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Ingeniero René Carranza Aubry Resumen: La empresa SEPSA diseñó, fabricó, transportó, montó y conectó la subestructura y la superestructura de este puente vehicular con columnas prefabricadas en segmentos que cimentó sobre zapatas coladas in situ. Lo exitoso de los resultados, tanto por la calidad obtenida como por el tiempo de construcción y el costo de la obra, hacen de ésta una solución muy eficiente para puentes de gran altura con claros y longitudes importantes. La
ciudad de Cuernavaca está asentada sobre varias lomas limitadas por
barrancas en dirección norte-sur, por lo que el tránsito de Oriente a
Poniente y viceversa sólo se da sobre los pocos puentes que cruzan dichas
barrancas, obligando a los vehículos y peatones a hacer largos recorridos
en la mayoría de los casos, por calles muy estrechas, sinuosas y con
grandes pendientes, hasta alcanzar los pocos y pequeños puentes
construidos en el fondo de las barrancas. Desde
hace aproximadamente 50 años se pensaba hacer este puente, que facilita
la comunicación desde el centro de la ciudad hacia el poniente y es la
parte medular del eje vial oriente-poniente que cruzará la ciudad, cuyo
crecimiento sólo puede darse hacia el poniente porque en los otros puntos
cardinales ya alcanzó a los municipios vecinos. El
ayuntamiento actual, 1997-2000, ha podido realizar esta gran obra que en sólo
cuatro meses y medio y con un costo de 25 millones de pesos, unió las
calles Álvaro Obregón y H. Preciado entre las calles Arista y Degollado,
mediante una calzada de 18 m de ancho y casi 200 m de largo, apoyada en
columnas prefabricadas con alturas hasta de 42 m y trabes prefabricadas
sección cajón con aletas que salvan claros hasta de 35 metros. Descripción
de la obra
El
puente consta de una calzada de 18 m de ancho y casi 200 m de largo,
dividida en seis claros con longitudes que van desde 20 hasta 35 m. Está
apoyada en nueve trabes pretensadas sección cajón con aletas de 2 m de
ancho y 1.35 m de peralte. La losa de la calzada es de concreto de alto
comportamiento con acabado estriado para formar una sección compuesta con
las trabes. El acero longitudinal de esta losa corre ininterrumpidamente
desde el inicio del puente, donde se ancla el estribo núm. 1, hasta la única
junta de dilatación ubicada sobre el estribo núm. 7, a todo lo largo del
puente. Esto permite que la losa funcione, en caso de sismos, como un gran
tensor, limitando el desplazamiento superior de las columnas y, con ello,
sus esfuerzos sísmicos, por estar anclada al estribo 1, que por ser de
gran volumen y peso, así como de muy poca altura, no deberá moverse casi
nada durante estos acontecimientos. Debido
a que la calle H. Preciado está aproximadamente 15 m arriba de la de Álvaro
Obregón, la calzada del puente tiene una pendiente longitudinal de 7.5
por ciento que, sumada a una de 2 por ciento transversal, permite el
desalojo del agua pluvial a una boca de tormenta cercana a Álvaro Obregón. En
la construcción de puentes sobre barrancas profundas, la experiencia nos
dice que uno de los problemas más difíciles que hay que resolver es la
construcción de las columnas o muros que integran las pilas, cuyos pesos
y dimensiones llegan en ocasiones a ser considerables y presentan grandes
problemas de ejecución si se hacen in situ, arrojando costos muy altos y
tiempos muy largos de construcción.
Para resolver estos problemas,
SEPSA ha ideado y construido pilas de más de 40 m de altura a base de
columnas huecas de concreto armado prefabricado sección cajón, en
segmentos que sean transportables y montables por sus dimensiones y pesos. El
segmento superior lleva integrada cuando menos una parte de la trabe
cabezal que recibirá a las trabes longitudinales de la superestructura.
