El río Júcar imponía unos condicionantes similares a los del Guadalquivir

La empresa madrileña Fhecor, componente junto con la sevillana Ayesa de la UTE encargada de estudiar qué solución técnica (si puente o túnel) es la más conveniente para el cruce del Guadalquivir por la ronda de circunvalación SE-40, ha divulgado ya un proyecto de puente de arco de tablero intermedio para tal fin. Este diseño ya lo aplicó hace años en Alzira (Valencia) porque el río Júcar le imponía unos condicionantes similares a los del Guadalquivir entre Coria y Dos Hermanas.

José María de Villar Luengo, director de ‘José A. Torroja, Oficina Técnica’, publicó un artículo titulado ‘Los arcos con tablero intermedio, una antigua y nueva tipología’, en el que explicó la razón de la aparición de arcos en los puentes, en los siguientes términos:

«Las grandes luces requieren también grandes flechas, y no siempre la relación entre la topografía del terreno y la rasante de la carretera permite situar todo el tablero sobre el arco, apoyándolo sobre montantes comprimidos. De aquí la aparición de arcos que, en toda su longitud o en parte de ella, sobresalen por encima del tablero, que en estas zonas queda colgado de péndolas metálicas.

Cabe pues, en principio, plantear tres tipologías de puente en arco: arcos con
tablero superior, inferior e intermedio, según que el tablero esté todo él sobre el arco,
esté al nivel de los arranques o situado en una posición intermedia.

Los arcos con tablero intermedio son la respuesta tipológica para aquellos
casos en los que, deseándose contar con las conocidas ventajas de una solución
estructural en arco -resistencia por forma, economía de materiales, expresión
visual- existen ciertos condicionantes locales que impiden o desaconsejan el
establecimiento de la solución más tradicional del arco con tablero superior.

El condicionante más importante, a estos efectos, es la altura de la rasante
sobre el terreno, en los puntos donde se prevé la ubicación de los apoyos del arco.
Cuando esta altura es inferior a la flecha requerida por el arco, que en esta
tipología puede estimarse en la cuarta parte de su luz, no son posibles soluciones de
arco con tablero superior, por motivos puramente geométricos.

Otro condicionante es de carácter geotécnico. Cuando las características del
terreno (estratigrafía, capacidad portante…) no son las adecuadas para establecer una
cimentación que transmita el empuje inclinado producido por el arco, sería necesario
atirantarlo para conseguir verticalizar dicho empuje.

La disposición de un tirante entre los apoyos del arco es muchas veces inviable y, en general, no aconsejable ya que constituiría un obstáculo, visible o no, para cualquier tipo de circulación existente bajo el arco (tal como muestra la siguiente figura:

Si el arco es con tablero intermedio, la proximidad del propio tablero a los
apoyos del arco permite integrar el tirante en él, disponiendo unas sencillas células
triangulares, contrapesadas, que equilibran el sistema de fuerzas, obteniéndose el resultado deseado, tal como muestran las siguientes figuras:

(El puente de arco con tablero intermedio ha sido la solución ideada por la consultora Fhecor para el cruce del Guadalquivir, como vimos anteriormente: https://www.manueljesusflorencio.com/2021/11/el-puente-de-la-se-40-tendria-un-perfil-similar-al-de-la-barqueta/

y muestran las siguientes imágenes:

Y continúa José María de Villar Luengo: «Existen también condicionantes de tipo estético, tal es el caso en que se pretende conseguir una visualización completa de la estructura para un observador situado en un entorno próximo-medio-lejano.

Si el arco salva un barranco tortuoso, tipo cañón, excavado por la erosión fluvial en una meseta amplia y plana, la solución habitual de tablero superior quedaría encajada dentro del barranco y oculta a la visión de cualquier observador situado en la planicie. Por el contrario el arco de tablero inferior elevaría la mayor parte de su alzado por encima de la llanura, marcando la existencia del barranco y constituiría un hito singular del paisaje».

EL PRECEDENTE DE ALZIRA

La ciudad de Alzira en Valencia está bordeada por el Este por el río Júcar. El acceso a la misma se realizaba por el Oeste a través de dos puentes. El más antiguo es un puente arco metálico de tablero inferior que constituye uno de los hitos visuales de Alzira desde las márgenes del río.

La realización de un nuevo acceso a la ciudad por el Norte supuso la construcción de un nuevo puente sobre el Júcar, que fue diseñado por Fhecor y ejecutado entre 1998 y 1999.

