ES2426154A2 - Conjunto de tablero y pila de viaducto - Google Patents

Abstract

Conjunto de tablero y pila de viaducto, en el que una primera porción de pila de viaducto está unida monolíticamente a una primera porción de tablero de viaducto; una segunda porción de pila de viaducto está unida monolíticamente a una segunda porción de tablero de viaducto; una porción intermedia de pila está interpuesta monolíticamente entre dichas porciones primera y segunda de pila; existiendo además una separación entre las porciones primera y segunda de tablero que forma una junta de dilatación de tablero.

Description

Conjunto de tablero y pila de viaducto.

Objeto de la invención

La presente invención se refiere al sector técnico de la construcción de viaductos y, preferentemente aunque no necesariamente, a la construcción de viaductos de uso ferroviario.

Antecedentes de la invención

Es conocido tender puentes para dar continuidad a una vía salvando depresiones del terreno sobre el que se extiende dicha vía. En el contexto del presente documento, un viaducto es un tipo particular de puente, que da continuidad a una vía férrea o carretera.

Un viaducto está formado básicamente por un tablero que es el viaducto propiamente dicho, pilas que soportan el tablero en el seno de la depresión, y estribos que soportan el tablero en la transición entre el viaducto y el terreno y que dan continuidad a la vía.

Los tableros de viaducto están frecuentemente sometidos a de cargas de tipo reológico, dinámico y térmico. Para minimizar los efectos negativos de dichas cargas es habitual interrumpir la superficie del tablero por medio de juntas de dilatación.

De acuerdo con el estado de la técnica, cada una de dichas juntas de dilatación divide transversalmente el tablero en dos porciones separadas por un espacio, y está dispuesta en una región en la que el tablero se apoya sobre una pila. Asimismo, cada junta de dilatación comprende un primer y un segundo conjuntos de apoyo, estando cada uno de dichos conjuntos de apoyo destinado a soportar una porción correspondiente del tablero.

Aunque las juntas de dilatación ayudan a disipar las cargas que aparecen en el tablero (al permitir desplazamientos relativos de las diferentes porciones de tablero), dichas juntas no están exentas de desventajas. De hecho, los conjuntos de apoyo de las juntas de dilatación son dispositivos cuyo mantenimiento implica costes elevados.

Por ello, en la técnica existe una creciente tendencia a construir los llamados viaductos integrales, es decir, viaductos que no disponen de juntas de dilatación en el tablero, ni de juntas de unión entre el tablero y el estribo. Además, en este tipo de viaductos, el tablero, las pilas, y los estribos están unidos monolíticamente.

Asimismo, existen otros viaductos en los que sólo el tablero y las pilas están unidos monolíticamente y que están provistos de juntas de unión convencionales entre el tablero y el estribo. Son los llamados viaductos semi-integrales.

En los viaductos integrales, la ausencia de juntas de dilatación, provoca que las cargas reológicas, dinámicas y térmicas induzcan desplazamientos horizontales de los estribos del viaducto. Por ello, los estribos de viaductos integrales comprenden, habitualmente, tabiques flexibles que están unidos al tablero y cuyo dimensionamiento es compatible con dichos desplazamientos. Por otro lado, dichos tabiques tienen su porción inferior hincada en el suelo y están unidos monolíticamente por su extremo superior al tablero, de modo que trasmiten las cargas verticales al terreno.

No obstante, por razones de seguridad, es necesario evitar un desplazamiento excesivo de los estribos de viaductos integrales. Así, en España, la “Guía para la Concepción de Puentes Integrales en Carreteras y Autopistas”, limita los desplazamientos máximos previsibles en los estribos a 30 mm, lo que conduce a una longitud máxima admisible del viaducto integral de 100 m.

En muchos proyectos, y en especial los ferroviarios, los viaductos deben tener una longitud mayor, por lo que en ocasiones se descarta construir este tipo de viaductos a pesar de sus ventajas.

