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21 Pages·2015·2.18 MB·Spanish

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www.elsevierciencia.com/hya HormigónyAcero2015;66(275):1–21 www.e-ache.com

Original
Viaducto Gilberto Borja Navarrete

Gilberto Borja Navarrete Viaduct

David Arribas Mazarracína,∗, José Ignacio González Estebanb, José María Pérez Casasa
y Pablo Be rnal Sahú na

aIngenierodeCaminos,CanalesyPuertos,DepartamentodePuentesdeFCCConstrucción,Espan˜a
bDr.I ng enierod eCaminos,Ca nal esyPue rtos

Recibidoel6deoctubrede2014;aceptadoel30deenerode2015

DisponibleenInternetel6deagostode2015

Resumen
ElviaductoGilbertoBorjaNavarrete(anteriormenteviaductoSanMarcos),situadoenelcorredorMéxicoDF-Tuxpan,permiteelcrucedel

can˜óndelríoSanMarcos.Esunaestructurasingular,tantoporsuubicaciónenplenaSierraMadreOrientalcomoporsusdimensiones.Lapila4,

conunaalturade208m,hasidoenelmomentodesuconstrucciónlapilamásaltadelmundoenunpuenteconstruidoporvoladizossucesivos

©2014AsociaciónCientífico-TécnicadelHormigónEstructural(ACHE).PublicadoporElsevierEspaña,S.L.U.Todoslosderechosreservados.

Palabrasclave: México;Pilasdegranaltura;Pilotes;Seccióncajóndehormigónpostensado;Construcciónporavanceenvoladizo

Abstract
TheGilbertoBorjaNavarreteViaduct(previouslySanMarcosViaduct)spanstheRiverSanMarcosintheMexicoCity-Tuxpancorridor.Itisa

singularstructurebothforitslocationinEasternSierraMadreanditsdimensions:atthetimeofconstruction,itspier4,whichtowers208mover

thefootofthevalley,wasthetallesteverbuiltinabalancedcantileverbridge.

©2014AsociaciónCientífico-TécnicadelHormigónEstructural(ACHE).PublishedbyElsevierEspaña,S.L.U.Allrightsreserved.

Keywords: Mexico;Tallpiers;Piles;Post-tensionedconcreteboxgirder;Balancedcantileverconstruction

1. Introducción Méxicoconlacostaatlánticaeimpulsareldesarrollodelazona

central de la costa del Golfo de México están en construcción

1.1. Elcorredor variostramosdeautopistaenelcorredorentreMéxicoDFyla

ciudaddeTuxpan,enelGolfodeMéxico.

Enlaactualidad,conelfindecompletarunareddeautopistas Enestecorredor,laSecretaríadeComunicacionesyTrans-

quevertebrelascomunicacionesporcarreteracomunicandolos portes (SCT) ha adjudicado en concesión el tramo Nuevo

distintosestados,Méxicoestállevandoacabounambiciosoplan Necaxa-Ávila Camacho, en el noreste del estado de Puebla

de construcción de autopistas mediante distintos esquemas de (fig. 1), a la asociación de empresas AUNETI, compuesta por

asociaciónpúblico-privada.Conelfindeconectarlacapitalde laempresaespan˜olaGlobalvíaylamexicanaICA.Estetramo,

de36km,atraviesalaSierraMadreOrientalenunazonamuy

∗ Autorparacorrespondencia. abrupta,descendiendodesdelaaltiplaniciecentralhastalalla-
Corre oele ctrónico:[email protected](D.ArribasMazarracín). nuralito ral.

http://dx.doi.org/10.1016/j.hya.2015.01.002
0439-5689/©2014AsociaciónCientífico-TécnicadelHormigónEstructural(ACHE).PublicadoporElsevierEspaña,S.L.U.Todoslosderechosreservados.

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Figura1. Localizacióndelaobra.

