002 control de deformaciones en puentes segméntales

002 control de deformaciones en puentes segméntales

CONTROL DE DEFORMACIONES EN PUENTES SEGMENTALES
Ing. Tomás A. del Carril
Buenos Aires
Resumen
El cálculo y control de deformaciones en puentes segmentales ha sido motivo de
múltiples estudios. La cantidad de variables puestas en juego: propiedades
reológicas del hormigón, variación de las características de las secciones
transversales, aplicación escalonada y en diferentes fechas del pretensado,
diferente edad de las dovelas, acción térmicas durante la construcción, etc.;
convierten el problema del cálculo teórico de contra flechas en una tarea delicada,
donde influyen también los cronogramas reales de fabricación y montaje de las
dovelas. Luego, durante la construcción, aparecen nuevos factores que alteran las
hipótesis con las cuales se han ejecutado los cálculos: propiedades de los
hormigones, deformaciones de los encofrados, temperaturas de ejecución y
montaje, pérdidas de pretensado, pretensados temporarios de montaje, peso y
desplazamiento de los equipos de montaje, ejecución de las juntas con adhesivos,
etc. En el presente trabajo se presentan los conceptos teóricos del problema y se
transcribe la experiencia obtenida en la construcción de un importante puente
segmental, mostrándose la verdadera influencia de los factores mencionados y
algunos procedimientos que tuvieron éxito en la corrección de procesos
constructivos, en búsqueda de una obra correctamente ejecutada.
Abstract
The evaluation and control of deflections in segmental bridges constructions, has
been the objective of many analysis. There are many variables that influence
those evaluations: creep properties of concrete, geometric dimensions variability
of the transverse sections, step application in space and time of the longitudinal
prestress, different maturity of the segments concrete, thermal variations during
construction, etc. turning the problem of the theoretical calculations of deflections
into a difficult tusk, even they are influenced by the fabrications and erection
schedule. Finally, during the construction time, new factors appear to introduce
alterations in the hypothesis on which all the calculations have been based: actual
concrete properties, deformations of the forms, temperature at the time of
construction and erection, weight and movements of the erection equipments,
epoxi joints execution, etc. Theoretical concepts of the problem are presented in
the present paper and also the experience obtained during the recent construction
of an important segmental bridge is mentioned, showing the real influence of the
above mentioned factors and includes the construction procedures implemented to
obtain a well executed work.
1. INTRODUCCIÓN
La correcta ejecución de un puente segmental de hormigón pretensado, plantea
problemas relacionados con la evaluación de deformaciones del hormigón, cuya
adecuada resolución constituye un factor primordial para el éxito de la obra. Un
grado adicional de complejidad, se agrega al problema cuando la superestructura
se prefabrica en dovelas o segmentos, que luego son montadas de acuerdo a una
secuencia preestablecida y se les aplica el postesado a medida que avanza la
construcción en voladizos.
Dado que las dovelas pueden prefabricarse anticipadamente, mientras se van
ejecutando las fundaciones, el procedimiento de prefabricación permite reducir en
forma importante los plazos de obra. A su vez, la misma prefabricación permite la
obtención de un mayor control de calidad en el armado y hormigonado de los
segmentos, lo que hace posible el uso de Hormigones de Alta Prestación (HAP),
como en la construcción del puente sobre el río Daule, en Guayaquil, Ecuador, al
cual se refiere la experiencia transmitida en el presente artículo.
El conocimiento de las propiedades reológicas del hormigón, para describir sus
deformaciones a lo largo del tiempo, está descripto en una extensa y variada
bibliografía, que muestra un dinamismo muy marcado durante los últimos
cincuenta años del siglo pasado. Independientemente de la literatura técnica,
resultado de numerosas investigaciones, las dos grandes líneas reglamentarias
de la actualidad: el reglamento ACI (Estados Unidos) y el Código Modelo CEB-FIP
1990 (principal antecedente de los Eurocódigos en este aspecto) establecen
expresiones y parámetros, con condiciones mínimas, que deben ser respetadas
en los proyectos de las grandes obras. Las entidades Comitentes, incluyen en las
Especificaciones Contractuales, una metodología obligatoria a la cual se debe
ajustar el diseño y la verificación, en forma sistemática, resultando un camino
obligado para los profesionales responsables, tanto del diseño como de la
fiscalización de las obras.
Resulta interesante destacar que para la obra que nos ocupa, diseñada
básicamente por una firma Norteamericana de reconocido prestigio (T.Y. Lin
Internacional) y ejecutada en un país (Ecuador) en el cual rigen los reglamentos
ACI para el diseño de todas las obras de hormigón, se haya especificado el uso
de los Eurocódigos para realizar todos los cálculos y verificaciones relacionadas
con los efectos reológicos del hormigón y su influencia sobre el comportamiento
de la estructura con el transcurso del tiempo. Ello ha sido así, por considerarse
que lo Eurocódigos están notablemente más actualizados en el tratamiento de un
fenómeno cuya descripción teórica se encuentra en continua evolución.
2. LA OBRA
En el presente trabajo se describe una experiencia reciente, realizada durante la
fiscalización de la construcción de un puente cuya superestructura, continua de
850m de longitud total sin juntas, compuestos por dos vanos extremos de 50m y
10 interiores de 75m de luz, se construyó mediante el agregado de dovelas
