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Fabricación de dovelas conjugadas (short-line casting) para zona atirantada del puente V Centenario sobre el río Guadalquivir en Sevilla (España)
2013-02-28        Obras     dovelas, puente, guadalquivir, sevilla, españa
Fabricación de dovelas conjugadas (short-line casting) para zona atirantada del puente V Centenario sobre el río Guadalquivir en Sevilla (España)

INTRODUCCION:

La decisión de realizar este escrito surgió unos meses después de mi jubilación, a los 64 años, después de haber trabajado en mi última etapa laboral en una importantísima empresa nacional de hormigón prefabricado y siendo el último de todos los que intervinieron en la fabricación de ese producto.

En el año 1989 se adjudicó a dicha empresa la construcción del puente del V Centenario sobre el rio Guadalquivir en Sevilla. En ese mismo año tuve la suerte de comenzar a trabajar en ella para sustituir a quien, por problemas de salud, no iba a poder realizar la fabricación de los elementos prefabricados.

Me contrató una persona que ha sido posiblemente de las más impulsoras del prefabricado en España y espero no le importe le cite aquí: Manuel Burón Maestro, en ese momento Director Técnico y de Producción de la misma.

Debido a la importancia del proyecto y al poco tiempo del que se disponía para la ejecución del puente, (tenía que ponerse en servicio a finales del 1991), decidió que me dedicara exclusivamente a poner en marcha la fabricación de los segmentos de la parte atirantada (dovelas) en la factoría de la provincia de Madrid. Los viaductos de acceso, que eran vigas pretensadas de grandes luces, se fabricarían en la de la provincia de Sevilla.

Aunque el puente del V Centenario se basaba en otro puente fabricado unos años antes, la verdad es que tenían poco en común: iba a ser de más anchura, con dos pilas en lugar de una y como debía permitir el paso de barcos por el rio, su alzado debía ser parabólico.

Manuel Burón me dio las directrices a seguir de manera verbal y escrita en unos cuantos folios durante varias tardes. Estudiamos los puntos principales que debían seguirse para que las dovelas encajaran perfectamente y cuidamos todos los detalles. Me hizo ver que el resultado lo veríamos cuando se realizara el montaje y poco podíamos hacer en ese momento si las piezas no estaban correctamente fabricadas.

Además el montaje del puente se realizaba por las dos pilas simultáneamente y llegaría un momento que se encontrarían en la clave. Si la ejecución no era correcta habríamos fracasado, por ello mi dedicación al trabajo fue intensa durante los casi dos años que duró la aventura. Sí es verdad que después de todas esas directrices y consejos me dejó hacer; nunca me impuso como debía actuar; donde debía adquirir los equipos, en absoluto. Estoy convencido que me observaba desde lejos pero confiando plenamente en mi trabajo y eso me motivaba.

El proceso que a continuación expongo es únicamente la ejecución en fábrica de las dovelas con sus puntos de anclaje de los tirantes. En dicha fabricación trabajaron casi 50 personas: ferrallistas, montadores de moldes, carretilleros, electricistas, hormigoneros, etc., además del equipo de topografía de la fábrica, encargados y jefe de fábrica. Todos perfectos conocedores de su oficio.

Como reconocimiento a la labor desarrollada, la empresa organizó una visita al puente terminado para que todos los integrantes de su ejecución pudieran valorar el trabajo realizado.

 

PREPARACION:

Los planos de armaduras que la Oficina Técnica elaboraba tenían que ser interpretados por el personal de ferralla. Manuel Esteban fue la persona que mantuvo un contacto muy estrecho entre ambos departamentos y comprobaba que las barras representadas en los planos pudieran ser realmente elaboradas y encajadas en el conjunto de la armadura, garantizando el paso del hormigón y los vibradores de agujas por toda la dovela. Además, como en aquellos momentos no disponíamos de ordenadores PC, los cálculos que necesitábamos para la fabricación había que hacerlos con calculadora. Cuando dichos cálculos eran muy complejos, había que recurrir a él para que los consiguiera de los ordenadores de la O.T. (Oficina Técnica)

El trabajo en equipo fue fundamental y todos los integrantes de la empresa se volcaron para poder realizar la obra.
En los siguientes dibujos se pueden observar la composición de la zona atirantada del puente.

