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Viaducto sobre el río Almonte

LAV Madrid-Extremadura-frontera portuguesa

La singularidad de este viaducto viene marcada por la construcción de un elegante arco central de 384 m

  • Se convertirá en el de mayor luz del mundo en su tipología de puente arco para uso ferroviario
  • Dadas las dimensiones del arco central se hizo necesario realizar estudios aeroelásticos de la estructura tanto en la fase constructiva, como cuando esté en servicio
  • En las proximidades se está construyendo el Viaducto sobre el río Tajo, que pasará a ocupar el segundo puesto al disponer de un arco de luz de 324 m
  • Para la ejecución del arco se ha empleado hormigón autocompactante de 800 kg/cm2 de resistencia a compresión
  • Esta infraestructura tiene en su haber importantes premios como el ACI's 2018 Excelence in Concrete Construction Awards
  • Tiene una longitud de 996 metros
 

El subtramo Embalse de Alcántara-Garrovillas tiene una longitud de 6,3 km y discurre por los municipios cacereños de Garrovillas de Alconétar y Santiago del Campo.

Presenta una longitud de 996 m y ha sido diseñado con un vano central de tipo arco, de 384 m, que se convertirá, una vez concluido, en el puente con arco de alta velocidad de mayor luz del mundo, en la tipología de arco para uso ferroviario de alta velocidad. Por sus características y dimensiones, el viaducto sobre el río Almonte se convertirá en una referencia de la Alta Velocidad en España.

El diseño del viaducto ha estado condicionado por la anchura del obstáculo a salvar, la inviabilidad de disponer pilas en el cauce, la necesidad de respetar la Declaración de Impacto Ambiental (DIA), y la integraciónen el entorno.

Situación del arco central en construcción a junio de 2015
  • Situación del arco central en construcción a junio de 2015
 

La singularidad de esta infraestructura reside en la construcción del vano central, tipo arco, de 384 metros. Dada la gran complejidad técnica que implica la ejecución de un arco con tantos metros de luz, superando en más de 100 metros la de otros viaductos ya construidos en la red de alta velocidad española, -el record lo ostenta actualmente el viaducto de Contreras con 261 metros-, se han realizado estudios y ensayos aeroelásticos de la estructura, tanto en la fase constructiva, como en servicio. Eso incluye, por un lado, el comportamiento de los perfiles empleados en tablero, pilas y arco, y por otro lado, la respuesta de la estructura frente a diferentes velocidades y direcciones de viento durante la construcción del puente y durante su vida en servicio.

Por otra parte, en este mismo subtramo se han proyectado también otros tres viaductos: uno sobre el arroyo de Santa Ana, de 251 m de longitud, y otros dos sobre los arroyos de Villaluengo y Cagancha, de 431 m cada uno. En cuanto al cruce de la calzada romana de la Vía de la Plata se ha resuelto por medio de un paso superior, en coordinación con la Dirección General de Patrimonio Cultural de la Junta de Extremadura.

Vista desde abajo de las obras de construcción del viaducto
  • Vista desde abajo de las obras de construcción del viaducto
 

Reconocimiento internacional

Esta infraestructura tiene en su haber importantes premios de reconocido prestigio. Recientemente, ha recibido en Estados Unidos el Primer premio en ACI's 2018 Excellence in Concrete Construction Awards. Durante este año, ha obtenido además el Accésit del premio Outstanding Structure de la Association for Bridge and Structural Engineering (IABSE) y la Mención Especial en FIB Awards for Outstanding Concrete Structures. En años anteriores, la Medalla Gustav Lindenthal, que otorga anualmente el Comité Ejecutivo de la International Bridge Conference (IBC) en reconocimiento a una ejecución destacada en materia de ingeniería de puentes; el Accésit a la mejor obra en la categoría de puentes, concedido por la Asociación Española de Ingeniería Estructural (ACHE), y el reconocimiento otorgado por la ENR como Mejor Proyecto Global en la categoría de Puente/Túnel.

Vista desde abajo del arco central
  • Vista desde abajo del arco central
 

Características generales:

El resultado de la fase de diseño ha sido un viaducto tipo arco cuya semejanza en los vanos genera una imagen estéticamente equilibrada, armoniosa y ordenada

La construcción del subtramo Embalse de Alcántara-Garrovillas salva el río Almonte a su llegada al embalse de Alcántara mediante un gran arco de hormigón con tablero superior de 384 m de luz, con sus cimentaciones situadas en el exterior del embalse.

Este gran arco constituye el elemento principal de un viaducto de 996 m de longitud, que consta de doce vanos de aproximación con luces de 45 m, y otros dos adicionales en los extremos de 36 m. Respecto a la relación arco-tablero, se han planteado luces de 45 en los extremos y 42 m en el resto, separando de forma variable los montantes mediante los que el tablero descansa sobre el arco, lo que supone una división de la luz en nueve intervalos, permitiendo una distribución de las cargas adecuada a lo largo de una estructura curva.

Obras de construcción de viaducto correspondientes al lado sur
  • Obras de construcción del viaducto correspondientes al lado sur
 

Información Multimedia

 

Un aspecto a destacar del viaducto es recurrir en su construcción a hormigones de alta resistencia. Así, para la ejecución del arco se ha previsto la utilización de un hormigón de 800 kg/cm2 de resistencia a compresión, que además tiene la cualidad de ser autocompactante, es decir, no requiere vibrado y se coloca por simple vertido, con lo que se facilita la puesta en obra a gran altura sobre el embalse.

