puente sobre la vaguada de las llamas en santander

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PUENTE SOBRE LA VAGUADA DE LAS LLAMAS EN SANTANDER
Juan José ARENAS DE PABLO
Dr. Ingeniero de Caminos
ARENAS & ASOCIADOS
Presidente
[email protected]
Guillermo CAPELLÁN MIGUEL
Ing. De Caminos, C. y P.
ARENAS & ASOCIADOS
Director Técnico
[email protected]
Miguel SACRISTÁN MONTESINOS
ARENAS & ASOCIADOS
Coordinador de Proyectos
[email protected]
Santiago GUERRA SOTO
ARENAS & ASOCIADOS
Jefe de Proyecto
[email protected]
RESUMEN
En la zona Norte de la ciudad de Santander, entre el campus Universitario y la carretera de
acceso S-20, y sobre el nuevo Parque Atlántico se sitúa el Puente de la Vaguada de las Llamas
con una luz de 102 m. Se trata de un puente de tipología arco intermedio, con el arco
desarrollándose por encima del tablero en una longitud de 60 m centrales, y continuándose bajo el
tablero en forma de pies inclinados rectos hasta unos apoyos en rotula intermedios separados
81.6 m. El puente de ancho 23.6 m se materializa enteramente en hormigón blanco, con una
sección cajón central, y voladizos que se materializan por medio de piezas de jabalcones
prefabricadas de hormigón salvando un vuelo de 9 m, con aperturas para iluminar la sombra del
puente. Las aceras se sitúan en los laterales y el carril bici en mediana atravesando el arco
central. La cimentación del puente es directa en el sustrato rocoso 8 m bajo el terreno natural.
PALABRAS CLAVE: Puente arco intermedio, las Llamas, Hormigón blanco autocompactante de
alta resistencia.
Fig. 1 Infografía del Puente de la Vaguada de las Llamas
Realizaciones: puentes y pasarelas
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1. Diseño del Puente sobre la Vaguada de las Llamas
Ahora en construcción este nuevo puente estará en servicio antes del final de Mayo de 2011 en
Santander, Cantabria. El puente de las Llamas es un diseño de Arenas & Asociados, responsable
también de la Dirección de Obra de este puente promovido por el Ayuntamiento de Santander.
Datos del Proyecto
Propiedad:
Ayuntamiento de Santander
Autores del Proyecto:
Juan José Arenas, Guillermo Capellán (Arenas &
Asociados)
Equipo de Proyecto:
Santiago Guerra Soto, Miguel Sacristán Montesinos,
Pablo Alfonso, Shihe She (Arenas & Asociados)
Fecha del Proyecto:
Agosto 2008
Contratista:
Isolux Corsan
Fecha de Ejecución:
Mayo 2011
Dirección de Obra:
Guillermo Capellán, Miguel Sacristán, Raquel Sobrino
(Arenas & Asociados)
Equipo del Contratista:
José Manuel Peña, Ángel de Cos, Roberto Rodríguez
Este Puente arco de hormigón blanco de alta Resistencia tiene una longitud total en un único vano
de 102 m entre apoyos en estribos y apoyos finales de la cimentación de los arcos en el sustrato
rocoso. La tipología del Puente puede clasificarse como arco intermedio como se ve en la Fig. 1.
El arco vuela sobre el tablero en un tramo central de 60 m, y continúa bajo el mismo con pies
inclinados rectos hasta alcanzar los apoyos en rotula intermedios. La separación entre rotulas de
apoyo es de 81.6 m. Los pies inclinados continúan enterrados tras las rótulas hasta alcanzar el
apoyo en la cimentación directa sobre roca entre 8 y 9 m bajo rasante, con una luz total del vano
de 102 m.
La relevancia del Puente de las Llamas se basa en: Su importancia como estructura urbana
integrada en el Parque Atlántico, lo que condiciona su diseño estético estilizado; su relevancia
funcional como eje transversal de comunicación para la ciudad de Santander con una anchura de
casi 24 m, su importancia estructural con una luz de 102 m y tipología de arco intermedio; el uso
de hormigón blanco autocompactante; la singularidad de algunos de sus elementos y sistemas
constructivos como son: péndolas de acero inoxidable, apoyos en rótula, el esquema integral en
estribos, realización de recintos de tablestacas y micropilotes hasta el nivel de cimentación directa,
cimentación provisional con pilotes hincados prefabricados, estabilización del terreno con
columnas de grava …
El nuevo puente conecta el Campus de la Universidad de Cantabria y la carretera principal de
acceso a la costa de Santander (S20), volando sobre el Parque Atlántico de las Llamas, una gran
zona verde de la ciudad con valores arquitectónicos, ambientales y paisajísticos.
