LA PUERTA DE ACCESO AL PARQUE METROPOLITANO EN LA EXPO ´08. ZARAGOZA

Juan José Arenas de Pablo Dr. Ingeniero de Caminos ARENAS & ASOCIADOS Presidente jjarenas@arenasing.com

Guillermo Capellán Miguel Ingeniero de Caminos ARENAS & ASOCIADOS Director Técnico gcapellan@arenasing.com

Shihe She Lu Ingeniero de Caminos ARENAS & ASOCIADOS

Jefe de Proyecto shiheshe@arenasing.com

Miguel Sacristán Mont. Ingeniero de Caminos ARENAS & ASOCIADOS Coordinador de Proyectos msacristan@arenasing.com

Resumen La necesidad de conectar bajo la Ronda del Rabal el nuevo Parque Metropolitano que se construye en el meandro de Ranillas con el recinto de la Expo ´08 es el origen de este encargo. La proximidad de este paso inferior con el Puente del Tercer Milenio, el escaso gálibo bajo la ronda y la gran anchura que la sección de la misma posee en este punto han sido los condicionantes que marcan el diseño de esta estructura. Así la solución estructural de la Puerta del Parque debía resolverse con mínimo canto para asegurar el gálibo ya que sería una puerta de servicio de mercancia para la construcción de la Expo. Además entendiamos que debería permitir el paso de luz natural a fin de conseguir un cruce seguro, diafano y ventilado. Por último debía mantener la calidad de arquitectura estructural del vecino Puente del Tercer Milenio. El resultado es un paso inferior que estructuralmente se resuelve mediante un puente integral de hormigón pretensado con dintel empotrado, canto variable y tableros independientes. Es decir una solución sencilla que se materializa con una familia de módulos que permiten configurar un paso diafano y atractivo, una verdadera puerta. Palabras Clave: Diseño, puentes, puente integral, hormigón pretensado, arquitectura estructural, tableros independientes.

1. Encaje Como se ha indicado el paso inferior bajo la Ronda del Rabal presentaba una serie de condicionantes de gálibo establecidos por la Expo´08 para su uso cono puerta de acceso durante la construcción del recinto y posteriormente como acceso de emergencias y comunicación con el Parque Metropolitano. La proximidad de cota de la rasante de la Ronda, la anchura del cruce, 45 metros, y la proximidad del Puente del Tercer Milenio presentaban dificultades de encaje que de no ser resueltas podrían haber conducido a que el paso inferior se convirtiese en un desagüe lateral o simplemente un pequeño túnel con escasa habitabilidad. La conciencia de los problemas existentes permitió resolver este difícil cruce mediante una estructura sencilla; estructura que es en sí un puente integral, ya que el dintel se empotra e integra con los estribos a través de las “copas” que sirven de arranque de cada uno de los dinteles.

Fig.1: Vista general del paso en alzado con la sucesión de tableros independientes.

El encargo realizado por la sociedad Expo Zaragoza implicaba un paso inferior bajo la Ronda del Rabal. El paso debía dejar libre el paso para una calzada y sendas aceras anchas, con un ancho total mínimo de unos 17 m. El ancho de la Ronda del Rabal en este punto alcanza los 45 m. La preocupación en este punto es la sensación de estrechez y oscuridad que podría dar un verdadero “túnel” de 17 m de ancho y 45 m de largo. Para solucionar esto se siguen dos caminos. Se decide ensanchar el paso incluyendo arcenes, y zona verde de jardineras anexa a las aceras, de forma que el ancho libre alcance los 24.5 m, aumentando en gran medida el desahogo visual y amplitud del cruce. Por otro lado ya que los 45 m de ancho de la Ronda del Rabal incluyen mediana, sendas calzadas de 3 carriles, carriles bici y aceras, se decide colocar las calzadas y aceras en tableros independientes entre sí, lo que permite hacer un apertura de entrada de luz en la mediana, y otras coincidiendo con los carriles bici donde se plantea un pavimento translucido metálico.

Fig.2: Alzado longitudinal del paso y vista del estribo final con las “copas” de empotramiento.