Elproyectoylaconstrucciónfueronadjudicadosalaasocia- 1.3. Elvalle

cióndeempresasCONNET,asociacióndelaempresaespan˜ola

FCCConstrucciónydelamexicanaICA. Elobstáculogeográficomásimportantequeseencuentrala

autopistaeselcrucedelvalledelríoSanMarcos,queseresuelve

1.2. Laautopista conelviaductoGilbertoBorjaNavarrete(figs.2y3).Setrata

de un valle profundo con desniveles de hasta 800m entre las
◦
Eltramo,conunalongitudde36km,atraviesalaSierraMadre cimasyelrío,conladerasdependientespróximasalos45 ;en

Oriental, una región muy montan˜osa con grandes dificultades ambas márgenes del valle el trazado de la autopista discurre a

orográficasyenclavadaenundensobosquetropical.Parapoder media ladera con una pendiente del 5,8% a lo largo de varios

atravesarlasehanrequerido6túnelesy12viaductos.Variasde kilómetros.Elcrucedelríoserealizaenunmeandro,loqueha

las pilas de los viaductos del tramo tienen alturas superiores a permitido salvarlo minimizando los movimientos de tierras en

los100m. losaccesosalviaducto.

Figura2. Vistageneraldelpuente.

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importantes,peronopudoaumentarseporlasrazonesanterior-

menteindicadas.

2. Disen˜oformal

2.1. Estudiodesoluciones

En la fase de estudio de soluciones se estudiaron solucio-

nes atirantadas, tableros viga metálicos empujados y tableros

construidosmedianteavanceenvoladizo.

Laslucesmáximasqueseanalizaronveníanlimitadasaunos

250macausadelaflechatransversaloriginadaporelreducido

radiodecurvaturaenplanta.Porotraparte,laexistenciadelrío

y de una pared vertical en la roca de unos 40m de altura, en

el pie de la ladera del lado Tuxpan, obligaba a una luz como

mínimode180mparasalvaramboselementos,condicionando

la posición de la pila central a una situación cercana al cauce

conunalturasuperioralos200mdealtura.

Lacurvaturadeltrazadoimpedíalautilizacióndesoluciones

enarco,ylalimitacióndelaluzmáxima,unidaalacurvaturadel

tableroylaexistenciadepilasmuyaltas,hacíaquelassoluciones

detableroatirantadonofuerancompetitivas,porloqueelestudio

secentróensolucionesdetableroenvigacontinua.

Debido a la situación del viaducto en un valle muy poco

accesible y a las dificultades constructivas por las grandes

dimensionesdelmismo,hahabidoquecuidarlosaspectoscons-

tructivosdelpuentedurantelafasededisen˜o.

2.2. Tipologíasestudiadas

Dentro de las soluciones, como viga continua, había que

estudiarsolucionesenlasquelaconstruccióndeltableroseinde-

pendizara del suelo y en un rango de luces que quedaba fuera

del alcance de la ejecución por cimbra. Por eso se estudiaron

dosfamiliasdesoluciones:

• Solucionesdetablerosempujados:estassolucionesseplan-

tearoncontableromixtoyconlucesentornodelos100m.
Figura3. Vistageneraldelpuente. • Soluci ones de tab leros c on stru idos p or avanc e e n v olad izo:

estassolucionesseplantearonenhormigónycondovelasin

situ,yaquesolucionesmetálicasoprefabricadasdehormigón

1.4. Trazado noeranposibles,pueshubierasidonecesarioaccederconlas

dovelas por las laderas, lo cual no era posible. Esta familia

El trazado en la zona del cruce es curvo en planta, con un de soluciones se estudió con un rango de luces entre 135 y

radioconstantede1.150m;enalzadosesitúaenunarampadel 220m.

5,8%,aunaalturaentre254y205msobrelacotadelcauce,y

elperalteesconstantedel5,2%. De este estudio resultó que las soluciones más interesantes

El ancho de la plataforma es de 17,6m, con 2 calzadas de desdeelpuntodevistaeconómicofueronlasdeavanceenvola-

2carrilesde3,5m,arcenesde1,0y0,5mybarreraenmediana dizo,porloquefueronlasquesedesarrollaronmásendetalle.

de0,6m;lasbarrerasexterioressonrígidas,dehormigón.

El trazado definitivo es el resultado de un estudio de 2.3. Lucesytipologíadepilas

optimización en el que los condicionantes principales venían

determinados por la necesidad de ajustar el trazado, ya que Comosehaindicadoanteriormente,latopografíadelaladera

al desarrollarse principalmente a media ladera, con pendien- delladoTuxpandeterminabalaposicióndeunadelaspilas(pila
◦
tespróximasalos45 ,cualquiermodificaciónparamejorarel 5 de la solución final), lo que, unido a la limitación de la luz

viaducto originaba desmontes o terraplenes de gran altura. El máxima, obligaba a la existencia de una pila en el fondo del

reducidoradiodecurvaturacomplicabalautilizacióndeluces valleconunaalturadeunos200m.

