151 Conservacion de Puentes Con Valor Patrimonial

Sociedad Mexicana de Ingeniera Estructural, A.C.

CONSERVACIN DE PUENTES CON VALOR PATRIMONIAL, UN CASO DE RESTAURACION

Rafael ngel Torres Belandria 1

RESUMEN Puentes de mampostera antiguos, han sido afectados en su integridad por algunos factores externos, naturales y humanos, que han hecho que solo una pequea parte de estas construcciones haya sobrevivido, para minimizar los efectos de estos factores externos se requiere un cambio de actitud orientado al mantenimiento y conservacin de estas estructuras. En este artculo se presenta como un ejemplo ilustrativo el proceso de restauracin hecho en el puente Libertador en Venezuela, una estructura tipo arco de mampostera, que desde su construccin en 1922, hasta nuestros das, fue afectado por sismos y asentamientos diferenciales del suelo.

ABSTRACT Old masonry bridges are affected in their integrity by some externals factors, natural and human, which have caused that only a small part of these constructions have survived, to minimize the effects of these external factors it is required a change of attitude towards the maintenance and conservation of these structures. In this paper the restoration process of the Libertador Bridge in Venezuela is presented as an illustrative example. The structure is a masonry arch constructed in 1922 which has been affected by the seismic activity and the differential settlements of the soil.

INTRODUCCIN Se considera patrimonio cultural, los monumentos, las obras arquitectnicas, las estructuras, que tengan valor universal desde el punto de vista de la historia, del arte o de la ciencia. Una gran parte de las construcciones con valor patrimonial que ha logrado llegar hasta nuestros das ha sido objeto de mltiples intervenciones motivadas stas por continuos eventos que han causado dao y la consiguiente reparacin; en muchos casos las intervenciones han modificado sustancialmente las estructuras sin respetar las caractersticas y la esttica original, lo peor an, no ha quedado registro de como era y cual fue el alcance de cada una de las intervenciones. La conservacin y restauracin de edificios y monumentos arquitectnicos exigen, primeramente, un estudio del valor histrico de los mismos, de su estructura, de la estabilidad de los cimientos y grado de deterioro de los materiales primitivos empleados en su construccin. Una definicin amplia de restauracin (Enciclopedia Hispnica, 1997): La restauracin de una obra es la continuacin de la anterior, al aadir a la obra materias ajenas que sustituyen las degradadas, reconstruyendo ms o menos la apariencia original de la pieza segn se disponga de datos para hacerlo. En el pasado, restaurar supona muchas veces modificar o aadir sin criterio de rigor histrico, sino de mero gusto subjetivo de la poca. La restauracin permite preservar el legado artstico de las culturas del pasado.

1 Profesor, Universidad de los Andes, Avenida Don Tulio, Facultad de Ingeniera, Escuela de Ingeniera Civil, Departamento de Estructuras, Mrida, Venezuela. Telfono (00 58 74) 266.19.33 : [email protected]

