables antiguos destesándolos y en los nuevos tesándoles, de forma de mantener en equilibrio las sillas, evitando el deslizamiento de los cables sobre las mismas o bien un movimiento de las mismas no controlado. La transferencia de carga de cables exteriores antiguos a cables principales nuevos, comenzó con la colocación y conexión de las primeras 15 péndolas de barra a cada lado, entre las péndolas provisionales cortas. En total, se montarían 69 péndolas por cada lado. Para colocarlas se utilizaron polipastos de cadena que se amarran por un lado a los nuevos cables y por el otro a las vigas transversales, introduciéndoles la carga necesaria para poder llegar a realizar la conexión de la péndola, con su regulación centrada. Una vez realizada ésta se quitaban los polipastos y la péndola quedaba cargada. La colocación de estas péndolas se realizaba de forma simétrica y a ambos lados y el sentido de avance fue desde centro de vano hacia extremos. Parte de estas péndolas se han instrumentado, para lo que se han colocado el extensómetro conectado a la barra de la péndola. Una vez colocadas las primeras 15 primeras péndolas por cada lado, se procedió a actuar sobre los cables en las cámaras de anclaje. Al finalizar cada una de las fases se han ido recopilando los datos de control, similares a los registrados durante la trasferencia de cargas al sistema provisional,

13 es decir, fuerzas en cables, posición del tablero y los cables mediante topografía, movimientos en sillas, etc. Con estos datos se ha podido ir comprobando, y en su caso ajustando, las fases de actuación siguientes, que se habían definido en el procedimiento correspondiente (Figura 8 y 9). Figuras 8 y 9: Vista general y detalle de los nuevos cables durante la transferencia Finalmente en la octava y última fase, se procedió a equilibrar las cargas en sillas y evitar deslizamientos de cables mediante una actuación en las cámaras de anclaje, en este caso sólo se actuó sobre los cables nuevos, no siendo necesario actuar sobre ninguno de los cables antiguos. El destesado de estos se consiguió mediante el movimiento de las sillas hacia los emparrillados. Con esta actuación se alcanzo el desplazamiento que se preveía de las sillas, de aproximadamente 17.5mm hacia los emparrillados, en busca de su posición centrada con la pila, el que además produjo que se destesaran los cables principales viejos, consiguiéndose por tanto el equilibrio del sistema. El valor alcanzado fue del orden del previsto. Luego se procedió a tesar las nuevas péndolas provisionales y actuar una vez más en las cámaras de anclaje, tesando los cables nuevos y destesando totalmente los cables antiguos. En esta fase se desplazaron las sillas del lado Amposta hacia su posición de centrado, manteniendo las del lado La Aldea en su posición, puesto que estas ya se encontraban prácticamente centradas. Retirada final del sistema de cables existentes Concluidas las operaciones de trasferencia de cargas al nuevo sistema se procedió a realizar el destesado total de las péndolas provisionales utilizadas de manera temporal durante toda la transferencia de cargas. De este modo, se consiguió transferir el 100% de la carga a los cables principales nuevos. A continuación se procedió a la retirada de las péndolas provisionales cortas, medianas y largas, así como a retirar los cables principales antiguos exteriores de los que se colgó el puente durante la sustitución de cables. Rehabilitación final de las sillas y de los emparrillados de anclaje. La rehabilitación de las sillas se completó con la retirada de los nervios laterales de las mismas así como del puntal que arriostraba las sillas de cada extremo del puente. Se les añadieron los suplementos de aumento de radio de giro laterales y las tapas laterales. Asimismo, se colocaron los nuevos perfiles transversales que unen ambas sillas compensando fuerzas horizontales (Figura 10).