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850
57 98 180 180 180 98 57
E1 P1 P2
P3
P4
P5 P6 E2
76
166 121
208
18,7
0,53 8,52 0,6 8,52 0,53
Alzado general
18,7
0,53 8,52 0,6 8,52 0,53
10,0
3,6
9,2 9,2
Sección tablero sobre pila Sección tablero en centro de vano
Figura4. Esquemadelpuente.Alzadoyseccionestransversales.

Teniendoencuentaestoscondicionantesseanalizarondistin- longitudinalmente,siendomuchomásesbeltasquelascentrales

taslucesconlapremisademantenerporfacilidaddeejecución para evitar esfuerzos elevados bajo la acción de las acciones

losvanoscentralesdelamismaluz,resultandolasolucióncon horizontalestransversales.Losapoyosdelosestribostienenla

lucesde180mcomolamejoralternativa. mismatipologíaquelosdelaspilas1y6.

Lasolucióndefinitivaconsistióenunviaductode850mde Laalturadelapila2esmuyinferioraladelrestodelaspilas
longit ud, con v anos de 5 7, 98, 3 ×1 80 , 98 y 57 m. La zo na princi pales, por lo que b ajo laac cióndel a sa ccio nesh ori zon tales

central,correspondientealosvanosde98y180m,seconstruyó segeneranenellaesfuerzoselevados.Conelfindeevitarestos

medianteavanceenvoladizodesdelas4pilasintermedias.Los esfuerzos,setantearondistintassoluciones:

tramos laterales, constituidos por los vanos extremos más un

voladizode6,5menlosvanosadyacentes,seconstruyeronsobre
cimbrap ort icad a (fig .4 ). • Apoyosuperiormedianteaparatosdeneopreno.Estasolución
Las alturasde las6 pilassonde33,76,166,208,121y54m. exigía un empo tramiento provisi ona l durante cons trucción
Poruna parte, deb ido a lagra nal tur ade lae struc tura, lasa cc ion es y perm ití a reducir much o los esfue rzos en la pila, pero
hori zon taleso riginan e sf uerzo smuy im p ortantes;po ro traparte, te nía como contrap artida un inc remento m uy im portan te de
alserlaspila sdealtur asmuydif erent es,laspilasd eme nor altura loses fuerzo senelrestod ela spilas,yaqu elat otalidadde las
tie nde na resis tir unagr anpa rtedelasa cci ones hor izonta les,lo acc ioneshori zon ta lespa sab aa resisti rse prá cti camentep or las
quehac e queseo rigi nene sfuer zos mu yelevado senellas.Pa ra 3pilasm ásaltas;elin cremen to eraespe cialmenteimpo rta nte
logr arun asol uc iónrazon ablepara loses fuerzose nc adapi lase en lap ila5 .
analiz aron distintas solucione sestr uct uralesyde co nexi ónc on • Di sen˜ o de la pila 2 con doble tabique. Esta solución permi-
eltablerop aracada unadelas pilas. tíaredu cir de form a imp ortant elosesfu erzo slongitud inales,
Debido a su altu ra, l as pila s situadas en el centro del valle per omante nía unari gideztransv ers alelevada, produciéndose
deben tene r un a rigide z e levad a, especi alm en te en l a fa se de esfue rzosimpo rtan tessob reunasecci ónquete níapocacapa-
constr ucción , en la que su funcio namiento es c om o m éns ula cidadpara resistirlos.H ayqu ete nerenc uen taqu e,deb idoa
libre,porloq ues ep roye cta ronensecciónca jón empo tradasen lalon gitud yalacurvatura del viadu cto ,lasacc iones longitu -
eltab lero .D ebid o alalongitud de lviaduc to,las pilasextrem as di nales(ac ci on es reológica s,v ientoysi smo )origina nenlas
(1 y 6) tie nen apo y os de neop reno -teflón de sliz antes guiados pilas2 y5esfuerz ostransver salesel ev ados.