1127

151

XIII Congreso Nacional de Ingeniera Estructural Puebla, Pue., Mxico 2002

En este sentido en los ltimos aos se han desarrollado tcnicas de acondicionamiento y de refuerzo, que mejoran la condicin de estabilidad, seguridad e integridad estructural, estas tcnicas han sido aplicadas con xito en diferentes lugares del mundo, disminuyendo la vulnerabilidad ante diferentes eventos que pudieran afectar a este tipo de edificaciones. Muchas de estas tcnicas consideran la incorporacin de materiales modernos que proporcionan ventajas si son utilizados adecuadamente, materiales con alta resistencia a la traccin como lo es el acero y fibras de carbono, con alta resistencia a la compresin como el concreto, materiales con caractersticas especiales como los morteros que en combinacin con aditivos permiten mejorar la condicin de los materiales originales, entre otros. La utilizacin de estos materiales, encuentra un rechazo de los restauradores que tratan de preservar las caractersticas iniciales evitando su utilizacin ya que son ajenos a los originales, sin embargo la necesidad de preservar la edificacin, el dao presente causado por los agentes externos, la falta de registro de las continuas intervenciones, los cambios de uso, debe sensibilizar a los restauradores y a los ingenieros para que puedan llegar a acuerdos comunes, de tal manera que se pueda resolver el problema de la restauracin de la edificacin de la manera mas adecuada y conveniente. Los puentes de mampostera no escapan a estos problemas, generalmente son estructuras tipo arco, hechos con piedra o ladrillos de arcilla unidos con mortero, estos puentes pueden ser afectados por agentes naturales como los hundimientos del terreno de fundacin, los sismos, la humedad, las filtraciones, la agresividad del medio (cauces de los ros y drenajes); estos agentes hacen que aparezca deterioro y una serie de daos en la estructura que deben ser corregidos. En otros casos se requiere realizar adaptaciones de estos puentes a las condiciones de trfico actual, en consecuencia, es necesario realizar transformaciones que cambian las condiciones del puente inicial. Para resolver estos problemas es necesario evaluar y conocer a fondo el estado del puente y proceder a intervenir cuando se requiera, y de esta manera poder evitar o detener el deterioro progresivo que puede llevar el puente a la ruina o colapso. Este tipo de puentes es un patrimonio histrico y artstico, muchos de ellos han sido intervenidos, sin embargo, es necesario reconocer que las intervenciones en muchas ocasiones han conseguido mantener la integridad como puente. Al efectuarse una reparacin o reconstruccin de un puente antiguo debe buscarse la mxima aproximacin a la obra original en todas sus caractersticas; proporcionando suficiente resistencia adicional, resistencia que se logra utilizando materiales modernos ajenos a los originales, que han permitido proporcionar resistencia e integridad a la estructura segn han sido los requerimientos externos. Los Ingenieros deben tener presentes dos aspectos que son fundamentales en el conocimiento de las obras con valor patrimonial e histrico, en primer lugar el conocimiento histrico, y en segundo lugar es el conocimiento profesional; los ingenieros nos encontramos en muchas ocasiones con este tipo de obras en las que deberemos tomar decisiones que las pueden transformar, en este sentido es muy importante la formacin para contribuir con la solucin. Se estudia en este trabajo el caso del puente Libertador, patrimonio histrico de la Ciudad de Santa Cruz de Mora del Estado Mrida, Venezuela, que desde su construccin en el ao 1922 hasta nuestros das, ha sido afectado por sismos y por asentamientos diferenciales del suelo. El puente ha sido utilizado con muy poco mantenimiento, presentando un deterioro progresivo que hizo que el puente se encontrara severamente afectado por lo que fue necesario intervenirlo, se indica la manera como fue reforzado y se hace un seguimiento al proceso de rehabilitacin. La conservacin de estructuras histricas permitir que las generaciones futuras aprecien las culturas de quienes les han precedido.

HISTORIA DE LA CONSTRUCCIN DE PUENTES DE MAMPOSTERA En la historia los puentes de mampostera se pueden considerar como un sistema estructural durable desde los romanos hasta finales del siglo XVIII, inicialmente prevalecieron las reglas de proporcin, sin utilizar ninguna formulacin ni coeficientes de seguridad, los proyectistas de la antigedad y de pocas posteriores

1128

151


como la medieval tuvieron presente que la estructura poda fallar, y establecieron proporciones sobre la base de ensayo de prueba y error, donde la estabilidad era el principal factor que se consideraba, la estabilidad se basaba en las grandes dimensiones de los elementos estructurales, los cual originaba esfuerzos de compresin bastante bajos. Las reglas de proporcin se fueron trasmitiendo de generacin en generacin y lograron sobrevivir durante muchos siglos, esas reglas de proporcin eran resultado de la comprensin correcta del comportamiento estructural, fue Galileo en el siglo XVII quin introduce por primera vez conceptos de resistencia de materiales descartando las reglas anteriores de proporcin. Posteriormente se desarroll la mecnica racional y se incluyeren criterios estructurales como la resistencia, rigidez y la estabilidad, y en pocas modernas se ha comenzado a consideran los estado lmites en el diseo de las estructuras. En la poca actual la mampostera de piedra y de ladrillos de arcilla ha desaparecido como material para construir puentes, en el caso de la rehabilitacin y manteniendo de puentes de este tipo, se usa frecuentemente el concreto y el acero en sus diferentes modalidades. El puente metlico se inicia en Inglaterra a finales del siglo XVIII y adquiere un rpido desarrollo en toda Europa. En esta poca se desarrollan todos los sistemas estructurales que se utilizan en nuestros das: cerchas, vigas, puentes colgantes, puentes atirantados, etc. La construccin de puentes y su evolucin en cuanto a tcnica est caracterizada por cinco perodos: 1. Comprende desde los tiempos ms remotos hasta la poca de los romanos. Sus principales

caractersticas fueron la construccin de arcos propiamente dichos, arcos de medio punto, la sobriedad de su construccin con la rasante del puente horizontal, de abertura pequea y no pasaba de 25 m, pilas de gran espesor, no conocan mtodos para construir las fundaciones y apoyaban las pilas directamente, hacindolas muy grandes para disminuir el coeficiente de trabajo del suelo.

2. El perodo siguiente es el medieval. Innovaron el arco ojival. Las rasantes eran inclinadas. Sus ventajas principales fueron: nuevos procedimientos para construir las pilas, adelantndose en el empleo de pilotes y disminucin de espesor de las mismas. Se aumento la abertura de los arcos y las bvedas se construyeron mas altas.