prefabricadas de altura variable construidas con un Hormigón de Alta Prestación.
La sección transversal de esta larga viga continua, es de tipo “Cajón”, como se
muestra en la Fig. 1. El puente, denominado Carlos Pérez Perazo, sobre el río
Daule, se encuentra en el principal acceso a la ciudad de Guayaquil, en Ecuador y
se construyó paralelamente a un puente existente de superestructura isostática
con luces similares, diseñado en la década del 60 por el famoso ingeniero italiano
Ricardo Morandi, completamente similar a los viaductos de acceso del conocido
Complejo Zárate - Brazo Largo, obra del mismo proyectista.
20800
Postes de Luz(Ver Lamina 116)
Lighting Post(See sheet 116)
1200
1200
3000
3600
3600
2%
3600
3600
1000
2%
Fig. 1
Para concretar esta obra, fue necesario ejecutar 11 doble ménsulas de 37.50m de
longitud en los voladizos, cada una, y compuestas por 23 dovelas prefabricadas.
En el centro, coincidente con el eje del apoyo, se ubicó la dovela inicial de ambos
brazos, denominada Dovela Cero. Luego se fueron montando hacia ambos lados,
las dovelas del lado Durán (D) y del lado Guayaquil (G) con diferencia de horas
para cada par, con el fin de aplicar el postesado definitivo mediante cables que se
extendían de un lado al otro, entre dovelas del mismo número. Durante el
montaje, se aplicó un postesado temporario de instalación, que sólo tenía por
función sostener únicamente la dovela montada y asegurar el cierre de la junta
untada con epoxi.
Una vez, adheridas las dos dovelas del mismo número, una en cada extremo de
la doble ménsula, se procedió a tesar los cables que las vinculaban al resto de la
estructura, que en número de 4 en general, o 2 en algunas dovelas, imprimían un
fuerte preesfuerzo con excentricidad para comprimir las fibras superiores. Los
cables eran rectos en altimetría y se alojaban en la losa superior de la sección
cajón. Los cables inferiores, recién se enfilaba y tesaban cuando había fraguado
la dovela de cierre que se ejecuta en el centro de cada vano, entre los extremos
de dos doble ménsulas sucesivas.
En el proyecto considerado, las dovelas de cierre tenían una longitud muy
pequeña (1.80m) por lo que cobraba especial importancia el correcto alineamiento
final de las dos doble ménsulas que vinculaba cada dovela de cierre.
La figura 2, muestra una doble ménsula típica, con u dovela 0 y las 11 dovelas en
voladizo para cada lado, identificadas con las letras G (lado Guayaquil) y D (lado
Durán).
Fig. 2
A los efectos de mantener el equilibrio, con la seguridad adecuada, hasta tanto no
se pudiera vincular una doble ménsula con sus vecinas, quedaba instalado un
sistema de tensores postesados que vinculaban las dovelas número 2 con el
cabezal de la pila respectiva (Fig. 2).
3. LA RASANTE DEFINITIVA
Las solicitaciones sobre la estructura global, en la etapa constructiva, son
diferentes a las solicitaciones en condiciones de uso. Mientras que durante la
construcción los momentos flexores son negativos en toda la longitud de la doble
ménsula, una vez establecida la vinculación con las dovelas de cierre, el sistema
se comporta como una viga continua bajo la acción de las cargas permanentes y
las sobrecargas agregadas. Pero en virtud del comportamiento reológico del
hormigón, tenderá con el tiempo a trabajar también como una viga continua
ejecutada en una sola etapa y tendrá momentos positivos en el interior del tramo y
negativos sobre las pilas.
El postesado se diseña para evitar la aparición de esfuerzos de tracción en las
uniones entre dovelas, cosa no admitida por las normas AASHTO, bajo cuyas
especificaciones se ejecutó esta obra. De esta manera, durante todo el período
constructivo en el cual la doble ménsula se encuentra aislada, todo el postesado
está comprimiendo preferentemente las fibras superiores de las secciones. Una
vez completado un tramo, al hormigonarse la dovela de cierre, se colocan los
cables inferiores y se tesan, para precomprimir fibras que pasarían a estar
traccionadas: con el paso del tiempo bajo la acción del peso propio, al aplicarse
cargas permanentes de terminaciones y con el paso de las cargas.
En el diseño de este tipo de puentes, el cálculo de las contraflechas de montaje
es un aspecto primordial y complejo. En efecto, se requiere un cálculo a tiempo
infinito de la deformada debida a cargas permanentes, para compensarlas
durante la fabricación y el montaje.
El proyectista de la estructura realiza un cálculo de las contraflechas de montaje,
evaluando las deformaciones a muy largo plazo a fin de obtener la rasante
deseada a tiempo infinito. Luego, al construirse la obra, debe efectuarse un
análisis muy detallado de las contraflechas de montaje, dado que el control se
ejecuta al ritmo de la fabricación y montaje de las dovelas, cuyo hormigón tiene
poca edad y es, por lo tanto, mas sensible a las deformaciones diferidas (creep).
4. ESTIMACIÓN DE LA DEFORMACION DIFERIDA (CREEP)
En el caso de la obra comentada en el presente trabajo, las deformaciones
diferidas del hormigón debieron analizarse con el procedimiento propuesto por el
Comité Europeo del Hormigón – Federación Internacional del Pretensado (CEBFIP), en el Código Modelo 1990.
A continuación se sintetiza el procedimiento de cálculo de deformaciones
específicas en el hormigón para una fecha determinada:
Edad del hormigón para la fecha del cálculo:
t = 10000 días
Edad del hormigón en el momento de aplicar la carga:
to = 60 días
Datos del hormigón:
Resistencia característica del hormigón a los 28 días:
fck = 45 MPa
Resistencia media del hormigón a los 28 días:
fcm = 53 MPa
Módulo de Elasticidad (s/ensayo normalizado):
Eci = 35.6 GPa
Determinación del módulo de elasticidad correspondiente a la fecha de aplicación
de la carga (cemento normal s=0.25):
Eci (t ) = β E (t ) Eci
(1)
β E (t ) = [β cc (t )]
(2)
0.5
β cc (t ) = e

