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Técnicas de construcción de viaductos

Dovelas, una solución prefabricada

Xavier Borràs10/12/2010

10 de diciembre de 2010

La ejecución de grandes viaductos requiere la industrialización de la construcción del tablero: para ello, la utilización de las dovelas prefabricadas se ha revelado como una de las soluciones más eficaces. Proporcionan una solución económica y de alto rendimiento, especialmente competitiva en viaductos de varios kilómetros de longitud.
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Las dovelas suelen pesar entre 50 y 100 toneladas cada una. Foto: Motorman.

Las nuevas infraestructuras de transporte (autovías y ferrocarriles de alta velocidad) requieren la construcción de gran número de viaductos de luces medias y grandes, y cada vez más la construcción de estos viaductos condiciona el plazo de la obra o es un porcentaje importante del presupuesto. Se hace por tanto necesario el desarrollo de sistemas de ejecución de viaductos que permitan resolver la construcción de forma económica y rápida, sin renunciar por ello a la calidad.

En la construcción de los tableros de los viaductos se puede optar por dos posibilidades: la industrialización de tableros construidos in situ o la prefabricación. Aquí vamos a ocuparnos de esta segunda solución.

Construcción con dovelas

El sistema constructivo de dovelas prefabricadas consiste en la división del tablero en elementos obtenidos al cortar éste mediante planos perpendiculares a su eje, en el que cada elemento tiene la sección transversal completa del tablero. Cada uno de estos elementos es una dovela. Usualmente se prefabrican en las cercanías de la obra (suelen pesar entre 50 y 100 toneladas cada una) y se montan con ayuda de cimbras especializadas.

La principal peculiaridad de este método constructivo es que en las juntas entre dovelas no se deja conexión de armadura pasiva, por lo que la continuidad del tablero se consigue únicamente mediante el pretensado, lográndose un montaje de elementos sencillo que permite una gran rapidez de montaje, que da lugar a algunos condicionantes característicos del sistema.

Las juntas entre dovelas pueden hacerse en seco o con una resina epoxi. En las juntas en seco la transmisión de esfuerzos se realiza directamente por el contacto entre los hormigones de los dos elementos adyacentes. En las juntas con resina epoxi, antes del montaje se extiende sobre una de las dos superficies que van a entrar en contacto una capa de resina; al montar las dovelas se aplica entre ambas un pretensado provisional que reparte la resina en toda la superficie, expulsando la sobrante. La resina no se considera colaborante para resistir esfuerzos de corte, utilizándose únicamente para mejorar el contacto entre los elementos y proporcionar impermeabilidad a la junta.

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La construcción viaductos, cada vez de mayor magnitud, hace necesario sistemas de ejecución económicos y rápidos, sin renunciar a la calidad. Foto: Antonio Jiménez.

Fabricación de dovelas

En ambos tipos de junta para conseguir una adecuada transmisión de esfuerzos en los paramentos entre dovelas, es necesario que no haya diferencias de geometría entre las caras de dos elementos adyacentes, por lo que en la fabricación de cada dovela se utiliza como encofrado de una de las caras la dovela que va a estar en contacto con ella, lo que se conoce como “método de la dovela conjugada”.

Existen dos métodos para la fabricación de dovelas por el método de la dovela conjugada: la fabricación en línea larga y en línea corta. Al no existir ningún elemento entre las dovelas, la geometría del tablero que se obtiene en el montaje es la resultante de adosar las dovelas unas a otras, lo que obliga a que estas deban tener una geometría variable para poder construir tableros de geometría arbitraria. La geometría del tablero a construir viene determinada por el trazado del tablero más las deformaciones del mismo durante el montaje.

El método de la línea larga consiste en la ejecución de una cama con la geometría del fondo del tablero que se va ha fabricar, sobre la que se hormigona la totalidad del tablero dovela a dovela con ayuda de un encofrado que se traslada a lo largo del mismo.

En la fabricación en línea corta, la dovela se fabrica en una célula de prefabricación en la que el encofrado está formado por la dovela adyacente (dovela conjugada) en la cara en contacto con la misma, mas un encofrado fijo o máscara para cara de la junta opuesta, mas una mesa regulable para el encofrado inferior, mas encofrados laterales abatibles, que se adaptan a los demás encofrados, mas un encofrado interior retráctil que se introduce a través de la máscara.

La fabricación y montaje de elementos repetitivos permite la industrialización de la construcción mediante la utilización de procedimientos estandarizados de fabricación

En la fabricación en línea corta la geometría de cada dovela se consigue posicionando adecuadamente la dovela conjugada respecto de la máscara y adaptando el resto de los encofrados a la geometría delimitada por ambas.

En resumen, los viaductos de dovelas prefabricadas proporcionan una solución a los problemas planteados en la actualidad en la construcción de viaductos, respondiendo a los condicionantes de velocidad de ejecución, economía, calidad de construcción e independencia del terreno. La fabricación y montaje de elementos repetitivos permite la industrialización de la construcción mediante la utilización de procedimientos estandarizados de fabricación, la aplicación de sistemas de control de calidad, obteniéndose las ventajas derivadas de la prefabricación en una instalación fija y el montaje de los elementos con maquinaria especializada, lo que permite conseguir rendimientos muy superiores a los obtenidos mediante construcción in situ.

Para viaductos de luces medias se utiliza el sistema de dovelas prefabricadas montadas vano a vano. Debido a que en este rango de luces existen otros métodos de construcción industrializada o prefabricada que compiten con él y requieren una menor inversión inicial y menor especialización, su utilización se limita habitualmente a viaductos de varios kilómetros de longitud en los que se obtienen los mejores rendimientos. Para viaductos de grandes luces se utilizan tableros de dovelas prefabricadas montadas por avance en voladizo, siendo el único método industrializado para la construcción de tableros de hormigón de luces superiores a 70 metros. La velocidad de construcción obtenida por este sistema es varias veces superior a la construcción in situ, consiguiéndose además economías importantes.

En el caso de viaductos de autovía con altura media de pilas superior a 50 metros la tipología de tablero único para ambas calzadas proporciona la solución más competitiva. El desarrollo de este sistema constructivo viene limitado por el elevado coste de los equipos de fabricación y montaje que hace que se necesite un gran volumen de obra para su amortización y por la necesidad de disponer de la tecnología de control de la fabricación y montaje necesaria para abordar la construcción con las adecuadas garantías de éxito.

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