15 de julio de 2013

Salvando las distancias. Puentes de Mampostería (1ª Parte)

Los puentes de mampostería ferroviarios (1ª Parte)

La construcción de puentes ferroviarios se baso en sus comienzos allá por mediados del siglo XIX en la mampostería, técnica milenaria desarrollada por los romanos y que permitía el aprovechamiento de la materia prima autóctona y el material de trincheras y desmontes.

Al igual que la madera, la piedra es un material natural que se obtiene directamente de la naturaleza y se utiliza sin ninguna transformación, únicamente es necesario darles forma, lo que repercutía en una gran economía en al acopio, transporte y adquisición de materiales.

Las estructuras de piedra que sirven para salvar luces de cierta importancia, derivan del arco formado por dovelas yuxtapuestas; son las bóvedas. Por ello los puentes de piedra, que deben salvar los ríos, utilizan siempre bóveda como estructura resistente.

Los puentes de piedra están formados por bóvedas cilíndricas, análogas al medio cañón románico, aunque en ellas predomina la dimensión longitudinal sobre la transversal, y por ello el efecto bóveda es mínimo; se comportan básicamente como arcos lineales.

Todas estas cualidades hacen del arco el sistema estructural más perfecto, y casi podríamos decir que único, para construir puentes con los materiales de construcción durables que se conocían hasta la aparición del hierro: la piedra y el ladrillo. Por ello, mientras sólo existieron estos materiales, no hubo ningún cambio sustancial en los puentes de arco.


Cabía la solución de cubrir espacios con vigas de piedra, y de hecho existe la arquitectura dintelada en este material, pero las luces que se pueden salvar con este sistema, o son muy pequeñas, o requieren la movilización de piedras de tamaños descomunales; de ello es buen ejemplo la arquitectura megalítica.

El puente de piedra es el puente histórico por excelencia. Actualmente el arco de piedra como técnica para hacer puentes es solamente historia; ya no se construyen puentes de este tipo porque resultan excesivamente costosos, y muchos de ellos son de hormigón chapados de piedra..

La construcción de los puentes de piedra es bastante simple, y en términos generales no plantea problemas distintos a los de cualquier obra coetánea de él; solamente la cimentación plantea problemas singulares, pero su dificultad es debida al río, no a su estructura.

El paso de las aguas

A la izquierda muro de encauzamiento de avenidas
Los ingenieros siempre han tenido en cuenta el paso de las aguas al estudiar sus proyectos. Si las luces no son lo suficientemente amplias para el desagüe normal de las crecidas, el río se remansa aguas arriba, produciéndose un salto entre la parte alta aguas arriba y el nivel a la salida del puente, que provoca el aumento de la velocidad de las aguas bajo los arcos que puede producir la socavación de los cimientos. 
La experiencia constructiva de los romanos les llevaba a ejecutar elementos que mejoraban la hidrodinámica del puente, como los muros de encauzamiento que facilitaban el paso del agua ya que reducían las perturbaciones producidas por el estrangulamiento bajo el puente y los tajamares 


Las pilastras y estribos

Las pilastras y estribos, tienen la función de transmitir al terreno las cargas permanentes y las sobrecargas del puente, a través de las bóvedas que sobre ellos se apoyan. Los estribos reciben el empuje inclinado de una bóveda que debe equilibrarlo con su peso, transmitiendo a la cimentación la resultante de todas las fuerzas presentes. 
Puente Superior donde se aprecia el estribo y arco
En cambio las pilastras, sobre todo si las luces de las bóvedas adyacentes son iguales, reciben empujes equilibrados horizontales que se contrarrestan entre sí. Esto permite disminuir su espesor pues necesita menos materia para alojar la resultante en su interior ya que es prácticamente vertical. 

La estabilidad del puente con pilas tan estrechas se consigue siempre que las bóvedas se construyan a la vez y que a lo largo de su vida no se arruine ninguna de ella.

Puente metálico de ferrocarril sobre el arroyo de Despeñaperros. Línea Madrid-Cádiz. P.k. 269,516 
(Centro de Estudios Históricos de Obras Públicas, CEHOPU) Signatura 13158

En los puentes metálicos el estribo, tímpano y plataforma de estribo comparte características constructivas con los puentes de mampostería, sin embargo el arco, la bóveda y la plataforma de bóveda son sustituidos por tramos metálicos como el caso de la anterior fotografía de Despeñaperros.


Los arcos

Viaductos de la Fuentsanta en primer plano el Sierra Menera
Las luces de los arcos generalmente no son grandes pues tienen valores modestos. lo mas habitual era tener luces de 5 o 10 metros y en menor medida de 15 o 20. 

La relación que hay entre el espesor de la bóveda y su luz es uno de los parámetros más importantes del diseño. En los puentes ferroviarios oscila entre 1/4,5 y 1/15.

Las bóvedas normalmente tienen un espesor uniforme, al estar construidas con dovelas de tamaño uniforme. Esta circunstancia se comprueba en todos los casos donde se ha visto el extrados completo de alguna bóveda. Sin embargo puede variar y si lo hace la diferencia está localizada en la dovela clave, en la zona de arranques o en riñones. Las dovelas están formadas por piezas colocadas a soga que da una sola cara al exterior.

Las bóvedas

Las bóvedas se construían con ayuda de cimbras de madera apoyadas en el cauce del río cuando el cauce no era muy caudaloso o en la propia fábrica sobre sillares volados cuando el cauce podía hacer peligrar la construcción. 

Cimbra de madera
El primer caso tenía el inconveniente que ocupaba parte del cauce y entorpecía el discurrir normal de las aguas, que en caso de que se produjesen avenidas imprevistas podía provocar importantes daños.

En el caso del Sierra Menera y el Central de Aragón, en concreto, el apoyo se realizó en la propia fábrica sobre sillares volados, situados a nivel de los arranques.

Los puentes se construían, arco a arco progresando desde una orilla a la otra, o desde ambas a la vez, con ayuda de una o varias cimbras. Si se empleaba una sola cimbra la pila podía pasar por una situación de desequilibrio cuando se descimbraba la bóveda ejecutada sin que estuviese construida la de al lado.

Ejemplo de sillares voladizos para soporte de las cimbras en el viaducto de la Fuentsanta del Sierra Menera.
Fot realizada desde el cauce hacia la bóveda.


Ornamentación

El ingeniero romano supo, a diferencia de los arquitectos griegos, separar la construcción de la arquitectura ya que su carácter eminentemente práctico le llevó a despreocuparse de los detalles ornamentales. Los ingenieros que diseñaron la mayoría de los puentes ferroviarios acataron esta norma debido a la economía que debía predominar en las lineas ferroviarias.

Otro elemento de ornato más sencillo y bastante infrecuente son las impostas o cornisas que rematan, delimitan o separan los distintos cuerpos del puente, permitiendo detectar, a simple vista, la concepción estructural empleada.

Puente carretero a la altura de Jérica fotografiado desde el puente del Sierra Menera, nótese la diferencia ornamental entre los puentes ferroviarios (empresas privadas) y los carreteros (erario público)

Un elemento ornamental presente en casi todos los puentes ferroviarios es el pretil, el cual tenía la finalizad de evitar caídas del personal.



2 comentarios:

  1. Muy interesante el artículo, lástima no haberme informado más antes de acometer mis "arcos" en la maqueta.
    Gracias por compartirlo.
    Saludos.

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    1. Gracias, el de puentes metálicos lleva mas faena.
      Saludos

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