El esquema de los tableros es el de un puente integral con el tablero empotrado en estribos y 27.9 m de luz totales. La sección de los tableros es triangular con canto variable siguiendo una parábola con canto mínimo en centro de luz y máximo en empotramientos en estribos, asegurando un gálibo mínimo de 4.5 m en la calzada.

Fig.3: Sección transversal del paso y vista del estribo final con las “copas” de empotramiento.

Los tableros se empotran en el estribo a través de unas “copas” poliédricas de hormigón, que al igual que la sección del tablero adapta sus formas según se trate de los tableros centrales de calzada de 10.8 m de ancho o de los tableros laterales de acera de 5.6 m de ancho. Debido al trazado en curva de la Ronda superior dentro de una transición de radio y peralte la geometría se vuelve compleja. Esta marcada variabilidad afecta negativamente a la percepción de la estructura a nivel estético. Por lo que se decide en pos de la claridad y equilibrio del conjunto realizar tableros rectos y horizontales, asumiendo la curvatura con pequeños voladizos laterales variables, y las diferencias de cota y peralte mediante el relleno variable sobre los tableros. De igual forma esta estructura sirve para realizar la transición de cotas entre la acera deprimida con respecto a los carriles bici y calzadas del Puente del Tercer Milenio, y la acera a nivel en la Ronda del Rabal.

El resultado final se ve resaltado por el tratamiento de la luz que pasa entre los diferentes módulos permitiendo una iluminación natural y continua bajo las bóvedas. También por el tratamiento de los muros de estribo que con el color y la textura elegidos para su hormigón permiten resaltar los volúmenes de los nervios sirviendo de fondo donde se recorta la estructura y se proyecta la luz cenital. Con todo ello se ha conseguido un conjunto que resuelve de forma elegante los requerimientos funcionales manteniendo un lenguaje formal equivalente al del puente anexo, con un coste acotado.

Fig.4: Vista inferior de la Puerta del Parque con las copas empotradas en el estribo y los pasos de luz cenital entre módulos.

2. Descripción de la Estructura Como ya se ha comentado se trata de un puente integral en una sola pieza formada por cimentación, estribos y tableros. De esta forma se eliminan elementos que requieren mantenimiento e inciden sobre la durabilidad como son aparatos de apoyo y juntas de calzada. La estructura está formada por la cimentación directa mediante zapata corrida, alzado de estribos y tableros independientes de hormigón pretensado. La cimentación se realiza de forma directa mediante zapatas que apoyan sobre el nivel inferior de gravas. Para limitar la altura de estribos se sanea el terreno hasta este nivel y se sustituye por hormigón ciclópeo, lo que permite reducir las tensiones que recibe el terreno y controlar los asientos diferidos, de gran importancia en estructuras de este tipo. En este sentido por la distribución de cargas y la planificación de la ejecución un 90% de los asientos diferidos previstos tienen lugar antes de cerrar el esquema de los pórticos. El alzado de estribos está formado por un muro de contención de fondo de 45 cm. de espesor, y unos nervios o “copas” que sirven como refuerzo o contrafuerte del muro de contención, y de empotramiento que recibe a cada uno de los tableros. La forma de las citadas copas posee un facetado poliédrico de caras planos con el fin de adaptarse a la sección triangular de los tableros en el empotramiento.

Fig.5: Vista de la estructura de tableros terminada.

Los tableros poseen una sección triangular con un rehundido central inferior en toda su longitud que marca la arista inferior del triángulo. El canto de tablero varía siguiendo una parábola de canto mínimo de 90 cm en centro luz, hasta los 220 cm en su empotramiento en estribos. Los tableros poseen una sección aligerada con alma central en la zona próxima al empotramiento para reducir peso. La configuración de canto variable del tablero permite plantear un pretensado con un cable medio equivalente horizontal, simplificando el esquema básico de la estructura. El pretensado esté formado por 17 unidades de 15 cordones de 0.6” en cada tablero central de calzada, y por 5 unidades de 15 cordones de 0.6” en cada tablero lateral de acera.

