VIADUCTO MARTÍN GIL

- DATOS TÉCNICOS DE LA OBRA -

ÍNDICE DE ESTA SECCIÓN:

1. ASPECTOS GENERALES

El puente está situado en la provincia de Zamora, en el punto kilométrico 23,043 de la línea de Zamora a La Coruña, entre las estaciones de Andavías y Carbajales de Alba, a unos 4.300 metros de la primera.

Cruza sobre el río Esla en la zona del embalse de Ricobayo y soporta una sola vía. La línea no está electrificada y su trazado sobre el viaducto se desarrolla en recta en su parte central, con transiciones hacia ambos extremos para pasar a curvas a la izquierda de 700 y 1.000 m de radio, entrada y salida respectivamente. La visibilidad desde los extremos es de tipo medio, tanto hacia Zamora como hacia La Coruña y la velocidad de itinerario en el puente es de 105 km/h, sin limitación alguna al paso de las circulaciones.

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2. PLANOS

Alzado, planta y perfil de los diferentes elementos del viaducto:

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3. DATOS ESTRUCTURALES

El viaducto tiene un desarrollo total, entre extremos de acompañamientos, de 480,91 m y una altura máxima de rasante sobre el fondo del embalse de 110 m. Está proyectado para doble vía y el replanteo en planta de su eje longitudinal se adapta al trazado de la línea, acompañando para ello la posición de los apoyos extremos de la obra al trazado en curva de aquélla tanto a la entrada como a la salida. La disposición en planta, que determina las dimensiones de las pilas correspondientes a la traza en curva, se ajusta analíticamente para cumplir con la condición de ejes normales a las curvas de la traza y sus paramentos correspondientes normales a las cuerdas que unen las aristas de una pila y la contigua. Los arcos de la traza son parabólicos, de ecuación y = x3 : 6 R P; siendo R = 399,622 m y P = 60.

Está formado por un total de trece tramos. El principal, que corresponde en la numeración global al tramo octavo y que salva el cauce, es un arco con una luz total a ejes de 209 m en la coronación de cimientos, y flecha de 64,75 m. Sus tímpanos son aligerados, a base de palizadas y tablero superior.
Este arco principal queda encuadrado por las pilas-estribos y los viaductos de acceso; éstos están constituidos por cinco arcos de medio punto de 22,00 m de luz libre y dos tramos rectos de 7,60 m para el viaducto de entrada, lado Zamora; y por tres arcos y dos tramos rectos de las mismas luces para el viaducto de salida, lado La Coruña. Los tímpanos de estos arcos de los viaductos de acceso son también aligerados, con tablero superior.

En cuanto a los materiales, tanto arcos como tableros son de hormigón armado, si bien en los primeros se emplean, además de redondos, armaduras rígidas a base de perfiles que sirven de autocimbras. Los cimientos son de hormigón y las pilas también de hormigón con paramentos vistos de sillarejo artificial. Los frentes de estribos y muros de acompañamiento se chapan con fábrica de sillería.

3.1. Extremos de la obra: tramos rectos

En el primitivo proyecto del viaducto, y bajo la denominación de estribos, se contemplaba una estructura formada en cada extremo de la obra por dos pequeñas bóvedas de 8,00 m de luz. Sin embargo, la gran cantidad de productos de desmonte procedentes de la explanación, así como las diferencias entre el terreno natural y el supuesto, que no se adaptaba bien con las bóvedas proyectadas, llevó a la sustitución de éstas, en cada extremo, por dos tramos rectos isostáticos de hormigón armado de 7,60 m de luz libre, sustituyéndose también las aletas previstas por muros de acompañamiento. Se corresponden éstos con los tramos I, II y XII, XIII.

· Estribos y pilas

Los cuerpos de estribos de los tramos extremos son rectos, tradicionales, y están chapados en una mampostería careada, con las esquinas resaltadas con aristones de sillarejo artificial de hormigón, que se moldean imitando una labra averrugada. Tienen una anchura entre esquinas de 7,70 m, y unas alturas bajo altares, en su zona central, de 3,40 y 2,20 m, entrada y salida respectivamente, que se reducen hacia los laterales por los derrames de los conos de tierras.

