Estaciones de la Linea 2

jueves, 7 de noviembre de 2013

Solucionando interferencias en un viaducto de 12 km

Gracias a brunex1309


12 km de longitud, 10 estaciones, 451 zapatas, 451 columnas, 432 vanos de tableros, cuatro cruces especiales (145 m, 165 m, 96.3 m, 102 m), 258,000 m3 de concreto, 36,100 toneladas de acero sin contar las estructuras metálicas que sumaron 1,080 toneladas adicionales, 27,772 prelosas, 1,914 vigas prefabricadas, 141 vigas cabezales, un puente de 274 m y otro de 240 m forman parte de una de las obras más emblemáticas de Lima: El Tramo 2 de la Línea 1 del Metro, cuyos trabajos civiles no hubiera sido posible concluir sin solucionar las diferentes interferencias que aparecieron a lo largo del proyecto y que involucraban servicios básicos para la población que eran inadmisibles de cortar por largas horas. No hubo perjuicio, ni pérdida. Todo por una coordinación y solución exacta. El Tramo 2 de la Línea 1 del Metro de Lima es un viaducto en construcción de 12.40 km con 10 estaciones que unirán el Centro de Lima con San Juan de Lurigancho. Cuando esté finalizado e interconectado con el Tramo 1, el tiempo de recorrido desde Villa El Salvador hasta San Juan de Lurigancho será solo de 50 minutos. Una obra de tal magnitud, a cargo de las empresas Odebrecht y Graña y Montero, tuvo retos de ingeniería como largos puentes debido al cruce con grandes avenidas y el río Rímac, así como soluciones a interferencias por redes de agua, electricidad y gas que pasaban por el mismo viaducto y que alimentan a la ciudad diariamente.

REDES DE SERVICIO EXISTENTES. El proyecto ocupa 9 km a lo largo de la avenida Próceres de la Independencia que está en el distrito de San Juan de Lurigancho. En ese tramo se requerían realizar las excavaciones para realizar la cimentación del viaducto, pero se presentó una línea de transmisión de 60 kv y una vía troncal de alcantarillado de 1,600 cm3, además de una red de gas. Estas líneas de agua y luz se colocaron antes del Plan Maestro del Metro de Lima por lo que se requirió de una buena comunicación con las empresas operadoras para que participen activamente del proyecto, y una planificación para que las interferencias sean solucionadas en los plazos establecidos. “Fue prácticamente un proyecto dentro de otro proyecto”, indicó el responsable del Programa de Ingeniería en Graña y Montero - Consorcio Tren Eléctrico, ingeniero Max Correa.

Línea de transmisión de energía eléctrica: En la zona más próxima al inicio de trabajos, alrededor de 1.5 km en Bayóvar, no era posible replicar el sistema eléctrico de manera definitiva en el poco tiempo que exigía concluir el proyecto en esa zona. Por ello, se realizó una reubicación provisional, paralela a la vía, con postes de madera y con el tendido de cables correspondientes. Esto permitió no cortar el flujo eléctrico e iniciar las obras sin inconvenientes. En tanto, el tramo que comprendía la línea que sale de la subestación Santa Rosa y cruzaba vía área el puente de la Vía de Evitamiento y el río Rímac, con dirección a Próceres de la Independencia tuvo que pasar por debajo del río. Para ello los operadores eléctricos hicieron una zanja de entre 10 m a 12 m de profundidad por debajo del lecho del cauce del río, en el cual se instaló un túnel cuadrado de 2.5 m de ancho por 2 m de alto con cámaras de derivación antes del inicio y final del puente porque existe una zona de curva. El túnel está a 8 m del eje de cimentación de la zapata del viaducto, para no generar complicaciones durante la abertura de las zanjas. Otro reto  fueron las redes de alta tensión de 220 kv que cruzaban la subestación Santa Rosa hasta el cerro San Cristóbal, pasando perpendicularmente el viaducto.

Cuando se hizo la verificación respectiva, se halló que estas pasarían al mismo nivel del viaducto, sin la distancia de seguridad de 8 m. Por ello, se hizo la coordinación con REP, que mandaron a hacer dos torres nuevas a Colombia de 60 m cada una, que reemplazarían las existentes. Una torre se ubicó dentro de Edegel y la otra en el cerro San Cristóbal. Pasaron de 30 m a cerca de 50 m luego de la instalación final. Se hizo una renovación de los cables y se realizó el empalme con el sistema eléctrico, sin cortar el suministro de energía por más de 2 horas. En cuanto a la red de agua y alcantarillado se manejo con Sedapal y fueron alrededor de 8 km de tuberías las reubicadas, porque en una parte la troncal de agua interfería con el viaducto. En cuanto las interferencias con gas se gestionaron con la empresa Cálidda. “Al ser las normas de seguridad estrictas y al manejar la compañía tiempos de remoción de interferencia de entre 4 a 6 meses, se necesitó de una visión a largo plazo. “Si necesitábamos que sea retirada para una fecha, teníamos que haberla visto 6 meses antes, caso contrario no saldría o nos costaría el triple”, señaló Correa.