Fig.6: Esquema básico de pretensado en tableros centrales. El canto variable de los tableros triangulares manteniendo constantes los vértices superiores y por tanto la anchura produce en el intradós de las bóvedas interesantes superficies regladas alabeadas que se materializan con encofrado de tabla machihembrada siguiendo las directrices rectas de la superficie reglada. Este alabeo es más sutil en los tableros centrales de mayor anchura, con una variación angular de 15º, mientras que se vuelve pronunciado en los tableros laterales más estrechos de aceras, con una variación angular de 26º. Tanto en tableros centrales como laterales el trazado curvo se absorbe con voladizos laterales de ancho variando entre 40 y 95 cm, mientras que el nucleo central triangular es recto y paralelo en todos los tableros.

Fig.7: Vista de la superficie alabeada de intradós de tableros. Los petos de hormigón que conforman las barreras rígidas de calzada, y los petos imposta en los laterales exteriores adaptan su altura al trazado en pendiente y las variaciones de peralte dentro de la transición en clotoide del trazado en planta, mientras que el borde que el borde que forman las aristas superiores de las secciones triangulares permanece en un plano horizontal. La diferencia de encofrado utilizado en tableros y copas de estribo con relación a los muros de contención verticales, y el tratamiento de los paneles de encofrado en estas superficies colabora a conformar un conjunto en el que el paso de la luz a través de las aperturas longitudinales es el tema fundamental resaltando los volmenes de copas y tableros formando un ritmo según se recorre el paso inferior.

3. Procedimiento de construcción El procedimiento de construcción es el de ejecución sobre cimbra cuajada. El pretensado de los tableros permite desencofrar los tableros, y su funcionamiento en la práctica como estructuras independientes a nivel resistente independiza su ejecución. La repetición de las formas de tablero y copas en los tableros interiores y exteriores y en uno y otro estribo permite la reutilización de medios auxiliares de cimbra y encofrado. En las siguientes imágenes se realiza un repaso resumido de las distintas fases de ejecución de la obra. La ejecución de la obra corrió a cuenta de la constructora Dragados, con la Dirección de Obra de Arenas & asociados.

Fig.8: Proceso constructivo básico incluido en planos de proyecto.

Tras el movimiento de tierras y excavación para el saneo hasta el nivel portante de gravas, se realiza el relleno con hormigón ciclópeo con una altura variable entre 2 y 3 m. Directamente sobre esta superficie se realiza el armado, encofrado y hormigonado de cada una de las zapatas de estribo incluyendo las esperas del muro de contención y las copas de empotramiento de tableros.

Fig.9: Armado de una de las zapatas corridas de estribo.

Fig.10: Ejecución de muro de contención de estribos. La ejecución de los estribos se lleva a cabo en varias fases. Una primera fase incluye el primer 1.60 m de muro de contención y el zócalo prismático que sirve de base a las copas de tablero. Coincidiendo con las copas el muro de contención posee unos nervios dorsales como refuerzo.

Fig.11: Ejecución de copas de empotramiento de tablero en estribo.

La segunda fase de ejecución de estribos incluye el total de cada una de las copas de empotramiento, con una junta de hormigonado inclinada coincidiendo con la intersección con el tablero triangular, de cara a evitar juntas vistas en el hormigón de copas y juntas frías en la sección pretensada de tablero. Por facilidad se realizan juntas entre los módulos de estribo correspondientes a cada tablero, con armadura pasante y perfil de impermeabilización. La construcción sucesiva de las copas de forma independiente permite reutilizar los encofrados y medios auxiliares, que en el caso de las copas poliédricas de caras planas consisten en paneles de madera ranurada montados sobre un sistema de encofrado de muros estandarizado.

Fig.12: Vista general del estribo con la última copa encofrada.

De cara a la ejecución de los tableros en la siguiente fase se procede al montaje de la cimbra, que ha de adaptarse al canto variable del tablero. La cimbra se apoya sobre una losa de hormigón de limpieza de 12 cm que permite asegurar un apoyo uniforme y sin asientos.

Fig.13: Montaje de cimbra de tablero y base del encofrado en tablero lateral oeste.