3. Siglo XV, del Renacimiento. En est poca tuvo su mayor auge la construccin de puentes en Italia y por medio de Ingenieros italianos y mano de obra calificada, se construy muchos puentes en otros pases.

4. Siglo XVIII. En este perodo la construccin de puentes ya est caracterizada porque los procedimientos empricos se combinaban con los mtodos, principios de la resistencia de materiales y de las teoras de las estructuras.

5. Siglo XIX y XX. Se caracteriza esta ltima etapa de la construccin de puentes por el conocimiento ms avanzado de la Resistencia de Materiales y de la Teora Racional de las Estructuras. A principios del siglo XIX se empez por construir con frecuencia puentes de arco de concreto macizo o de concreto sin armadura. La estructura se estudiaba de tal manera que el concreto trabajara solo a compresin y no a tensin.

Hoy da se han desarrollado mtodos muy refinados para el anlisis estructural desde el punto de vista esttico y dinmico, el empleo del mtodo de los elementos finitos permite modelar estructuras muy complejas, la aplicabilidad de estos mtodos en este tipo de estructuras de mampostera debe manejarse con mucho cuidado, teniendo especial atencin en las caractersticas de los materiales y las cargas estticas y dinmicas que son aplicadas. La interpretacin de los resultados correctamente puede servir de mucha utilidad en el contesto general del comportamiento estructural, permitiendo localizar zonas de esfuerzos crticos, donde el ingeniero debe tener un especial inters y un cuidado particular. LOS ARCOS Los arcos han sido utilizados por el hombre desde la antigedad, son estructuras eficientes para trasmitir las cargas a los apoyos mediante esfuerzos de compresin, aprovechando su forma se pueden cubrir luces con separacin entre apoyos relativamente distantes, desde sus orgenes para su construccin se utilizaron

1129

151


materiales como la piedra, ladrillos de arcilla, posteriormente en pocas recientes se utiliza el concreto y el acero. Los arcos son estructuras antifuniculares, cuya caracterstica es la de no estar sometidas a flexin, la trasmisin de fuerzas a los vnculos la realizan solo por compresin, en algunos casos pueden aparecer los momentos flectores, pero estos son mucho menores que en el caso de las vigas (para la misma longitud), es por esta razn, que estas estructuras pueden soportar cargas, en luces considerables, estando construidos con materiales no continuos (dovelas), como la mampostera de piedra o de ladrillos de arcilla, que se auto soportan por la friccin generada entre las caras por las fuerzas de compresin. Una estructura construida con estos materiales no puede resistir traccin. Las formas de arco ms comunes en puentes son el semicircular o el de medio punto, el de ms fcil construccin, y el rebajado, que permite mayor espacio bajo el puente. El arco de medio punto tiene una directriz muy poco adecuada desde el punto de vista resistente para las cargas que actan en los puentes, pues la lnea de empujes presiones se aparta considerablemente de ella. Los puentes en arco de mampostera se pueden considerar como sistemas estructurales durables, existen desde la poca de los romanos. Los primeros puentes de mampostera fueron construidos utilizando las reglas de proporcin que se establecieron sobre la base de observaciones cuidadosas y detalladas de estructuras construidas que colapsaban, siendo esta una forma efectiva de entender el comportamiento estructural y sus debilidades. La estabilidad era el principal factor que se consideraba, la estabilidad se basaba en las grandes dimensiones de los elementos estructurales, los cuales originaba esfuerzos de compresin bastante bajos comparados con la resistencia, en general la estabilidad global de la estructura se deba bsicamente a la gravedad con esfuerzos de compresin bajos. Las reglas de proporcin se fueron trasmitiendo de generacin en generacin y lograron sobrevivir durante muchos siglos. Hooke en el siglo XVII propuso un teorema que no demostr analticamente, en el que se establece que de la misma forma que cuelga un hilo flexible, as pero invertido se sostiene el arco rgido. Posteriormente se desarrolla la Mecnica Racional, se introducen conceptos de resistencia, de rigidez y de estabilidad. La lnea de empujes el arco ideal depende del tipo de carga, de la longitud del arco, de la distancia entre apoyos y del tipo de material, existen infinitas formas en que el arco puede soportar su propio peso y las cargas adicionales que le son impuestas. En el caso de las fbricas, los empujes deben actuar dentro de los lmites de la construccin (Heyman, 1995), pudindose dibujar muchas lneas de empujes de presiones entre el extrads y el intrads del arco, si la lnea de empujes toca el borde de la fbrica o se sale de los lmites de la construccin, aparecen esfuerzos de traccin en el arco, formndose articulaciones, cuatro de ellas son suficientes para transformar el arco en una estructura inestable. Los arcos son estructuras sensibles al movimiento de los apoyos que introducen en el arco agrietamiento en diferentes secciones donde aparezcan tracciones. Si los apoyos ceden, se produce un desajuste geomtrico, al adaptarse el arco a la nueva condicin se produce agrietamiento inevitable, que de alguna manera es seal de un colapso incipiente, las grietas son una seal indicativa que la estructura est respondiendo a un cambio de las condiciones de su entorno, en general las caractersticas principales de este tipo de estructuras son: 1. No tienen resistencia a la traccin, por sta razn son sensibles a los movimientos de apoyos. 2. Alta resistencia a la compresin, con esfuerzos de compresin bajos como consecuencia de las

