Viaducto Atirantado mediante Pretensado Extradosado: SEGUNDO CINTURÓN DE SAN SEBASTIÁN EN RENTERÍA

Transcripción

1 Viaducto Atirantado mediante Pretensado Extradosado: SEGUNDO CINTURÓN DE SAN SEBASTIÁN EN RENTERÍA Autor/ Autores Carlos Siegrist Fernández Presidente SIEGRIST Y MORENO S.L. Guillermo Siegrist Ridruejo Consejero Delegado SIEGRIST Y MORENO S.L.

2 RESUMEN En este artículo se describe uno de los viaductos más singulares que se han construido en el Segundo Cinturón de Donostia-San Sebastián: se trata del viaducto V2 cuya tipología, con atirantamiento mediante pretensado extradosado es preciso definir y justificar. Su singularidad principal estriba en su tipología pero, sobre todo, en la geometría del problema de trazado a resolver. En primer lugar se plantearán los condicionantes de proyecto justificando su idoneidad para resolverlos, se hará una breve descripción general del viaducto desarrollando el método constructivo finalmente empleado y, por último, se resumen a modo de conclusiones las principales singularidades que el ponente encuentra en este método constructivo. Fig.1: Viaducto ramal Irún Segundo Cinturón (Oeste)

3 CONDICIONANTES En el Segundo Cinturón de San Sebastián de reciente construcción, el ramal que discurre en dirección oeste desde Irún cruza sobre la autovía Bilbao- Behovia (A-8) y el ramal desde la A-8 (dirección Bilbao) al Peaje de Oyarzun bajo un ángulo muy esviado y dejando un gálibo vertical estricto sobre la mencionada autovía. Dada la complejidad del nudo, la calzada tiene una fuerte variación de ancho, curvatura en planta, alzado y peralte que llega a tener un 8% en la segunda mitad del puente. Fig.2: Disposición de los ejes en planta Esto da lugar principalmente, a tener que disponer una estructura con un canto muy reducido, ya que el máximo canto disponible bajo la rasante es de 1,40 metros para los 110 metros de luz que resultan del esviaje. Este condicionante limitaba las soluciones de canto inferior, aunque fueran de canto variable, puesto que la limitación de canto se encuentra ya en las dos pilas que enmarcan la autovía. A ambos lados de la autovía cruzan a una mayor altura que la del ramal sendos pasos superiores resueltos mediante tableros de vigas continuas prefabricadas

4 que se preveía ya ejecutados cuando se procediese a la construcción del viaducto. Por esta condición se imposibilitaban las soluciones empujadas, ya que el tablero colisionaría durante el empuje contra los pasos superiores existentes. Además, el trazado del vial dificultaba hasta impedir cualquier tipo de empuje, ya que el tablero varía fuertemente de ancho, peralte transversal y curvatura en planta. Fig.3: Limitaciones en altura del viaducto De todas las soluciones estudiadas se seleccionaron una solución en puente atirantado con pilono único, otra solución con dos puentes-pérgola para salvar con el primero la autopista y con el segundo el ramal y, por último una solución con atirantamiento mediante pretensado extradosado que resultaba menos agresiva que la primera y que fue la finalmente escogida. Los motivos para seleccionar esta solución fueron los siguientes:

5 - Mayor competitividad (los puentes-pérgola resultaban un 3% más caros al tener una superficie un 16% superior). - Menor impacto medioambiental y visual que la solución atirantada y que la pérgola con un gran desarrollo de los muros y pórticos de apoyo. - Menor afección a la autovía, por cuanto esta solución se construía mediante giro y cierre en el centro de vano, si bien finalmente el tráfico de la autovía A-8 pudo ser desviado y se pudo ejecutar cimbrándola en su totalidad. - Plazos de construcción similares a los de la pérgola por poderse simultanear la ejecución de ambas mitades de la estructura. - Mejor efecto estético que la solución atirantada en la que la envergadura del pilono de atirantamiento tiene un efecto un tanto opresivo sobre el observador que pasa por debajo.

6 DESCRIPCIÓN DE LA SOLUCIÓN La solución adoptada consiste en una estructura de hormigón pretensado, con atirantamiento mediante pretensado extradosado, de tres vanos de luces metros y canto constante. Fig.4: Definición general del viaducto El tablero se compone de dos vigas longitudinales laterales de hormigón pretensado de 2,00 metros de ancho en su zona inferior y 3,70 metros de canto, a todo lo largo de la estructura. Debido a la fuerte limitación de gálibo vertical sobre la autovía, se ha optado por conseguir canto a base de dar 2,30 metros de altura por encima de la rasante, bajando las vigas 1,40 metros bajo la misma. El paramento interior a la calzada se remata con la forma del perfil New Jersey típico de las barreras rígidas de contención de vehículos. La separación transversal entre ejes de vigas es variable, de 16,080 a 18,189 metros. Fig.5: Sección tipo del viaducto

