VII.Técnicas de sujeción y refuerzos provisionales con acero

VII.Técnicas de sujeción y refuerzos provisionales con acero

VII.Técnicas de sujeción y refuerzos
provisionales con acero
VII-1. Estructuras de instalaciones temporales de obra
Ejemplos de instalación temporal de obra ubicada sobre una estructura de acero para la renovación
completa del hotel Meurice de París, de forma que permita la circulación al nivel de la calzada.
Las intervenciones de rehabilitación en el medio urbano requieren, casi siempre, un acondicionamiento
especial de la instalación temporal de obra, nos referimos a oficinas, instalaciones sanitarias y salas de
reuniones... Dependiendo de la naturaleza concreta del emplazamiento, el espacio disponible o incluso la
ausencia total de espacio utilizable en la vía pública obliga a las empresas a concebir soluciones en altura,
de forma que la realización de los trabajos no dificulten ni impidan la circulación urbana.
La práctica totalidad de estas construcciones están constituidas de acero y se basan en sistemas de
pilares y vigas, diseñadas como elementos modulares, las estructuras son ligeras y de rápida construcción.
Así se logra un alto grado de flexibilidad para las instalaciones temporales, que se pueden montar a
medida, en el espacio disponible de la obra o a un lado de la vía pública, de tal forma que se consiga el
espacio suficiente para la circulación. El montaje de estas estructuras se lleva a cabo habitualmente sin
cimentación, directamente sobre el suelo o la calzada, con una base de lastre de gran apoyo para no
perforar la calzada y un peso suficiente para asegurar la estabilidad de la estructura. Una vez que se
terminan los trabajos y según las particularidades de la instalación, la estructura se puede reutilizar en otra
obra o incorporarse al ciclo de reciclaje.
Pierre Engel para
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VII-2. Apuntalamiento externo provisional de las fachadas mediante estructuras de acero de tipo torreta
El acero juega un papel clave para controlar y apoyar los elementos estructurales de construcción en las
fases transitorias de los proyectos de rehabilitación. En esta ficha se presentan sucintamente varias
técnicas de soporte de estructuras. La elección de la técnica de soporte depende, en primer lugar, del
material y de la estructura a reforzar; también hay que tener en cuenta la topología de la obra y la
situación en el medio urbano. En cualquier caso, la puesta en obra de las estructuras nunca debe perturbar
ni los trabajos preliminares ni la ejecución de la cimentación complementaria.
Datos del gráfico:
Altura de las torretas
= 10,5 m, distancia
entre torretas = 4 m,
transmisión mediante
tres líneas de
aplicación de cargas,
la presión de viento
extremo es de 105
dan/m² teniendo en
cuenta la tensión de tracción del muro que aumenta el efecto del viento.
Las operaciones mayores de rehabilitación comienzan por una fase de soporte de las partes del edificio que
se desea conservar. El control absoluto de esta etapa crítica evita accidentes graves como el derrumbe
durante los trabajos y garantiza la perennidad en el nuevo conjunto ya renovado.
El caso típico de esta práctica consiste en conservar únicamente las fachadas del edificio y reconstruir en
el interior las estructuras y los forjados. Tras asegurar las aberturas (mediante marcos robustos o
albañilería), se procede a colocar torretas de acero de rigidez suficiente. Se estabilizan mediante masas
inertes o cimentadas sólidamente.
Estas estructuras triangulares se colocan verticalmente para maximizar la rigidez y se completan con
vigas horizontales compuestas por perfiles en U empresillados. La fachada que se desea soportar se une a
las vigas mediante varillas roscadas, colocadas a intervalos regulares.
Las figuras muestran algunas de las variantes de torretas de soporte de fachadas en curso de
rehabilitación. A pesar de que normalmente se encargan a empresas, estos elementos constituyen
verdaderos conjuntos estructurales independientes. Los parámetros de diseño importantes de esta
ejecución son: por una parte el soporte de los fragmentos de fachada para resistir el viento; las vibraciones
de los trabajos; los posibles movimientos del suelo; y la solución elegida para anclar las torretas al suelo
(cimentación clásica, masas inertes, cimentación sobre micropilotes...). Independientemente del modo de
anclaje, estas estructuras son verdaderas vigas en voladizo que conviene adaptar a las condiciones
particulares del suelo, de altura y de la explotación de la obra que está condicionada en gran medida por la
situación y la accesibilidad.
En determinados casos, no es posible apuntalar desde el exterior y se debe recurrir a sistemas compatibles
con las necesidades de circulación de la vía pública. Para resolver estos problemas, el acero ofrece
soluciones a medida que combinan rapidez de montaje y desmontaje, junto con la resistencia necesaria
para soportar las fachadas desde el interior como por ejemplo el soporte provisional desde el interior de una
fachada de las antiguas fábricas de Renault en Boulogne Billancourt.