  28 d
s 1−
  t
  t1





1
2




(3)
Dimensiones de la pieza:
Área de la sección transversal:
Ac = 15.798 m2
Perímetro expuesto:
u = 58.54 m
Espesor teórico medio:
h=
Espesor unitario de referencia:
h = 100 mm
2 Ac
u
Datos del medio ambiente:
Humedad Relativa Ambiente:
RH = 69 %
HRA de referencia:
RHo = 100 %
Cálculo de la función de creep:
Esta función se obtiene como el producto de dos funciones,
φ (t , t0 ) = φ0 ⋅ β (t − t0 )
(4)
o La primera es la función nominal de creep, que se obtiene haciendo el
producto de tres valores:
φ0 = φRH ⋅ β r ( fcm ) ⋅ βt (t0 )
(5)
que se obtienen con:
φRH

RH 
1 −

RH 0 

=1+
1
h3
0.46 
 h0 
β r ( f cm ) =
β t (t0 ) =
(6)
5.3
 f cm 


f
 cm 0 
0.5
(7)
0.2
(8)
1
t 
0.1 +  0 
 t1 
o Y la segunda, que describe la variación del creep con el tiempo, se
calcula de la siguiente manera:
 (t − t0 ) 


t1

β c (t , t0 ) = 
 β + (t − t0 ) 
 H
t1 
0.3
(9)
en la que,
18
 
RH   h
  + 250
β H = 150 1 + 1.2
  RH 0   h0
(10)
con un máximo de 1500.
Una vez obtenido el coeficiente de creep, es posible calcular la deformación
específica total que depende de las tensiones:
 1
φ 
+
ε cσ = σ c 