14 Figuras 10 y 11: Silla rehabilitada y Emparrillados de anclaje rehabilitados La segunda fase de rehabilitación de los emparrillados de anclaje comprendió la retirada del chapón de anclaje de los cables de retenida, así como del resto de perfiles horizontales existentes, la limpieza, regularizado y pintado de la superficie de los perfiles verticales embebidos en el muerto de hormigón de anclaje, la colocación de la nueva viga armada y de los rigidizadores correspondientes, y por último, la colocación del nuevo chapón de anclaje de retenidas (Figura 11). Colocación final del sistema de cables nuevos A continuación de haber retirado las péndolas provisionales viejas, se colocaron los nuevos cables de retenida, con un tesado parcial. Luego se instalaron los tirantes con la regulación del terminal centrada, esto es, +/-4cm y a continuación se procedió al destesado parcial de las péndolas provisionales nuevas. Después se realizó un control de datos del puente y se procedió a actuar en cámaras de anclaje, equilibrando las cargas, destesando los cables principales, resultando según lo estimado que con esta operación no se produjeron ni movimiento de las sillas ni deslizamientos de los cables principales. Por último para retirar las péndolas provisionales nuevas se destesaron totalmente las mismas a escalones de forma simétrica y controlando en todo momento que los cables principales no deslizaran así como que las sillas no se desplazasen. Una vez descargadas, se procedió a su desconexión y retirada. Finalizada esta operación, se realizó un pesaje de todos los elementos principales que constituyen el sistema de nuevos cables (principales, retenidas y tirantes) para comprobar y decidir las actuaciones de ajuste final del sistema. A la luz de los resultados, se decidió ajustar la posición de las sillas, lo que se realizó con la ayuda de los cables principales y los cables de retenidas, los cables principales y los cables de retenidas se tesaron, consiguiendo desplazar las sillas hasta 70 mm, para dejarlas aproximadamente 35 mm desplazadas hacia las cámaras de anclaje, ya que al aplicar el resto de cargas permanentes se desplazarían hacia el centro del vano quedando centradas. Estos nuevos tirantes y cables de retenida han sido instrumentados, disponiendo extensómetros en los mismos.

15 Ajuste del sistema de cables Una vez posicionadas las sillas aproximadamente desplazadas 35mm hacia los emparrillados con respecto a su posición de centrado, se realizan los últimos ajustes de fuerzas en cables (tirantes, retenidas y principales) antes de completar la carga permanente de tablero. Tras las últimas actuaciones en los cables, el extremo del lado Amposta se encontraba unos 15 cm por debajo de su posición final, por lo que ha sido necesario izarlo de manera que quedase a 5 cm, posición en la que ya era posible montar los nuevos apéndices metálicos de los apoyos. Para ello, se procedió a tesar los tirantes más próximos a los pilonos, de manera que los extremos subieran lo necesario. Concluida la pavimentación del tablero, y con el puente en estado de carga permanente, se procedió a tesar el cable principal que quedaba pendiente. Una vez tesado el cable horizontal, se registraron las cargas de todos los cables (principales, retenidas y tirantes), se tomaron las posiciones de las sillas y una topografía completa. En base a estos datos, y con objeto de reequilibrar el sistema y dejar el puente a la cota prevista, se actuó sobre el sistema de retenidas del lado Amposta, así como sobre dos tirantes de los cuatro extremos COLOCACIÓN NUEVO SISTEMA DE APOYOS Para la instalación del nuevo sistema de apoyos, fue necesario construir unas cámaras de apoyo situadas en parte bajo los pilonos y en parte bajo la calzada en la zona de estribos. Esto originó la necesidad de disponer una estructura que sostuviera provisionalmente los sillares del pilono que quedaban descalzados durante las obras. Colocadas estas estructuras provisionales, se procedió a la demoliciónexcavación necesaria para la realización de los huecos y a la ejecución en primera fase de las soleras de las cámaras, dejando embebidos en ellas los perfiles de la plataforma de acceso a las cámaras y los huecos para alojar las patas de los apoyos POT y en una segunda fase de los muros laterales. Figura 12: Sistema de apoyo de la estructura rehabilitada Para la trasmisión de las cargas del tablero a los apoyos se dispuso bajo la viga de rigidez y en prolongación de la misma, una estructura en celosía que se introduce dentro de las cámaras y materializa el apoyo del tablero en los apoyos POT con bloqueadores (Figura 12).