Desde sus esquinas, y para contener la plataforma, arrancan muros en vuelta con el mismo tipo de fábrica vista que los frentes, con longitudes de 10,50 m a la entrada y prácticamente enterrados a la salida. Sus alturas vistas son decrecientes de acuerdo con el talud de los terraplenes, y en coronación están rematados por un voladizo de hormigón armado, cuyo vuelo de 0,575 m soporta la parte correspondiente a los paseos de servicio.

Entre parejas de tramos rectos extremos y entre ellos y los tramos en arco de los viaductos de acceso se disponen pilas de tipo tabique de hormigón con paramentos vistos de sillarejo artificial y esquinas iguales a las antes descritas, resaltadas por aristones de elementos también de hormigón. Estas dos parejas de pilas (nº 1, 2 y 11, 12) no están ataludadas; su anchura es en todos los casos de 7,70 m y tienen espesores que varían de acuerdo con las alturas, con valores referidos al nivel del terreno de 1,88; 2,09; 1,71 y 1,66 m, pilas nº 1, 2, 11 y 12 respectivamente.

Tanto estribos como pilas están dotados por los laterales, en coronación, de elementos guardatesteros que cubren el canto de tableros.

De acuerdo con la Documentación Previa. los cimientos son de hormigón ciclópeo de 150 kg y los alzados de hormigón de 200 kg.

· Tableros

Estos tramos extremos son isostáticos. Los tableros son nervados, de hormigón armado de 350 kg., ejecutados in situ; tienen una luz libre de 7,60 m y entregas sobre altares de apoyo de 0,90 m, lo que significa una luz de cálculo en torno a 8,50 m.

Están constituidos por cuatro nervios, que se corresponderían con cada uno de los hilos de carga previstos ya que la obra se proyectó para doble vía. El canto total de tableros es de 1,00 m y su anchura total a bordes de vuelos es de 8,80 m. Los nervios tienen un espesor de 0,40 m con entrevigados libres, entre costeros interiores de nervios, de 1,48 m, con lo que la separación a ejes de nervios es de 1,88 m. Los voladizos laterales, sobre los que se sustentan los paseos de servicio, son de 1,38 m. El espesor de la losa de compresión, que se funde con los nervios mediante encuentros acartabonados, es de 0,27 m en los entrevigados y los vuelos van decreciendo desde este espesor en los cartabones hasta un valor mínimo de 0,10 m en los bordes.
En las zonas de apoyo los nervios se acartabonan alcanzando un espesor de 0,70 m los dos centrales y de 0,55 m los exteriores ya que en éstos el acartabonado sólo se produce por el costero interior. Y, con respecto a los apoyos, en estos tramos no se distingue ningún elemento de interposición entre nervios y altares.
En cuanto a las juntas, las transversales tienen una abertura que oscila entre 2 y 5 cm, como media; superiormente se disponen cubrejuntas metálicos para evitar la entrada de balasto a su interior. No existen juntas longitudinales.

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3.2. Viaducto de acceso: tramos en arco

Los viaductos de acceso están constituidos por cinco arcos de 22,00 m en el de entrada, y otros tres, de igual luz, en el de salida. Corresponden éstos a los tramos III a VII y IX a XI.

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· Pilas

Las pilas intermedias a estos tramos (nº 3, 4, 5, 6 y 9, 10) tienen alturas, desde enrase con cimientos a arranques de bóvedas, que varían desde 9,70 m como mínimo (pila 3) hasta 38,22 m (pila 6). Las profundidades de las cimentaciones ejecutadas, de hormigón ciclópeo, oscilan entre 1,22 m (pila 10) hasta 6,77 m (pila 5).
Las pilas son huecas, con paramentos de sillarejo artificial resaltándose las esquinas igual que en las anteriores correspondientes a los tramos rectos. El hormigón empleado es de 200 kg.