La sección de tablero se compone de un cajón central con dos voladizos laterales. El cajón central
tiene un ancho de 5.8 m y 2.25 m de canto. Los voladizos, concebidos como losas inclinadas
prefabricadas, tienen una longitud de 9 m y tienen aperturas inferiores con proyectores que
iluminan el terreno bajo el Puente. Estas luminarias generas un interesante juego de luces y
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sombras durante la noche en el Parque. Sobre los jabalcones inclinados, por medio de prelosas
convencionales se materializa la losa de tablero, de 25 cm de espesor. Las aceras, cuyo
pavimento se proyecta en madera tecnológica de material compuesto, se sitúan en el extremo de
los voladizos, mientras que en la mediana central, en la que el arco se abre formando una bóveda
con un arco de entrada en cada extremo, se sitúa el carril bici, que se prolonga dando acceso a
toda la ciudad.
Fig. 2 Infografía interior del Puente de las Llamas, con aceras laterales y carril bici central
Desde un punto de vista funcional, el tablero de 23.6 m soporta dos calzadas de 6.5 m, una
mediana central de 5.2 m, que incluye la estructura del arco y un carril bici de 3 m, y las aceras
laterales de 2.7 m, tal y como se ve en la Fig. 2.
El arco es una pieza única centrada en el plano medio del puente que se abre hacia dos pies
inclinados por debajo del puente, y posee sección variable creciente desde la clave hasta los
arranques, variando en canto entre 72 y 120 cm. El tablero se cuelga del arco mediante 18 parejas
de péndolas de barra de acero inoxidable dispuestas cada 2.4 m. La flecha máxima del arco es de
7.8 m sobre el tablero.
El diseño de este Puente urbano está condicionado por su integración ambiental y arquitectónica
en el paisaje del Parque Atlántico existente. La tipología de arco intermedio es escogida debido a
su reducida altura. Una gran luz es necesaria para mantener el espacio libre abierto bajo el puente
y dar prolongación al Parque sin obstáculos visuales. La iluminación del puente sobre y bajo
tablero se integra en la estructura, incluyendo luminarias inferiores a través de las aperturas de
voladizos iluminando el área del Parque en tiempo nocturno, como se ve en la Fig. 3.
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Fig. 3 Infografía nocturna del Puente de las Llamas, con iluminación a través de las aperturas de voladizos.
Fig. 4 Alzado del Puente Arco intermedio con su cimentación en el sustrato rocoso.
La cimentación del puente es directa en el sustrato rocoso que se encuentra a unos 8 m bajo el
terreno natural. Para ello los pies inclinados se prolongan tras el apoyo articulado de la rótula
plástica de hormigón bajo el terreno por medio de una pantalla única con la misma inclinación,
hasta el macizo de cimentación empotrado en la roca. El apoyo en estribos se realiza por medio
de pantallas que hacen las veces de pilas- estribo enterradas verticales.
2. Funcionamiento estructural
El grupo formado por el arco central y los pies inclinados cimentados en el sustrato rocoso se
comporta como un único arco intermedio apoyado en el terreno contra el que empuja. El arco
tiene una luz total de 102 m, con dos rótulas intermedias separadas 81.6 m, como se ve en la Fig.
4. El cajón principal de tablero está suspendido en los 60 m centrales por tirantes de barra de
acero inoxidable cada 2.4 m, con dos vanos laterales de compensación de 21 m. El arco
intermedio, el cajón central y las péndolas conforman la estructura principal longitudinal, mientras
que en dirección transversal los voladizos están formados por piezas prefabricadas inclinadas de
2.4x9 m llamadas jabalcones y una losa superior de hormigón in situ sobre prelosas pretensada
transversalmente con 4 barras de 32 mm cada 2.4 m, siguiendo la sección tipo que se observa en
la Fig. 5. El pretensado longitudinal del cajón central está formado por 12 tendones de unidades
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de 19 cordones de 0.6”, como se ve en la Fig.6. Adicionalmente existe un pretensado vertical de
almas del cajón en la llegada de cada una de las péndolas.
Fig. 5 Sección tipo con cajón central y voladizos con vista exterior del arco y pies inclinados
3. Tecnología e innovación
El Puente se sitúa en las proximidades de la Escuela Superior de Ingeniería de Caminos, en la
que el Profesor Arenas es titular de la Cátedra de puentes. Esto marca también una oportunidad
para llevar a cabo soluciones clásicas e innovadoras en la estructura, así como utilizar nuevos
materiales y tecnologías. Se requiere de soluciones estructurales singulares para hacer realidad
el diseño escogido. El uso del hormigón blanco autocompactante de alta Resistencia es un reto y
una innovación que viene requerida por la geometría y esfuerzos del arco, junto con la densidad
de armaduras de acero pasivo. Otras soluciones singulares son el uso de elementos
prefabricados de voladizos de grandes dimensiones, o el uso de apoyos rotulados para cargas de
hasta 2500 ton. Nuevos materiales y soluciones se aplican también en la tarima tecnológica de
madera sintética de aceras, que elimina el mantenimiento, el uso de péndolas de acero inoxidable
en ambiente marino, o las barandillas de vidrio para aumentar la transparencia. El procedimiento
de tesado de péndolas y pretensado longitudinal, junto con el descenso progresivo de torres de
cimbra está especialmente diseñado para evitar sobrecargas en elementos de la cimbra o la
estructura, y para obtener la geometría y estado de cargas deseado en el arco y en las péndolas.