Hormigonado Dovelas Puente Centenario

SECCION TRANSVERSAL

Hormigonado Dovelas Puente Centenario

ALZADO DEL PUENTE

 

DESCRIPCION DEL PUENTE:

Dicha zona se compone de 4 dovelas de L=6m (sin tirantes) sobre la pila, 88 dovelas de L= 5m con tirantes y 88 de L= 7m sin ellos (continuación de las de 5m).

Prácticamente todas las dovelas son diferentes entre sí. Las de 5m por la diferente inclinación de los tirantes en uno y otro sentido y las de 7m por la composición de la armadura, el cambio de las vainas del postesado longitudinal, cambios de sección, etc. Además las dovelas de un lado del puente son simétricas con las del otro lado y dentro de las que se atirantan desde la misma pila también existen diferencias entre ellas por tener una directriz diferente.

Las dovelas de 5m de un lado se unen con las del otro con las vigas riostras, luego, cada 12m, el tablero lleva una viga transversal de este tipo. Estas vigas a su vez se unen entre sí con otras y sobre todas ellas se colocan placas. Todo junto se hormigonaba formando la losa.

La primera labor consistió en numerar las dovelas una a una y prever en qué molde se tenía que fabricar.

Las barras salientes de las dovelas se entrelazaban con las del resto de la losa del tablero antes de hormigonar ésta. Para facilitar el transporte de las dovelas, se fabricaron con las barras salientes hacia arriba para luego grifarlas en obra, una a una. Estas barras tenían una posición muy definida.

 

ELABORACION DE LA ARMADURA:

Hormigonado Dovelas Puente Centenario

ARMADURA DE UNA DOVELA DE 5m

 

Para elaborar la ferralla fue necesario preparar unos útiles o jaulas con las dimensiones exteriores de las piezas. Dos para las dovelas de 5m, uno a cada mano y otros dos para las de 7m, también uno a cada mano. Las de 6m se elaborarían en los útiles de las de 7m.

Los cercos y barras llegaban a los útiles ya terminados desde las mesas de doblado, identificados uno a uno.

En la parte superior de la armadura y por el lado que contactará con la losa interior, entre dovelas, del tablero, se colocaban unos peines para asegurar la posición requerida de las citadas barras salientes.

En las armaduras de las dovelas de 5m había que acoplar además los tubos con la inclinación adecuada del anclaje del tirante, por lo cual, una vez terminada la colocación de los cercos se instalaba por el interior y en un lugar prefijado, una mesa-cuña de chapa que daba la inclinación del tirante. Esta cuña tenia marcada la posición inferior del tubo. Por la otra punta del tubo ( y por el exterior) se instalaba un puente que le fijaba, posicionándolo adecuadamente. Las dimensiones, tanto de la posición inferior como la superior venían reflejadas en los planos suministrados por la O.T. Todo este trabajo era importante que se realizara con precisión, pues la posición del tubo era la posición del tirante del puente y una vez montada la armadura en su conjunto era muy difícil realizar cualquier cambio. La labor de topográfica fue muy importante en esta fase del trabajo. La posición definitiva del citado tubo se realizaría en el molde.

En el útil se terminaba por completo la armadura. Se instalaban las vainas de postesado en sus posiciones adecuadas, las chapas y tubos del postesado provisional del montaje, abajo y arriba, las chapas y perfiles de apoyo de las vigas riostras, las horquillas de elevación de las dovelas terminadas. En definitiva, todo preparado y comprobado para introducirse en el molde metálico. La armadura se armaba soldándola con electrodo.

Los útiles de ferralla fueron imprescindibles. En primer lugar, para tener acceso a todo alrededor de la pieza y poder soldar con facilidad. Segundo, porque se podía ir adelantándo armadura y almacenarla, revisarla y dar la conformidad. Tercero, para aumentar la producción no interfiriendo con el molde. Pero eso sí, hubo que asegurarse que las dimensiones de los útiles eran coincidentes con los moldes y verificar los recubrimientos exigidos por la O.T.