Existe, por tanto, una necesidad en la técnica de construir viaductos cuya longitud sea mayor de 100 m pero que carezcan de juntas de dilatación costosas de mantener.

Por otro lado, la construcción de viaductos de uso ferroviario plantea dificultades técnicas adicionales, puesto que en este tipo de viaductos las cargas reológicas, dinámicas y térmicas no sólo afectan al tablero, sino también a los carriles ferroviarios.

Dichas cargas pueden estar causadas por múltiples factores, siendo especialmente importantes en este caso, las cargas debidas a cambios bruscos en la velocidad de un vehículo ferroviario que circula sobre ellas. De hecho, si no se proveen medios de disipación adecuados, dichas cargas pueden adquirir la suficiente magnitud como para dañar seriamente los carriles ferroviarios.

Asimismo, los carriles ferroviarios de alta velocidad deben cumplir, habitualmente, unos requisitos en materia de cargas particularmente exigentes.

La construcción de vías ferroviarias de alta velocidad está experimentando actualmente un incremento importante, especialmente en países como China y España, por lo que dentro del sector existe la necesidad específica de construir viaductos cuyo diseño aborde específicamente las cuestiones anteriormente planteadas.

Una solución conocida en el estado de la técnica consiste en proveer a los carriles ferroviarios de una pluralidad de juntas de dilatación, espaciadas unas con respecto a las otras.

No obstante, al igual que las juntas de dilatación del tablero de viaducto, las juntas de dilatación de los carriles ferroviarios son dispositivos complejos, cuya instalación y mantenimiento implican unos costes elevados.

Además, la distancia entre las juntas de dilatación de un carril en un viaducto ferroviario depende de la longitud de dilatación de dicho viaducto (es decir, de la distancia que existe entre un punto dilatable del tablero de viaducto y el punto fijo de dicho tablero de viaducto más alejado de éste). De hecho, por cuestiones de seguridad, si la longitud de dilatación del viaducto ferroviario excede de un determinado valor, es necesario proveer al carril de una junta de dilatación. Así, por ejemplo, la normativa de “Instrucción de acciones a considerar en puentes de ferrocarril (IAPF)” del Ministerio de Fomento, en su apartado 2.5, indica que “para colocar un carril soldado sin aparatos de dilatación, la longitud de dilatación no excederá de 60 m en el caso de puentes metálicos con vía sobre balasto, ni de 90 m en el caso de puentes de hormigón o mixtos con vía sobre balasto”.

De este modo, para evitar colocar juntas en los carriles ferroviarios es necesario limitar la longitud de dilatación de los viaductos.

Por último, la existencia de juntas de dilatación crea discontinuidades en los carriles ferroviarios, induciendo dichas discontinuidades movimientos de “traqueteo” sobre los vehículos que circulan sobre dichos carriles. Estos movimientos de traqueteo son siempre indeseables y, en el caso de trenes de alta velocidad, pueden llegar a ser incluso inaceptables.

Explicación de la invención

En vista de lo anterior, un primer objeto de la presente invención consiste en proporcionar un dispositivo novedoso, distinto de los conocidos en el estado de la técnica, que contrarreste los efectos de las cargas reológicas, dinámicas y térmicas generadas ocasionalmente sobre los carriles de un viaducto y, simultáneamente, haga posible construir viaductos de más de 100 metros.

Asimismo, un segundo objeto de la invención consiste en proporcionar un dispositivo que haga posible construir viaductos ferroviarios en los que los carriles ferroviarios no deban estar necesariamente provistos de juntas de dilatación. Para ello, el dispositivo de la invención limita la longitud de dilatación de dichos viaductos y hace posible mantenerla dentro de los límites máximos permitidos.

Más en particular, el dispositivo de la invención consiste en una pila de viaducto destinada a soportar, al menos parcialmente, un tablero (tramo horizontal) de viaducto. Este conjunto de pila y tablero de viaducto según la invención está unido monolíticamente entre sí, por lo que está destinado a utilizarse en la construcción de viaductos de tipo integral o semi-integral.

