PUENTE SOBRE LA VAGUADA DE LAS LLAMAS EN SANTANDER

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1 V CONGRESO DE 1/10 PUENTE SOBRE LA VAGUADA DE LAS LLAMAS EN SANTANDER Juan José ARENAS DE PABLO Dr. Ingeniero de Caminos ARENAS & ASOCIADOS Presidente Guillermo CAPELLÁN MIGUEL Ing. De Caminos, C. y P. ARENAS & ASOCIADOS Director Técnico gcapellan@arenasing.com Miguel SACRISTÁN MONTESINOS Ing. De Caminos, C. y P. ARENAS & ASOCIADOS Coordinador de Proyectos msacristan@arenasing.com Santiago GUERRA SOTO Ing. De Caminos, C. y P. ARENAS & ASOCIADOS Jefe de Proyecto sguerra@arenasing.com RESUMEN En la zona Norte de la ciudad de Santander, entre el campus Universitario y la carretera de acceso S-20, y sobre el nuevo Parque Atlántico se sitúa el Puente de la Vaguada de las Llamas con una luz de 102 m. Se trata de un puente de tipología arco intermedio, con el arco desarrollándose por encima del tablero en una longitud de 60 m centrales, y continuándose bajo el tablero en forma de pies inclinados rectos hasta unos apoyos en rotula intermedios separados 81.6 m. El puente de ancho 23.6 m se materializa enteramente en hormigón blanco, con una sección cajón central, y voladizos que se materializan por medio de piezas de jabalcones prefabricadas de hormigón salvando un vuelo de 9 m, con aperturas para iluminar la sombra del puente. Las aceras se sitúan en los laterales y el carril bici en mediana atravesando el arco central. La cimentación del puente es directa en el sustrato rocoso 8 m bajo el terreno natural. PALABRAS CLAVE: Puente arco intermedio, las Llamas, Hormigón blanco autocompactante de alta resistencia. Fig. 1 Infografía del Puente de la Vaguada de las Llamas

2 V CONGRESO DE 2/10 1. Diseño del Puente sobre la Vaguada de las Llamas Ahora en construcción este nuevo puente estará en servicio antes del final de Mayo de 2011 en Santander, Cantabria. El puente de las Llamas es un diseño de Arenas & Asociados, responsable también de la Dirección de Obra de este puente promovido por el Ayuntamiento de Santander. Datos del Proyecto Propiedad: Ayuntamiento de Santander Juan José Arenas, Guillermo Capellán (Arenas & Autores del Proyecto: Asociados) Santiago Guerra Soto, Miguel Sacristán Montesinos, Equipo de Proyecto: Pablo Alfonso, Shihe She (Arenas & Asociados) Fecha del Proyecto: Agosto 2008 Contratista: Isolux Corsan Fecha de Ejecución: Mayo 2011 Guillermo Capellán, Miguel Sacristán, Raquel Sobrino Dirección de Obra: (Arenas & Asociados) Equipo del Contratista: José Manuel Peña, Ángel de Cos, Roberto Rodríguez Este Puente arco de hormigón blanco de alta Resistencia tiene una longitud total en un único vano de 102 m entre apoyos en estribos y apoyos finales de la cimentación de los arcos en el sustrato rocoso. La tipología del Puente puede clasificarse como arco intermedio como se ve en la Fig. 1. El arco vuela sobre el tablero en un tramo central de 60 m, y continúa bajo el mismo con pies inclinados rectos hasta alcanzar los apoyos en rotula intermedios. La separación entre rotulas de apoyo es de 81.6 m. Los pies inclinados continúan enterrados tras las rótulas hasta alcanzar el apoyo en la cimentación directa sobre roca entre 8 y 9 m bajo rasante, con una luz total del vano de 102 m. La relevancia del Puente de las Llamas se basa en: Su importancia como estructura urbana integrada en el Parque Atlántico, lo que condiciona su diseño estético estilizado; su relevancia funcional como eje transversal de comunicación para la ciudad de Santander con una anchura de casi 24 m, su importancia estructural con una luz de 102 m y tipología de arco intermedio; el uso de hormigón blanco autocompactante; la singularidad de algunos de sus elementos y sistemas constructivos como son: péndolas de acero inoxidable, apoyos en rótula, el esquema integral en estribos, realización de recintos de tablestacas y micropilotes hasta el nivel de cimentación directa, cimentación provisional con pilotes hincados prefabricados, estabilización del terreno con columnas de grava El nuevo puente conecta el Campus de la Universidad de Cantabria y la carretera principal de acceso a la costa de Santander (S20), volando sobre el Parque Atlántico de las Llamas, una gran zona verde de la ciudad con valores arquitectónicos, ambientales y paisajísticos. La sección de tablero se compone de un cajón central con dos voladizos laterales. El cajón central tiene un ancho de 5.8 m y 2.25 m de canto. Los voladizos, concebidos como losas inclinadas prefabricadas, tienen una longitud de 9 m y tienen aperturas inferiores con proyectores que iluminan el terreno bajo el Puente. Estas luminarias generas un interesante juego de luces y