Se puede decir que la perfecta elaboración de la ferralla facilitó muchísimo la fabricación de las piezas.


MOLDES Y APOYOS DOVELAS SEPARADORAS:

Hormigonado Dovelas Puente Centenario

PLANTA DE MOLDES Y PLACAS APOYO DOVELAS SEPARADORAS

 

Se instalaron dos líneas de moldes, una para cada lateral del puente y los moldes eran simétricos entre sí.

El sistema de hormigonado utilizado fue el de dovelas conjugadas (short-line casting), o sea, una vez hormigonada la dovela se trasladaba al lugar donde se fabricaba la siguiente y hacía de separadora de esta, por tanto se la llamaba dovela separadora. Como se ha dicho más arriba y para que no hubiese confusión cada molde tenía un número asignado y en los planos de las dovelas se indicaba en qué molde había que fabricarlas así como la dovela separadora que le correspondía.

Los moldes eran metálicos, formados por uno exterior fijado al suelo y otro interior en forma de carro que discurría por unos carriles colocados en el suelo.

Los moldes, además de que eran robustos, hubo que cuidarlos mucho porque las piezas fabricadas eran vistas en los laterales y la parte inferior. Se necesitaba por tanto un buen acabado de las mismas.

Al haberse diseñado las dovelas transversalmente con inclinación en las caras, el molde exterior no tenía por qué desmontarse. Solo era desmontable la zona donde se colocaban las chapas de apoyo de la viga riostra de las dovelas de 5m.

En la parte anterior o posterior del molde exterior, según sentido del montaje de las dovelas, se colocaban las placas de apoyo de la dovela separadora. En ellas se conseguía inclinar la dovela y así dar la forma poligonal que exigía el puente.

Hormigonado Dovelas Puente Centenario

MOLDE DOVELA 7m Y PLACAS DOVELA 5m

 

El procedimiento era el siguiente:

Verificábamos que las cunas más cercanas al molde estuvieran en línea con la solera del molde y de esta manera estábamos seguros de la continuidad por la parte inferior de las dovelas.

Con la dovela elevada por el otro extremo se iban colocando o quitando chapas de calzo en las cunas traseras según los cálculos previstos.

Con ayuda del topógrafo se verificaba que las medidas proporcionadas por la O.T. eran las correctas.

Asegurábamos que la longitud total de las dos dovelas era de 12m exactos (un margen de error de +/- 2mm).

Era muy importante verificar también que las dos dovelas no estaban contorsionadas entre sí sobre el eje longitudinal. NOTA: Supongamos que una pieza está girada con relación a la otra un ángulo muy pequeño y todas están de la misma manera acumulando ese ángulo, al cabo de 22 uniones el ángulo sería tan grande que complicaría el encaje en el encuentro de los dos ramales, y todo esto en el montaje del puente, sin posibilidad de reaccionar.

Hormigonado Dovelas Puente Centenario

DOVELA SEPARADORA 5m SOBRE PLACAS EN MOLDE DOVELA 7m

 

Obsérvese las placas fijas laterales del lado exterior del puente, las placas con husillos del lado interior para empujar la dovela hasta las primeras y el empujador para conseguir la longitud total de 12m.

Los carriles eran para desplazar sobre ellos los moldes interiores.

Puede verse también que el tubo del tirante estaba sin hormigonar. Se hormigonaba después en el parque de acopio.

 

FABRICACION:

En primer lugar se fabricaron las 4 dovelas que iban encima de las pilas. Estas no llevaban tubos y eran de 6m de longitud. Se aprovechó un molde de los de longitud 7m colocando los testeros a la medida adecuada y por los dos lados. Estas eran las primeras piezas y llevaban los moldes testeros para formar llaves de unión hembras en los dos extremos, tanto en los laterales como arriba y abajo. Los moldes interiores hubo que fabricarlos específicamente para estas dovelas.