La conservación de fachadas originales responde a una necesidad de conservación de patrimonio. La
clasificación como patrimonio protegido de parte o de toda una fachada supone dificultades para la gestión
de las obras. La destrucción accidental de una fachada protegida puede tener consecuencias jurídicas y
financieras considerables para la dirección de obra y/o la empresa. En el caso de las fachadas
consideradas como patrimonio, lo habitual es guardar toda la información necesaria sobre el estado original
antes de comenzar los trabajos. La unión temporal entre la fachada conservada, normalmente en fábrica de
ladrillo o de piedras molidas, generalmente provistas de elementos arquitectónicos esculpidos, y la
estructura de soporte deben llevarse a cabo cuidadosamente para no deteriorar las proporciones y el
modelado. Para ello, se emplean maderos de zunchado, a veces combinados con materiales más ligeros
para no deteriorar el modelado.
En el ejemplo expuesto, toda la estructura de acero montada para estabilizar los muros es externa, tan
sólo las barras de estabilización de ángulo pasan por el interior para aumentar la rigidez de los fragmentos
de muro entre sí en el plano horizontal. Estas estructuras de base se retiran una vez que se coloca el
forjado y la estabilidad del edificio está garantizada. La separación entre los pisos posibilita en todo
momento la colocación del forjado y el hormigonado.
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VII-3. Apuntalamiento interno provisional de las fachadas con estructuras de acero de vigas horizontales
La conservación de las fachadas con retirada de todos los forjados de un edificio requiere un
apuntalamiento minucioso y adaptado a la configuración de las instalaciones. El ejemplo mostrado presenta
el soporte de un edificio desde el interior por medio de arrostramientos horizontales de acero. Esta técnica
se utiliza cuando no es posible el soporte mediante una estructura interna montada sobre la vía pública y
es necesario soportar mediante estructuras en el interior de los elementos existentes.
Para evitar el desplome de las fachadas durante la demolición completa de los forjados, existe otra
solución de estabilización que consistió en montar vigass volantes internas de muro a muro. Las vigas
trabajan a tracción y a compresión y por tanto se calculan para resistir la flexión en los dos planos (vertical
y horizontal). Normalmente se diseñan a base de vigas en celosía y perfiles angulares fijados por pernos,
con barras de andamiaje debidamente montadas o incluso mediante elementos de estructuras
tridimensionales. Pueden montarse, antes del inicio de la demolición, practicando aberturas limitadas en los
muros existentes. En el caso de una distancia importante entre los dos muros se puede construir un
soporte temporal en forma de torre de apuntalamiento o de pilar adecuadamente cimentado. Más adelante,
se desmontan las vigas de apuntalamiento a medida que avanza la reconstrucción.
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VII-4. Técnicas temporales de refuerzo de las estructuras existentes frente a las cargas gravitatorias
El refuerzo de los elementos de carga horizontal no siempre es suficiente, a menudo es necesario asegurar
la resistencia vertical de las obras. Como ejemplo citaremos el refuerzo de columnas de piedra durante las
fases transitorias, el refuerzo temporal de los elementos de dinteles durante las fases de modificación para
añadir un sótano o un parking. Las imágenes muestran operaciones de refuerzo de las estructuras del
museo de la Orangerie de París realizadas por Olivier Brochet y la de refuerzo de las columnas de piedra
del palacio Carigliano de Turín llevada a cabo con ocasión de la restauración del edificio transformado en
museo en los años 90 por el arquitecto Andréa Bruno.
La suspensión de una parte de la estructura antigua normalmente se lleva a cabo porque es necesario
conservar, debido a razones históricas, una parte considerable de las fachadas o de los elementos
arquitectónicos de una construcción. Los ejemplos de este tipo de intervención son numerosos, como el
mostrado arriba de la construcción de una residencia de lujo en Cannes o también para el Caixa Forum de
Madrid de los arquitectos Herzog y Demeuron. Normalmente, las partes altas de dos fachadas conservadas
(aquí 170 y 200 toneladas) se fijan a torres de apuntalamiento unidas entre sí mediante vigas metálicas. La
parte baja se corta mediante cable dejando un espacio vacío de varios metros. Antes de esta operación, se
debe impedir el movimiento de la fachada restante para evitar graves incidentes o derrumbes.
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VII-5. Estructuras de forjados provisionales sobre bóvedas para rehabilitar un tejado
Durante las grandes intervenciones de rehabilitación, el acceso a los tejados sobre bóvedas sin desván es
a menudo difícil. Lo mismo se aplica a las fachadas de los edificios protegidos. Gracias a su ventajosa
relación peso/luz y a su manejabilidad, el acero proporciona una ayuda inigualable para la construcción de
andamios especiales y estructuras de forjados provisionales.
El ejemplo seleccionado muestra el forjado provisional colocado sobre las bóvedas de la iglesia Santa
María dell'Anima de Roma para aportar una plataforma estable a los operarios de la obra de renovación del
tejado. Una primera red de vigas UPN 300 mantiene la estructura de los pilares y divide la luz transversal
en 3 tramos. Se colocan viguetas IPE 240 sobre estas vigas y sobre otras de bordes de madera en una
distancia entre ejes de 150 cm. Por último, se añade un entablado de madera para la red de vigas.