 Ec (t0 ) Eci (28) 
(11)
5. EL CONTROL TEORICO DEL MONTAJE
El Contratista planifica la obra de una determinada manera, produce el hormigón
con características mecánicas específicas y utiliza equipos y técnicas de montaje
particulares, que no necesariamente coinciden con los supuestos realizados por el
proyectista.
La Dirección de Obra debe controlar estos trabajos y ajustarse a los Pliegos del
Contrato.
Es necesario, por lo tanto evaluar las flechas instantáneas y diferidas que habrán
de producirse durante el montaje y hasta que se completan las dovelas de cierre
de cada doble ménsula.
Se hace notar que los cálculos necesarios para este control, son complejos y
engorrosos.
Desde el punto de vista teórico, debe considerarse que, al montar una dovela, se
aplica una carga en el extremo del voladizo a una viga formada por segmentos
que tienen diferente edad y a los cuales se le van aplicando incrementos de carga
en diferentes fechas. Estos escalones de carga se generan, tanto por el peso de
cada dovela que se monta, como por la aplicación del postesado al instalar cada
dovela, que precomprime toda la longitud del voladizo hasta el segmento montado
en último término.
Hay diferencias importantes entre el cálculo de las flechas cuando, por
simplicidad, se hace caso omiso del creep (Fig. 3) con el que resulta de un
análisis detallado (Fig. 4).
0
FLECHAS POR EL PESO
DE LAS DOVELAS
20
−v
mm
40
60
80
0
5
10
15
20
25
30
35
40
25
30
35
40
25
30
35
40
dist
80
FLECHAS DEBIDAS
AL POSTESADO
60
− vp
mm
40
20
0
0
5
10
15
20
dist
6
FLECHAS POR
PESO PROPIO
Y POSTESADO
4
− v− vp
mm
2
0
2
0
5
10
15
20
dist
Figura 3
0
FLECHAS POR PESO
DE LAS DOVELAS
CON CREEP
30
−v
60
mm
90
120
150
0
5
10
15
20
25
30
35
40
25
30
35
40
30
35
40
dist
150
FLECHAS DEBIDAS
AL POSTESADO
CON CREEP
120
− vp
90
mm
60
30
0
0
5
10
15
20
dist
2
FLECHAS DEBIDAS
AL PESO PROPIO
Y EL POSTESADO
CON CREEP
1.2
− v− vp
mm
0.4
0.4
1.2
2
0
5
10
15
20
dist
Figura 4
25
Puede verse que, las diferencias entre las flechas totales por peso de las dovelas
o por pretensado, llegan al orden de los 35mm según se considere o no el efecto
del creep.
Sin embargo los diagramas mostrados en tercer término en las figuras 3 y 4,
muestran que la compensación entre las flechas debidas al peso de las dovelas y
las flechas debidas al postesado, están tan sólo en el orden de unos pocos
milímetros, muy por debajo del efecto de otros efectos derivados de la obra
misma, como se verá más adelante.
6. EL CONTROL REAL DEL MONTAJE
En la obra que nos ocupa, se planificó comenzar el montaje de las dovelas a los
30 días de haber sido fabricadas (el pliego no permitía realizarlo antes) y se
tardaba unos dos a tres días en fabricar dos dovelas simétricas. Múltiples
inconvenientes, entre ellos la falta de financiación, dilataron estos tiempos
erráticamente llegando hasta triplicarse en algunos casos. Esto lleva a tener que
considerar que el hormigón de las dovelas montadas alcanza una madurez
diferente a la esperada en el diseño del montaje. Y para el hormigón de estas
edades, la influencia en las deformaciones instantáneas y diferidas es más
notable.
El proceso de montaje de dovelas prefabricadas, exige que haya una coincidencia
total entre las superficies que habrán de unirse en el sitio, por lo que al
hormigonarse una dovela, la anterior se utiliza como molde o encofrado en la cara
de unión de ambas. Hay dos procedimientos para lograr esto: uno de los métodos
consiste en prefabricar toda la estructura en un playón en la misma secuencia en
que será montada. El otro método, denominado de la “línea corta”, que fue el
utilizado en la obra analizada, consiste en disponer de un encofrado para una
dovela, ajustable pero en una posición fija, y sólo utilizar la última dovela fabricada
anteriormente, como encofrado de la cara en contacto de la dovela que se
hormigona, luego la dovela de contra molde se lleva a depósito y se repite el
proceso.
En el procedimiento de la línea corta, las exigencias de precisión geométrica son