El proceso de fabricación fue el siguiente:

Una vez aplicado el desencofrante a la chapa del molde exterior y la solera, se trasladaba la armadura en su conjunto desde el útil por medio de un pórtico y colgada de un balancín. Con los distanciadores en la armadura se garantizaba el recubrimiento de hormigón. Al llevar el molde exterior los mismos peines de barras salientes que el útil de ferralla, nos asegurábamos también que todas entraban en las ranuras.

Después se tapaban las partes de las ranuras para evitar la salida de la lechada.

A continuación se colocaban los moldes testeros fijándolos al molde exterior y a la bancada a través de tornillos, cuya posición había sido comprobada previamente. Estos testeros llevaban los agujeros para las vainas del postesado longitudinal del puente, permitiéndolas salir unos 5cm y así garantizar que el hormigón no entraba y no las obstruiría. Por el interior de dichas vainas se introducían unos tubos rígidos que mantenían su posición a todo lo largo, además de por la propia armadura. Si las vainas no eran de directriz recta y hacían curvas, se introducían tubos rugosos elásticos o sogas con nudos en lugar de tubos rígidos. Todo para asegurar que no entraba lechada por el interior de las mismas.

Como en el montaje se colocaban unas juntas tipo tórica entre las dovelas coincidiendo con las vainas, hubo que soldar en los testeros unos aros que realizaran los alojamientos de las tóricas.

Después de asegurarse que la armadura, las vainas y los testeros estaban correctamente colocados, se procedía a introducir los moldes interiores, uno por cada lado, fijándolos a los testeros. Estos moldes eran unos carros con ruedas que se desplazaban sobre unos raíles y no estaban cerrados por debajo, de tal manera que al hormigonar se podía ver que no se producían coqueras en la tabla inferior.

Por último y antes de proceder al hormigonado se colocaban los moldes de los dados para los postesados provisionales (tanto en la tabla superior como la inferior).

La dovela se comenzaba a llenar por un extremo hacía el otro y por los dos lados. Se procuraba que el hormigón estuviera un poco duro para que no fluyera por abajo según se iba llenando. Siempre dentro de las normas establecidas por el Departamento de Calidad.

Se utilizaban solo vibradores internos pues no había zonas que estuvieran fuera del control visual. Solo había que tener especial cuidado por debajo de las vainas.

Pasado un tiempo establecido, dependiendo de la temperatura ambiente y por la propia experiencia se comenzaba a quitar los peines de las barras salientes. Si eso no se hacía enseguida, cuando se endureciera el hormigón resultaría muy difícil quitarlos.

Se realizaban unas marcas en ambos extremos en la parte superior de la dovela, junto a los testeros y coincidiendo con el eje longitudinal de las dovelas, que servía como referencia topográfica en el montaje en obra.

También se soltaban los tornillos de los moldes interiores. Más tarde se cerraban estos y se desplazaban por los carriles. Por último se soltaban los testeros y se apartaban.

Con un solo pórtico la dovela era elevaba y se trasladaba para dejar espacio a otra fabricación. La dovela de 6m se convertía en separadora de dos dovelas de 7m (una de cada lado de la pila). Cuando llegaba el momento se llevaba a las placas de apoyo del molde de 7m y se procedía como se ha indicado anteriormente, con la única salvedad que la longitud total era de 13m en lugar de 12m.

La fabricación en el molde de 7m era de forma similar:

Aplicar desencofrante de la chapa del molde; colocar distanciadores de la armadura antes de introducirla en el molde; introducir la ferralla en el molde cuidando las barras salientes superiores en los peines; colocar testero opuesto a la dovela separadora e introducción de los tubos para las vainas longitudinales.

Después se introducía el molde interior por el lado opuesto a las cunas de la dovela separadora. 

Por necesidad del proyecto en algunas dovelas de 7m era necesario introducir moldes interiores por ambos extremos. Una vez fijados los moldes interiores, se elevaban las ruedas de los carros para poder colocar la dovela separadora.

