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Los viaductos de Sant Boi de Llobregat y Llinars del Vallés en la provincia de Barcelona

En Sant Boi de Llobregat y Llinars del Vallés, Adif está culminando la construcción de dos puentes con tablero mixto de acero y hormigón suspendidos de tirantes de chapa de directriz curva. Su construcción mediante lanzamiento del tablero evita interferencias con las infraestructuras existentes y su diseño minimiza el impacto ambiental de la estructura debajo de la plataforma.


(13/11/2007) Dos

Los dos puentes de acero, de diseño innovador, están en la línea que conectará Madrid, Barcelona y Perpiñán, y comparten el mismo concepto de diseño, un tablero de estructura mixta acero-hormigón suspendida de dos tirantes de acero con directriz curva.

Esta es una solución nueva en la alta velocidad española, de modo que ambos puentes son dos de las tres primeras estructuras de acero construidas para la red ferroviaria de alta velocidad en nuestro país que en su práctica totalidad cuenta con puentes de hormigón, en general construidos ‘in situ’.

La elección del diseño de los puentes partió de los requisitos de Adif, de evitar cualquier interrupción del trafico en las infraestructuras que cruzan y de contar con un estricto gálibo vertical sobre la carretera (5,5 m) y con la mínima altura de los elementos estructurales bajo la plataforma, todo ello para reducir al mínimo las consecuencias para el medio ambiente en los accesos, bajándose incluso la altura de terraplenes y excavaciones en todo el tramo.

Finalmente, la solución elegida fue la de un tablero mixto de acero-hormigón con una altura máxima de 1,45 metros debajo del balasto -2,15 bajo el nivel de la vía- que se suspende mediante dos planos de tirantes de directriz curva formados por chapas de acero.

Dos Los dos puentes metálicos se han construido mediante el empuje acompasado del tablero, previamente fabricado en taller y ensamblado en uno de los terraplenes de acceso a cada viaducto. El aspecto de los puentes recuerda un puente colgante, pero su comportamiento estructural es el propio de una viga continua de canto variable con tablero inferior con un comportamiento dinámico que ofrece aceleraciones menores a las admitidas -0,35 g para vías con balasto- incluso para velocidades próximas a 400 km/h.

Llinars

El viaducto de Llinars del Vallés de la línea de alta velocidad, se sitúa sobre la autopista AP-7 que conecta Barcelona con el sureste de Francia, en uno de los puntos de cruce de ambas infraestructuras que presenta mayor dificultad, a consecuencia del elevado esviaje, por la presencia del río Mogent prácticamente paralelo a la autopista y, sobre todo, por la limitación del gálibo vertical.

El puente tiene una longitud total de 574 metros con dos partes claramente diferenciadas. La primera, que cruza sobre la autopista, está constituida por una estructura mixta acero-hormigón y la segunda por un tablero de hormigón postesado de sección cajón y luces de 48 m, construido vano a vano.

El puente mixto, la parte verdaderamente innovadora de la estructura, tiene una longitud total de 307 metros y su tablero está constituido por una estructura continua de cinco vanos con luces de 45, 71, 75,71 y 45 metros. Las luces y la ubicación de las pilas están condicionadas por el esviaje del cruce sobre la autopista y su futura ampliación de tres a cuatro carriles.

El puente que tiene diecisiete metros de ancho total y catorce de ancho útil, da paso a dos vías de ancho UIC sobre balasto. El tablero mixto consiste en una serie de vigas transversales de sección I, de 1,1 metros de canto separadas cada 3,55 metros, soldadas a las vigas longitudinales con una unión articulada y conectadas superiormente a una losa de hormigón armado.

Las vigas longitudinales presentan una sección cajón de 1,6 m de ancho y altura variable entre 3,5 y 6 m. Las vigas están formadas por chapas rigidizadas interiormente mediante perfiles longitudinales. Estas vigas longitudinales se suspenden de tirantes formados por chapa de acero de directriz curva. Los tirantes de cada vano se unen en la coronación de los pilonos de 14,5 m de altura.