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E1 P1 P2 P3 P4 P5 P6 E2
460
440 410.90 Qc
420 Qta
400
Qc
380
354.90
on336400 Jsp Qc Qc Qc 347.40 Jsp
ci320
a
ev300 278.40
El280 254.90 Manantial Jst
260 Qta de agua
Jst
240
Qal
220 186.90
200 Jss Jss
180
160
Perfil geotécnico
Qc Depositos de talud
Reciente Qta depositos coluvial
(Q) Qal Depositos aluvial
Tamán Jst Lutitas calcáreas y calizas arcillosas
Jurásico
superior Pimienta Jsp Calizas con intercalaciones de lutita
(Js)
Santiago Jss Calizas duras y sanas
Figura5. Perfilgeotécnico.

• Seccióncajónoptimizandolasrigidecesdelaspilas.Estefue 4. Disen˜oestructural

eldisen˜ofinalmenteadoptado.Consisteendisen˜arlas4pilas

principalesempotradasaltablero,conseccionescajónvaria- 4.1. Pilas

bleenlas2direcciones,optimizandolasleyesdevariaciónde

laseccióntransversalencadaunadelaspilasparaencontrar Porsualtura,laspilassonloselementosmássingularesdel

unas rigideces relativas adecuadas que garanticen una cola- viaducto y los que requirieron un mayor esfuerzo de disen˜o.

boración óptima de las pilas más bajas (pilas 2 y 5). Esta Como se ha indicado anteriormente, son de sección cajón. El

optimización se buscó tanto en el funcionamiento global de hormigónempleadoentodaslaspilasfueunHA-35.

laestructuracomoenlascuantíasdearmaduraqueresultan En la zona central, las pilas 2 a 5 están empotradas en el

entodaslaspilasenlasdistintassecciones. tablero, teniendo en coronación una sección de 9,2 por 8,0m

y un espesor de tabiques de 0,6m los frontales y de 0,5m los

laterales,siendotodaslasdimensionesvariablesconlaaltura.

3. Geologíaygeotecnia Lasdimensionesdelapilas3y4aumentanconuntaludde

1/50entransversaly1/75enlongitudinal,alcanzandoenlapila

Elcan˜óndelríoSanMarcosestáenclavadoenunaformación 4, de 208m de altura, una dimensión en la base de 17,53 por

caliza perteneciente al Jurásico superior. En la parte inferior 13,55m(fig.6).

aparecelafaciesSantiago,formadaporcalizassanas;sobreesta Lasdimensionesdelaspilas2y5aumentanconuntaludde

se encuentra la facies Tamán, formada por lutitas calcáreas y 1/50entransversaly1/150enlongitudinalparaflexibilizarsu

calizasarcillosas,yenlapartealtaaparecelafaciesPimienta, comportamientofrenteaaccioneslongitudinales,talycomose

formadaporcalizasconintercalacionesdelutita.Engeneralla haexplicadoanteriormente(fig.7).

rocapresentaunaestratificacióndecimétrica(fig.5). Enelencajedelasformasdelaspilastambiénsetuvopre-

Enprofundidadlarocaestásemifracturada,apareciendofrac- sente su comportamiento frente a sismo, ya que no se quiso

turadayconunamayoralteraciónenlos7a12msuperficiales; recurrirautilizarlaductilidaddelaspilasparareducirlasaccio-

ensuperficieapareceunsueloresidualarcillosoconunespesor nes sísmicas. Los motivos fueron varios: no parecía operativo

de1a2m. asumirlaformaciónderótulasplásticasduranteunsismoy,por

En algunas zonas existen depósitos de talud formados por consiguiente,asumirunasreparacionesenunaspilasconunas

suelosresidualesconespesoresmáximosde10m.Enellecho alturasdemásde100m.Ademásexistíanseriasdudasdecómo

delríoexisteundepósitoaluvialformadoporbolosyarenascon secomportaríaunarótulaplásticaenelarranquedeunapilacon

unespesoraproximadode10m. las dimensiones como las existentes en el viaducto. Gracias a

Lasladeraspresentanfuertespendientesmediasdelordende laalturadelaspilasyalestudiodelasformasdeestas,secon-
◦ ◦
los30 enelladoMéxicoDFy45 enelladoTuxpan,existiendo siguió que la subestructura se comportara siempre en el rango

una pared casi vertical de 40m de altura en la base de dicha elásticofrentealaaccióndesismosinnecesidaddeelementos

ladera. adicionalesparaaislarsísmicamentelaspilas(amortiguadores,

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9,20 8,00
1 1 1 1

50 50 75 75
Avance de P.K.
0,71
3 3
2 2
8. 8.
20 20 55
3,
1
1,02
17,53
Sección A-A
Arranque de pila
205.50 205.50
7,50
A A A A