El conjunto de pila y tablero de viaducto de acuerdo con la invención comprende, al menos:

-

una primera porción de pila de viaducto, dispuesta verticalmente sobre una cimentación de pila de viaducto, y unida monolíticamente por su tramo superior a una primera porción de tablero de viaducto (en otras palabras, dicha primera porción de pila y dicha primera porción de tablero forman una sola pieza);

-

una segunda porción de pila de viaducto, dispuesta verticalmente sobre la cimentación de la pila de viaducto, y unida monolíticamente por su tramo superior a una segunda porción de tablero de viaducto;

-

una porción intermedia de pila, la cual está interpuesta entre la primera porción de pila y la segunda porción de pila, y que está unida monolíticamente a dichas porciones;

-

existiendo además una separación entre la primera porción de tablero y la segunda porción de tablero, que forma una junta de dilatación de tablero; siendo la anchura de dicha junta de dilatación, similar a la de la porción intermedia de pila.

Podrá apreciarse que dicha junta de dilatación, a diferencia de las conocidas dentro del estado de la técnica carece de conjuntos de apoyo y no necesita, sustancialmente, someterse periódicamente a tareas de mantenimiento.

Asimismo, la configuración específica de los conjuntos de pila y tablero de viaducto según la invención hace posible que, a pesar de que el tablero de viaducto está dividido en porciones de menor longitud (de manera que los extremos de dichas porciones pueden rotar y disipar parcialmente las cargas reológicas, dinámicas y térmicas originadas en dicho tablero), las distintas porciones, tanto de tablero, como de pila, son monolíticos entre sí.

Dicha configuración específica de los conjuntos de pila y tablero de viaducto limita, además, la longitud de dilatación de dichos viaductos y hace posible, por tanto, instalar carriles sobre la parte superior del tablero sin necesidad de proveer a dichos carriles de juntas de dilatación.

Asimismo, la configuración específica de los conjuntos de pila y tablero de viaducto según la invención también permite reducir los desplazamientos de los estribos de un viaducto integral o semi-integral, por lo que dichas pilas según la invención permiten construir viaductos de más de 100 metros, compuestos por una pluralidad de tramos integrales, cuyos estribos tengan un desplazamiento esperado menor que el máximo permitido en España.

Independientemente de la longitud del puente, la interposición uno o varios conjuntos de pila y tablero de viaducto de acuerdo con la invención hace posible reducir sustancialmente los desplazamientos previstos de los estribos sin necesidad de colocar juntas de dilatación en los carriles.

Breve descripción de los dibujos

Éstas y otras características y ventajas de la invención se pondrán de manifiesto a partir de la siguiente descripción detallada de la invención, dada solamente a modo de ejemplo no limitativo, con referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:

La figura 1 muestra una vista esquemática en alzado lateral de un viaducto provisto de un conjunto de pila y tablero de viaducto, según la presente invención;

La figura 2 muestra una vista en perspectiva, parcialmente despiezada, de un conjunto de pila y tablero de viaducto, según la presente invención; y

La figura 3 muestra una vista esquemática en alzado lateral de un viaducto completo provisto de conjuntos de pila y tablero de viaducto, según la presente invención.

Descripción detallada de una realización de la invención

En las figuras 1 y 2 se muestra una primera realización de un conjunto de pila y tablero de viaducto de acuerdo con la invención que comprende una primera porción 1a de pila de viaducto, que está unida monolíticamente por su tramo superior a una primera porción 2a de tablero de viaducto. Una segunda porción 1b de pila de viaducto, está unida monolíticamente, a su vez, por su tramo superior a una segunda porción 2b de tablero de viaducto.

Asimismo, una porción intermedia 1c de pila está interpuesta entre la primera porción 1a de pila y la segunda porción 1b de pila, estando además unida monolíticamente a dichas porciones 1a y 1b y teniendo, en la presente realización, una altura menor que las mismas. De este modo, la parte superior de la pila tiene forma de “diapasón”.

