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Viaducto del río Tajo

LAV Madrid-Extremadura-frontera portuguesa

Relevante infraestructura caracterizada por la compleja construcción de un gran arco central de hormigón de 324 metros de luz.

Proceso constructivo del viaducto
  • Una vez terminado, representará uno de los viaductos de mayor luz del mundo en la tipología de arco para uso ferroviario de alta velocidad
  • En su construcción se han empleado hormigones de alta resistencia
  • Superará en longitud de luz al Viaducto de Contreras, de 261 metros, actualmente record de España en puentes ferroviarios de arco de hormigón
  • Tiene una longitud de 1.488 metros
  • Cuenta con una distribución de luces armoniosa en los 26 vanos que componen el viaducto
 

En la LAV Madrid-Extremadura, subtramo Cañaveral - Embalse de Alcántara (Talayuela-Cáceres), se ha proyectado un gran viaducto de 1488 m., que salva el río Tajo, en una zona de especial ensanchamiento por la influencia del embalse de Alcántara, gracias a un esbelto arco central de 324 metros de luz, con una altura sobre el nivel medio del río superior a 90 m. La construcción del viaducto proyectado responde a los condicionantes medioambientales contemplados en la Declaración de Impacto Ambiental (DIA), de forma que el arco se apoya fuera del embalse evitando así disponer pilas sobre el río.

Estas magnitudes y características peculiares le convertirán, una vez terminado, en uno de los de mayor luz del mundo en su tipología de arco para uso ferroviario de alta velocidad.

En la red de alta velocidad española ya se han construido varios viaductos aplicando técnicas constructivas similares. En la actualidad, el viaducto de Contreras ostenta el récord de España en puentes ferroviarios de arco de hormigón, con un arco central de 261 metros de luz, detrás le sigue el viaducto del Ulla con 168 m. Una vez finalizada, esta infraestructura superará a ambos no sólo en longitud de luz sino también en la complejidad constructiva del arco. A medida que la distancia entre vanos (luz) aumenta, la dificultad del proceso de construcción también se incrementa, convirtiéndose en un importante reto de ingeniería civil.

El tramo Cañaveral-Embalse de Alcántara tiene una longitud de 6,5 km y discurre por los municipios cacereños de Cañaveral y Garrovillas de Alconétar.

Infografía del viaducto completo
  • Infografía del viaducto completo
 

Características:

El viaducto tiene una longitud de 1.488 m, y cuenta con una distribución de luces armoniosa y adecuada de los 26 vanos que conforman este viaducto. El trazado del viaducto presenta una primera parte sobre una curva de gran amplitud y el resto queda inscrito en una recta.

La distribución de luces viene influenciada por el paso sobre el río Tajo. El tablero sobre el arco se divide en 6 vanos de 54 metros que apoyan en él. Los vanos de acceso son de 60 metros intercalándose entre ellos dos vanos de transición de 57 metros a cada lado del arranque del arco. Se consigue así una distribución equilibrada para los 26 vanos del viaducto

Infografía relación de los vanos del arco
  • Infografía relación de los vanos del arco
 

El elemento más emblemático de este viaducto es el arco proyectado de 324 m de luz entre apoyos, elevándose sobre sus cimentaciones a una altura superior a 70 m y sobre el nivel medio del embalse a una altura superior a 90 m.

El arco está compuesto por una sección rectangular achaflanada, hueca, tipo cajón, de canto variable. En su arranque tiene un canto de 4 metros y una anchura de 12 m. En la clave, la sección se reduce hasta un canto de 3,5 m y 6 m de ancho.

El tablero permite alojar la plataforma de la doble vía de alta velocidad. El ancho inferior del cajón es de 5 m, mientras que en la parte superior presenta una anchura de 6,5 m, y se dota de voladizos laterales que completan la anchura total de la sección hasta los 14 m.

Las pilas se construyen con altura variable para adaptarse al perfil del terreno, superándose los 72 metros en la zona más cercana al cruce del río. Todas las pilas constan de un único fuste de sección cajón hueca, excepto en su cabecero donde la sección se maciza para recibir las cargas transmitidas por el tablero.

Vista del lado norte del viaducto del Tajo
  • Vista del lado norte del viaducto del Tajo
 

Proceso constructivo

Un aspecto a destacar en la construcción de este viaducto es la necesidad de emplear hormigones de alta resistencia. Tanto para la ejecución del arco como para la parte del tablero, situada sobre el mismo, se ha previsto la utilización de un hormigón de 700 Kg/cm2 de resistencia. 

El proceso constructivo de este gran viaducto se inicia con la ejecución de las cimentaciones. Todas ellas se resuelven mediante grandes zapatas directas sobre el sustrato rocoso para repartir las considerables cargas que han de soportar.