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Son de forma prismática con sección rectangular y paramentos ataluzados en los dos sentidos. Sus anchuras y espesores a nivel de enrase con cimientos varían para cada pila en función de las alturas; y en cada una de ellas estos valores son decrecientes hasta coronación según los taludes. El talud transversal, en paramentos laterales es de 0,02 (2 horizontal : 100 vertical), mientras que el longitudinal, en paramentos interiores, decrece según valores de 0,05 de abajo a arriba según alturas adquiriendo estos planos una alineación poligonal de aspecto parabólico. Lateralmente se disponen unos regruesados o ensanches de las pilas, en su zona central, de 0,35 m de espesor, que las refuerzan en toda su altura.

A unos 2,00 m bajo nivel de arranques sobresalen unas ménsulas que marcan la altura desde la que comienzan a aligerarse las pilas, siendo la parte superior maciza.

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· Arcos

Los arcos de los viaductos de acceso son de medio punto, de intradós circular de 22,00 m de diámetro. El espesor en la clave es de 1,20 m aumentando hacia arranques en donde se llega a 1,80 m. La dosificación del hormigón de estos arcos es de 350 kg., salvo en zonas de arranques en donde se pasa a 300 kg, con cargas máximas previstas en proyecto de 46,5 kp/cm2.

Las armaduras están formadas por una cerca triangulada a base de dobles angulares de 55 x 55 x 8 mm, con llantas de 80 x 8 en los nudos. Está complementada, además, por otra de 44 Ø de 24 mm; de esta forma, queda contrarrestado no sólo el efecto de las cargas, sino los valores de temperatura, retracción y elasticidad de apoyos, causa -esta última- que es la que produce los efectos más desfavorables sobre los arcos.

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· Tímpanos

Los tímpanos de los arcos de estos viaductos de acceso o tramos de aproximación eran, en el primer proyecto, de paramento continuo con aligeramientos interiores de arcos de 2,00 m. Éstos ofrecen una gran superficie a la acción del viento, lo que, unido a su considerable altura sobre el terreno, provocaría desfavorables e importantes efectos en la base de las pilas y habría generado, también, perjudiciales efectos de torsión sobre los arcos; además, aun con unos aligeramientos, pesarían excesivamente sobre dichos arcos, y, por último, ofrecerían un aspecto macizo que habría desentonado con la ligereza del resto de la estructura, especialmente con la composición de los tímpanos del arco principal.

Por todas estas razones se sustituyeron los tímpanos por pórticos de hormigón armado. La disminución obtenida en la base de las pilas por actuación del viento en los tímpanos, al sustituir la superficie cónica por la de pórticos, es de 19,70 a 12 kg/cm2, y el trabajo de los arcos de 48,6 a 46,5 kg/cm2.

Estos pórticos están formados por líneas de cuatro montantes en sentido transversal, que soportan las vigas largueros. Los montantes se sitúan sobre la vertical de las pilas, con alturas de 9,50 m y secciones rectangulares constantes en altura de 0,90 x 0,40 m, en sentido longitudinal y transversal respectivamente, y con empotramiento rígido de las vigas; y, a la mitad de la luz de los arcos, con montantes de 2,10 m de altura y secciones de 0,60 x 0,40 m en el mismo sentido, y con unión articulada en forma de rótula tipo “Mesneguer” de las vigas. Sobre las claves de los arcos se dispone una junta transversal del tablero, con apoyo a cada lado sobre placas de deslizamiento para permitir los movimientos longitudinales.

Las dimensiones del tablero que conforma el dintel de estos pórticos son las mismas que las ya descritas para los tramos rectos. Únicamente cabe indicar que con esta disposición de pilares de los pórticos las luces libres del tablero en estos viaductos de acceso son de 5,50 m.

· Pilas-estribos

Separando la estructura de los viaductos de acceso de la correspondiente al gran arco central, y encuadrando este, se disponen las pilas-estribos (pilas nº 7 y 8, según la numeración global de pilas de todo el viaducto).
Éstas responden a las mismas características de las pilas de los viaductos de acceso ya descritas. En su coronación se aprisionan eficazmente las vigas longitudinales de los pórticos que forman los tímpanos del arco principal para absorber con así los esfuerzos de frenado. La base de estas pilas-estribos se sitúa sobre la cota de los salmeres del arco central, con lo cual alcanzan una altura sobre éstos de 48,00 m.