dimensiones generosas suministradas por quienes los construyeron. 3. Las fuerzas de rozamiento originadas por la compresin impiden el deslizamiento de los elementos que

los constituyen. Muchos puentes en arco tienen o han tenido una vida limitada por el deterioro de los materiales constitutivos que puede producirse por muchas causas: por meteorizacin, disgregacin, eflorescencia, exudacin, siendo el agua el causante principal. Las filtraciones de agua en el interior del puente, es uno de

1130

151


los problemas ms generalizados que producen deterioro de la piedra y los ladrillos, cuyo efecto se puede apreciar en la cara visible del arco intrads. ADAPTACIONES ESTRUCTURALES DE LOS PUENTES HISTRICOS Los procedimientos que normalmente se han utilizado para transformar los puentes, adaptndolos a las nuevas necesidades del trfico son los siguientes (Torroja, 1985): 1. Destruccin del puente antiguo para construir uno nuevo en el mismo lugar: es la solucin ms ilgica

que se pudiera pensar; ya que el puente antiguo desaparece y con l, el valor histrico que posea. 2. Sustitucin del antiguo puente por uno nuevo en distinta posicin: es la solucin ms usada. Para dicha

sustitucin es necesario realizar una variante de trazado, cruzando el ro en distinto lugar con un nuevo puente. En la mayora de los casos no se toma en cuenta el puente antiguo; se construye el nuevo puente muy cercano a l, lo cual lo deja sin ninguna utilidad, el puente desaparecer al pasar el tiempo. Es necesario retomarlo dndole alguna utilidad, puede ser uso peatonal.

3. Transformacin del puente para adaptarlo a las exigencias actuales del trfico: las exigencias de trfico de vehculos actualmente son totalmente diferentes a las existentes en la poca de construccin del puente.

A continuacin se presentan varios tipos de transformaciones de uso comn para ampliar los puentes en arco: 1. Ampliacin mediante vigas adosadas al Puente Original: Las vigas nuevas se apoyan en los tajamares

del puente o en nuevas pilas de concreto armado adosadas a las originales. 2. Ampliacin de los arcos mediante una bveda de concreto adosada: antes de realizar dicha ampliacin

siempre se toma en cuenta el puente existente; este tipo de transformacin modifica considerablemente el puente histrico.

3. Ampliacin de los arcos realizando una nueva bveda de concreto armado con el intrads por encima del extrads del puente original: de esta forma el arco antiguo queda sin modificacin, existe en esta solucin un intento de conservacin y respeto del puente primitivo.

4. Ampliacin mediante voladizos laterales: es el procedimiento ms generalizado; los voladizos estn formados por losa de concreto armado en toda la plataforma y mnsulas aisladas.

5. Ampliacin mediante traslacin paralela de uno de los paramentos: este procedimiento supone el desmontaje de uno de los paramentos, la ampliacin de la cimentacin y el nuevo montaje del paramento con el ancho requerido; las bvedas se ensanchan interiormente. Esta tcnica suele ser la ms costosa.

PUENTE LIBERTADOR

El puente Libertador tambin conocido como puente El Arco, se encuentra ubicado en la Avenida Bolvar de la poblacin de Santa Cruz de Mora a escasos metros de la Plaza Bolvar, Municipio Antonio Pinto Salinas del Estado Mrida, Venezuela. Se trata de un puente en arco de medio punto, tipo Romano, de mampostera y tmpanos de piedra con mortero de cal, la abertura del arco es de 10,40 m, la flecha 5,10 m y ancho de calzada total de 5,50 m, con rasante prcticamente horizontal y capa de rodamiento de asfalto (colocado sobre el empedrado original), posee dos barandas de mampostera de 1,17 m de altura libre (ver Fig. 1). El material de relleno colocado sobre los arcos y entre los tmpanos, era arena arcillosa, compactada manualmente. Bajo el puente, hay una calle de servicio de uso peatonal con pendiente fuerte, tambin hay un canal abierto de recoleccin de aguas de lluvia bastante deteriorado, sobre este canal se observa disposicin de aguas negras.