Sección Sección Encepado de 34 x 34 m
transversal longitudinal
Figura6. Formasdelapila4.

etc.).Conesteplanteamientosereduceelriesgodereparaciones presentaba en el encofrado, o la rigidización de los tabiques

eintervencionesestructuralestraslaaccióndeunsismo. mediantediafragmasonervioshorizontales,quesedesecharon

El espesor de los tabiques está condicionado por el pandeo pordificultadconstructiva.

local de las caras (abolladura), llegando a ser de 1,0m en el

arranquedelapila4.Paraeldimensionamientodelespesordelos 4.2. Estribos

tabiquessesiguieronloscriteriosAASTHO[1],segúnloscuales

la capacidad resistente a compresión del tabique de una pila Latipologíadeestribosdisen˜adaesdeestriboscerrados.El

rectangularhuecasedebepenalizarparaesbeltecestransversales estribo1 tiene una altura de 15m y presenta aletas en vuelta

deltabiquemayoresde1/15.Enestecasolaesbeltezselimitó paralelasalosbordesdelacalzada(fig.8).

a1/16paraquenosevierapenalizadaenexcesosucapacidad. Elestribo2esescalonado,conunaalturamáximade12m.Al

Para evitar el pandeo local de los tabiques, en el proyecto se estarsituadoamedialadera,susaletassonsingulares,yaquela

estudiaronotrasalternativas,comolareduccióndelalongitud delladoderechoesunaaletaenvueltaqueseprolongamediante

libre de inestabilidad mediante la realización de un diafragma unmurodetierrareforzadade43mdelongitud,mientrasque

transversal,soluciónquesedesechóporlascomplicacionesque por el borde izquierdo solo existe una prolongación del muro

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9,20
8,00
Avance de P.K.
0,58
0,73
1 1 1 1
8
8
50 50 150 150 8,
1 1
1 1
6, 6,
7 7 11,85
Sección A-A
A A A A

358.50
Zapata de 24 x 23 m
3,50
12,25 9,02
Sección transversal Sección longitudinal

Figura7. Formasdelapila2.

11,00
A 05 86
5, 4,
1 1
439.00
22,00 10,00
Alzado frontal Alzado A

Figura8. Formasdelestribo1.

6,50 43,50
Muro de suelo reforzado
1
9
11,
392.00
21,20 8,00 Pedraplen
Alzado frontal Alzado muro

Figura9. Formasdelestribo2.

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18,70
Dovela13 a,2rr0anque 4,75 9,20 4,75
B A
5,20%
0,28
0
5 2
1,2 0,
0
10,0 9,75
25 25 A
1, 7,40 1,
Sección B-B
B
Sección A-A
Figura10. Detalledelaconexiónentreeltableroylapila.

frontalcontraeldesmonteynoesnecesariaunaaletaenvuelta Elanchodeltableroaniveldecalzadaesmayordelohabi-

(fig.9). tualparalasolucióndecajónúnicosinelementosderigidización

transversal,porloqueenelproyectoserealizóunanálisiscom-

4.3. Cimentaciones parativoentrelasecciónsinrigidizarylautilizacióndenervios

transversales.Seconcluyóquelasoluciónsinvigastransversa-

Lascimentacionesdelosestribosydelaspilas,salvolapila leserafactibletantodesdeelpuntodevistadelcomportamiento

4,sondirectasenlaroca. estructuralcomodesdeelpuntodevistadelascuantíasdearma-

Laspilas1y6estáncimentadasenelestratodecalizasfractu- durapasiva,porloquefuelasoluciónelegidadadaslasventajas

radasconintercalacionesdelutitaconunatensióncobaricéntrica constructivasquepresenta.
admis ible en ELS de 6k g/c m2. L as pila s 2, 3 y 5, correspon- Unanálisi sdet alladodelaflexióntransversalproducidapor

dientesalosvanosprincipales,estáncimentadasenelestratode losvehículospesadosmedianteelementosfinitospermitióuna

calizassemifracturadasconunatensióncobaricéntricaadmisi- optimizacióndelosdistintosespesores,dejandolascuantíasen
bleenE LSde10kg/cm2 .La sma yoresdi mensioneslasp resenta 0,63m3 de h orm igó n por m etro cuadra do de ta ble ro para las
lap ila 5,co n una sdimen sion esenpla ntade26×2 2m y3,5m zona s de ca nto consta nte 3,60m , y 1,13m 3 d e horm igón por

decanto.ElhormigóndetodaslaszapatasesHA-25. cada metro cuadrado de tablero como media en los vanos de