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3.3. Tramo principal

Es el tramo que salva el cauce, el VIII, que corresponde al gran arco central, que pasamos a describir a continuación en sus dos partes: arco principal y tímpanos.

· Arco principal

Este espectacular arco se compone de dos partes. La primera es la de arranques, y corresponde a la zona inundable del embalse; ésta va desde cimientos hasta la cota 684,508 m, y se constituye por unos salmeres macizos, con una luz real, a la cota de coronación de cimientos, de 192,40 m y flecha hasta el intradós en la clave de 60,018 m; resultando la luz total de cálculo a la cota 658,534 m de 209,04 m. La parte del arco entre salmeres tiene 172,00 m de luz en la fibra media, y 38,76 m de flecha teórica, con 7,90 m de ancho en clave y 4,50 m de altura o canto, lo que significa una esbeltez de esta sección con respecto a la luz máxima de cálculo de 1/46,45.

La sección de esta segunda parte del arco se halla aligerada por tres huecos longitudinales, presentando dos cordones, superior e inferior, con espesor variable de 0,90 m en el centro del tramo a 1,324 m en el apoyo sobre salmeres, que se unen por tabiques de 0,70 m de espesor. Sus paramentos exteriores presentan un talud de 0,015 que es común a toda la obra principal, por lo que la anchura del arco en arranques es de 9,063 m.

La fibra media del arco corresponde a la ecuación:

V = 38,76 (5 x – 9 x2 + 8 x3 – 4 x4)

en la cual V está en unidades absolutas, y x es la relación de la abcisa a la luz, fibra media que es, muy aproximadamente, la funicular de cargas fijas.

Los materiales empleados son cimientos de hormigón ciclópeo de 200 kg; salmeres, hormigón de 325 kg y arco, hormigón de 400 kg.

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El sistema constructivo definitivamente adoptado para el arco se ajustó a la solución propuesta por Eduardo Torroja, consistente en la disposición de una cercha metálica, constituyendo, en cierto modo, una armadura rígida del hormigón, de tal forma que, a medida que fuera colocándose éste sobre la cercha, fueran formándose cordones de refuerzo que, trabajando conjuntamente con la cercha, en forma de estructura mixta, dieran en todo momento resistencia suficiente para soportar el nuevo hormigón fresco hasta la terminación total del arco, y cuya estabilidad quedase asegurada mediante un sistema de cables y botones de amarre.

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Esta cercha metálica, cuya directriz se amolda definitivamente a la directriz definitiva del arco, está compuesta por dos cuchillos arriostrados entre sí, tanto superior como inferiormente por medio de montantes y cruces de San Andrés, y cada cuchillo queda constituido por las dos cabezas unidas por diagonales en la forma típica de una viga Warren. Los cuchillos van colocados en los huecos que quedan entre tabique y tabique.

La cabeza superior está formada por dos dobles T, perfil 26, y la cabeza inferior, así como las diagonales, por dos dobles T, perfil 14. Los arriostramientos, tanto el superior como el inferior, entre cuchillo y cuchillo, están constituidos también por montantes de dobles perfiles del 10, y cruces de San Andrés, formadas por simples cuadradillos. Los enlaces de todas las piezas de esta cercha metálica se forman mediante soldadura eléctrica.

Además de la armadura que conforma la cercha se procedió a un armado de la sección del arco con armadura flexible a base de redondos, tanto de los cordones superior e inferior, como de los tabiques y cartabones de enlace.

El plan de hormigonado del arco fue estudiado de forma muy detallada de tal modo que los esfuerzos de las piezas metálicas estuviesen siempre por debajo de unos límites admisibles.

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Otro aspecto interesante e innovador en la construcción de este arco fue la disposición de unos gatos hidráulicos, tanto en arranques como en clave, en la cabeza inferior en una fase intermedia de hormigonado, con objeto de provocar en ésta una compresión que, al mismo tiempo que ponía en carga la cabeza inferior, aliviaba la carga a compresión de la cabeza superior, repartiendo así los esfuerzos entre ambos elementos.