16 Los apoyos requieren una carga mínima vertical para garantizar su correcto funcionamiento, por lo que se procedió a realizar la puesta en carga de los mismos, transfiriendo 190 kn a cada uno de ellos, carga correspondiente a la situación de carga permanente, según el proyecto. Para materializar esta transferencia de carga, se elevó el tablero lo necesario para que estribo y tablero quedaran a la misma cota en la zona de la junta, actuando con gatos hidráulicos en los apéndices y una vez alcanzada la cota deseada conjuntamente con la carga prevista, se fijaron los apoyos vertiendo el correspondiente mortero de relleno bajo el mismo REHABILITACIÓN DE CÁMARAS DE ANCLAJE Y PILONOS Y ACABADOS Una vez finalizado los trabajos de sustitución de los cables se procedió a rehabilitar los recintos de las cámaras de anclaje, reparando también los deterioros producidos durante las obras. Estos trabajos incluyeron el enfoscado de paredes, el pintado de las mismas y trabajos de adecuación del drenaje. Las caras vistas de los pilonos han sido limpiadas mediante chorro de arena con agua. Las estructuras metálicas, se acabaron con la aplicación de una pintura mediante pulverizado con pistola (airless) o con rodillo o brocha en con un color RAL 9006 Aluminio Blanco. La impermeabilización del tablero se realizó de acuerdo con el proyecto extendiendo la misma entre bordillos de la calzada en sentido trasversal y de extremo a extremo del tablero en sentido longitudinal, a continuación se realizó la pavimentación de la calzada con una mezcla bituminosa del tipo S12 de 5 cm de espesor y finalmente se pintó la señalización horizontal de la calzada. Complementariamente para proteger a los cables en su parte más expuesta, en donde entran a las cámaras de anclaje, se han dispuesto unas vallas antivandálicas en las aceras rodeando a estos huecos perimetralmente. La instrumentación utilizada para controlar la sustitución del sistema de cables, que fue colocada sobre los nuevos cables, finalmente se quedará instalada de forma permanente en el puente, para poder realizar un seguimiento de su comportamiento a lo largo de la vida útil del mismo. La preceptiva prueba de carga se desarrolló el martes 24 de marzo de Debido a la singularidad de esta estructura, los controles realizados no se limitaron a la comprobación de las deformaciones (flechas del tablero) si no que también se controlaron los incrementos de tensión en los cables y los movimientos de las sillas utilizando la instrumentación dispuesta en los distintos elementos (cables principales, de retenida, tirantes, péndolas y las sillas), mientras que las deflexiones del tablero se controlaron topográficamente. 6. EL PUENTE REHABILITADO El puente de Amposta después de su rehabilitación conserva por una parte sus características estéticas como por otra sus fundamentos de funcionamiento estructural. La tecnología actual ha permitido mejorar algunos de sus elementos lo que permitirá sin dudas prolongar su vida útil sin la necesidad de importantes inversiones. A continuación se resume la configuración del puente una vez finalizada las obras de rehabilitación (Figura 13).

17 Figuras 13: Vista general del Puente Colgante Rehabilitado El tablero con sus 134 m de longitud, está formado por dos vigas longitudinales (vigas de rigidez), derecha e izquierda, constituidas por las celosías metálicas originales a las que se le han incorporado dos platabandas de 160 mm x 20 mm de refuerzo dispuestas en el cordón superior en la parte central del vano y en las zonas intermedias del cordón inferior. Salvos las dos primeras y las dos últimas vigas transversales que han sido sustituidas por nuevas vigas metálicas, ya que forman parte del nuevo sistema de apoyo del tablero, el resto de las 105 vigas metálicas transversales de canto variable, que se encuentran separadas aproximadamente 1,25 m, se han conservado y sólo se han realizado algunos refuerzos locales en las alas superiores de algunas de ellas. La estructura metálica se completa con el arriostramiento en su parte inferior mediante unos nuevos perfiles angulares UPN 100x50x6 dispuestos en Cruz de San Andrés que abarcan 5 vigas transversales, que sustituyen a los originales dispuestos uniendo las alas inferiores de las vigas transversales. La losa de la calzada ha sido reconstruida, después de su demolición, utilizando una serie de placas prefabricadas de hormigón HP-35/P/20/IIIa, de 14 cm de espesor y de 1.10 m de largo y del ancho entre vigas de rigidez, 5.60 m. Estas placas se apoyan en las vigas transversales y se unen mediante un hormigonado in situ. La losa se postesó mediante nueve cables de 4T15, para garantizar que la misma está permanentemente comprimida y por tanto mejorar las condiciones de durabilidad del tablero, que es uno de los elementos que habían tenido mayor deterioro en la estructura original. En los bordes de la calzada se ha construido in situ un bordillo, con perfil similar al de una barrera tipo New Jersey a fin de proteger a las vigas longitudinales del impacto de los vehículos. Las aceras han sido reemplazadas, disponiendo en lugar de las originales unas de mayor ancho. Las nuevas aceras se han resuelto con losas prefabricadas de hormigón HA-30/P/20/IIIa, de ancho 1.50 m y 3.70 m de largo, con un espesor de 21 cm en la zona en que apoyan en las vigas transversales y un espesor mínimo de 9 cm en los extremos de la parte volada. Estas aceras incorporan tubos y arquetas para la canalización de servicios, placas para la fijación de las barandillas y también los huecos para los pasos de hombre para acceder a las cámaras de los apoyos. El nuevo sistema de suspensión del tablero conserva la combinación de las técnicas empleadas en los puentes atirantados con las utilizadas en los puentes colgantes.