Cuando el molde interior estaba colocado se acoplaba la dovela separadora aplicando en el canto de la misma un producto que impidiera su unión permanente con el hormigón de la nueva pieza. Se procedía a realizar los reglajes en la dovela separadora como se ha indicado más arriba. Los tubos de las vainas se empujaban para que se introdujeran en los orificios de la dovela separadora. Se colocaba un cerco cubrejuntas entre el molde interior y la dovela separadora y se montaban los moldes perimetrales de los dados de postesado provisional, quedando todo listo para proceder al hormigonado.

Se comenzaba el hormigonado por el extremo de la dovela separadora y observando que no fluyera mucho por la parte inferior. Todo como ya se ha indicado.

Como en la anterior dovela, cuando el hormigón estaba un poco duro se quitaban los peines de las armaduras salientes y en un castillete colocado estratégicamente en línea y fuera de la zona de trabajo, se instalaba el elemento topográfico que realizaba la marca en la parte superior de la dovela hormigonada.

Se apartaba la dovela separadora elevándola con un pórtico y se procedía a desmoldar la dovela fabricada.
Esta dovela pasaba a las cunas del molde de dovela de 5m.

Hormigonado Dovelas Puente Centenario

MONTAJE DE DOVELA DE 5m
(Obsérvese que las ya montadas encima de la pila son la de 6m y las de voladizo son de 7m.)

 

Para fabricar las dovelas de 5m el proceso era bastante más complicado. La exactitud que exigía la posición del tubo del tirante así lo requería.

Como en las otras, se introducía la armadura en el molde exterior. Pero como llevaban las chapas, perfiles metálicos y vainas de las vigas riostras, era necesario que el panel del molde de ese lado fuese desmontable. De hecho ese panel venía junto con la ferralla desde el útil; así el trabajo en el molde se acortaba.

Los moldes interiores en estas dovelas siempre fueron en dos partes introduciendo uno por cada lado.

Como se puede observar en la primera fotografía, el espacio interior de la dovela de 5m era muy pequeño y por él se realizaba la operación más compleja: uno de los moldes interiores llevaba una zona donde se asentaba la chapa base para el amarre del tirante; en esa chapa, perpendicular al tubo, era la que proporcionaba su posición y siempre era distinta de una dovela a otra, pero aquí sí era necesaria su exactitud.

Se unían por el interior los moldes entre sí y se fijaban a los testeros; se posicionaba la dovela separadora de 7m.; se introducían los tubos en las vainas; etc. Todo igual a las anteriores, pero antes de hormigonar se realizaba la operación de aseguramiento de la posición del tubo y placa de fijación del tirante, como sigue:

En la zona interior del tubo del tirante se fijaba un artilugio del que pendía una plomada. Con ayuda de unos carros como el cabezal de un torno, se tomaban medidas de la posición de dicha plomada en los tres ejes, relacionándolos a un punto prefijado de la solera del molde y se cotejaban con las medidas teóricas previamente calculadas.

Por el exterior se instaló un pequeño puente que nos daba también la posición relativa del tubo en la parte superior. De esta forma podíamos sacar los ángulos reales del tubo y comprobarlos con los teóricos.

Las diferencias que se observaron en todas las dovelas fueron tan pequeñas que siempre se solucionaron con el escaso movimiento que previmos en el útil de ferralla. Si no hubiesen sido aceptadas por el Departamento de Calidad, el trabajo habría sido ímprobo: desmontar todo, llevar de nuevo la armadura al útil, modificar la ferralla, volver a realizar las operaciones, parada del personal de fabricación, etc.

Mucho tiempo perdido y mucho dinero gastado.

Después de asegurar que todo estaba en condiciones, se procedía al hormigonado de igual manera que las anteriores pero cuidando mucho más la entrada del hormigón, pues estas dovelas llevaban más armadura en la zona de la cuña y en los perfiles de la viga riostra; por tanto menos espacios para el paso del hormigón. El llenado de estas dovelas llevaba más tiempo que las de 7m. al ser importantísimo el control para que no hubiera coqueras durante el hormigonado.

Como en las anteriores era necesario quitar los peines, realizar topográficamente las marcas en la tabla superior de la dovela, retirar la dovela separadora, desmoldar y sacar los carros interiores, etc.