Una vez terminado el hormigonado del arco se introdujo una nueva compresión en clave con los gatos hidráulicos, mayor en la cabeza superior que en la inferior, para igualar, nuevamente, las compresiones.

· Tímpanos

Los tímpanos de la solución propuesta en el primer proyecto consistían en pilas sobre el arco que sostenían bóvedas de hormigón en masa de 11,50 m de luz. Esta solución presentaba la dificultad de establecer en tal estructura juntas de dilatación, y, especialmente, el constituir tímpanos de gran rigidez, con efectos sobre la bóveda principal difíciles de evaluar.

Por ello, la solución adoptada consistió en tímpanos de pórtico de hormigón armado. Comprende la parte de tímpanos en pórtico 82,10 m de longitud a cada lado, configurándose por seis tramos continuos de 12,50 m de luz real, sostenidos por palizadas, con las que se unen los tramos elásticamente en las tres primeras palizadas, mediante articulación en las 4 y 5, y por simple apoyo en la última. Estas diferencias de nudos obedecen a que las primeras palizadas, por su gran altura, son suficientemente flexibles para que los momentos que transmiten al arco sean despreciables, aumentando considerablemente en las demás por su mayor rigidez y por los efectos de dilatación de las vigas largueros.

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Cada palizada está formada por cuatro elementos, uno por apoyo de cada larguero, arriostrados cada 7,02 m de altura. Los elementos verticales exteriores llevan una inclinación para ajustarse la palizada a un talud transversal de 0,033. Los soportes tienen una sección rectangular con dimensiones 0,80 m en sentido transversal y variables en sentido longitudinal de acuerdo con las alturas crecientes: 1,30, 1,10, 1,00, 0,90 y 0,80 m; las riostras de atado tienen un canto de 0,60 m. En coronación, las palizadas tienen una anchura de 6,41 m.
La sección transversal del tablero es de dos vigas para cada vía, unidas por un forjado. La forma de la sección es la misma que la de tableros de los viaductos de acceso, aunque por la mayor luz de estos tramos con respecto a aquellos aumentan sus dimensiones, con un canto total de tablero de 1,80 m y espesor de nervios de 0,60 m. La anchura total de tablero es de 8,70 m.

El resto de los tímpanos, correspondientes a la zona central del arco, con una longitud de 46,50 m, se ha formado por medio de largueros sin armar, perdiendo altura en la curvatura del arco. Entre ambas partes se disponen juntas transversales que se cubren superiormente mediante cubrejuntas metálicos.

3.4. Paseos de servicio

Los paseos de servicio del viaducto se conforman sobre los vuelos de tableros, respetando la disposición de juntas de la estructura. En su parte superior están rematados por dos bordillos, exterior e interior, hormigonados conjuntamente con los voladizos, constituyéndose un cajeado para canaletas para tendido de cables, de 0,40 y 0,45 m de anchura, lados derecho e izquierdo respectivamente, que se cierran superiormente mediante tapas. La caja de la vía enrecintada entre los bordillos interiores de paseos tiene una anchura de 7,31 m sobre el arco principal, y de 7,41 m sobre los viaductos de acceso; y las zonas correspondientes a paseos, entre cara interior de bordillo de guarda y borde de voladizo tienen 0,72 y 0,67 m de anchura, lados derecho e izquierdo respectivamente.

Además, sobre las pilas-estribos que delimitan el arco principal (pilas 7 y 8) se configuran unos balconcillos que aumentan la anchura disponible de paseos.

En la línea de bordillos exteriores se levantan las barandillas ejecutadas en hormigón armado, formadas por montantes de 0,93 m de altura modulados a 2,25 m de separación tipificada, con sección cuadrangular de 80 mm. Dichos montantes se unen por dos elementos horizontales, uno a media altura y un pasamanos, también cuadrangulares de 75 mm. Los nudos entre elementos y arranques de montantes quedan regruesados para rigidizar las barandillas.