muy importantes, ya que los errores en la fabricación de una dovela, deben
corregirse antes de hormigonar la siguiente y esto debe hacerse sobre la base de
una topografía muy precisa, ya que no se cuenta con el resto de la estructura para
observar como va quedando, como ocurre en el procedimiento de la línea larga.
La rasante del proyecto y la curva objetivo
En función de lo anteriormente expresado, para obtener la rasante del proyecto,
a tiempo infinito, será necesario construir la estructura con una determinada
contraflecha. Dicha curva, que es la rasante del proyecto más la contraflecha, a la
cual debe responder la estructura fabricada una vez que se ha montado,
constituye la curva objetivo que se ilustra en la Figura 5.
Vale decir que las dovelas deben fabricarse, no ya siguiendo la línea de rasante
de la estructura, sino de manera tal que una vez montadas respondan a la curva
objetivo. Con el paso del tiempo, el alineamiento vertical del puente, tenderá a la
rasante del proyecto.
Figura 5
Durante el hormigonado de una dovela, se producen desviaciones con respecto a
lo esperado que, aún estando dentro de las tolerancias admitidas por las
especificaciones, tienen mucha importancia a la hora de reproducir en la obra
terminada, la curva objetivo esperada.
Algunas de las desviaciones que se observaron con frecuencia en la construcción
del puente sobre el río Daule, fueron asociadas con:
o deformaciones del encofrado metálico por el peso del hormigón fresco y
de las armaduras,
o los usos sucesivos del encofrado, van produciendo el deterioro de
uniones de las partes móviles (necesarias para fabricar dovelas que van
variando sus dimensiones) y esto origina deformaciones impredecibles,
o deformaciones por las acciones térmicas: el gran calor y exposición al sol
en la latitud del ecuador durante todo el día y el vertido, durante la noche,
de un hormigón refrigerado con hielo, etc.
Como estas variaciones se producían una vez realizado el control geométrico final
del encofrado que se ejecutaba minutos antes de comenzar el hormigonado, las
dovelas quedaban finalmente con dimensiones diferentes a las teóricas, aunque
como ya se dijo, muchas veces dentro de las tolerancias admitidas en los pliegos.
Estas situaciones se ilustran en la figura 6, donde se consigna, a título de
ejemplo, la diferencia de cota determinada una vez desencofrada una dovela (i),
para lo cual había que aplicarle un 50% del tesado transversal de la losa, y la
forma como se debería corregir al hormigonar la dovela siguiente (i+1).
En la figura 7 se muestran los ajustes que es necesario realizar previamente al
hormigonado de la dovela (i+1), para compensar las desviaciones producidas al
hormigonar la dovela anterior (i).
Figura 6
Figura 7
La figura 7 ilustra el proceso real. Una vez calculadas las correcciones a introducir
en la siguiente dovela (derecha) hay que posicionar la dovela anterior
(contramolde) para poder hormigonar la nueva dovela manteniendo la superficie
superior horizontal, plano que tomará el hormigón fresco, y la máscara derecha
del encofrado en posición vertical, que son las dos superficies de referencia
inamovibles.
Cuando se ha completado la fabricación de todas las dovelas correspondientes a
una doble ménsula, correspondiente a una pila determinada, y se les ha aplicado
el 50% restante del postesado transversal de la losa, se tiene un conjunto de
piezas que, al montarse en el sitio, lo harán según una curva que no será
exactamente la curva objetivo. Esta curva, denominada curva de hormigonado,
será tanto más cercana a la curva objetivo cuanto más preciso haya sido el
procedimiento de fabricación de todas las dovelas. El éxito de una buena
fabricación de segmentos, consiste en aproximarse
hormigonado, todo lo posible a la curva objetivo.
con
la
curva de
Es decir que cuando comienza el montaje de los segmentos en el sitio, se
conocen las curvas objetivo, la de hormigonado real y la rasante teórica del
