SEGUIMIENTO Y CONTROL GEOMÉTRICO DE UN VIADUCTO EMPUJADO
Resumen:
En las obras de ferrocarril y mas concretamente en las líneas del AVE, los trazados son lo mas rectilíneos y uniformes posibles, dadas las altas velocidades a las que se circula hoy en día. Es por ello que en estas líneas se construyan numerosos viaductos, para poder salvar la orografía de las distintas zonas por las que discurren. Un método muy empleado es el de los viaductos empujados, que consiste en fabricar el tablero (por dovelas) en el inicio del estribo, e ir empujándolo con unos potentes gatos, haciéndolo pasar sobre las pilas hasta alcanzar al otro estribo.
El objetivo de este articulo, es el de exponer de una forma genérica, los procedimientos topográficos realizados para el seguimiento del control geométrico de un viaducto empujado, durante todo su proceso de empuje. Concretamente se trata del viaducto del Guareña, de la línea de alta velocidad Madrid-Galicia, subtramo Villafranca de Duero-Coreses, en la provincia de Zamora.
1. GEOMETRÍA DEL VIADUCTO
Las características geométricas principales del viaducto son las siguientes:
Tablero
- Longitud 390 m
- Luces 45 m + 5 x 60 m + 45 m
- Plataforma Doble Vía de FFCC = 14.00 m
- Esquema Estático Viga continua de canto constante 4.50 m
- Tipología Cajón Unicelular de Hormigón Postesado
- Sustentación Apoyos tipo POT
Pilas
- Tipo Sección circular de 3,00 m de diámetro con capitel
- Altura de pilas Variable entre 5.95 y 13.778 m
- Cimentación Profunda mediante pilotes de 1.80 m de diámetro
Estribos
- Tipo Cerrados con aleta en Vuelta
- Punto fijo Estribo 2
- Cimentacion Profunda mediante pilotes de 1.80 m
- Proceso constructivo Empuje desde Estribo 2
- Esribo 1 pk-306+170 y Estribo 2 pk-306+560
En cuanto al trazado:
En planta, transcurre por una circunferencia de R= -35.000, en alzado por una rampa en el sentido del empuje del 0.1352 %, a excepción de los primeros 33.66 m. que transcurre por un acuerdo vertical de KV=60.000.
2. METODOLOGÍA EMPLEADA EN EL CONTROL DEL EMPUJE
Un tablero empujado consiste en la fabricación del mismo en el parque de dovelas, situado tras el estribo y después ir empujándolo hacia delante (mediante la acción de unos gatos), deslizándose sobre los apoyos colocados en las pilas, hasta contactar con el otro estribo y obtener la posición definitiva del tablero.
Para el control del empuje del viaducto, se realizó como comprobación inicial, la del replanteo del molde o encofrado de las dovelas a ejecutar, comprobando de esta forma que su emplazamiento tanto en planta, como en cota es la correcta según datos del proyecto de ejecución del viaducto, así como, las dimensiones internas de la misma.
Figura 1
Esquema puntos de control del molde-encofrado de la dovela.
Foto 1.Encofrado de la dovela.
De la misma forma y antes de iniciar el empuje se comprobó el emplazamiento del pescante (nariz) que sirve de estructura de apoyo y guía de los empujes.
Placa de puntería para control del guiado
Foto 2. Situación de partida del empuje del viaducto
Una vez comprobada que la posición de origen es la correcta, ya estamos en condiciones de comenzar a hormigonar y posteriormente empujar la primera dovela.
En la siguiente fase de comprobación, una vez hormigonada la dovela, se controlan tres puntos (ptos.de origen), uno en el eje, sobre una chapa troquelada que se embute en el principio de cada dovela y los otros dos por los extremos, a continuación, es cuando se empuja la dovela fabricada y los nuevos puntos de control son los tres de la punta y de nuevo, los tres de origen, así durante todas las dovelas ejecutadas (figura 2). En estos puntos se toman sus coordenadas x,y,z y se analizan respecto al eje del trazado, obteniendo el pk, las desviaciones laterales, y el incremento de cota de dichos puntos respecto a los teóricos (figura 3). En el apartado de cálculos y resultados, se presentan los resultados más significativos obtenidos durante todo el proceso de empuje y de la situación final.