Enlaubicacióndelacimentacióndelapila4afloralaroca cantovariableentre3,60y10,0m.Deestemodoseconsiguió

fracturadaenunacuartapartedelasuperficie,mientrasqueen optimizar el peso propio del tablero y, por lo tanto, mejorar el

elrestoapareceelaluvialformadoporarenasybolosconuna comportamientogeneraldelpuentefrentealasflexioneslongi-

profundidadmáximade20m.Seproyectóunacimentaciónpro- tudinalesyreducirlaaccióndelsismo.

fundamediante64pilotesde1,5mdediámetro,conunencepado Enlaconexiónentrelacoronacióndelaspilasyeltablero,
de34 ×34mde la doy7,5 m de ca nto máximo .El hor migónde en pro lo ngación d e las ca ras frontal y d orsa l de la s p ilas, se

lospilotesesHA-25,yeldelencepado,HA-30. proyectarontabiquesinclinadosparamejorarlatransmisiónde

esfuerzos entre dichas caras y las losas superior e inferior del

4.4. Tablero tablero(fig.10).

En los vanos principales el pretensado del tablero se sitúa

EltableroesdehormigónHA-40,conseccióncajóndecanto en las losas superior e inferior, por lo que para evitar roturas

variableconunanchoaniveldecalzadade18,7m,siendocon- delaslosasporerroresdeejecución(quiebrosenlasvainasen

tinuo en todos sus 850m de longitud. El canto máximo es de lasjuntasdeconstrucción)enlos60cmadyacentesalasjuntas

10m sobre pilas 2 a 5 y mínimo de 3,6m en centros de vano, entredovelassehandispuestohorquillasjuntoalasvainasque

convariaciónparabólicadelintradós.Laanchuradelcajónesde cosenlosposiblesdesgarrosdelalosa[2].Adicionalmente,en

9,2m,conunosvoladizosenlalosasuperiorde4,75m.Laelec- losextremosdelasdovelasdecierredecentrodevanosehan

ción de un canto generoso para las secciones sobre pila en los proyectadorigidizadorestransversalesparaayudararesistirlos

tramosejecutadosenvoladizo(L/18)resultóenunareducción posiblesesfuerzoslocalesqueseproduciríanenlalosainferior,

delascuantíasdepretensadolongitudinalyarmadurapasivade comoconsecuenciadeunquiebroporunaposiblediferenciade

cortanteeneltablero.Estasproporcionessobrepilanopenali- cotaentrelosextremosdelosvoladizosaunir.

zaronlalíneageneraldeltablero,yaque,dadaslasdimensiones El pretensado superior de la zona ejecutada por avance en

delviaducto,noseapreciaelincrementodecanto. voladizo tiene el esquema habitual de los puentes de avance

Lasalmastienenespesorconstantede0,5m,ylalosainfe- envoladizoenelcualcadaparejadedovelassetesanconuna

rior, canto variable entre 0,30m y 1,25m, para ajustarse a las familiatendonesdepostesado(enestecaso4tendones).Estos

necesidadesdelacabezadecompresiónenlazonademomentos tendonesestánenlalosasuperiorytienenuntrazadoenplantaen

negativossobrepila. elquediscurrenrectoshastalazonaenlaquesedebenanclar,

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Pretensado de voladizos
4 × 13 × 19 Ø 0,6" + 4 × 5 x 15 Ø 0,6''
Pretensado de voladizos
4 × 13 × 19 Ø 0,6" + 4 × 5 x 15 Ø 0,6''
Pretensado de ALMAS
2 × 6 × 19 Ø 0,6"
E1
P1
P2
PTE. –5.800%
P3
Pretensado de continuidad
2 × 6 × 19 Ø 0,6" Pretensado de continuidad
4 × 3 × 19 Ø 0,6" +
4 × 5 × 15 Ø 0,6" +
Figura11. Esquemageneraldelpretensado.