Este procedimiento se sigue por medio de una instrumentación de las cargas en péndolas y de los
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giros en pies inclinados por medio de galgas extensométricas y clinómetros. Una prueba de carga
dinámica final permite evaluar las frecuencias modales de vibración como dato de cara al análisis
y mantenimiento de la estructura en su vida útil.
Fig. 6 Tendones de pretensado longitudinal en el cajón central.
Los jabalcones prefabricados de voladizos son una versión aumentada de los elementos utilizados
en el Puente sobre el río Tormes en Salamanca por Arenas & Asociados, como se ve en las Fig. 7
y 8. Solución que posee ventajas constructivas y estéticas, y que permite reducir el peso propio a
soportar por la cimbra y las cimentaciones provisionales de tablero y arco.
Fig. 7 y 8 Jabalcones prefabricados de voladizos en el Puente sobre el río Tormes en Salamanca.
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4. Procedimiento constructivo
De cara a ejecutar las cimentaciones directas sobre el sustrato rocoso a 9 m de profundidad, así
como los pies inclinados enterrados, en cada uno de los estribos es necesario ejecutar un recinto
de tablestacas metálicas y un muro de contención de micropilotes, para así poder realizar la
excavación si afectar al entorno y al vial y canalizaciones existentes, tal y como se ve en las Fig. 9
y 10. El recinto de tablestacas tiene una altura de 11 m con 3 niveles de arriostramiento horizontal
metálico en forma de marcos, de cara a contener las paredes durante la excavación y relleno. El
muro de micropilotes de mayor altura posee también 3 niveles de anclajes al terreno que se
ejecutan y tesan según se avanza en la excavación.
Fig. 9y 10 Fotografías de las tablestacas y micropilotes en cada uno de los estribos.
El cajón central de tablero y los pies inclinados de arcos se ejecutan sobre cimbra porticada. La
cimbra se apoya en cimentaciones provisionales de pilotes hincados, debida a la baja capacidad
portante del terreno. Los pies inclinados se hormigonan en primer lugar, como se ve en la Fig. 11,
y sobre ellos se materializa el cajón de tablero en dos fases.
Fig. 11 Cimbra y encofrado del cajón central durante la construcción.
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Una vez que se finaliza el cajón central, el arco se ejecuta por medio de cimbra cuajada soportada
por el cajón aún apoyado en sus torres de cimbra, como se ve en las Fig. 12 y 13. No es hasta el
momento en que las péndolas se colocan y se tesan y que realice el pretensado longitudinal
parcial, que se puede retirar la cimbra de tablero.
Los jabalcones prefabricados de voladizo se colocan con la ayuda de torres de apeo provisional
móviles hasta que el pretensado por medio de barras transversales se coloca y se pone en carga.
La losa in situ de voladizos se hormigona sobre prelosas apoyadas en los jabalcones de voladizo.
El pretensado final de las barras transversales completa la estructura del puente. Los acabados
incluyen el aglomerado de calzadas, la tarima de madera tecnológica en aceras, la iluminación, las
barandillas de vidrio y todos los elementos necesarios para la apertura final de la estructura al
tráfico.
Fig. 12 Vista general durante la construcción
Fig. 13 Cimbra del arco sobre el cajón central
Fig. 14 Vista de la estructura en obra tras el hormigonado del arco y la colocación de voladizos
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Fig. 15 Vista inferior del tablero, con aperturas de iluminación en jabalcones de voladizos
5. Conclusión
El diseño de este Puente urbano está condicionado por su integración arquitectónica y ambiental
en el paisaje del Parque Atlántico existente, tal y como se ve en la Fig. 16. El parque proyecto de
Batlle i Roig está concebido como una representación “sintética” de la naturaleza y se organiza en
torno a terrazas planas con jardineras escalonadas y caminos rectilíneos con perfiles quebrados.
El Parque se prolonga bajo la estructura del puente que integra los estribos en las jardineras
escalonadas. La tipología de arco intermedio se escoge por permitir alcanzar con una altura y un
canto reducidos la luz deseada, facilitando su integración en el entorno a la escala del parque,
evitando una monumentalidad innecesaria, como se ve en la Fig. 14. Una gran luz de 102 m es
necesaria para mantener el espacio libre bajo tablero, y permitir la continuidad formal y visual del
parque a través del puente. Soluciones estructurales singulares y procedimientos constructivos
especiales son necesarios para hacer realizar el diseño deseado. El uso del hormigón blanco
autocompactante de alta Resistencia (60 MPa) es un reto adicional para este puente en la
proximidad de la Escuela de Ingeniería en la que el Profesor Arenas impartía sus clases. Este
nuevo puente será nombrado como “Puente de Juan José Arenas” por el Ayuntamiento de
Santander en reconocimiento a su carrera, aportaciones y realizaciones como diseñador de
puentes e ingeniero estructural.
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Fig. 16 Integración del Puente de las Llamas en el Parque Atlántico.
Fig. 17 Infografías generales de la estructura del Puente de las Llamas.
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