puente que debe alcanzarse a tiempo infinito. Como se verá a continuación,
todavía habrán de producirse desviaciones durante el montaje, que obligan a
aplicar nuevas correcciones.
Con el objeto de controlar el proceso de montaje, se realizan nivelaciones cada
vez que se monta una dovela, cuando se le aplica el postesado e instantes antes
de montar la siguiente. Todos estos valores se vuelcan a un gráfico como el
mostrado en la figura 8, en el cual la curva objetivo se ha tomado como eje
horizontal de referencia para medir las desviaciones en forma absoluta con
respecto a dicha curva.
MONTAJE HASTA DOVELAS 9 - PILA 5
100
90
80
70
60
50
40
30
20
CURVA DE
HORMIGONADO
CURVA
OBJETIVO
10
0
-10
-20
-30
MONTAJE
-40
-50
-60
-70
-80
-90
11D
10D
9D
8D
7D
6D
5D
4D
3D
2D
1D
0D
PILA5
0G
1G
2G
3G
4G
5G
6G
7G
8G
9G
10G
11G
-100
-110
-120
RASANTE
ESTRUCTURA
Figura 8
En la figura 8, se ha llevado a la horizontal la Curva Objetivo, de manera de ir
midiendo los errores con respecto a dicha curva, a medida que se iban montando
las diferentes dovelas. Puede verse que las desviaciones en la fabricación de las
dovelas llegaron, en el peor de los casos a los 10mm. Es decir que de acuerdo a
la curva de hormigonado, era de esperar que luego del montaje las diferencias
con la curva objetivo fueran ínfimas. Sin embargo, hay muchos problemas que
afectan el montaje y que llevan a nuevas desviaciones en la estructura final, con
respecto a la rasante de proyecto a tiempo infinito.
Correcciones durante el montaje
El montaje de una estructura como la que nos ocupa, con segmentos
prefabricados con el procedimiento de la línea corta, resulta muy difícil de alterar
cuando se van encontrando, durante el montaje, desviaciones con respecto a la
misma curva de fabricación. En realidad, no se esperarían estas desviaciones,
puesto que si las dovelas fueron medidas y fabricadas de tal modo que una de
ellas se utilizó como encofrado de la siguiente, el montaje en el sitio debería
reproducir la curva de hormigonado real.
Sin embargo, aparecen en esta etapa de la obra, nuevas fuentes de desviaciones:
o El efecto de la temperatura ambiente
o La inclinación de las dovelas a costa del espesor de epoxi colocado para
el montaje
o La acción de las cargas del equipo de montaje
Efecto de la temperatura
En el lugar donde se construyó esta obra, las temperaturas son altas durante las
24 horas, y en la temporada soleada, la superficie superior alcanza generalmente
los 35°C, mientras que las parte inferior del puente, a la sombra, mantiene una
temperatura de 30°C.
La figura 9, muestra las flechas estimadas que responden a esta acción.
Tsup=35°C
Tinf=30°C
0
FLECHAS POR
CARGA
TERMICA
2
− vT
4
mm
6
8
10
0
5
10
15
20
25
30
35
40
dist
Figura 9
Efecto de la compresión despareja de la capa de epoxi
Se evaluó lo que significaría el hecho de que, al unirse dos dovelas con una junta
de epoxi de 3mm de espesor, de acuerdo a las especificaciones, y dejar fraguar el
epoxi mientras la dovela está sostenida por un preesfuerzo muy pequeño (de
montaje); por el peso mismo de la dovela, la compresión inferior produce un
escurrimiento del epoxi y una menor distancia entre las caras adheridas en la
parte inferior y tiende a aumentar la abertura de la junta en el filo superior. Se
supuso, para el ejemplo de la Figura 10, que la diferencia entre el espesor de la
junta arriba y abajo alcanza 1mm y se evaluó el efecto en la flecha constructiva
por ese fenómeno.
1mm
0
FLECHAS POR
VARIACION DE
ESPESOR DE
LA JUNTA ENTRE
SEGMENTOS
20
− vE
mm
40
60
80
0
5
10
15
20
25
30
35
40
dist
Figura 10
Efecto de las variaciones de cargas durante el montaje
Otro aspecto que dificulta el control de las flechas, se deriva del procedimiento de
montaje. Como puede verse en la figura 11, al izarse una dovela, la carga debida
a su peso se aplica parcialmente en el voladizo ya construido, produciéndose una
flecha adicional y una rotación de la cara extrema. Cuando se completa el
montaje provisorio de la dovela, aún falta montar la dovela simétrica y esperar el