El tablero tiene sección cajón de hormigón pretensado con canto constante de 3,1 m. Su anchura total es de 14 m, para la plataforma de vía doble de 10,1 m de ancho, limitada por dos muretes guardabalasto de 0,2 m de espesor y dos paseos de 1,7 m a cada lado. El ancho inferior del cajón es de 6 m, los voladizos laterales de 3,3 m y los paramentos inclinados tienen una proyección horizontal de 0,7 m. La sección se maciza sobre montantes de arco, pilas y estribos, dejando un hueco para permitir la circulación por el interior del cajón.

Las pilas del viaducto tienen una altura máxima de 65,3 m. Tanto las cimentadas sobre el terreno como las apoyadas en el arco, tienen sección octogonal variable, cuya aerodinámica es beneficiosa en el vano del arco, dada su gran luz. Dicha geometría se mantiene en las pilas de los vanos de acceso para mantener el equilibrio visual del conjunto. Por su parte, los estribos son de hormigón armado, cerrados con aletas en vuelta. Las cimentaciones de arco, pilas de vanos de acceso y estribos se resuelven mediante zapatas sobre el sustrato rocoso.

Obras de construcción del viaducto correspondientes al lado norte (marzo 2015)
  • Obras de construcción del viaducto correspondientes al lado norte (marzo 2015)
 

Proceso constructivo

La separación entre los montantes del arco y entre las pilas de los vanos de acceso es semejante (42 m y 45 m) para poder emplear un tablero con la misma sección en ambas zonas, facilitando la ejecución y la posterior conservación. De este modo, el tablero será una viga hiperestática de sección cajón de canto constante en todo el viaducto, ejecutada in situ.

Las secciones poliédricas dotan al conjunto de un buen comportamiento aerodinámico, y dispone de una innovadora barrera de protección contra la colisión de aves, conformada por cilindros metálicos que, manteniendo su función, optimizan el diseño estructural, reduciendo al 10% las importantes cargas de viento generadas, frente a una pantalla opaca.

El arco, de hormigón de alta resistencia, tiene sección octogonal hueca en sus 210 m centrales, bifurcándose a continuación en dos pies de sección hexagonal irregular hueca hasta sus arranques que se ejecutan con sección maciza, para dotarlo de mayor estabilidad en sentido transversal. Ambos pies se arriostran (Colocar piezas en forma oblicua o diagonal en los rectángulos de una armazón o estructura a fin de asegurarla y darle mayor estabilidad), entre sí en el empotramiento entre la segunda pila (comenzando desde los arranques) y el arco. La sección octogonal tiene un comportamiento aerodinámico adecuado, muy beneficioso en grandes luces como ocurre en la construcción de este viaducto, tal y como ha quedado corroborado a través de los ensayos realizados en el túnel de viento con modelos a escala.

Infografía del proceso constructivo del arco
  • Infografía del proceso constructivo del arco
 

Es decir, el gran arco no es una estructura clásica de configuración plana, sino un arco apoyado sobre cuatro verdaderas patas, en cuatro puntos convenientemente separados entre sí, a fin de hacer frente al empuje del viento y a los fenómenos dinámicos originados por el paso de los trenes a gran velocidad.

Dada la singularidad del puente, y el hecho de superar en más de 100 m la luz del mayor puente arco de hormigón de uso ferroviario de la actualidad, se consideró necesario llevar a cabo un estudio aeroelástico de la estructura (Aeroelasticidad: Ciencia dedicada al estudio de los fenómenos de interacción entre fuerzas aeroelásticas y movimientos de las estructuras), tanto en la fase constructiva, como en pleno funcionamiento. Eso incluye, por un lado, el comportamiento de los perfiles empleados en tablero, pilas y arco, y por otro lado, la respuesta de la estructura frente a diferentes velocidades y direcciones de viento durante la construcción del puente y durante su vida en servicio.

Los medios auxiliares necesarios para la construcción del arco son dos torres metálicas de más de 50 m de altura colocadas sobre 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.

Torre sur de atirantamiento. 500 toneladas de peso y más de 50 metros de altura. Ha sido izada mediante un sistema de elevación con retenida y automatismo sincronizados.
  • Torre sur de atirantamiento. 500 toneladas de peso y más de 50 metros de altura. Ha sido izada mediante un sistema de elevación con retenida y automatismo sincronizados.
 

Puentes de arco de hormigón

Importante reto de ingeniería construir este viaducto diseñado con una luz principal de 384 m, característica que le situará como el puente con arco de alta velocidad de mayor luz del mundo.

Una vez finalizado superará al puente Dashegguan en China, con 336 m. También, y dentro de los de uso ferroviario (aunque no de alta velocidad), superará en más de 100 m al puente, también de hormigón, sobre el lago Froschgrundsee en Alemania, en la línea Núremberg-Erfurt, con 270 m. Puente que actualmente es record mundial de viaducto de hormigón de un solo arco de luz para transporte ferroviario.

En España, el referente más cercano en la actualidad es el viaducto de Contreras, situado entre los límites de las provincias de Cuenca y Valencia, una de las obras emblemáticas de la ingeniería civil española con un arco ferroviario de hormigón de 261metros de luz. Se está construyendo también cerca del embalse de Alcántara el viaducto del río Tajo, dotado con un gran arco central de 324 metros de luz.

Si lo comparamos sólo con puentes de arco de hormigón, fuera del uso ferroviario, se convertirá en el tercero de mayor luz a nivel mundial, sólo superado por el puente Wanxian en China (420 m) y muy cerca del mayor de los puentes localizado entre las islas de Sveti Marko y Krk en Croacia (390 m). Se trata, por tanto, de un enorme reto técnico para la Ingeniería española.

Viaducto de Contreras.
 
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