7 La longitud de las vigas es variable, resultante de la disposición de las mismas en planta, siendo de metros la viga derecha, y de 179,80 la izquierda, resultante de sumar a la distancia entre ejes de estribos, dos entregas de 2,30 metros, en las que se disponen los anclajes verticales a los cuerpos de los estribos. Para formar el tablero se disponen unos nervios transversales pretensados cada 4,00 metros, de canto constante e igual a 1,00 metro y un ancho de 0,55 metros. Sobre éstos, se hormigona una losa de 20 cm de canto, continua en toda la estructura. Los nervios coincidentes con los ejes de estribos se disponen de canto constante de 1,00 metro y ancho de 2,80 metros. El tablero se atiranta mediante 4 familias de de cables de pretensado de tecnología específica para puentes con atirantamiento mediante pretensado extradosal desde ambos lados de los dos pilonos empotrados a las vigas longitudinales. Los tendones que forman el tirante disponen de anclajes activos a ambos lados de cada pilono, y pasan a través de desviadores de acero por lo alto de las pilas. Asimismo se dispone en las dos vigas principales del tablero dos familias de pretensado interior, denominada una isostático o de voladizo y la otra hiperestática o de continuidad, formadas por tendones de 31 torones de 0.62.

8 Fig.6: Anclajes interiores del pretensado de continuidad Los pilonos tienen forma de triángulo invertido con espesor variable y una ligera pendiente hacia el exterior del tablero, prolongándose bajo las vigas longitudinales y maclándose dentro de las riostras del tablero, que tienen una proyección en planta que varía mediante cuatro cuartos de cono desde una sección rectangular y ancho 1,519 metros hasta una sección rectangular de 4,50 metros de ancho rematada por sendos semicírculos de 2,50 metros de radio. Además de buscar un cierto efecto estético con esta variación de anchura de la pila, el objetivo primordial conseguido ha sido la disminución de la luz principal del tablero que sería mayor por ser el cruce con la autovía esviado. El tablero se apoya en cada pila mediante sendos aparatos de neopreno-teflón confinado de 4000 toneladas de capacidad, uno libre y otro guiado longitudinalmente. Longitudinalmente el tablero se encuentra fijado en la pila 1. Los fustes de las pilas son tributarios del sistema de construcción mediante giro, propuesto en el proyecto original, que giraba los dos semi-tableros

9 alrededor de los ejes de las pilas. Finalmente ambas pilas se apoyaron sobre zapatas de planta cuadrada y ejes girados en paralelo a la A-8. Fig.7: Detalle pilono 1. En primer plano, sillas interiores para el pretensado Ambos estribos tienen como principal misión el desarrollar un efecto de contrapeso para poder compensar la gran diferencia de luces del tablero. Es por ello que estavieron activos desde las primeras fases de construcción del mismo, estando cosidos al tablero mediante cables de 15 torones de 0,6 de diámetro, que quedaron tesados al 45% de la carga de rotura en estado final, ya que se trata de tendones definitivos.

10 Sobre la meseta de apoyo se disponen dos aparatos tipo POT de 1300 toneladas de capacidad para poder absorber las hipótesis pésimas de construcción. Además se dispone un murete que contornea la sección del tablero en planta. La cimentación es directa en el caso del estribo 1, y micropilotada en el del estribo 2 para proteger en las primeras fases de construcción unos servicios cercanos. El estribo 2 se dispone por delante de un muro de suelo reforzado y altura considerable, por lo que no precisa desempeñar ninguna función de contención de tierras. Por ello sus dimensiones vienen motivadas por el proceso constructivo y la necesidad de continuidad geométrica con el resto de la estructura. Ambos estribos llevan losas de transición de 5 metros de longitud. PROCESO CONSTRUCTIVO En el proyecto de construcción se proyectó construir la estructura con nula o mínima afección el fuerte tráfico en la autovía, por semiestructuras hormigonadas y tesadas en paralelo a la autovía, y girándose posteriormente alrededor del eje de giro de cada pila hasta su posición definitiva, ya que no se podía empujar por estar ya ejecutada la reposición de la carretera GI-3672 (eje 29), que discurre prácticamente por encima del estribo 1 del viaducto. Sin embargo, en el momento de realizar la obra, se valoró positivamente la posibilidad de construir el tablero cimbrándolo en su totalidad sobre la autovía, eliminando las operaciones de giro sobre la misma, ya que el tráfico se encontrará desviado en el momento de construir el viaducto.