En estas piezas había que desatornillar el panel del molde exterior correspondiente a los perfiles de la viga riostra, sacar la dovela y por último retirar el panel de los perfiles para trasladarlo al útil de armadura.

La dovela pasaba después como separadora a las placas de apoyo del molde de 7m correspondiente. Más tarde iría al parque donde antes de apilarla se hormigonaría la parte superior del tubo, formando el mogote o anclaje.

 

ACOPIO EN EL PARQUE:

La organización del parque de acopio fue muy importante. Se marcaban todas las dovelas según un plan previsto y se apilaban pensando en el momento del montaje, pues la fabricación duró alrededor de un año y el montaje mucho menos. Se realizó un plano de planta del parque con la posición de acopio y la situación real de las piezas, que permitiera tenerlas localizadas para el día de su carga.

Además las primeras dovelas fabricabas iban a ser también las primeras en salir, por tanto no era cuestión de ponerlas una encima de otra sin orden. Y por otro lado al ser una cantidad enorme de piezas, era imprescindible apilar una encima de otra.

No hay que decir que la logística de envío a la obra tuvo también su complejidad.

Hormigonado Dovelas Puente Centenario

DOVELAS DE 5m EN OBRA LISTAS PARA SER MONTADAS

 

En esta fotografía pueden verse los perfiles de apoyo de las vigas riostra y las vainas de postesado transversal del puente, así como las barras salientes superiores.

Se puede ver también que los tubos estaban ya hormigonados formando el anclaje o mogote. Una vez en el parque de acopio y antes de apilarlas se colocaba un molde. Este molde estaba formado por dos paneles en L que cortándolos en cada caso se adaptaban a la inclinación requerida y se hormigonaba.

Hormigonado Dovelas Puente Centenario

DETALLE DE DOVELA 5m MONTADA EN EL PUENTE

 

Puede verse el tirante acoplado, los dados de postesado provisional y trompetas de postesado longitudinal del puente. Se observa también la viga riostra con los asientos de las vigas doble te.

Hormigonado Dovelas Puente Centenario

Tal fue la exactitud del montaje de los dos ramales que, al parecer, la dovela de clave metálica que, en principio, iba a tener una longitud adecuada para facilitar el ajuste del cierre del tablero, resultaba innecesaria y se decidió ampliar la parte de dovelas de hormigón, para así construir la dovela metálica más corta.

Hormigonado Dovelas Puente Centenario

 

COMENTARIO

Para ilustrar este escrito he rebuscado por donde he podido. He abierto más de 100 páginas de internet y he llegado a una conclusión, aunque me gustaría estar equivocado:

Este puente ha sido poco publicitado. Solo he visto, como excepción, un artículo de la revista Obras Públicas en su nº 3312, del cual he recopilado algunas ilustraciones, pero era julio del 1992. A partir de esa fecha no he encontrado nada que pueda utilizarse como pedagógico para futuras ocasiones.

El debate actual sobre la necesidad del puente, su altura, anchura y longitud, sus condiciones de servicio incorporando, actualmente, un carril reversible…..no debería ocultar una obra tan espectacular.

Por mi condición técnica, no sé si soy la persona que debe hacer el panegírico de una obra. Pretendo solo hacer ver la complejidad que hubo en su fabricación y el interés de un procedimiento de construcción que se manifestó como muy competitivo.

He trabajado en la construcción 35 años y de ellos en el prefabricado 23, coordinando la ejecución en fábrica de obras muy variadas y muy importantes. Además de puentes con sus pilas y dinteles, pantalanes, estadios de futbol, centros comerciales, edificios industriales, etc., pretensado, postesado y armado.

Algunas de ellas obras muy complejas, pero, la parte atirantada de este puente del V Centenario ha sido la obra más espectacular, por su laboriosidad, exactitud y coordinación de las que, por suerte, he participado.

Con este escrito intento contribuir para que más adelante se construyan puentes similares, aquí en España o en cualquier otro lugar. Solo esa es la razón que me ha movido a escribir este artículo.

Hormigonado Dovelas Puente Centenario

Raúl López Castellanos

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