3 V CONGRESO DE 3/10 sombras durante la noche en el Parque. Sobre los jabalcones inclinados, por medio de prelosas convencionales se materializa la losa de tablero, de 25 cm de espesor. Las aceras, cuyo pavimento se proyecta en madera tecnológica de material compuesto, se sitúan en el extremo de los voladizos, mientras que en la mediana central, en la que el arco se abre formando una bóveda con un arco de entrada en cada extremo, se sitúa el carril bici, que se prolonga dando acceso a toda la ciudad. Fig. 2 Infografía interior del Puente de las Llamas, con aceras laterales y carril bici central Desde un punto de vista funcional, el tablero de 23.6 m soporta dos calzadas de 6.5 m, una mediana central de 5.2 m, que incluye la estructura del arco y un carril bici de 3 m, y las aceras laterales de 2.7 m, tal y como se ve en la Fig. 2. El arco es una pieza única centrada en el plano medio del puente que se abre hacia dos pies inclinados por debajo del puente, y posee sección variable creciente desde la clave hasta los arranques, variando en canto entre 72 y 120 cm. El tablero se cuelga del arco mediante 18 parejas de péndolas de barra de acero inoxidable dispuestas cada 2.4 m. La flecha máxima del arco es de 7.8 m sobre el tablero. El diseño de este Puente urbano está condicionado por su integración ambiental y arquitectónica en el paisaje del Parque Atlántico existente. La tipología de arco intermedio es escogida debido a su reducida altura. Una gran luz es necesaria para mantener el espacio libre abierto bajo el puente y dar prolongación al Parque sin obstáculos visuales. La iluminación del puente sobre y bajo tablero se integra en la estructura, incluyendo luminarias inferiores a través de las aperturas de voladizos iluminando el área del Parque en tiempo nocturno, como se ve en la Fig. 3.

4 V CONGRESO DE 4/10 Fig. 3 Infografía nocturna del Puente de las Llamas, con iluminación a través de las aperturas de voladizos. Fig. 4 Alzado del Puente Arco intermedio con su cimentación en el sustrato rocoso. La cimentación del puente es directa en el sustrato rocoso que se encuentra a unos 8 m bajo el terreno natural. Para ello los pies inclinados se prolongan tras el apoyo articulado de la rótula plástica de hormigón bajo el terreno por medio de una pantalla única con la misma inclinación, hasta el macizo de cimentación empotrado en la roca. El apoyo en estribos se realiza por medio de pantallas que hacen las veces de pilas- estribo enterradas verticales. 2. Funcionamiento estructural El grupo formado por el arco central y los pies inclinados cimentados en el sustrato rocoso se comporta como un único arco intermedio apoyado en el terreno contra el que empuja. El arco tiene una luz total de 102 m, con dos rótulas intermedias separadas 81.6 m, como se ve en la Fig. 4. El cajón principal de tablero está suspendido en los 60 m centrales por tirantes de barra de acero inoxidable cada 2.4 m, con dos vanos laterales de compensación de 21 m. El arco intermedio, el cajón central y las péndolas conforman la estructura principal longitudinal, mientras que en dirección transversal los voladizos están formados por piezas prefabricadas inclinadas de 2.4x9 m llamadas jabalcones y una losa superior de hormigón in situ sobre prelosas pretensada transversalmente con 4 barras de 32 mm cada 2.4 m, siguiendo la sección tipo que se observa en la Fig. 5. El pretensado longitudinal del cajón central está formado por 12 tendones de unidades

5 V CONGRESO DE 5/10 de 19 cordones de 0.6, como se ve en la Fig.6. Adicionalmente existe un pretensado vertical de almas del cajón en la llegada de cada una de las péndolas. Fig. 5 Sección tipo con cajón central y voladizos con vista exterior del arco y pies inclinados 3. Tecnología e innovación El Puente se sitúa en las proximidades de la Escuela Superior de Ingeniería de Caminos, en la que el Profesor Arenas es titular de la Cátedra de puentes. Esto marca también una oportunidad para llevar a cabo soluciones clásicas e innovadoras en la estructura, así como utilizar nuevos materiales y tecnologías. Se requiere de soluciones estructurales singulares para hacer realidad el diseño escogido. El uso del hormigón blanco autocompactante de alta Resistencia es un reto y una innovación que viene requerida por la geometría y esfuerzos del arco, junto con la densidad de armaduras de acero pasivo. Otras soluciones singulares son el uso de elementos prefabricados de voladizos de grandes dimensiones, o el uso de apoyos rotulados para cargas de hasta 2500 ton. Nuevos materiales y soluciones se aplican también en la tarima tecnológica de madera sintética de aceras, que elimina el mantenimiento, el uso de péndolas de acero inoxidable en ambiente marino, o las barandillas de vidrio para aumentar la transparencia. El procedimiento de tesado de péndolas y pretensado longitudinal, junto con el descenso progresivo de torres de cimbra está especialmente diseñado para evitar sobrecargas en elementos de la cimbra o la estructura, y para obtener la geometría y estado de cargas deseado en el arco y en las péndolas. Este procedimiento se sigue por medio de una instrumentación de las cargas en péndolas y de los