VIGA CABEZAL. A fin de atender el plazo que se tenía, el consorcio eligió utilizar un sistema prefabricado de construcción para la superestructura: vigas, losas, canaletas y parapetos o bordes típicos. Eso les permitía ganar tiempo porque mientras construían la subestructura del viaducto (columnas y viga cabezal que es un elemento que sirve de apoyo de las vigas prefabricadas), la superestructura se producía industrialmente en una planta de prefabricado. Además de los tiempos, otra de sus ventajas fue que se minimizó la incomodidad a los vecinos porque las vigas se montaban en menos tiempo y en las noches. “En el Perú se ha trabajado con elementos prefabricados a nivel de vigas, losas y pre-losas pero para esta edificación se implementaron las vigas cabezales. Estos elementos normalmente se hacían in situ porque la normativa tanto extranjera como local no permitía hacer un elemento de cabezal pre-fabricado por el tema de la conexión sobre todo en zonas sísmicas. Por ello, solo fue empleado en Europa y otras regiones no sísmicas”, acotó.
Sin embargo, hace aproximadamente 2 años y medio, en la norma de construcción ASTM de Estados Unidos se hicieron unas investigaciones sobre cómo funciona la conexión entre la columna y el cabezal prefabricado en zonas altamente sísmicas. “Nosotros nos conectamos con los investigadores que participaron en la norma y desarrollamos esa técnica por primera vez en el Perú. Antes de aplicarla, realizamos pruebas de adherencia en la Universidad Católica, obteniendo buenos resultados”, explica Correa.

Se fabricaron alrededor de 160 cabezales con medidas similares a las construidas in situ: 7.5 m de largo, 1.70 m de ancho y 1.50 m de alto, logrando cada una un peso de alrededor de 65 toneladas. “La conexión es simple, el cabezal tiene unos 26 ductos o agujeros que encajan con los 24 o 26 ductos o aceros de 1” 3/8 que sobresalen de la columna. Posteriormente se hace el proceso de inyección con un grout abastecido por una bomba a presión. Esto garantiza la conexión”, resaltó.
La aplicación de las vigas cabezales prefabricadas agilizó los tiempos porque un cabezal tomaba 7 días con el método tradicional que necesitaba apuntalarse desde abajo con los riesgos de los obreros que deben realizar los encofrados, además de trabajar en altura. En cambio, el prefabricado se montaba en 3 o 4 horas, a la que se suman las 2 horas de inyección. Es decir, un ahorro de 6 días y medio.
Del total de 451 cabezales del proyecto, solo se construyeron 160 prefabricados debido a diversos motivos. El primero es que las vigas cabezales atípicas que son más robustas o en escalón (cuando cambia el peralte de la viga de un módulo a otro) se construían in situ en tanto que las típicas se prefabricaban. El otro motivo es que debido a que el desarrollo de ingeniería se hizo durante la obra, se hicieron  algunos cabezales típicos in situ con el método tradicional hasta que los ensayos respectivos garantizaran un buen comportamiento sísmico. Fue recién entonces que esta innovación se aplicó en la obra.



GRANDES LUCES. El viaducto es cruzado transversalmente por grandes avenidas donde no se podían colocar columnas intermedias para no interrumpir el flujo vehicular. Eso impidió utilizar las vigas prefabricadas que alcanzaban los 35 m de longitud porque se tenían luces de 50 m.
Este reto se resolvió con unos puentes sección cajón postensados, vaciados in situ y que permitían atender luces de 40 m a 60 m, siendo la luz libre máxima obtenida de 55 m en el cruce con la Avenida Áncash en Barrios Altos y el cruce con la Avenida El Sol, donde se desarrollará un futuro corredor vial. Precisamente esta última zona tiene la particularidad de no ser solo un puente sino también una estación de pasajeros.
En la construcción de los puentes se implementó el sistema constructivo de falso puente que es una estructura metálica sobre el cual se apuntaló el puente definitivo. Esto permitió trabajar sin interrumpir el tráfico, aunque algunos trabajos críticos de montaje se hacían a las 11 o 12 de la noche para minimizar el impacto al tránsito vehicular.

VOLADOS SUCESIVOS. El viaducto del Metro de Lima cruza la vía de Evitamiento y el río Rímac, requiriendo luces de 124 m y 110 m, respectivamente, y dos puentes de 274 m y 240 m, respectivamente. Para resolver este reto se empleó la tecnología de los carros de avance o conocido también como construcción mediante volados sucesivos.
Para este sistema de encofrado especial se construyen primero los pilares del puente y 11 m de superestructura vaciado in situ con el método tradicional apuntalado. Sobre esta zona se montan los encofrados dejando una parte en voladizo o cantilever. Esta parte que queda en cantilever es la que soporta los encofrados de la sección cajón del puente. Una vez construida esta área se va postensando hasta finalizar la dovela o segmento de 5 m. Una vez que la dovela alcanzó su resistencia, se mueve 5 m el carro de avance en la sección recién vaciada, se apoya en este y continúa la construcción.  Así, la maniobra de cada pareja de carros continúa hasta que se encuentran y los vanos quedan cerrados.