La separación 3a separa la primera porción 2a de tablero de la segunda porción 2b de tablero y transcurre transversalmente a lo largo de la pila hasta el extremo superior de la porción intermedia 1c de pila. Asimismo, en la presente realización, están provistos unos rebajes 4a y 4b que transcurren de forma paralela a dicha separación 3a.

Por otro lado, en esta primera realización dicho conjunto de pila y tablero de viaducto está hecho de hormigón armado. No obstante, la presente invención también contempla el uso de otros materiales como: el hormigón pretensado, acero, así como el uso conjunto de hormigón y acero, y/o materiales compuestos.

En la figura 3 se muestra esquemáticamente un viaducto formado por dos tramos integrales T1 y T2 de viaducto, provisto de un conjunto P de pila y tablero de viaducto. En esta realización, cada tramo integral T1, T2 tiene una longitud próxima a 100 m y está unido, por uno de sus extremos, a un estribo E1, E2, correspondiente.

Por otro lado, el área marcada con una circunferencia en la figura 3 se muestra más en detalle en las figuras 1 y 2.

La realización de la invención aquí descrita se ha dado exclusivamente a modo de ejemplo explicativo y no limitativo. Para el experto en la técnica serán evidentes otras realizaciones y modificaciones incluidas dentro del alcance de la invención, según se define en las reivindicaciones adjuntas.

Así, por ejemplo, en otra realización de la invención la separación 3a de la pila puede estar rellena de un material no estructural como espuma o porexpán.

Claims (5)

1. REIVINDICACIONES

   1.-Conjunto de pila y tablero de viaducto que comprende, al menos:

   -

   una primera porción (1a) de pila de viaducto, dispuesta verticalmente sobre una cimentación de pila de viaducto, y unida monolíticamente por su tramo superior a una primera porción de tablero (2a) de viaducto; -una segunda porción (1b) de pila de viaducto, dispuesta verticalmente sobre la cimentación de la pila de viaducto, y

   unida monolíticamente por su tramo superior a una segunda porción (2b) de tablero de viaducto;

   -

   una porción intermedia (1c) de pila, la cual está interpuesta entre la primera porción (1a) de pila y la segunda porción (1b) de pila, y que está unida monolíticamente a dichas porciones; -existiendo además una separación (3a) entre la primera porción (2a) de tablero y la segunda porción (2b) de

   tablero, que forma una junta de dilatación de tablero.
2. 2.-Conjunto de pila y tablero de viaducto según la reivindicación 1, caracterizado porque dichas pila y tablero son de hormigón armado. 3.-Conjunto de pila y tablero de viaducto según la reivindicación 1, caracterizado porque dichas pila y tablero son de

   hormigón pretensado.
3. 4.-Conjunto de pila y tablero de viaducto según la reivindicación 1, caracterizado porque dichas pila y tablero son de acero. 5.-Conjunto de pila y tablero de viaducto según la reivindicación 1, caracterizado porque dichas pila y tablero son de

   tipo mixto hormigón y/o acero.
4. 6.-Conjunto de pila y tablero de viaducto según la reivindicación 1, caracterizado porque dichas pila y tablero son de material compuesto. 7.-Conjunto de pila y tablero de viaducto según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque

   la separación (3a) de la pila está rellena de un material no estructural.
5. 8.-Conjunto de pila y tablero de viaducto según la reivindicación 7, caracterizado porque el material de relleno, no estructural, es espuma o porexpán. 9.-Viaducto caracterizado porque está provisto de al menos un conjunto de pila y tablero de viaducto según

   cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8. 10.-Viaducto según la reivindicación 9, caracterizado porque está destinado a uso ferroviario. 11.-Uso de al menos un conjunto de pila y tablero de viaducto según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en un

   viaducto. 12.-Uso según la reivindicación 11, caracterizado porque el viaducto está destinado a uso ferroviario.