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Procedimientos constructivos para puentes carreteros. ¿De qué manera influyen los puentes en nuestro diario vivir? Dentro del campo de la ingeniería civil, se encuentra la rama relacionada a las estructuras y dentro del campo de las estructuras podemos mencionar a los puentes. Muchas firmas de ingeniería en México y el mundo se dedican día adía a proyectar puentes carreteros, ferrocarrileros o peatonales para hacernos la vida más cómoda ya que hacen más confortables nuestros viajes permitiéndonos acercarnos a nuestros familiares y amigos con más rapidez, reduciendo las distancias y por consiguiente tiempos de recorrido, también benefician la comunicación entre pueblos y comunidades que se encuentran en lugares muy lejanos y remotos. ¿quién de nosotros no ha utilizado algún puente en su vida? los puentes juegan un papel muy importante en toda vía de comunicación y muchas veces nosotros como usuarios no nos percatamos que ahí están, y también a menudo desconocemos que hay un gran trabajo humano detrás de ellos.

¿Por qué son importantes los procedimientos constructivos para puentes? Muchas veces cuando se está proyectando un puente carretero ya sea tradicional o especial, (refiriéndonos a tradicional a puentes de trabes de acero o concreto trabajando de manera solidaria con una losa y a especiales a puentes de gran claro donde el empleo de trabes ya no resulta económico) el proyectista del puente casi siempre pierde de vista el tema del proceso constructivo, es decir: ¿de qué manera se va a construir mi puente? ¿Realmente se podrá construir mi puente? o peor aún……. ¿estaré proyectando algo inconstruible? no solo desde el aspecto técnico sino, también económico. Lo anterior aunque quizás suene como una rutina obvia de diseño, en la práctica muy a menudo se omiten estas interrogantes. Existen muchos

proyectos de puentes que carecen de un proceso constructivo o muchas veces el proceso constructivo adoptado no es el apropiado, lo que conlleva a realizar modificaciones sustanciales al proyecto original ya que se ha iniciado la obra, provocando costos altísimos que no se tienen contemplados desde un inicio.

Recomendaciones que ayudaran a plantear un procedimiento constructivo adecuado: 1.- elección del tipo de puente: no basta con satisfacer un requerimiento estético hay que tener en mente los recursos humanos y materiales que demandará el tipo de puente elegido, por ejemplo si un puente se ubica en barrancas de gran profundidad, la colocación de pilas intermedias encarecerá grandemente el costo del puente, en este caso habrá que evitar las pilas intermedias y pensar en un puente suspendido únicamente por sus extremos, que tal ¿un puenteen arco?

2.-no perder de vista las condiciones orográficas del sitio, esto es importante, ya que de ello dependerá el acceso de materiales, equipo y maquinaria pesada para la realización delos trabajos. Las condiciones orográficas definirán el costo de los caminos de los accesos, y hay que cuidar que los caminos de acceso no resulten más caros que el propio puente.

3.- interacción del proyectista del puente con el proyectista que desarrolla la ingeniería de construcción. La mayoría de las veces el proyectista del puente no está en contacto con el proyectista que hace la ingeniería de construcción, hay que cuidar esta relación para evitar modificaciones costosas al proyecto original y muchos dolores de cabeza. Veamos el siguiente caso:

¿Qué es la ingeniería de construcción? aunque en el diccionario de la lengua española y la wikipedia no se puede encontrar una definición formal para este concepto, lo podemos definir como sigue: “la ingeniería de construcción es el área de la ingeniería civil que se ocupa de concebir todos los elementos y procesos necesarios para poder construir lo que otros han concebido de manera

virtual” .aunque una definición más apropiada sería :“es el arte de hacer posible lo que parece imposible” .este arte debe complementarse con una gran capacidad de imaginación, ingenio, buen juicio y un vasto conocimiento de las leyes físicas de la naturaleza, para aplicarlas al ámbito de la construcción. Este arte demanda una gran capacidad de imaginación, ya que desafortunadamente es escasa la literatura relacionada a la construcción de puentes y la poca literatura que existe únicamente son memorias de las experiencias de ingenieros y técnicos que han afrontado el gran reto de construir puentes.