11 El puente se construyó, por tanto, apoyado sobre cimbra cuajada en posición definitiva sobre la autovía, cuyo tráfico se desvió durante estas fases de construcción. El proceso constructivo se desarrolló en las fases de construcción que siguen el siguiente esquema: - Ejecución de excavaciones y cimentaciones. - Ejecución de alzados de estribos y de pilas. - Construcción de la primera fase del tablero mediante cimbra:en esta fase se ejecutan 24 metros de tablero en cada una de los pilonos, 14 metros en el vano central y 10 metros en los laterales: Se hormigonan sobre cimbra las dos vigas longitudinales, las riostras transversales y la losa. Se tesa a continuación el pretensado transversal en las riostras, y también, al 10% de su carga de rotura, dos de los tendones de pretensado longitudinal (tendones 2 y 3). Fig.8: Cimbra preparada para la ejecución del tablero

12 - Construcción de la segunda fase del tablero mediante cimbra:en esta fase se ejecutan los siguientes 24,30 metros de los vanos 1 y 3 del tablero, ferrallando y hormigonando todas las vigas portantes pero no la losa. Posteriormente se tesan las vigas transversales nuevas del tablero, y el tendón número 1 del pretensado de voladizo. Por último se procede a descimbrar la parte ejecutada del tablero para facilitar las labores de la obra. - Simultáneamente se procede a ejecutar los pilonos del tablero, dejando en ellos las vainas desviadoras de los tirantes de atirantamiento del tablero. Para el correcto replanteo de estas vainas, se ejecutará un bastidor metálico por pilono que asegure la correcta alineación de cada tirante de pretensado. - Construcción de la tercera fase del tablero mediante cimbra: A continuación se procede a ejecutar los siguientes 41 metros de tablero en el vano central, partiendo desde cada uno de los pilonos de manera análoga a la fase anterior esto es, sin ejecutar la losa de rodadura del tablero. Fig.9: Fase 3 del tablero - En esta fase se tesan todos los tendones de pretensado isostático (tendones 2 á 5) así como los de pretensado transversal de las nuevas

13 vigas riostra ejecutadas, tras lo cual se hormigonará sobre cimbra al suelo la losa del tablero que restaba en los dos vanos laterales. Fig.9: Detalle pilono 1. Sillas para los tendones de atirantamiento extradosal. - Cosido vertical del tablero en estribos y atirantamiento del tablero. Antes de realizar más operaciones, se tesará una primera fase de cosido vertical del tablero a los estribos, es decir, 8 tendones de 15 torones de 0.62 por estribo, con lo que tenemos ya asegurado el contrapeso de los estribos para poder efectuar en fases posteriores el descimbrado. - Por último se procede a tesar en esta fase, de manera progresiva desde los pilonos y hacia los extremos de los semitableros, los tirantes de pretensado extradosal que se han enfilado previamente. En estas fases los tirantes deslizan por las sillas dejadas en los pilonos, y se tesan simultáneamente desde ambos anclajes en las vigas longitudinales para minimizar pérdidas por rozamiento. - En este momento se procede a descimbrar la totalidad del tablero, quedando dos estructuras casi-simétricas independientes y separadas 4 metros entre sí.

14 - Una vez se comprueben las fuerzas finales de cada uno de los tirantes, así como los movimientos verticales en el extremo del voladizo, se procede a ejecutar la dovela de cierre correspondiente a los 4 metros centrales del tablero, sobre cimbra cuajada al suelo, ferrallando y hormigonando las vigas longitudinales así como la viga riostra transversal central del tablero. Cuando ha fraguado el hormigón, se tesa el pretensado transversal y se procede a tesar desde ambos extremos los tendones del pretensado de continuidad de cada viga longitudinal del tablero. - Cuando esté ejecutado todo el pretensado del tablero, se procede a hormigonar la zona de losa del tablero que restaba en el vano central y, por último, se tesan los cables de pretensado vertical que faltaban por poner en carga en ambos estribos. - Finalmente se inyectan las vainas y se fijan definitivamente los tirantes a los pilonos para dotar de mayor rigidez al sistema. - Colocación del pavimento, acabados y prueba de carga.

15 FICHA TECNICA DEL VIADUCTO EXTRADOSADO DE RENTERIA En el proyecto y ejecución de esta estructura han intervenido los siguientes organismos y empresas, sin los cuales no podría haber sido posible: - Propiedad: BIDEGI. (B.Jáuregui Fuertes, A.Zugasti, M.Azurmendi) - Proyecto de Construcción: SIEGRIST Y MORENO S.L. / PROINTEC (C. Siegrist Fernández, G. Siegrist Ridruejo, E.García de Guinea, I.Prieto) - Dirección de Obra: PROINTEC (Luis Alberto San Román Fernández) - Asistencia técnica a la Dirección de Obra: PROINTEC (R.Miranda, D.Fernández, L.Rodríguez, M.Sobrino) - Ejecución de las Obras: UTE BIGARRENA (Construcciones MOYUA ALTUNA Y URIA S.A. AMENABAR-GALDIANO Construcciones) (Juan Manuel Lerchundi, Gorka Nachiondo, Javier Abeledo) - Asistencia Técnica a la Constructora: SIEGRIST Y MORENO S.L. (G. Siegrist Ridruejo) - Sistemas de Atirantamiento y Pretensado: Mekano4 (R. Rucabado, G.Barés) - Cimbra y encofrados: RTL