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Tableros prefabricados hiperestáticos

La prefabricación es un concepto que se ha visto desgraciadamente apropiado por la industria del hormigón aunque, evidentemente, plantea un significado mucho más amplio que circunscribirlo exclusivamente a un solo material. La prefabricación habla de industrializar, de poder adelantar trabajo en entornos adecuados (plantas, talleres, etc.) antes de llegar a la obra y, consecuentemente, minimizar el número de operaciones a realizar in-situ o, al menos, ejecutar en obra aquellas que puedan resultar más simples. Es por eso que algunos tratamos de huir del término prefabricación (perniciosamente vinculado al hormigón) para referirnos al pre-ensamblaje, para dar cabida a otros compañeros de viaje como el acero (en sus múltiples manifestaciones), la madera, etc.

PUENTE PREFABRICADO HIPERESTÁTICO

Puente prefabricado hiperestático. DOL – Imagina

Después de esta declaración de intenciones (absolutamente necesaria como expiación personal) pasamos a comentar sucintamente una de las tipologías más interesantes de tableros prefabricados (¡Sí, de hormigón!) de puentes. Se trata de las vigas continuas o vigas hiperestáticas. En un momento en el que la ingeniería española que ha estado en contacto (directo o tangencial) con la industria prefabricada trata de exportar el know-how adquirido en los últimos 25 años, la alternativa de los tableros hiperestáticos adquiere especial importancia.

En el caso español, paradigmático desde la perspectiva de la prefabricación pero escasamente aplicable a otros países con diferentes coyunturas técnicas, económicas y sociales, se recurrió a este sistema para alcanzar las mayores longitudes posibles limitando el peso total de los elementos a manipular. Pensemos que las soluciones isostáticas (sin acudir a tipologías cantilever) están limitadas a longitudes en el entorno de los 50 metros. Por lo tanto saltar a luces propias de soluciones mixtas o tradicionales in-situ (a partir de 60 metros) exigía plantear el problema de otra manera.

La solución pasaba por desvincular dos cuestiones, las luces de los vanos y las vigas a disponer. Es decir, si se quiere ejecutar un tablero de 40+60+40 plantéese una distribución de elementos resistentes que permita saltar dichos vanos pero que igualmente posibilite la ejecución en planta y posterior transporte y colocación.

En la foto anterior se puede apreciar perfectamente lo comentado. Las vigas ya no saltan de pila a pila, sino que se despiezan en varios tramos que posteriormente son cosidos. En la imagen se aprecian dos tramos de viga cajón de canto variable sobre las pilas y juntas verticales que denotan las secciones de conexión con las vigas consecutivas. Dichas juntas, que se visualizan en la foto, son “de pega”. Es decir las dos vigas no sólo comparten esa línea común sino que detrás de ella, en el interior de la viga cajón, existe una unión a media madera (¡Qué sería de nosotros sin los cantilever!) que permite el apoyo de una en otra. Posteriormente esa articulación definida por la media madera se rigidiza mediante dos sistemas básicos, barras de postesado o tendones de empalme, y puede verse mejorada con postesado a nivel de la losa a ejecutar posteriormente. En sus orígenes estas conexiones se ejecutaron con armadura pasiva, perfectamente plausibles en situaciones de ELU pero más delicadas a nivel de servicio por lo que progresivamente se han desechado.

Detalle de encofrado en la union de vigas

Detalle de encofrado en la union de vigas

Ya se puede intuir que el problema fundamental de esta tipología consiste en definir correctamente las coacciones provisionales que permiten evitar que la estructura evolutiva se comporte como un mecanismo. De ahí la necesidad de torretas metálicas (apeos provisionales) como las que aparecen en la primera fotografía o la inclusión de barras postesadas verticales dispuestas en las coronaciones de las pilas para simular empotramientos provisionales de montaje. Una vez que la estructura ha materializado su comportamiento como viga continua todas esas coacciones provisionales pueden ser retiradas.

Detalle de colocación y sellado de arandelas y tuercas

Detalle de colocación y sellado de arandelas y tuercas

Por supuesto que esta tipología no se ha circunscrito exclusivamente a luces medias (60-70 metros en carretera o 40-50 metros en FFCC). Una vez desarrollada se ha utilizado en situaciones de especiales circunstancias (minimizar afecciones, imposibilidad de acceder con maquinaria de elevación a las inmediaciones de la estructura, optimizar tiempos de ejecución, etc.) demostrando su gran versatilidad. Seguramente la infraestructura donde más tableros continuos se han ejecutado haya sido la red ferroviaria de alta velocidad, donde los ritmos de ejecución siempre resultan determinantes.

Como decíamos en los últimos 25 años se han ejecutado en España multitud de tableros prefabricados continuos, generalmente en sección cajón (pretensada, postesada o combinación de ambas[1]) y con trucos de prestidigitación variados (costillas, tornapuntas, jabalcones, vigas más o menos adyacentes –en sección transversal- con y sin vinculación transversal…), con el objetivo de dar respuesta a todas las casuísticas posibles. Por lo tanto se puede decir que nuestro país ha adquirido una competencia muy importante en diseñar y ejecutar esta tipología de carácter eminentemente pre-ensamblada (me resisto a hablar exclusivamente de prefabricada porque prácticamente todo lo comentado podría ser extrapolable a los tableros mixtos).

Toda la experiencia adquirida debe ahora adaptarse a otros países que están demandando (de manera consciente o inconsciente debida a la inminente adopción de ritmos de construcción inasumibles con los procedimientos utilizados hasta ahora) formas industrializadas de ejecución. Eso no quiere decir que la filosofía prefabricadora española sea directamente aplicable sino que hay que analizar cuidadosamente cuáles con las características diferenciadoras de esos mercados para responder de manera adecuada. En ese contexto la tipología de viga continua revela gran potencia desde el punto de vista conceptual y sólo queda adaptarla a esas comentadas condiciones de contorno específicas.

[1] Seguramente merecería otro post el tema de la elección de pretensado o postesado en la prefabricación.


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Luis Javier Sanz Balduz

Autor de este post. Humanista aficionado. Doctor Ingeniero de Puentes y demás estructuras. Colaborador invitado de Estructurando.net

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One Response to Tableros prefabricados hiperestáticos

  1. Muchas gracias a Estructurando por darme la oportunidad de colaborar con ellos. Espero que no sea la última vez…

    Si a alguien le ha parecido mínimamente interesante el post y quiere saber algo más del proceso de diseño, cálculo y ejecución de este tipo de tableros, el jueves 26 de marzo en Madrid hemos organizado una jornada técnica relacionada.

    Cualquiera que esté interesado no tiene más que ponerse en contacto conmigo.

    Un cordial saludo y, de nuevo, gracias a Estructurando.

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