VII.Técnicas de sujeción y refuerzos provisionales con acero
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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 www.constructalia.com 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. Pierre Engel para www.constructalia.com 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. Pierre Engel para www.constructalia.com 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. Pierre Engel para www.constructalia.com 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. Pierre Engel para www.constructalia.com 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. Pierre Engel para www.constructalia.com 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. Pierre Engel para www.constructalia.com 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. Pierre Engel para www.constructalia.com 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. Pierre Engel para www.constructalia.com 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. Pierre Engel para www.constructalia.com Copyright © 2014 Constructalia. All rights reserved