18 El sistema de sustentación principal está ahora constituido por un total 8 cables principales de acero galfanizado de 72 mm de diámetro nominal y sección cerrada (en Z ), con una longitud total de aproximadamente 240 m, 4 de los cuales discurren por el lado derecho y 4 por el lado izquierdo. Los cables principales recorren toda la estructura, pasan por encima de los pilonos por medio de unos carros o sillas, cuyas características geométricas han sido mejoradas disponiendo un suplemento que dota a la silla de un radio de curvatura de mm, y se anclan al terreno en los macizos de anclaje, que también han sido adaptados para recibir a los nuevos terminales o mazarotas. En la actualidad la parte central del tablero cuelga de 138 péndolas, 69 a cada lado, que transmiten la carga recibida a los cables principales. Existen actualmente dos tipos de péndolas: Tipo I: 40 a cada lado con cable trenzado galfanizado de diámetro 16 mm. Tipo II: 29 a cada lado con barra de diámetro 20 mm. Las péndolas están conectadas a los cables principales a través de perchas de nuevo diseño que están formadas por dos elementos macizos de acero, unidos mediante tornillos, y diseñados de forma de minimizar la afección a los cables a los que se unen. En la parte inferior, las péndolas se unen a las vigas transversales a través de un conjunto de placas de acero y varillas roscadas. Las zonas del tablero más próximas a los pilonos están suspendidas actualmente por un total de 20 tirantes, 5 a cada lado y extremo del puente (tirantes inclinados), que transmiten la carga del tablero a los pilonos por medio de la silla. Los cables que forman los tirantes inclinados son de acero galfanizado, tienen un diámetro de 40 mm de diámetro y sección cerrada (en Z ). Estos tirantes inclinados se encuentran anclados directamente a las vigas secundarias horizontales mediante nuevos terminales de acero, que se han integrado en la estructura para permitir fijar adecuadamente los anclajes de estos elementos. Las dos vigas secundarias de cada lado están unidas por un cable, llamado cable horizontal. Este cable, es de acero galfanizado, tiene un diámetro de 40 mm de diámetro y también tienen sección cerrada (en Z ). Los otros ocho cables, dos por silla, que constituyen el sistema son los de retenida, que parten de cada pilono hacia el macizo de anclaje; su misión es compensar los esfuerzos horizontales que introducen en la silla los tirantes inclinados y el diferente ángulo de salida de los cables principales. Son cables de acero galfanizado, tiene un diámetro de 40 mm de diámetro y tienen sección cerrada (en Z ). Todos estos cables son de una calidad de acero tal que su tensión de rotura es superior a los 1570 N/mm2, salvo las péndolas de barra que son de acero de 275 N/mm 2 de límite elástico. La instrumentación permanente del puente consta de una serie de dispositivos para controlar deformaciones y desplazamientos de determinados elementos de la estructura. Se han dispuesto un total de 76 extensómetros en el sistema de cables: en los cables principales entre las cámaras de anclaje y las sillas (8), entre las sillas y el centro del vano (8), en todos los cables de retenida (8), en los dos cables horizontales (2), en todos los tirantes (20) y en las péndolas (30). Aproximadamente la mitad de estos dispositivos pueden a la vez también realizar un registro de la temperatura concomitante con la lectura de deformación.