Figura 2.Esquema puntos de control.
Figura 3 .Ejemplo de listado del control después del empuje en origen y en punta (sobre el eje).
Foto 3-4. Gato de empuje bajo pescante en origen y gato lateral con el que se corrigen desviaciones laterales.
3. MÉTODO DE OBSERVACIÓN .BASES DE REFERENCIA
Para la realización de las distintas observaciones, se implantaron en campo tres hitos tipo IGN con centrado forzoso, que nos garantice la estabilidad de los mismos durante toda la obra. Estos hitos fueron observados por triangulación y enlazados a las bases de replanteo general de obra más próximas, también se le dieron cotas de nivel.
Foto 5. Estación total TCRA 1201 sobre pilar de observación.
Una vez estacionado se orienta el aparato al otro hito de referencia, donde se coloca el prisma también con basada de centrado forzoso, a continuación se realizan las lecturas al prisma colocado en la punta de la primera dovela y en el eje de la misma.
Foto 6. Prisma en centro de dovela para el seguimiento
Una vez realizadas las medidas, la estación total en la que previamente se le ha introducido el trazado, nos determinara el desplazamiento lateral, y en cota del punto de control, lo que nos dará una idea in situ de los errores de deriva cometidos en el empuje. Posteriormente se realiza un levantamiento de todas las dovelas anteriores y se analizan, en planta y alzado, llevando de esta forma un control global del emplazamiento de todo el tablero después de cada empuje.
Foto 8. Tablero al completo terminado de empujar
Foto 9-10. Vista lateral del tablero durante un empuje y del pescante a punto de conectar con el estribo final.
Foto 11. Vista del pescante una vez terminado de empujar todo el viaducto.
Como control auxiliar también se realizaron lecturas de comprobación de verticalidad de las pilas, a medida que se empujaba el viaducto, con la finalidad de detectar posibles movimientos en las mismas. Para realizar este control, se colocaron unas pegatinas (dianas) reflectantes en los dinteles de las pilas , realizando lecturas a las mismas y comprobando que su pk y distancia al eje son las esperadas para este tipo de casos.
Foto 12. Capitel de pila donde se colocan las pegatinas.
4. INSTRUMENTOS EMPLEADOS
Para la realización de los trabajos mencionados se emplearon, los siguientes instrumentos:
- Estación total motorizada TCRA 1201 de Leica, de 3cc de precisión angular y de 1mm+-1ppm para las distancias.
Esta estación total está dotada del sistema de puntería coaxial automática (directa al centro exacto del prisma)
5. VALORACIÓN
5.1 RESULTADOS OBTENIDOS
Una vez terminado de empujar el viaducto al completo, llegamos a los siguientes resultados:
En el resto del tablero como se puede observar en los listados que se adjuntan en el apartado de cálculos y resultados, la mayor diferencia en planta es de 92 mm en el pk.306+285 y de 71 mm en alzado en el pk. 306+324.
Como se puede observar, las diferencias no son apreciables para este tipo de trabajos, lo que no supondrá ningún tipo de problemas para el posterior encaje de la vía, tanto en planta como en alzado, en los trabajos de superestructura.
De la misma forma del control de la verticalidad de las pilas, se detectaron en el mayor de los casos diferencias de 3 mm, lo que supone movimientos despreciables.
5.2 CONCLUSIONES
A la vista de los resultados obtenidos de la comprobación, se puede observar que la desviación de la punta es minima, del orden del cm. mientras que en el origen es de unos 4 cms. y por el centro algo mayor, esto se traduce en que durante la fabricación de las dovelas estas no reproducen fielmente un arco de circulo de R=-35.000, si no una poligonal de lados sucesivos en la que poco a poco los posibles errores en la unión de unas dovelas con otras se va acumulando, y es por ello que al final lo que tenemos es una poligonal que intenta ajustarse lo mas posible a la trayectoria de R=-35000 proyectada, pero no llega a ser un arco de circulo perfecto.
6. CÁLCULOS Y RESULTADOS
A continuación se presentan algunos de los listados y gráficos generados durante el proceso de control del empuje del tablero del viaducto.
7. PLANO DE PLANTA, ALZADO Y PROCESO CONSTRUCTIVO
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