1131

151


En los extremos del arco y en direccin perpendicular l, existen muros de piedra que sirven de contrafuertes y que proporcionan estabilidad lateral, uno de estos muros fue construido posterior al sismo del 14 de marzo de 1932, cuyo epicentro fue en las proximidades de la poblacin de la Grita, estado Tchira, Venezuela (Centeno, 1969). Para mejorar el comportamiento estructural se acostumbraba colocar contrafuertes con el fin de restringir y proporcionar rigidez en la direccin perpendicular, en muchos casos estos contrafuertes no han sido eficientes debido a que los mismos no se conectaban adecuadamente, y al asentarse el suelo de fundacin el contrafuerte se separa rotando, desconectndose de la estructura que se pretenda rigidizar. HISTORIA DEL PUENTE Y CARCTER PATRIMONIAL El puente Libertador se comenz a construir por iniciativa de la colonia italiana residente en Santa Cruz de Mora, con aportes del Presidente del Estado Mrida (40%) y de la colonia italiana (60%). En Febrero del ao 1920 se firm un documento-contrato que comprometa a los italianos en la ejecucin del puente. El puente Libertador fue inaugurado el 07 de Mayo de 1922. Este puente es una obra de Ingeniera donde las fuerzas de la naturaleza y el incremento de las cargas en el tiempo, han ocasionado deterioro con escaso mantenimiento. Segn Paparoni (2001), el movimiento ssmico del ao 1.932, origin en el puente Libertador una grieta longitudinal, visible en el intrads del arco, a la que le puso reparo su padre, Francisco Paparoni, con su dinero coste la construccin del contrafuerte izquierdo de aguas abajo (observando el puente desde aguas arriba), para proporcionar estabilidad transversal al puente, desde la fecha del sismo hasta nuestros das, el mantenimiento del puente fue escaso y se limit a elevar la altura de las barandas con bloques de cemento que nada tienen que ver con los materiales originales utilizados en el puente, y a cubrir con al menos tres capas de asfalto el empedrado original. Las necesidades de trfico en la poca de su construccin, en nada se parecen a las actuales, precisamente la idea de construir el puente nace a raz de la adquisicin en el ao 1.919, de un vehculo denominado Modelo Tablita que pesaba menos de una tonelada, ste vehculo debi ser empujado por las personas en el callejn donde actualmente existe el puente. En los ltimos aos circulaban con frecuencia por el puente Libertador vehculos de mas de treinta toneladas. EVALUACIN GENERAL DEL PUENTE LIBERTADOR La evaluacin de puentes tiene como objetivo determinar las condiciones de funcionamiento y de capacidad resistente de los elementos estructurales que lo conforman, para soportar las solicitaciones originadas por las cargas verticales ms importantes como son el peso propio y las sobrecargas vehiculares, y cargas horizontales tales como las ssmicas. Una vez realizada la evaluacin se podr implementar las correspondientes medidas correctivas. El mantenimiento que se le dio al puente Libertador durante muchos aos fue prcticamente nulo, no import el valor histrico del mismo, fue necesario un cambio de actitud en aos recientes para detener el proceso de degradacin que pudo acabar con gran parte de l. En la evaluacin general del puente libertador se pudo observar en forma global, las patologas existentes en l, tambin se pudo observar algunas intervenciones realizadas en el puente: 1. El arco de mampostera presentaba fuerte agrietamiento, el patrn de las grietas era longitudinal, de tal

manera que el arco estaba separado formando tres dovelas longitudinalmente (ver Fig. 2). Estas grietas eran de mayor espesor en la zona de la clave (ms de una pulgada) y desaparecan en las proximidades de las bases del arco, el tipo de grietas fue un claro indicador de asentamientos diferenciales del suelo en la base del arco, estos asentamientos fueron de mayor magnitud del lado aguas abajo e indujeron a que las grietas que se formaron con el sismo del ao 1932 continuaran abrindose, este proceso se aceler en los ltimos diez aos (dcada de los noventa). El contrafuerte existente aguas abajo no fue eficiente para impedir el movimiento porque su base tambin rot y no logr impedir que las grietas del arco continuaran abrindose.

1132

151


2. Bajo el Puente, exista un canal de drenaje de aguas de lluvia, con descargas de aguas negras del sector, con el fondo completamente colapsado, originndose infiltraciones que afectaron la base del puente del lado izquierdo, contribuyendo con el proceso de asentamiento del suelo en ese sector. La humedad existente en el suelo hizo que el mismo perdiera capacidad portante, producindose hundimientos diferenciales que originaron el aumento de agrietamiento en el arco.