La ubicación de las pilas sólo era posible en las zonas de mediana y más allá de los arcenes exteriores de la autopista por lo que algunas de las pilas no están bajo la planta del tablero, que se apoya mediante unas vigas-ménsula empotradas en la viga longitudinal y que apoyan en su extremo sobre la pila.

Los tirantes que soportan el tablero tienen una sección cajón formada por chapas rigidizadas, y su directriz es curva por motivos puramente estéticos. Los pilonos, de 14,5 metros de altura sobre la viga longitudinal, están sometidos a esfuerzos significativos, en particular, aquellos coincidentes con las ménsulas de apoyo sobre pilas excéntricas.

El peso total de la estructura es 2.800 toneladas, es decir una media de 615 kg/m2. La superestructura se apoya sobre pilas y estribos de hormigón armado. Las cimentaciones son profundas, empleándose pilotes de 1,5 m de diámetro. Como es habitual en este tipo de estructuras, se ha definido un punto fijo situado en el estribo lado Barcelona, mientras que el viaducto de hormigón el tablero se ancla en el estribo opuesto, y la junta se sitúa en la pila sobre la que apoyan los dos tableros.

En cuanto al color se eligió el azul para los elementos sobre el tablero y el gris para una franja longitudinal de unos 2 metros -aproximadamente la relación áurea respecto al canto total- en la parte inferior, lo que finalmente ha aumentado la esbeltez aparente del puente.

Construcción

La construcción dirigida por Adif, la lleva a cabo Constructora Hispánica. El proyecto de la obra es de Sercal y el de la estructura de Pedelta. Las piezas de acero del puente han sido fabricadas en Vitoria, a 550 km de la obra, por Urssa, transportadas en unidades prefabricadas de cerca de veinte metros y aproximadamente cincuenta toneladas y ensambladas en el terraplén de acceso al puente del lado Barcelona.

Fases 1, 2 y 3

Dos
El puente se ha ensamblado en cuatro tramos de cerca de 75 metros y peso de aproximadamente 700 t. Una vez montado cada tramo -cinco semanas-, se procedió al empuje de la parte ya construida -entre uno y dos días. El montaje de cada tramo se lleva a cabo sobre soportes metálicos provisionales, distanciados aproximadamente diez metros que permiten apoyar las piezas que llegan prefabricadas mientras se van uniendo.
Para llevar a cabo la operación de empuje, el peso de la estructura metálica se transfiere a ocho apoyos provisionales con rótula esférica, fijados en su parte superior a la estructura metálica y que en su parte inferior deslizan sobre un sistema de apoyos de neopreno teflón, guiados mediante carriles.

Fases de 4 a 6 y de 7 a 10

Dos

 Los primeros tramos se empujan mediante gatos hidráulicos de 600 kN, anclados sobre el carril de deslizamiento, que empujan directamente al apoyo deslizante en su parte inferior. El empuje del último tramo se hace mediante cables y un sistema de tiro anclado en el estribo.

Para reducir los esfuerzos longitudinales en la estructura metálica durante su construcción, el tablero se lanza junto con una nariz de lanzamiento de treinta metros de longitud, cuya flecha máxima durante el empuje ha sido de 360 mm. Al existir pilas situadas fuera de la planta del puente, fue necesario construir pilas metálicas provisionales bajo la viga longitudinal para apoyar el puente en las vigas longitudinales durante el empuje.

 

Sant Boi

El puente de Sant Boi, conceptualmente similar al viaducto de Llinars, tiene una longitud de 870 metros, diecisiete de ancho total, catorce de ancho útil y dos vías sobre balasto.