en la que se acercan a las cartelas de las almas donde la losa mexicana para definir la sobrecarga del vehículo pesado y las

tienemayoresespesoresysepuedenanclarenelfrentedecada accionesdesismoyviento.

dovela (fig. 11). Como singularidad se puede destacar que las

primeras3parejasdedovelasdelostramosenvoladizoseeje- 5.1.2. Accióndelviento
cutansin p retensar ,de forma que el tendón sup eriormá sc orto La acciónd ev ientonoestabasuficientementedefinidaenla
tieneu na longitudsu fic ientep arac ol aborare nelELU defl exión norma tivade ca rreteras ,p orloqu esecompletóc on:
tenie ndo encuenta eldecala jede laleyde mo m entos .T ambién

hayquedestacarquecadafamiliadetendonessetesósolodesde • «ManualdeDisen˜odeObrasCiviles.Disen˜oporviento»,de
un e xtre mo (dor sal o fron tal) y d e f orma alte rn a co n las otras laComis ión Federa lde Elect ricidadd eMéxic o.
fam ilias.Al tesarde sd eunextr em od eform aaltern adas epr orra- • Re gistro de huracan es de la entida d americana: National
tearonen ca dala dodel vo ladizola sp érdida sdeprete ns adodel Oceanic and Atmospher icA dm inistrat ion(NOAA) .
extrem o p asivo . Se des cartó el tesa do por 2 ex tremos por que • Variosen sayo seneltúnel deviento.
nomejor aelefe cto delpreten sa doenla sse cc ionescríti casque

se sitúan cerca del centro de cada tendón sobre pila; de este
Enelanteproyectohabíaestudioslocalesdelvientoquedefi-

modoseoptimizaronlosrecursosyeltiempodelaoperaciónde
nían una velocidad de viento muy baja, por lo que tras revisar

tesado.
elregistrodehuracanesdelaNOAA,setomócomovelocidad
Elpretensadoinferioresrectoenplantayseanclaenelfondo de disen˜o (ve locidad m áxi ma a 10m de altur a en u n terreno

delcajónmediantecun˜asqueofrecenlasalidadeltendónala
abierto con algunas obstrucciones para un periodo de retorno

parteinternadelcajón.Encadasecciónenlaqueseanclanlos de200 an˜os )de160 km/h.Estavel ocida de sequiva len teauna

tendones inferiores se dispone un rigidizador transversal en la
velocidaddereferenciadelaIAP98de27m/s.

losa inferior para evitar que la losa deba resistir las flexiones

localesqueproduceeldesvíodelpretensado.
5.1.3. Acciónsísmica

En los vanos extremos, ejecutados sobre cimbra, el preten-
La acción sísmica se definió por un espectro definido por

sadodiscurreporlasalmasconuntrazadoparabólicoyporla
la SCT de forma específica para el viaducto. En este espectro

tablainferiorconuntrazadorecto.Debidoaquelarelaciónde
la aceleración de pico es de 0,36g. Debido a que la estructura

luces está muy condicionada por la forma del valle, los vanos
tieneunosmodosfundamentalesconunperiodoalto(3,4senel

extremosnoestánmuyproporcionadosdesdeelpuntodevista
sentidolongitudinaly5,3senelsentidotransversal),laacción

estructural. Esto provoca que en las secciones sobre pilas 1 y
queafectaalasubestructuraestáentre0,10y0,15g.

6 se producen momentos de signo negativo y positivo, lo que

hacenecesarioquelaaccióntotaldelpretensadoenestasección
5.2. Ensayosdeviento
quede centrada. Para lograrlo se prolongó el pretensado infe-

riorrectodelvanoextremoyseaprovechócomopretensadode
Debido a diversos factores —la importancia de la estruc-
continuidadconeltramoejecutadoenvoladizo.
tura, las especiales condiciones topográficas, a que la acción

del viento era la que dimensionaba las pilas y para com-

5. Proyecto probar la posible aparición de fenómenos de inestabilidad

aerodinámica—, se consideró necesario tener el mejor cono-

5.1. DefinicióndeaccionesyNormativa cimientoposibledelarespuestadelaestructurafrentealviento.

Paraalcanzaresteobjetivoserealizarondiversosensayosenel

5.1.1. Normativageneral túnel de viento: ensayos seccionales, de arrastre de vehículos,

La estructura se proyectó siguiendo las especificaciones de delcomportamientodelvientoanivelcomarcalydelcomporta-

AASHTO LRFD 2004, complementándola con la normativa mientodelaestructuraenconstrucción.Nosecreyónecesario

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10 D.ArribasMazarracínetal./HormigónyAcero2015;66(275):1–21

Figura13. Estudiodelvientosobrelosvehículoscirculandosobreeltablero.