3. Las grietas en la clave del arco eran bastante profundas y en ciertos sectores los ladrillos de arcilla se haban desprendido o estaban a punto de hacerlo.

4. En la base del arco se observ fuerte deterioro de la mampostera y del mortero, el principal agente causante de este deterioro era la humedad. En esta zona exista disgregacin, eflorescencia, exudacin y enmohecimiento (ver Fig. 4). Las filtraciones era la causa del deterioro de la mampostera y ocurran por falta de drenaje adecuado. El agua se infiltraba por los rellenos colocados detrs de los contrafuertes, mantenindose la humedad permanentemente.

5. En los tmpanos del arco y en los contrafuertes, se observ vegetacin que nace entre las ranuras de las piedras, la vegetacin contribuye con el deterioro del mortero y sus races aumentan el agrietamiento.

6. La superficie de rodamiento estaba compuesta por sucesivas capas de asfalto colocadas sobre el empedrado original, al menos tres capas con un espesor superior a los 30 cm.

7. Las barandas se encontraban en malas condiciones, se requera restaurarlas tal como eran inicialmente. 8. En las caras laterales del arco (tmpanos del arco), se encontraban tuberas de servicios, que daaban la

imagen de la estructura, los soportes de estas tuberas fueron anclados directamente sobre el arco. El puente Libertador presentaba fuerte deterioro, las acciones inmediatas que se indicaron fueron: control de carga y restauracin del puente sin introducir transformaciones en su fisonoma. REHABILITACIN DEL PUENTE LIBERTADOR Dos razones fundamentales motivaron la intervencin del puente Libertador, la primera fue el fuerte agrietamiento longitudinal que presentaba el arco de mampostera y el debilitamiento estructural, la segunda el cambio de uso, los vehculos actuales pesan mucho mas que los vehculos de hace ochenta aos, en tal sentido se requera incrementar la resistencia de la estructura, utilizando materiales modernos ms resistentes. Para proceder a rehabilitar el puente Libertador se propuso realizar los siguientes trabajos (Torres, 1999): 1. Control total de las aguas servidas de la zona mediante la construccin de un colector de aguas negras

con sus respectivas tanquillas, reconstruccin del canal de aguas de lluvia. 2. Control del trfico y sealizacin. 3. Recalzado del basamento de piedra del arco por el lado de intrads y del basamento de piedra de los

contrafuertes, con concreto ciclpeo, con el objetivo de confinar, impermeabilizar y aumentar la capacidad portante de las bases. El recalzado se propuso hacerlo por tramos longitud mxima 1,50 m, para evitar desestabilizar la estructura, la excavacin se indic con una profundidad no menor a 1,20 m o hasta la profundidad del basamento de piedra del arco y contrafuertes, un ancho de 70 cm, en su lugar colocar concreto ciclpeo con una resistencia de 150 Kg/cm, vaciado contra el basamento de piedra.

4. Apuntalamiento general del arco, con puntales metlicos adecuadamente amarrados y arriostrados, para soportar el peso del arco mientras se realizaron los trabajos de refuerzo estructural.

5. Refuerzo del arco de mampostera, realizando una nueva bveda de concreto armado con el intrads del nuevo arco por encima del extrads del arco original (ver Fig. 5), de esta forma el arco antiguo no se modificaba y no quedaba a la vista ningn refuerzo visible, para poder construir este nuevo arco de concreto armado se indicaron las siguientes actividades: Demoler la capa de rodamiento de asfalto de ms de 30 cm de espesor, bajo la cual se encontraba el empedrado original del puente. Excavar a mano hasta el nivel de basamento de piedra, todo el material de relleno areno-arcilloso, colocado sobre el arco, proteger el material excavado cubrindolo con mantos, evitando modificar su humedad original con el agua de lluvia.