El primer tramo está constituido por un tablero mixto de acero y hormigón de seis vanos con luces 44, 63, 63, 63, 63 y 44 metros (total de 340 metros) que cruza diversas infraestructuras existentes, y el segundo, sobre el río Llobregat, por un tablero de sección tipo artesa de hormigón pretensado construido in situ por el procedimiento vano a vano con luces de 50 m, mediante autocimbra.

Dos El tablero mixto consiste en un forjado mixto con vigas transversales de sección I, de un metro de canto, separadas tres metros, con un sistema y comportamiento estructurales similares a los de Llinars.

Las vigas longitudinales con una sección cajón de 1,4 metros de ancho y un canto variable entre 3,5 y 5,5, están formadas por chapas rigidizadas interiormente mediante perfiles longitudinales y marcos o diafragmas transversales, y se suspenden de tirantes de directriz curva formados por chapas de acero.

Los pilonos tienen una sección transversal tipo cajón de dimensiones constantes en toda su altura (2,4 por1,5) con chapas rigidizadas longitudinalmente. Los tirantes que soportan el tablero presentan una sección cajón de 1,4 metros de ancho y un canto variable, con un valor medio de 1,2 m. El cajón está formado por chapas rigidizadas y la directriz de los tirantes es curva por motivos puramente estéticos.

A diferencia del de Llinars, de menor longitud, los dos tableros que forman el viaducto de Sant Boi tienen un punto fijo común, la pila 6, de veinte metros de altura, donde ambos apoyan, capaz de resistir 25.000 kN de fuerza horizontal. Los desplazamientos horizontales de la coronación de esta pila, cimentada sobre nueve pilotes de dos metros de diámetro, deben ser inferiores a 30 mm.

Para la construcción del puente se han empleado 2.637 toneladas de acero (554 Kg/m2). La superestructura se apoya en estribos y pilas de hormigón armado con cimentaciones profundas mediante pilotes de dos metros de diámetro.

Al ser muy visible desde varias poblaciones y desde las carreteras adyacentes, se ha prestado especial atención al diseño estético de todos los elementos del puente, y así las pilas que soportan el tablero de hormigón con una sección artesa que debe soportarse en sus almas, separadas unos dieciséis metros se han diseñado con un único fuste de formas curvas que se abre en su parte superior y se aligera mediante un hueco en forma de corazón.

Dos El fin de la construcción del viaducto, que lleva a cabo Acciona, se prevé para el presente mes de febrero y en ella han participado diversos talleres de Sevilla, Madrid y Barcelona con la coordinación de Talleres Torrejón. El proyecto del tramo es de la UTE GPO-Pedelta y el de la estructura de Pedelta .

Las piezas se transportan a obra en longitudes que varían entre doce y veinte metros y son ensambladas en el terraplén de acceso lado Lérida. El puente se construye en tres tramos con unas longitudes de 125, 126, y 89 metros. Tras el montaje de cada tramo -doce semanas- se procede al empuje de la estructura metálica.

Las distintas piezas que llegan a la obra se apoyan sobre soportes provisionales separados once metros. Una vez unidas las piezas, la mitad de los soportes se retira, quedando la estructura apoyada sobre apoyos que permiten el deslizamiento de la estructura. En este puente, los apoyos están anclados al terreno y permanecen fijos durante el empuje, deslizando el tablero sobre apoyos de neopreno teflón.

El igual reparto de la reacción vertical entre las dos almas de cada viga longitudinal se consigue mediante dos gatos hidráulicos verticales. Estos apoyos incluyen también un sistema de guiado horizontal.

La estructura se lanza mediante un sistema de tiro anclado en el estribo y barras horizontales unidas a la parte trasera del tramo a lanzar mediante una chapa provisional. En las pilas, el puente desliza directamente sobre pastillas de neopreno teflón que se apoyan sobre apoyos tipo POT.

Para reducir los esfuerzos longitudinales inducidos por el procedimiento de construcción, se ha diseñado una nariz de lanzamiento de veinticinco metros de longitud cuyo movimiento máximo en construcción es de 270 mm.