El espacio disponible para el tránsito peatonal, dado que se tiene una sola vía para el viaducto proyectado para doble vía, es superior al que conforman estrictamente los paseos. Así, los gálibos disponibles, variables por el trazado de la vía sobre el viaducto, pasan de 3,25 y 3,50 m a la entrada, derecha e izquierda respectivamente, a 4,60 y 2,12 m a la salida en el mismo sentido. En los balconcillos sobre pilas estribos, estos gálibos aumentan por los sobreanchos disponibles.

La canaleta del lado derecho alberga una línea de alta tensión de RENFE, a 15.000 v; y la izquierda se aprovecha para un tendido de fibra óptica. Sobre ambas canaletas se disponen carriles a todo lo largo para afianzar las tapas de éstas.

4. MATERIAL DE VÍA

La vía está formada por carriles de 54 kg/m, AHV del año '72, con traviesas RS, de la casa Precón – Venta de Baños del año 1972, y sujeciones P2. La caja de la vía se delimita, como antes se indicaba, por los bordillos interiores correspondientes a los paseos, que cumplen la función de muretes de guarda.

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La banqueta de balasto tiene un espesor que es variable en sentido longitudinal a lo largo del viaducto para ajustar la rasante de la vía, variando también transversalmente de acuerdo con el peralte. Los valores de esta banqueta, tomados sobre el nivel de tapas de paseos, son derecha e izquierda respectivamente: 0,58 y 0,44 m a la entrada; variables entre 0,43 y 0,34 m en la zona central sin peralte de vía; y 0,51 y 0,85 m a la salida.

5. ENTORNO

El Viaducto Martín Gil se encuadra dentro de un área constituida por un conjunto de metasedimentosfundamentalmente pizarrosos y cuarcíticos del Paleozoico Inferior.

Más en detalle, la litología es de metasedimentos pizarrosos, esquistosos, cuarcíticos y, en ocasiones calcáreos tectonizados, por lo que los problemas litológicos pueden presentarse debido a la inestabilidad manifiesta de los materiales por planos de discontinuidad (esquistosidad, diaclasas, fallas, etc.).

La morfología general del área es fundamentalmente plana, si bien la zona de ubicación concreta de la obra está condicionada por el cauce del río Esla, formando el embalse de Ricobayo a esta altura. Se pueden destacar algunos resaltes del terreno producidos por las capas duras de cuarcitas y, más restringidamente, calizas y areniscas sobre los materiales mucho más blandos pizarrosos y esquistosos. La estabilidad del área está condicionada por la alternancia de capas duras y blandas con posibilidad de despegues y descalces, aun con pendientes relativamente suaves. Nos encontramos, en general, en una zona estable bajo condiciones naturales, aunque se debe tener en cuenta que bajo la acción del hombre pueden surgir inestabilidades, sobre todo debido a la excavación de taludes importantes.

Desde el punto de vista hidrológico, los materiales son impermeables en su conjunto; dado que los suelos que soportan son arcillo-limosos, el drenaje interno será muy escaso, solamente posible por los planos de diaclasa o fracturación, y dificultado por el relleno de los mismos por elementos arcillosos. No obstante, la escorrentía superficial, en general muy activa, hace que el área en conjunto pueda considerarse favorable, conforme a las laderas del embalse en las que se sitúa la obra.

En cuanto a las características mecánico-resistentes, se puede señalar que el área presenta una capacidad de carga alta y asientos nulos, aunque por efecto de la meteorización pueden llegar a producirse suelos arcillosos con características resistentes mucho peores y con posibilidad de asientos. Asimismo, dado el grado de fracturación de la zona y la pizarrosidad existente, es de prever la existencia de zonas débiles relativamente frecuentes. En todo caso, las cimentaciones del viaducto apoyan sobre crestones verticales de cuarcitas, sin ningún problema de asientos.

Las temperaturas medias anuales en la zona, desde 1931, se sitúan en torno a los 9º C. La pluviometría media anual para el mismo período es de 400 mm, con previsiones para un período de retorno de 10 años de 25 mm en una hora y de 60 mm al día.

Finalmente, el puente se encuentra ubicado en una zona con aceleración sísmica básica inferior a 0,04 g, de acuerdo con la Norma de Construcción Sismorresistente NCSE-94.

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