fraguado del epoxi para aplicar el postesado, el peso de la dovela, pasa a actuar
en forma completa en el extremo del voladizo. Las variaciones de flechas de
algunos milímetros, también dificultan el control de la curva que se genera durante
las operaciones de montaje.
En definitiva, es fácil comprender que todos estas situaciones que se plantearon
en esta obra, echaron por tierra cualquier cálculo que se pudiera realizar, por más
sofisticado que fuera.
Estudiando antecedentes de obras similares en otros lugares, se observó que en
aquellas obras, las dovelas se prefabrican bajo condiciones estrictas de control de
temperatura, dentro de obradores cubiertos. Pero aún así, se presentaron
diferencias de varios centímetros en la dovela de cierre, que fue necesario ajustar
mediante gateo hidráulico.
RA
RB
GD
GD
Figura 11
7. MEDIDAS CORRECTIVAS ADOPTADAS
Debido a la falta de experiencia del Contratista y por tratarse de una obra de alta
tecnología ejecutada en un país de poco desarrollo tecnológico, estos problemas
recién se pudieron atacar sobre la marcha, durante la ejecución del montaje de la
primera doble ménsula.
A partir de obtenerse perfiles bastante diferentes de la curva objetivo y de la
curva de hormigonado, la Dirección de Obra desarrolló un procedimiento de
ajuste que resultó exitoso y del cual no se conocen antecedentes publicados.
Como puede verse en la figura 12, las dovelas tienen diverso tipo de llaves de
corte: en la losa superior, en la losa inferior y en las almas. Las llaves de corte de
las almas, una verdadera unión dentada, son las responsables de transmitir todo
el corte de la sección, siendo el epoxi con el cual se adhieren durante el montaje,
solamente un elemento lubricante durante para su correcta ubicación durante el
montaje y un sellador para la estructura terminada.
El procedimiento consistió en preparar tacos de epoxi, del tamaño de la superficie
de apoyo de las trabas de corte de las losas superiores o inferiores, con los
espesores necesarios para corregir el ángulo con el cual debía montarse cada
dovela. Estos espesores siempre fueron del orden de 2 a 4mm. Al completarse el
tesado de una dovela, el control topográfico de precisión permitía llevar a un plano
la inclinación exacta de la sección donde debía pegarse la próxima dovela y
fabricar en pocas horas los tacos del espesor requerido. Se recurrió a fabricar los
tacos con epoxi, para lograr que, en la unión, no existieran materiales de diferente
rigidez que transfirieran en forma no uniforme los esfuerzos de postesado.
La figura 13, ilustra esquemáticamente la configuración de llaves de corte y tacos
de ajuste entre dos dovelas.
Figura 12
Figura 13
La figura 14, esquematiza el procedimiento de ajuste del montaje de dovelas
sucesivas, buscando la aproximación a la curva objetivo.
Figura 14
8. CONCLUSIONES
Durante la construcción de puentes segmentales con dovelas prefabricadas, se
generan situaciones que dificultan enormemente el ajuste de la construcción a la
curva objetivo sugerida en el proyecto. Una tarea que es relativamente simple en
puentes con dovelas ejecutadas en sitio, se complica enormemente cuando las
dovelas son prefabricadas.
En la obra del puente sobre el río Daule en Guayaquil, se aplicó un procedimiento
para ajuste de las flechas, que resultó sencillo y eficiente, lográndose, al llegar a
la dovela central de ajuste, una coincidencia notable entre cada par de doble
ménsulas. El método de ajuste, con tacos de resina epoxi, similar a la utilizada
para adherir las dovelas en el montaje, permitió una respuesta medida en horas,
acorde con el avance de la obra.
Con este procedimiento, se zanjan muchas situaciones que se convierten en
irreversibles cuando el ritmo de obra no es preciso, las dovelas no están
fabricadas con absoluta precisión y las dovelas presentan grados de maduración
muy disímil al momento del montaje.
Bibliografía
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