La cimbra surge anexa a las copas de empotramiento en estribos y tiene una configuración con altura variable y una superficie de apoyo central sobre la que se materializa el rehundido del vertice inferior, y dos superficies de apoyo laterales que permiten materializar el encofrado de la sección triangular de canto variable, y que configuran el encofrado de los voladizos laterales de ancho variable El encofrado de las superficies alabeadas que generan la caras laterales de altura variable se materializa con un enconfrado de tablas machiembradas en planos verticales siguiendo las directrices rectas de la superficie reglada. El encofrado de fondo de estribo es plano con los anclajes de pretensado embebidos a ras de encofrado por facilidad de montaje, de tal forma que se realizan cajetines de sellado a posteriori y hacia fuera, lo que es posible al tratarse de un puente integral sin murete de guarda en que las tierras se rellenan directamente contra dicho trasdós de estribo.

Fig.14 Encofrado con tabla machihembrada en uno de los tableros laterales de acera.

La construcción continúa con el armado de los tableros, colocación de aligeramientos interiores adecuadamente anclados al encofrado, y la disposición de las vainas de pretensado. Tras el hormigonado y una vez verificada la resistencia mínima alcanzada por el hormigón en los ensayos de rotura se procede al pretensado de los tableros que se realiza desde ambos extremos para minimizar las pérdidas. Una vez realizado el pretensado esto permite proceder al descimbrado de los tableros comenzando a trabajar la estructura en su esquema de pórtico definitivo. Posteriormente se realiza el relleno en tableros de calzada y de acera para adoptar la cota y el peralte del trazado de la Ronda. Este relleno alcanza en algunos puntos valores de más de 90 cm. lo que permite alojar las instalaciones dentro del tablero en este relleno. Las instalaciones incluyen el paso de canalizaciones de gas, alumbrado, telefónica, semáforos y abastecimiento de aguas con una tubería de 50 cm. de diámetro interior. Los acabados incluyen el afirmado de las calzadas, las barandillas, el embaldosado de aceras, la iluminación y el pavimento cicloturista. El pavimento cicloturista traslucido es un elemento fundamental del diseño para permitir el paso de la máxima luz al nivel inferior. Inicialmente previsto en placas de vidrio o pavés, este material se desecha por no garantizar la suficiente adherencia para hacerlo antideslizante en exteriores. El emparrillado convencional se considera un material excesivamente “industrial”, optándose finalmente por una chapa perforada de hueco cuadrado reforzada con perfiles en L. Esta solución asegura una gran transparencia alcanzando un índice de huecos cercano al 70%, como se observa en las imágenes. La iluminación incluye balizas peatonales en las barandillas de aceras y focos al nivel inferior en las aperturas entre tableros de forma que la luz artificial llega desde el mismo punto que la luz en tiempo diurno. Se evita disponer báculos de luminarias sobre el tablero incluyendo luminarias en sección de estribos reforzadas con focos de iluminación general.

Fig.15 Vista inferior del pavimento ciclista metálico traslucido durante las obras. 4. Conclusiones El resultado nos permite obtener varias conclusiones principales. La primera de ellas consistente en que el uso de la luz a la hora de diseñar un paso inferior de recorrido largo puede cambiar radicalmente su percepción por los usuarios, haciéndolo más atractivo y generando gran cantidad de posibilidades formales. Esto se consigue en este caso con el uso de tableros independientes con aperturas entre ellos, y la combinación de la estructura de hormigón con la estructura metálica traslucida en los caminos cicloturistas. Por otro lado, el proyecto de una estructura integral sin apoyos ni juntas permite prever una mayor durabilidad y una construcción más sencilla y compacta. Por último, la aplicación de conceptos de diseño a una estructura de una dimensión “menor” a priori, vista dentro del contexto de la Expo’08 y con la cercanía del Puente del Tercer Milenio, permite sin embargo alcanzar altos niveles de calidad arquitectónica, enriqueciendo el espacio urbano en el que se inserta. Este resultado nos anima a aplicar el mismo interés y trabajo en el detalle que en una estructura de las llamadas “singulares” en todos nuestros proyectos, sin importar su dimensión o repercusión inmediata. Sin necesariamente una repercusión negativa en los costes.