5.2.2. Empujesobrevehículos

A200mdealturalavelocidaddelvientopuedesuperarcon

frecuencia la velocidad a la que los vehículos, especialmente

los camiones, pueden tener problemas para circular. Por esta

razón se realizó un ensayo seccional en túnel de viento para

analizarelcomportamientodeloscamionessobreeltablerocon

viento transversal y para comprobar la eficacia de una barrera

antiviento.Enelensayosemodelizóuncamióncirculandosobre

eltableroconlabarreratipoNewJerseyyconlaincorporación

deunabarreraantiviento,similaralautilizadaenelviaductode

Millau(fig.13).

Del ensayo se obtuvo que la colocación de la barrera anti-

viento proporcionaba una reducción en el momento de vuelco
Figura12. Ensayodevientoseccionaldelapila4.
delcam ióndel22%,r educ ciónquen oe sm uysignifi ca tiva,ya

quelapresenciadebarrerastipoNewJerseyproduceunapan-

ensayarelpuentecompletoensituaciónfinal,yaquenoesuna tallamiento importante que reduce el problema del arrastre de

estructurasusceptibledepresentarfenómenosaeroelásticos. vehículos.Alavistadelosresultadosdelensayoyalnoexistir

Losensayosseccionalesserealizaroneneltúneldevientodel enMéxicoprecedentesdecolocacióndebarrerasantiviento,se

InstitutoIgnaciodaRivadelaEscueladeIngenierosAeronáu- tomóladecisióndenoinstalarbarrerasdeestetipo.

ticosdelaUPM[3],ylosensayosglobales,eneldelaempresa

ForceTechnology,enDinamarca[4,5].
5.2.3. Comportamientodelvientoenelámbitocomarcal

Debido a la especial ubicación y condiciones topográficas

5.2.1. Comportamientoseccional en el entorno del viaducto, se realizó un ensayo para conocer

Paraladeterminacióndelcoeficientedearrastredeltablero el comportamiento del viento en dicho entorno. El ensayo se

serealizaron2ensayosseccionalesconlasseccionesdecanto realizósobreunamaquetaaescala1:1.500delemplazamiento

máximo y de canto mínimo, obteniéndose un coeficiente de del viaducto representando el entorno en un radio de 4,5km

arrastre medio de 1,6, un 3% inferior al obtenido de la apli- (fig.14).

cacióndelEurocódigo1[6]ydelaIAP98[7],queera1,64y Elensayoconsistióenmedirlas3componentesdelavelo-

bastante inferior al valor indicado por la normativa mexicana cidad del viento y la turbulencia en 22 puntos del espacio

[8](2,0).Enelcálculoseadoptódeformaconservadoraelvalor correspondientes a las pilas y tablero, para distintas direccio-

1,7. nes del viento geostrófico (a gran altura); el ensayo se realizó

Paraladeterminacióndelcoeficientedearrastreenlaspilas sinincluirlaestructuraypara12direccionesdelviento.

seanalizaronvariosmodeloseneltúneldeviento.Seobtuvie- Enelensayosepudocomprobarqueparacasitodaslasdirec-

roncoeficientesdearrastreysustentaciónmediosparadistintas cionesdelvientogeostróficoelvalleproducíaunencauzamiento

direccionesdevientotantodeunmodelodelapila4completa delvientoenladirecciónmediadelcan˜ón,porloquelasvelo-

comoparaunasecciónrepresentativadelapartealtadeestapila. cidades máximas del viento local se producían con un ángulo
◦
En ambos modelos se obtuvieron coeficientes de arrastre pró- deincidenciadeunos60 respectodelaperpendicularmediaal

ximosa1,54,valorligeramenteinferioral1,60indicadoporla tablero.

normativamexicanadecarreterasquefueelfinalmenteadoptado Lasespecialescondicionestopográficasdelemplazamiento,

(fig.12). conlaexistenciadeunvalleconmeandrosyladerasconfuertes

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