1133

151


Construir la base del nuevo arco de concreto armado por el lado de extrads, justo al lado del basamento de piedra del arco de mampostera, en dos etapas para no desestabilizar la base del arco (ver Fig. 7). Colocacin del acero de refuerzo. El acero de refuerzo del arco fue calculado sobre la base de modelos estructurales, donde se superpuso las cargas verticales, la sobrecarga variable equivalente al camin HS20 de la norma AASHTO, el empuje de tierra y las fuerzas ssmicas. Los modelos se realizaron utilizando un programa de elementos finitos, que considera elementos tipo viga columna y elementos tipo placa. Segn los requerimientos del anlisis estructural se indic doble malla de acero de refuerzo, el acero principal longitudinal conformado por una combinacin de cabillas de 5/8 y 3/8 a cada 12,5 cm, segn las solicitaciones de flexin obtenidas con las cargas implementadas en el anlisis estructural. Transversalmente, perpendicular al principal se indic doble capa de cabilla de 3/8 para repartir carga y hacer costura a las grietas (ver Fig. 6 y 8). Anclar el nuevo arco de concreto armado mecnicamente en el arco de mampostera existente, para impedir que las grietas de ste ltimo se sigan abriendo. El anclaje indicado fue de cabillas de 1/2 con longitud de 60 cm, colocados cada 0,50 m2, los anclajes se colocan realizando perforaciones con brocas de 1 y se fijan con mortero especial, estos anclajes funcionan como conectores de corte entre el arco de mampostera y el nuevo arco de concreto armado. Encofrar la cara de extrads del nuevo arco hasta 1/3 de la altura por ambos lados, para evitar el derramamiento del concreto, vaciar el concreto del nuevo arco (ver Fig. 9). Esperar tres semanas despus del vaciado para colocar el material de relleno que se retir durante las excavaciones, durante las tres semanas se debe realizar un curado continuo del concreto con agua por la cara de extrads. Impermeabilizar el nuevo arco con asfalto por la cara de extrads. Compactar el material de relleno con equipo liviano y manualmente en capas no mayores de 10 cm de espesor, simultneamente en ambos lados del arco, hasta alcanzar el nivel de sub-rasante.

6. Reconstruccin del pavimento de empedrado tal como era originalmente, utilizando la piedra recuperada durante el proceso de excavacin, el espesor mnimo indicado fue de 20 cm, teniendo cuidado con el sistema de drenaje de la calzada, conformado por bombeo transversal del 2% y pendiente longitudinal mayor del 1%.

7. Limitar en ancho de circulacin de vehculos a un canal de 3,60 m, colocando dos aceras peatonales de 25 cm de altura.

8. Eliminar la vegetacin existente en los tmpanos y contrafuertes del arco. 9. Desmantelar las tuberas de servicio, colocndolas sobre el puente utilizando las aceras, permitiendo el

embellecimiento del puente y el restablecimiento de los escritos que inicialmente existieron. 10. Restaurar las molduras del puente, deterioradas por el tiempo y existentes originalmente aguas arriba,

las cuales deben decir: PUENTE LIBERTADOR, CONSTRUIDO POR LA MUNICIPALIDAD EL AO 1921, INAUGURADO EL 07 DE MAYO DE 1922.

11. Construir un sistema de subdrenaje detrs del contrafuerte izquierdo de aguas arriba, se observ que la humedad presente en el arco provena del relleno colocado detrs de ese contrafuerte.

RESTAURACIN DE LA MAMPOSTERA Sobre los elementos de mampostera de ladrillos de arcilla se observaron cuatro tipos de daos: 1. Prdida de unidades de arcilla por agrietamiento y vibraciones. 2. Desplazamiento de unidades de arcilla por prdida de mortero adherente y agrietamiento. 3. Ruptura de unidades de arcilla por el agrietamiento longitudinal del arco. 4. Disgregacin, exudacin, eflorescencia, de las unidades de arcilla debido a alta humedad existente. Para mejorar la condicin del arco de mampostera se debe proceder a: 1. Restituir la posicin original con empuje mecnico los ladrillos desplazados en arco de mampostera. 2. Colocar nuevos ladrillos en los sitios donde se han desprendido o cado. 3. Reparar los ladrillos y las juntas deterioradas por la humedad y el tiempo. 4. Inyectar las grietas para restablecer o mejorar la adherencia y continuidad del arco de mampostera.

1134

151


El mortero indicado para ser utilizado en las inyecciones y en el resanado se sugiri con la siguiente composicin: por cada parte de cemento, cuatro partes de arena cernida, media parte de cal hidratada, media parte de arcilla ladrillo molido. La cantidad de agua fue diferente tanto para las inyecciones (mortero fluido) como para el mortero de resanado (mortero de consistencia pastosa), colocando la conveniente y necesaria para garantizar la trabajabilidad en ambos casos. Los trabajos de rehabilitacin del puente Libertador se realizaron en julio del 2.001 siguiendo todas las indicaciones dadas anteriormente. Durante la rehabilitacin, una vez retirado todo el material de relleno colocado sobre el arco de mampostera, quedaron a la vista dos grietas longitudinales, que dividan el arco en tres sectores, la primera grieta (la ms grande) que separaba el sector central del sector aguas abajo present una abertura de 3 (7,5 cm) en las proximidades de la clave (ver Fig. 3), la segunda grieta (la ms pequea) que separaba el sector central del sector aguas arriba present una abertura en las proximidades de la clave de 1 (2,5 cm), ambas grietas se cerraban a medida que se acercaban a la base del arco.

