Procedimientos constructivos para puentes carreteros. Ing. J. Antonio ngeles a.De qu manera influyen los puentes en nuestro diario vivir?Dentro del campo de la ingeniera civil, se encuentra la rama relacionada a las estructuras y dentro del campo de las estructuras podemos mencionar a los puentes. Muchas firmas de ingeniera en Mxico y el mundo se dedican da a da a proyectar puentes carreteros, ferrocarrileros o peatonales para hacernos la vida ms cmoda ya que hacen mas confortables nuestros viajes permitindonos a cercarnos a nuestros familiares y amigos con ms rapidez, reduciendo las distancias y por consiguiente tiempos de recorrido, tambin benefician la comunicacin entre pueblos y comunidades que se encuentran en lugares muy lejanos y remotos. Quin de nosotros no ha utilizado algn puente en su vida? Los puentes juegan un papel muy importante en toda va de comunicacin y muchas veces nosotros como usuarios no nos percatamos que ah estn, y tambin a menudo desconocemos que hay un gran trabajo humano detrs de ellos.Por qu son importantes los procedimientos constructivos para puentes?Muchas veces cuando se est proyectando un puente carretero ya sea tradicional o especial, (refirindonos 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 econmico) el proyectista del puente casi siempre pierde de vista el tema del proceso constructivo, es decir: de qu manera se va a construir mi puente? Realmente se podr construir mi puente? O peor an. estar proyectando algo inconstruible? No solo desde el aspecto tcnico sino tambin econmico. Lo anterior aunque quizs suene como una rutina obvia de diseo, en la prctica 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 altsimos que no se tienen contemplados desde un inicio.Recomendaciones que ayudaran a plantear un procedimiento constructivo adecuado:1. eleccin del tipo de puente: no basta con satisfacer un requerimiento esttico hay que tener en mente los recursos humanos y materiales que demandar el tipo de puente elegido, por ejemplo si un puente se ubica en barrancas de gran profundidad, la colocacin de pilas intermedias encarecer grandemente el costo del puente, en este caso habr que evitar las pilas intermedias y pensar en un puente suspendido nicamente por sus extremos, que tal un puente en arco?2. no perder de vista las condiciones orogrficas del sitio, esto es importante, ya que de ello depender el acceso de materiales, equipo y maquinaria pesada para la realizacin de los trabajos. Las condiciones orogrficas definirn el costo de los caminos de los accesos, y hay que cuidar que los caminos de acceso no resulten ms caros que el propio puente.3. interaccin del proyectista del puente con el proyectista que desarrolla la ingeniera de construccin. La mayora de las veces el proyectista del puente no est en contacto con el proyectista que hace la ingeniera deconstruccin, hay que cuidar esta relacin para evitar modificaciones costosas al proyecto original y muchos dolores de cabeza.Qu es la ingeniera de construccin?En el diccionario de la lengua espaola y la Wikipedia nos puede encontrar una definicin formal para este concepto, lo podemos definir como sigue: la ingeniera de construccin es el rea de la ingeniera 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 definicin ms apropiada sera: es el arte de hacer posible lo que parece imposible. Este arte debe complementarse con una gran capacidad de imaginacin, ingenio, buen juicio y un vasto conocimiento de las leyes fsicas de la naturaleza, para aplicarlas al mbito de la construccin. Este arte demanda una gran capacidad de imaginacin, ya que desafortunadamente es escasa la literatura relacionada a la construccin de puentes y la poca literatura que existe nicamente son memorias de las experiencias de ingenieros y tcnicos 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 estructuracin 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 instalacin de apoyos temporales.Tipos de procedimientos constructivos para puentes:Dependiendo de su estructuracin, longitud total y la longitud de su claro, los procesos constructivos mas comunes para la construccin de puentes y viaductos en Mxico y en varias partes del mundo se pueden clasificar en cuatro grupos: para puentes tradicionales isostticos, 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 auto desplazable. Grupo 3.superestructura colada en sitio o prefabricada. Procedimiento constructivo mediante la tcnica del doble voladizo. Grupo 4.superestructura de concreto presforzado o de acero. Procedimiento constructivo mediante la tcnica del empujado por incrementos sucesivos.Breve descripcin y ejemplos de aplicacin de cada uno de los procesos constructivos enlistados en los grupos antes mencionados:Grupo 1.procedimientoconstructivoMediante dispositivos especiales de montaje llamados lanzadoras de trabes.Este sistema es comn para puentes isostticos, gerber y continuos en tangente o en curva de claro pequeo 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 gras de gran capacidad es prcticamente imposible. Qu es una lanzadora de trabes? La lanzadora de trabes es una estructura metlica que se coloca entre apoyos contiguos del puente, para crear un puente temporal que sirve para trasladar por medio de dispositivos hidrulicos las trabes amontar. 