Una vez montadas las columnas, éstas se unen en la parte superior
mediante el colado in situ de los espacios que quedan entre ellas, para
después postensarlas pasando los cables por los ductos y anclajes que se
deben prever, para así formar un cabezal de pila integrada por varias
columnas. Los
pesos y diemensiones de los segmentos de columnas deberán estar de
acuerdo con las capacidades del equipo con que se cuenta, grúas y
trailers con dollys especiales, así como con los caminos de acceso de los
elementos, respetando las normas de seguridad de transporte y montaje. Tanto
el armado como el espesor de las paredes de las columnas deberán
considerar todos los esfuerzos a que serán sometidos desde su fabricación,
transporte y montaje, así como todas las cargas muertas y vivas,
permanentes y accidentales durante su vida útil, principalmente por
sismos y vientos, sin olvidar que sus pesos propios y dimensiones deben
cumplir tanto con las capacidades de los equipos como con los reglamentos
de seguridad. Para
grúas con capacidad de 115 tons. (Short Tons), hemos encontrado que la
columna con cabezal (Hasta 4 m de ancho integrado), puede ser hasta de 15
m de largo con sección rectangular hasta de 1.5 x 2 metros. Para
columnas más largas, es conveniente hacerlas en dos o más piezas
prefabricadas, conectándolas entre sí y a la cimentación con
procedimientos que SEPSA ha desarrollado, construido y patentado. Para
el puente Ayuntamiento, cada una de las pilas está compuesta de cuatro
columnas que forman un marco transversal, al estar unidas por la zapata de
cimentación, por trabes rigidizantes en cada nivel de unión de los
tramos de columna prefabricada y en la parte superior al conectar sus
cabezales mediante colados in situ y un postensado transversal. Todas
las columnas fueron hechas en el mismo molde de sección cajón (huecas)
rectangular de 1.5 y 2 m y paredes desde 0.15 hasta 0.30 m, y en
longitudes máximas de 15 m y con pesos no mayores de 60 tons, para hacer
posible su transporte y montaje por las estrechas calles de Cuernavaca
mediante trailers con dollys hasta de cinco ejes y usando una grúa de 115
tons. y una de 70 toneladas. Conforme
se fueron montando las cuatro columnas que integran cada pila, se fueron
haciendo las conexiones entre los segmentos que las integran y se
colocaron las trabes de rigidez, que junto con la cimentación y el colado
y postensado de los cabezales dan forma a cada una de las cinco pilas que
soportarán la superestructura. La
superestructura de cada tramo está formada por nueve trabes SEPSA sección
cajón con aletas de longitudes desde 20 hasta 35 m, 1.35 m de peralte y 2
m de aletas, sobre las que se coló la losa de rodamiento de concreto de
alto comportamiento, de manera de formar una sección compuesta para carga
viva y muerta sobrepuesta. Dicha
losa, de 0.18 m de espesor promedio, se reforzó con dos parrillas de
acero F y 4,200 kg/cm2 y ya llevaba integrado el acabado estriado para el
correcto rodamiento de los vehículos. Después
de colar la losa, se colaron las guarniciones, banquetas, camellones,
parapetos y se colocó el barandal metálico. Conexión
a la cimentación
Cada columna lleva en su parte inferior un pedestal con perfiles estructurales que permite soportar la columna sobre la plantilla de concreto de la cimentación. Al pedestal le soldamos las varillas longitudinales de la columna, y permite unir directamente este acero con el que arma la zapata. Una vez que están colocadas en posición correcta las cuatro columnas y armada la zapata, ésta es colada in situ, empotrando así la primera parte de las columnas a la cimentación. Conexiones
intermedias Al
no poder transportar ni montar columnas prefabricadas de dimensiones
mayores de 15 m con cabezal incluido o cuyo peso exceda de 60 tons., es
necesario que dichas columnas se fabriquen y monten en tramos que cumplan
con dichas limitaciones. Lo anterior nos lleva a la necesidad de conectar
verticalmente los tramos entre sí al ser montados, para que al final se
comporten como una columna de la altura y peso total, la que a su vez,
junto con las otras tres, las trabes intermedias, la zapata de cimentación
y el cabezal postensado, formen la pila. Esta
conexión patentada permite que 50 por ciento del acero longitudinal se
conecte mediante vainas alojadas en la parte inferior, en la que se
insertan las varillas de la parte superior para rellenar la vaina con
resina epóxica. El
50 por ciento restante es anclado por traslape directo de las varillas de
la parte superior con las de la parte inferior al colar el diafragma
contenido en el hueco interior de los tramos de columnas. Así se cumple
con el requisito de no unir más de 50 por ciento de las varillas en un
solo plano. La
conexión entre los tramos de cabezales monolíticos con la parte superior
de las columnas para formar el cabezal completo de la pila se logra
desdoblando las varillas que para tal efecto llevan los cabezales
parciales, colocando los cables de postensión a través de los ductos,
cimbrando y colando los espacios entre los cabezales parciales y tensando
los cables que colocamos a lo largo de todo el cabezal de la pila. Una
vez terminado lo anterior, sobre el ca-bezal se cuelan los bancos que
reciben cada trabe para que sobre ellos se coloquen los apoyos de neopreno
sobre los cuales se montarán las trabes sección cajón con aletas. Conclusiones
El
puente Ayuntamiento 2000 de la ciudad de Cuernavaca fue todo un éxito,
tanto por la calidad obtenida como por el tiempo en que se hizo –cuatro
meses y medio– y el costo que tuvo, aproximadamente 8,000 pesos por
metro cuadrado, hacen que sea una solución muy eficiente para puentes de
gran altura y claros y longitudes importantes. Si
lo es para puentes tan importantes, de tan gran tamaño y con tan alto
grado de dificultad como el Ayuntamiento 2000, con mayor razón es muy
eficiente para puentes menores, tanto urbanos como extraurbanos, ya que,
como señalamos anteriormente, se abaten los tiempos de construcción,
aumentando la calidad del trabajo en comparación con puentes colados in
situ y puentes con sólo la superestructura prefabricada. |
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Instituto Mexicano
del Cemento y del Concreto, A.C. |
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