¿Pueden uniformizarse los procedimientos constructivos para cualquier puente? Desafortunadamente no!!!! Cada puente es especial y aunque su estructuración sea la misma entre uno y otro, existen variables importantes que obligan a hacer adecuaciones a los procesos constructivos previamente utilizados en puentes similares. Ejemplo de estas variables son: a) ancho de puente. b) peso de las trabes o del tablero. c) claro del puente. d) dimensiones de la subestructura (cabezales principalmente). e) trazo horizontal del puente (tangente o curva)f) galibo libre vertical para la instalación de apoyos temporales. Tipos de procedimientos constructivos para puentes: Dependiendo de su estructuración, longitud total y la longitud de su claro, los procesos constructivos más comunes para la construcción de puentes y viaductos en México y en varias partes del mundo se pueden clasificar en cuatro grupos: para puentes tradicionales isostáticos, gerber y continuos: Grupo 1.- superestructura de concreto presforzado a base de prefabricados.

Procedimiento constructivo mediante dispositivos especiales de montaje llamados lanzadoras de trabes. Para puentes y viaductos especiales continuos: Grupo 2.- superestructura colada en sitio: Procedimiento constructivo mediante cimbra autodesplazable. Grupo 3.- superestructura colada en sitio o prefabricada: Procedimiento constructivo mediante la técnica del doble voladizo. Grupo 4.- superestructura de concreto presforzado o de acero: Procedimiento constructivo mediante la técnica del empujado por incrementos sucesivos.

Breve descripción y ejemplos de aplicación de cada uno de los procesos constructivos enlistados en los grupos antes mencionados: Grupo 1.- procedimiento constructivo mediante dispositivos especiales de montaje llamados lanzadoras de trabes.

Este sistema es común para puentes isostáticos, gerber y continuos en tangente o en curva de claro pequeño y mediano a base de trabes de concreto presforzado tipo aashto o nebraska (claros de 25 a 50 metros). Este sistema se recomienda para puentes donde el acceso al sitio de los trabajos es muy complicado, y donde el empleo de grúas de gran capacidad es prácticamente imposible. ¿Qué es una lanzadora de trabes? La lanzadora de trabes es una estructura metálica que se coloca entre apoyos contiguos del puente, para crear un puente temporal que sirve para trasladar por medio de dispositivos hidráulicos las trabes a montar. Estos dispositivos son capaces de trasladar longitudinalmente, transversalmente y verticalmente a la trabe para posicionarla sobre sus apoyos definitivos. En el mercado se pueden encontrar lanzadoras de trabes con capacidades de hasta 130 toneladas para claros de 50 metros. a continuación se muestran algunas fotografías ilustrativas y un procedimiento de montaje típico.

Grupo 2.- procedimiento constructivo mediante cimbra autodesplazable.

Este procedimiento constructivo es muy apropiado para puentes o viaductos en tangente ubicados en zonas urbanas. Este sistema se recomienda para claros que oscilan entre los 28 y 36metros y pilas con altura mínima de 6 metros. Con este sistema se han podido construir tableros de concreto de hasta8oo toneladas de peso. El empleo de este sistema está restringido a puentes en curva, siendo la curvatura mínima del orden de 350 metros para una adecuada operación. Este sistema tiene pocos años de haber sido introducido a américa, sin embargo se ha empleado con gran éxito en muchos puentes de Europa dado que de ahí es su origen. ¿Qué es la cimbra autodesplazable? es una estructura metálica que se autosoporta sobre unas ménsulas provisionales que se adosan al cuerpo de las pilas del puente, cuenta con dos narices de lanzado, una delantera y otra trasera para ayudar a los abordajes y desabordajes durante la etapa de traslado de la cimbra de un

claro a otro. A continuación se muestran algunas fotografías ilustrativas y un proceso típico de su operación.

Grupo 3.- procedimiento constructivo mediante la técnica del doble voladizo.