Los condicionantes básicos para el proyecto del puente fueron los siguientes:

— Hidráulicos: el canto máximo del tablero admitido era de 1.40 metros, para permitir el paso bajo el mismo de la avenida de 500 años, sin tener que sobre elevar más la rasante.

(En el concurso para la solución técnica del paso del Guadalquivir por la SE-40  se exige tener en cuenta las avenidas para periodos de retorno de 50, 100 y 500 años, o las que indique el Organismo de cuenca).

— Constructivos: imposibilidad de situar pilas en el agua para construir los apoyos del puente sin afectar ni comprometer por su construcción las condiciones hidráulicas del río, lo que conllevaba una luz de aproximadamente 90 metros.

(En el caso del Guadalquivir, aunque la Dirección General de Carreteras no prohíbe que se construyan pilas dentro del cauce -en tal caso deberían analizarse situaciones de accidentes por impacto de embarcaciones y diseñarse elementos de protección-, en el Plan de Gestión de la Zona de Especial Conservación del Bajo Guadalquivir se recomienda que proyectos de puentes, viaductos y, en general, de cruces de infraestructuras viarias de nueva construcción y de tendidos eléctricos se diseñen de tal forma que ni sus estribos ni sus apoyos afecten a los cauces fluviales, dejando en sus márgenes una zona libre de cualquier estructura).

–Geotécnicos: la necesidad de efectuar una cimentación profunda, ya que hasta una profundidad de 35 metros aproximadamente no existía un sustrato donde cimentar.

(En el caso de que la alternativa de puente sobre el Guadalquivir sea la seleccionada, al menos se realizarán:

-Un sondeo en cada uno de los lugares donde se prevea implantar las pilas o pilonos que sustenten el vano principal. Se estima una profundidad de cada sondeo en 55 metros. En cada sondeo se realizarán al menos cuatro ensayos presiométricos.

-Un sondeo cada tres apoyos de los viaductos de acceso al viaducto principal, que
permitan acotar la incertidumbre del perfil geotécnico y precisar el coste de la
cimentación. Se estima una profundidad de cada sondeo en 40 metros. En cada sondeo se realizarán al menos dos ensayos presiométricos).

— Geométricos: debido al trazado necesario para enlazar la nueva vía con la trama vial de Alzira, el cruce del río resulta con un esviaje próximo a los 45º.

–Estéticos: por ser una puerta la ciudad, que se encontraba tan sólo a unos 500 metros de la obra, ésta debería tener un tratamiento de tipo urbano.

Para estos requisitos de gran esbeltez (canto/luz=1/65) junto con las condiciones de cimentación (pilotes cimentados a gran profundidad) una de las soluciones clásicas es la de un arco con tablero inferior, que era la tipología del puente existente aguas arriba del nuevo puente en Alzira sobre el río Júcar. Este tipo de soluciones permite cubrir grandes luces sin transmitir reacciones horizontales a la cimentación.

Sin embargo, en Alzira, Fhecor adoptó una solución de arco intermedio que permitió salvar una luz mayor situando una menor cantidad del arco sobre el nivel del tablero. Ello evitó una estructura excesivamente elevada para el entorno de la obra y tuvo una serie de ventajas constructivas al reducirse la luz del arco sobre el tablero, lo que facilitó considerablemente su construcción. Esta solución evitó también la
transmisión de cargas horizontales al terreno.

La solución finalmente construida fue un puente con dos arcos intermedios, con un vano principal de 87 metros de luz y una longitud entre puntos de anclajes de 103,80 metros y total entre extremos exteriores de cajones laterales de 143,80 metros. El ancho total del tablero es de 13,80 metros y alberga dos carriles, dos vías ciclistas y dos aceras.

El sistema estructural está formado por dos arcos situados sobre la rasante, un tablero suspendido de éstos y dos vanos laterales, que se conectan al arranque de los arcos mediante palas inclinadas para formar un sistema estructural sin reacciones horizontales.

Este sistema necesita de sendos contrapesos que deben absorber los
tiros verticales que se producen en los extremos de los vanos laterales
del tablero.

La flecha total resultante de la estructura medida desde la clave de los
arcos hasta el punto de arranque en la cimentación es de 16,80 metros, lo
que supone una relación flecha/luz global de 16.80/87.00=1/5.18.

Cómparese el esquema del puente de Alzira con el diseñado para la SE-40:

Los dos arcos del puente de Alzira se ven sujetados en sus arranques por el tablero, que actúa como un gran tirante. Éste está constituido por dos vigas cajón de acero estructural situadas en los mismos planos verticales que los arcos.

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