Además, en las zonas afectadas por el arco, el terreno se mejora mediante inyecciones con lechada de cemento para rellenar las posibles fracturas existentes en el macizo rocoso y así minimizar las posibles deformaciones y asientos. Para esta mejora del terreno, es preciso realizar más de 7.000 m de perforación en el macizo rocoso

Dentro del proceso de ejecución de las cimentaciones destacamos la envergadura de los trabajos llevados a cabo para construir las dos cimentaciones de arranque del arco (plintos) situadas en ambas orillas del río Tajo. En el apoyo sur, dada la fuerte inclinación que presenta la ladera y las singulares características geotécnicas del terreno ha sido necesario realizar una excavación por fases de más de 35 m de altura, aplicando medidas de sostenimiento de los taludes en roca, para evitar el descalce de la ladera.

Ejecución del plinto norte
  • Ejecución del plinto norte
 

Información Multimedia

 

Las cimentaciones de los plintos de arranque del arco tienen unas dimensiones de 23 m de ancho por 23 m de largo. El volumen total de hormigón utilizado para la ejecución de estos dos plintos ha sido superior a 13.000 m3

También es reseñable, la ejecución de las zapatas de las pilas de retenida, para compensar los grandes esfuerzos de tiro a los que se someten durante la construcción del arco, se realiza un proceso previo de anclaje de las mismas al terreno. Para ello, se ejecutan un total de 4.862 m. de anclajes distribuidos en 221 unidades con una fuerza de tesado de 160 Tn por anclaje.

Ejecución de las zapatas de retenida del viaducto
  • Ejecución de las zapatas de retenida del viaducto
 

La construcción del tablero se realiza vano a vano por medio de una cimbra autolanzable de tipología superior, con una longitud total de 115 metros y un peso de 800 toneladas, que está capacitada para realizar vanos de hasta 60 metros de luz.

Construcción del tablero
  • Construcción del tablero
 

En una primera fase se ejecutan los once vanos de aproximación del lado norte, desde el estribo 1 hasta la pila 11 situada sobre el plinto de arranque del arco. En una segunda fase, una vez trasladada la autocimbra al estribo 2, se realizan los nueve vanos de aproximación al arco del lado sur.

La construcción del arco se realiza utilizando el método de avance en voladizos sucesivos, mediante carro de avance con dovelas de hormigón de 4 metros. Para su ejecución resulta necesario disponer de un complejo sistema de atirantamiento que sustenta cada uno de los semiarcos formados por 46 dovelas hasta la construcción de la dovela central de cierre.

Proceso constructivo del semiarco
  • Proceso constructivo del semiarco
 

Para la sustentación de cada semirarco se disponen quince parejas de tirantes a razón de un par de tirantes cada tres dovelas en un proceso donde podemos distinguir dos fases. En la primera, se ejecutan las veinte primeras dovelas sustentadas mediante seis parejas de tirantes de acero, ancladas al fuste de la pila, situada sobre el arranque del arco. En una segunda fase, se ejecutan las dovelas restantes de cada semiarco, desde la veintiuno hasta la cuarenta y seis. Estas dovelas se sostienen mediante nueve parejas de tirantes desde una torre metálica provisional de 53 metros de altura, levantada sobre el tablero del puente que, a esta altura del proceso constructivo, ya habrá llegado hasta este punto.

Proceso  de construcción del viaducto
  • Proceso de construcción del viaducto
 

Con el arco terminado se construyen las 5 pilas situadas sobre el mismo para a continuación acometer la ejecución del tablero mediante el uso de dos autocimbras similares a la empleada en los vanos de acceso.

Por tanto, los medios auxiliares que se requieren para la construcción del arco son: dos torres metálicas colocadas sobre el tablero, a la altura de las pilas extremas del arco, un carro de hormigonado para cada semiarco, un sistema de tirantes de acero que soporta el semiarco construido anclándose en la parte superior de la pila y en la torre, otro sistema de tirantes que soporta la pila y la torre anclándose en las cimentaciones de las pilas adyacentes y, finalmente, un sistema de anclajes provisionales al terreno para sujetar las zapatas de las pilas adyacentes. 

Esquema proceso constructivo con medios auxiliares
  • Esquema proceso constructivo
 

Curiosidades

En el proceso de mejora del terreno, previo a la ejecución del arco central, se requieren más de 300.000 litros de lechada inyectada a presión en los más de 7.000 metros de perforación necesarios en el macizo rocoso

Para controlar la construcción de una estructura evolutiva y compleja como ésta se ha previsto un sistema de instrumentación que permite verificar en cada momento el comportamiento de la estructura. El sistema utiliza dos equipos de adquisición, tratamiento y transmisión de datos situados a cada lado del arco a los que se conectan un total de 113 sensores.

Para la construcción del arco se emplearán cuatro grúas-torre, dos de ellas de más de 140 m de altura.

Esquema del sistema de instrumentación y verificación del comportamiento de la estructura
  • Esquema del sistema de instrumentación y verificación del comportamiento de la estructura
 
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