CONCLUSIONES Es necesario un conocimiento del comportamiento de los materiales utilizados en los puentes de mampostera, para ayudar con mayor apoyo tecnolgico a la conservacin y rehabilitacin de estas estructuras, de manera tal que se pueda postergar la vida til de este valioso patrimonio histrico. Para intervenir una estructura deben existir razones de peso que permitan tomar esa decisin, dos fundamentales son el debilitamiento estructural y el cambio de uso. La utilizacin de materiales modernos incorporados de manera adecuada permite mejorar las condiciones de los puentes de mampostera, aumentan la resistencia, la seguridad y la integridad estructural, disminuyen la vulnerabilidad ante los eventos que los pudieran afectar. Estos materiales deben ser utilizados de la manera que mas convenga y en comn acuerdo entre restauradores e ingenieros. En el puente Libertador fue reforzado estructuralmente de manera tal que la intervencin no es visible, fue posible conservar las caractersticas originales del puente proporcionando resistencia adicional, adems de corregir los problemas que existan por la presencia de humedad. El puente Libertador forma parte de la historia de la poblacin de Santa Cruz de Mora, con la intervencin se logr mantener la integridad estructural de uno de los monumentos histricos ms valioso de esta Ciudad y se podr seguir usando con seguridad.

REFERENCIAS Centeno G. (1969), Estudios Sismolgicos, segunda edicin, Caracas. Enciclopedia Hispnica (1997), volumen 12, p.p. 319 Heyman J. (1995), The Stone Skeleton, Structural Engineering of Masonry Architecture, Cambridge University Press. Instituto Eduardo Torroja (1985), Puentes Histricos, Informes de la construccin, volumen 37, N 375, noviembre. Paparoni L. A. (2001), Puente Libertador, inaugurado el 07 de Mayo de 1.922, mecanografiado, Santa Cruz de Mora, Edo. Mrida, Venezuela, septiembre. Torres R. A. (1999), Informe sobre la Restauracin del Puente Libertador, mecanografiado, Santa Cruz de Mora, Edo. Mrida, Venezuela, diciembre.

1135

151


Figura 1 Puente Libertador, visto desde aguas arriba. Foto R.T.

Figura 2 Grieta longitudinal en la clave del arco, se observa prdida de ladrillos, por la cara de intrads. Puente Libertador. Foto R.T.

Figura 3 Grieta longitudinal de 3 en las proximidades de la clave del arco, por la cara de extrads, visible una vez removido el relleno colocado sobre el arco. Puente Libertador. Foto R.T.

Figura 4 Eflorescencia, enmohecimiento, disgregacin y deterioro de los ladrillos por la humedad. Se observa inclinacin en la zona hmeda proveniente del contrafuerte izquierdo.

Puente Libertador. Foto R.T.

1136

151


SECCION TRANSVERSAL

RECALZADO

10.40

5.20

SOLERA

2.000.25 0.42

RECALZADO

ARCO NUEVOCONCRETO

ARCO ACTUALMAMPOSTERIA

SOLERA

2.000.42 0.25

0.25

1.20 1.20

Figura 5 Seccin Transversal del puente

0.25

0.20

5

/8"C

/12.

5;L=

6m

0.20

3/8

"C/12

.5;L=

5m

3/8"C/12

.5;L=5m

3

/8"C

/12.

5;L=

6m

5/8"C/12.5;L=8m

0.20

0.20

3/8"C

/12.5;L=6m

5/8"C

/12.5;L=6m

3/8"C/12.5;L=8m

22

CONCRETO: fc = 250 kg/cmACERO: Fy = 4200 kg/cmRECUBRIMIENTO: r = 4 cm

Figura 6 Refuerzo del arco

1137

151


Figura 7 Excavacin, construccin de la base y colocacin de la armadura de refuerzo del arco. Puente Libertador. Foto R.T.

Figura 8 Acero de refuerzo y anclaje en la mampostera. Puente Libertador. Foto R.T.

Figura 9 Nuevo arco de concreto armado, construido sobre el arco antiguo de mampostera. Puente Libertador. Foto R.T.

1138

151

RESUMENABSTRACT

Old masonry bridges are affected in their integrity by some externals factors, natural and human, which have caused that only a small part of these constructions have survived, to minimize the effects of these external factors it is required a change of

INTRODUCCINHISTORIA DE LA CONSTRUCCIN DE PUENTES DE MAMPOSLOS ARCOS

El puente Libertador tambin conocido como puent

151 Conservacion de Puentes Con Valor Patrimonial

Documents

Transcript of 151 Conservacion de Puentes Con Valor Patrimonial