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VII-6. Conservación de estructuras parciales durante la fase de rehabilitación
La conservación parcial del patrimonio siempre presenta el mismo problema: ¿Cómo conservar los
elementos protegidos y demoler los demás para llevar a cabo el nuevo proyecto? La opción de desmontar
antes de la demolición los elementos a conservar y montarlos de nuevo tras la construcción de la nueva
estructura es siempre delicada y casi siempre imposible de llevar a la práctica. La conservación durante la
ejecución de los trabajos dista de ser sencilla pero es la más segura con diferencia. Este método requiere
una planificación precisa de la obra con un estudio detallado de las estructuras temporales de refuerzo, a
desmontar una vez finalizada la construcción definitiva. De este modo se integran los elementos
conservados en el nuevo edificio y descansan sobre una nueva estructura permanente como se muestra en
los ejemplos de las imágenes.
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VII-7. Ejemplo de refuerzo en voladizo de una estructura durante la fase de rehabilitación
El proyecto de restauración del BNP Clignancourt de París requería la conservación de una cúpula de
hierro de un inmueble del siglo XIX. Inicialmente, se previó el refuerzo de la cúpula mediante una torre de
andamiaje cara y molesta para la ejecución de los trabajos. Finalmente se puso en obra un apuntalamiento
mediante barras oblicuas de acero para sostener la cúpula en voladizo, en cuyo caso son clave la precisión
del montaje de los elementos prefabricados de acero y la combinación de ligereza y resistencia del
material.
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VII-8. Sujeción provisional de pilares internos por medio de yugos metálicos
Durante la fase de revisión de la cimentación, a menudo es necesario sostener los pilares interiores hasta
la realización de una nueva viga de carga inferior. Los perfiles metálicos permiten apuntalar la estructura y
desviar la distribución de cargas como se muestra en el esquema superior. El refuerzo provisional consiste
en rodear el pilar a sostener mediante yugos y cilindros que descansan sobre los nuevos micropilotes. Se
ha usado con éxito este método para la reestructuración del Colegio de los Bernardinos de París o para la
sala d'Albi. También se pueden retirar las viejas piedras de cimentación y llevar a cabo la nueva estructura
de sustitución o de refuerzo. La técnica del yugo también puede ser útil al añadir un pilar de refuerzo. En
ese caso permite distribuir progresivamente las cargas en el forjado para evitar el riesgo de perforación. El
yugo está compuesto de una "corola" ajustada y calzada sobre el capitel que descansa sobre dos traviesas
unidas a dos vigas sostenidas mediante torres de andamiaje o mediante cilindros.
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VII-9. Sujeción de estructuras originales con la ayuda de tablestacas de acero
Las tablestacas de acero son una herramienta muy valiosa para llevar a cabo el refuerzo de estructuras de
cimentaciones sumergidas o en zonas húmedas con un nivel freático cercano al nivel del suelo. En esta
categoría entran las construcciones situadas a lo largo de canales o las edificaciones como los pilares de
puentes. La puesta en obra de una pantalla de tablestacas o la construcción de un ataguías alrededor de un
pilar de puente permiten, tras el bombeo, poner en seco los elementos para repararlos. Hincados o
perforados, cuando la vibración puede dañar la construcción, las pantallas de tablestacas se desmontan
tras la recuperación o se dejan en la construcción si se han diseñado como un elemento permanente de
estabilidad de ésta.
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VII-10. Ejemplo de obra de conservación de tablestacas en la isla de File
El acero permite en ocasiones operaciones de recuperación
extraordinarias como en el caso concreto de los templos de la isla Philae
(Egipto). Afectados por la inundación de ese área debido a la
construcción de la gran presa de Asuán alrededor de 1980, estos
templos (unos de los mejores conservados de Egipto) fueron objeto de
una gran operación de salvamento llevada a cabo tras el llamamiento
internacional realizado por la UNESCO, y bajo la organización del
gobierno egipcio, de la UNESCO y del arqueólogo Christiane Desroches
Noblecourt. La operación incluyó numerosos salvamentos en Nubia,
como el del templo de Abu Simbel o el Templo de Debod (regalo de
Egipto a España en compensación por la ayuda prestada en esta
operación), desmontando los templos y montándolos en emplazamientos
cercanos y lejos de la zona inundada.
Para desmontar el templo, fue necesario luchar contra la fuerza del agua
y construir un inmenso ataguías alrededor File, compuesto por dos
pantallas de acero de 850 lineales distantes de 12 metros y una altura de
17 metros. Se sustituyó el anillo de 5000 toneladas de tablestacas
Larssen de clase E270 SP suministrados por ArcelorMittal por 200 000
metros cúbicos de arena para formar un dique de protección eficaz
contra la presión del agua circulante.
Se bombeó el agua en el interior del recinto al lago. Se drenó la isla y se retiró la construcción. Antes del
desmontaje se registró la edificación por fotogrametría y a continuación la reconstrucción del monumento
en su aspecto original en otra isla de la zona, remodelando el monumento en forma de paloma como en el
emplazamiento primitivo.
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