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 continuacin se muestran algunas fotografas ilustrativas y un procedimiento de montaje tpico.Grupo 2.procedimientoconstructivo mediante cimbra auto desplazable.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 mnima de 6 metros. Con este sistema se han podido construir tableros de concreto de hasta8oo toneladas de peso. El empleo de este sistema est restringido a puentes en curva, siendo la curvatura mnima del orden de 350 metros para una adecuada operacin. Este sistema tiene pocos aos de haber sido introducido a amrica, sin embargo se ha empleado con gran xito en muchos puentes de Europa dado que de ah es su origen. Qu es la cimbra auto desplazable? es una estructura metlica que se auto soporta sobre unas mnsulas 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 continuacin se muestran algunas fotografas ilustrativas y un proceso tpico de su operacin.Grupo 3.procedimientoconstructivo mediante la tcnica del doble voladizo.Este proceso constructivo resulta econmico para puentes y viaductos en tangente o curva con claros de 70 hasta 250metros.se dice que los primeros puentes construidos por la tcnica del doble voladizo fueron de origen chino donde se construyeron varios puentes de madera haciendo mnsulas por ambas mrgenes de los ros que cruzaban hasta lograr su cierre al centro del cauce. El primer puente de concreto pres forzado construido promedio de la tcnica del doble voladizo fue el puente lahnen balduinstein Alemania en el ao de 1951. Este puente tenan 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 auto soportado que trabaja en voladizo de all el nombre que toma.Qu es un carro de colado? Es una estructura temporal de acero que soporta un molde metlico o de madera, esta estructura se ancla a la dovela previamente construida mediante un sistema de barras de pres fuerzo dejando la parte delanteraDel carro en voladizo para poder colocar el acero de refuerzo y pres fuerzo 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 pres fuerzo 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 compresin se procede a tensar los cables de pres fuerzo. 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 tpicamente toma 7 das por dovela. A continuacin se muestran algunas fotografas ilustrativas y un proceso tpico de su operacin.Grupo 4.procedimientoconstructivo mediante la tcnica del empujado por incrementos sucesivos.Este proceso constructivo fue desarrollado y perfeccionado en Alemania en los aos 70 y fue introducido en Mxico en 1979 en la construccin del puente tula en el estado de hidalgo, Mxico. Una descripcin 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 fabricacin ubicado por detrs de unos de los estribos del puente) 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 pres forzado, la estructura resultante se empuja una longitud suficiente por medio de un equipo hidrulico, para desalojar el patio de fabricacin y dar cavidad a la construccin de nuevas dovelas que se ligan a las dovelas que ya se han empujado) el proceso es repetitivo hasta que la parte delantera de este tren de dovelas alcance abordar el ultimo apoyo que se encuentra en el extremo opuesto del patio de fabricacin.Durante el empujado de la superestructura del puente, esta est sometida a inversiones de esfuerzos por el cambio en la ley de momentos flexionantes, por lo que cualquier seccin transversal tiene que revisarse para esfuerzos originados por momentos negativos y positivos.Por la razn 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 pres fuerzo se conoce como pres fuerzo cntrico y ser 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 ms usuales utilizados en este sistema oscilan entre 30 y 60m. Es importante sealar que desde el punto de vista de diseo es muy ventajoso que todos los claros sean iguales, excepto los de los extremos que no deben exceder el75% del claro tipo.Por otra parte en la construccin se presenta un problema muy especfico del sistema en cuestin, cuando un claro est totalmente en voladizo durante la fase de empujado el momento mximo ser pl/2 siendo p la resultante del peso propio del tablero que est en volado y que constituye la carga ms importante del puente. Para un diseo econmico se recurre a la utilizacin de una nariz de empujado que nos permitir 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 pres fuerzo 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 ptimo de la nariz de lanzamiento debe oscilar entre 1 y2 tn/ml.