Este proceso constructivo resulta económico para puentes y viaductos en tangente o curva con claros de 70 hasta 250 metros. Se dice que los primeros puentes construidos por la técnica del doble voladizo fueron de origen chino donde se construyeron varios puentes de madera haciendo ménsulas por ambas márgenes de los ríos que cruzaban hasta lograr su cierre al centro del cauce. El primer puente de concreto presforzado construido promedio de la técnica del doble voladizo fue el puente “lahn”en balduinstein Alemania en el año de 1951. Este puente tenía un claro de 62.09 metros. Este sistema emplea un par de estructuras de acero llamadas “carros de colado”, estos carros de colado funcionan como una cimbra autosoportada que trabaja en voladizo de allí el nombre que toma. ¿Qué es un carro de colado? Es una estructura temporal de acero que soporta un molde metálico o de madera, esta estructura se ancla a la dovela previamente construida mediante un sistema de barras de presfuerzo dejando la parte delantera del carro en voladizo para poder colocar el acero de refuerzo y presfuerzo de la siguiente dovela a colar. El proceso es simple, basta en primer lugar tener lista la dovela que se ubica en la corona de la pila, la cual se le denomina dovela sobre pila. Sobre esta se colocan los dos carros de colado junto con sus moldes uno a cada lado de la pila para guardar el equilibrio. Una vez que se montan y nivelan ambos carros de colado, se procede a colocar el acero de refuerzo y el de presfuerzo para posteriormente vaciar el concreto de la primera dovela a construir. Una vez que el concreto ha alcanzado por lo menos el 80% de su resistencia a la compresión se procede a tensar los cables de presfuerzo. Se desmolda la dovela y se procede a trasladar ambos carros a la dovela siguiente a construir, este proceso se repite para todas y cada una de las

dovelas del respectivo voladizo hasta hacer el cierre al centro del claro. Un ciclo completo típicamente toma 7 días por dovela. A continuación se muestran algunas fotografías ilustrativas y un proceso típico de su operación.

Grupo 4.- procedimiento constructivo mediante la técnica del empujado por incrementos sucesivos.

Este proceso constructivo fue desarrollado y perfeccionado en Alemania en los años 70 y fue introducido en México en 1979 en la construcción del puente tula en el estado de hidalgo, México. Una descripción sintetizada del sistema es la siguiente: a) la superestructura se fabrica en tramos de dovelas (segmentos de tablero del puente) de una determinada longitud en un patio de fabricación ubicado por detrás de unos de los estribos del puente. b) cada dovela subsecuente se cuela directamente contra la anterior en un molde fijo, de tal forma que, cuando el concreto ha endurecido y ha sido presforzado, la estructura resultante se “empuja” una longitud suficiente por medio de un equipo hidráulico, para desalojar el patio de fabricación y dar cavidad a la construcción de nuevas dovelas que se ligan a las dovelas que ya se han empujado. c) el proceso es repetitivo hasta que la parte delantera de este tren de dovelas alcance abordar el último apoyo que se encuentra en el extremo opuesto del patio de fabricación.

Durante el empujado de la superestructura del puente, esta está sometida a inversiones de esfuerzos por el cambio en la ley de momentos flexionantes, por lo que cualquier sección transversal tiene que revisarse para esfuerzos originados por momentos negativos y positivos.

Por la razón anterior, el tablero se dota con un presfuerzo en la losa superior e inferior para soportar la gran amplitud de momentos impuesta por la envolvente., este presfuerzo se conoce como presfuerzo céntrico y será de utilidad principalmente durante la etapa constructiva. Una vez que se ha terminado el empujado se colocan otras familias de cables llamados “de continuidad” los cuales deben absorber los esfuerzos adicionales inducidos por la carga viva. Los claros más usuales utilizados en este sistema oscilan entre 30 y 60m. Es importante señalar que desde el punto de vista de diseño es muy ventajoso que todos los claros sean iguales, excepto los de los extremos que no deben exceder el 75% del claro tipo.

Por otra parte en la construcción se presenta un problema muy específico del sistema en cuestión, cuando un claro está totalmente en voladizo durante la fase de empujado el momento máximo sera pl/2 siendo p la resultante del peso propio del tablero que está en volado y que constituye la carga más importante del puente. Para un diseño económico se recurre a la utilización de una nariz de empujado que nos permitirá reducir la longitud del tramo en volado de una manera sustancial. La nariz de lanzamiento por lo general es una estructura temporal de acero, que se ancla a la punta del tablero del puente por medio de barras de presfuerzo y de llaves de cortante. Esta nariz se recomienda que tenga una longitud del 50 al 60% del claro tipo del puente, siendo el 50% recomendado para puentes de ferrocarril y el 60% para puentes carreteros. El peso óptimo de la nariz de lanzamiento debe oscilar entre 1 y2tn/ml.