DIQUE DE CONTENCIÓN. Todo el viaducto que está emplazado en el río tiene pilotes y su construcción no se detuvo. Se inició durante la época de estiaje y continuó durante la época de crecida del río. Para eso, el gran reto fue diseñar un dique de contención para que en una crecida extraordinaria no inunde la zona de trabajo generando pérdidas humanas y de equipo.
Para ello se hizo una evaluación de los caudales históricos del río Rímac y se propuso un caudal de diseño para el dique provisional. “El caudal histórico del río Rímac es 205 m3/s pero diseñamos el dique para 315 m3/segundo. El dique cuenta con una geomembrana, está compactado y posee un enrocado de protección de una manera que nos proteja de una crecida extraordinaria. Además se debe considerar que el área que nosotros ocupábamos era prácticamente la mitad del río porque el río tiene 70 m de ancho y nosotros ocupábamos 35 m. Y se dio la casualidad, que el 28 de diciembre vino el caudal máximo histórico por ese mes (130 m3/s) pero como teníamos el dique construido desde la quincena de diciembre no nos afectó”.
En cuanto a la cantidad de pilotes, los pilares del viaducto tienen 4 por zapata y los pilares de los puentes tienen 9 pilotes por zapata. Sin embargo uno de los pilares del puente Huáscar tiene 11 pilotes. La profundidad de los pilotes varía entre 22 m a 28 m.

INTERFERENCIAS EN EL RÍO. La zona de intersección del río Rímac con el puente de la vía de Evitamiento, es una zona congestionada de diversas estructuras: está la cimentación de la misma vía de Evitamiento, las estructuras de la Vía Parque Rímac que tienen su lugar reservado ahí y las que estaban en construcción del viaducto del Metro de Lima, además de un cruce de una matriz de agua de diámetro de 1,600 mm que sale de La Atarjea y abastece a todo el cono Norte.
“Esto complicó colocar uno de los pilares del puente Huáscar porque el cruce de la tubería era inamovible porque, dado que había fallado en un momento y fue reparado, estaba encapsulada en un dado de concreto con una protección de un emboquillado. Por eso la zapata fue ubicada en una posición no convencional y requirió de 11 pilotes. Además se necesitó de una coordinación al milímetro con la constructora de Vía Parque Rímac que tiene una cimentación cercana, a fin de evitar problemas de presiones adicionales de ambas cimentaciones”, explicó.


MODELO HIDRAÚLICO. Como se genera una congestión de estructuras y cimentaciones en el cruce de río Rímac con Vía de Evitamiento, y considerando que los puentes existentes de la Vía de Evitamiento no tienen pilotes, sino que son de cimentación directa, se realizó un modelo hidráulico a escala real de la zona.
Este tuvo como finalidad asegurar que las protecciones que se diseñaron tanto al puente de Evitamiento como a las márgenes del río, especialmente a la margen derecha que colinda con la avenida Malecón Checa, funcionen y no haya un desborde o alguna socavación excesiva que comprometa las estructuras de lo que existe y lo nuevo.
“Para el modelamiento a escala real del río Rímac, tomamos una longitud de 800 m y se hizo un modelo hidraúlico de escala de 1/40. Por ende se construyeron 35 m de largo en miniatura y se representó el cauce del río, los muros de contención nuevos, los existentes, el puente de vía de Evitamiento, la profundidad de cimentación, el enrocado que íbamos a utilizar y el diámetro escalado. Se realizó la calibración del modelo y se trabajó con un caudal de diseño de 584 m3/s que se tomó como referencia de unos estudios que hizo la Autoridad Nacional del Agua”, detalló.
“Con la prueba nos dimos cuenta que se requerían unos ajustes en el enrocado entre el proyecto de la Vía Parque Rímac con el Tren Eléctrico y algunas socavaciones que los cálculos matemáticos no podían preveer y que apreciamos físicamente”, comentó el ingeniero Correa.

PARÁMETROS DEL CENTRO HISTÓRICO. Existen 400 m del viaducto que atraviesan el Centro Histórico de Lima, el cual posee parámetros especiales que obligaron a algunos ajustes. Uno de ellos fue el cambio en los acabados de las estaciones El Ángel y Presbítero, donde no se ha trabajado con concreto ni acero sino con un material traslúcido en las coberturas, que permite reducir visualmente la volumetría del viaducto para que no sea agresivo con el entorno, sino que se vea más sobrio y permita apreciar a los cementerios desde lo alto.
De la misma forma se bajó la altura del viaducto a 11 m y se movió un poco el eje proyectado que pasa encima de un predio declarado intangible por el Ministerio de Cultura. Este inmueble será restaurado por una empresa especializada en predios históricos.
Además, se diseñó una alameda cultural que une la estación El Ángel con Estación Presbítero, integrándola con un monumento histórico: el último bastión de Santa Lucía de la Muralla de Lima. A ello se suman los puestos de floristas para los vendedores del cementerio El Ángel, todo en un gran paseo peatonal. 

No hay comentarios:

Publicar un comentario en la entrada