6 V CONGRESO DE 6/10 giros en pies inclinados por medio de galgas extensométricas y clinómetros. Una prueba de carga dinámica final permite evaluar las frecuencias modales de vibración como dato de cara al análisis y mantenimiento de la estructura en su vida útil. Fig. 6 Tendones de pretensado longitudinal en el cajón central. Los jabalcones prefabricados de voladizos son una versión aumentada de los elementos utilizados en el Puente sobre el río Tormes en Salamanca por Arenas & Asociados, como se ve en las Fig. 7 y 8. Solución que posee ventajas constructivas y estéticas, y que permite reducir el peso propio a soportar por la cimbra y las cimentaciones provisionales de tablero y arco. Fig. 7 y 8 Jabalcones prefabricados de voladizos en el Puente sobre el río Tormes en Salamanca.

7 V CONGRESO DE 7/10 4. Procedimiento constructivo De cara a ejecutar las cimentaciones directas sobre el sustrato rocoso a 9 m de profundidad, así como los pies inclinados enterrados, en cada uno de los estribos es necesario ejecutar un recinto de tablestacas metálicas y un muro de contención de micropilotes, para así poder realizar la excavación si afectar al entorno y al vial y canalizaciones existentes, tal y como se ve en las Fig. 9 y 10. El recinto de tablestacas tiene una altura de 11 m con 3 niveles de arriostramiento horizontal metálico en forma de marcos, de cara a contener las paredes durante la excavación y relleno. El muro de micropilotes de mayor altura posee también 3 niveles de anclajes al terreno que se ejecutan y tesan según se avanza en la excavación. Fig. 9y 10 Fotografías de las tablestacas y micropilotes en cada uno de los estribos. El cajón central de tablero y los pies inclinados de arcos se ejecutan sobre cimbra porticada. La cimbra se apoya en cimentaciones provisionales de pilotes hincados, debida a la baja capacidad portante del terreno. Los pies inclinados se hormigonan en primer lugar, como se ve en la Fig. 11, y sobre ellos se materializa el cajón de tablero en dos fases. Fig. 11 Cimbra y encofrado del cajón central durante la construcción.

8 V CONGRESO DE 8/10 Una vez que se finaliza el cajón central, el arco se ejecuta por medio de cimbra cuajada soportada por el cajón aún apoyado en sus torres de cimbra, como se ve en las Fig. 12 y 13. No es hasta el momento en que las péndolas se colocan y se tesan y que realice el pretensado longitudinal parcial, que se puede retirar la cimbra de tablero. Los jabalcones prefabricados de voladizo se colocan con la ayuda de torres de apeo provisional móviles hasta que el pretensado por medio de barras transversales se coloca y se pone en carga. La losa in situ de voladizos se hormigona sobre prelosas apoyadas en los jabalcones de voladizo. El pretensado final de las barras transversales completa la estructura del puente. Los acabados incluyen el aglomerado de calzadas, la tarima de madera tecnológica en aceras, la iluminación, las barandillas de vidrio y todos los elementos necesarios para la apertura final de la estructura al tráfico. Fig. 12 Vista general durante la construcción Fig. 13 Cimbra del arco sobre el cajón central Fig. 14 Vista de la estructura en obra tras el hormigonado del arco y la colocación de voladizos

9 V CONGRESO DE 9/10 Fig. 15 Vista inferior del tablero, con aperturas de iluminación en jabalcones de voladizos 5. Conclusión El diseño de este Puente urbano está condicionado por su integración arquitectónica y ambiental en el paisaje del Parque Atlántico existente, tal y como se ve en la Fig. 16. El parque proyecto de Batlle i Roig está concebido como una representación sintética de la naturaleza y se organiza en torno a terrazas planas con jardineras escalonadas y caminos rectilíneos con perfiles quebrados. El Parque se prolonga bajo la estructura del puente que integra los estribos en las jardineras escalonadas. La tipología de arco intermedio se escoge por permitir alcanzar con una altura y un canto reducidos la luz deseada, facilitando su integración en el entorno a la escala del parque, evitando una monumentalidad innecesaria, como se ve en la Fig. 14. Una gran luz de 102 m es necesaria para mantener el espacio libre bajo tablero, y permitir la continuidad formal y visual del parque a través del puente. Soluciones estructurales singulares y procedimientos constructivos especiales son necesarios para hacer realizar el diseño deseado. El uso del hormigón blanco autocompactante de alta Resistencia (60 MPa) es un reto adicional para este puente en la proximidad de la Escuela de Ingeniería en la que el Profesor Arenas impartía sus clases. Este nuevo puente será nombrado como Puente de Juan José Arenas por el Ayuntamiento de Santander en reconocimiento a su carrera, aportaciones y realizaciones como diseñador de puentes e ingeniero estructural.

10 V CONGRESO DE 10/10 Fig. 16 Integración del Puente de las Llamas en el Parque Atlántico. Fig. 17 Infografías generales de la estructura del Puente de las Llamas.