La ciudad de San Miguel de Ibarra, conocida generalmente como Ibarra, es una ciudad de la República del Ecuador, situada unos 115 km al norte de Quito, en el valle que atraviesa el río Tahuando, al suroeste de la laguna de Yahuarcocha.
El Gobierno Autónomo Descentralizado Municipal del Cantón Ibarra, con el apoyo del Banco Internacional de Reconstrucción y Fomento (BIRF), implementó el proyecto denominado “Mejoramiento de la infraestructura de transporte en Ibarra”, en el que se incluye el proyecto del Anillo Vial, que constituye la vía de circunvalación de la ciudad. Este anillo se encuentra ya ejecutado en su tramo norte, salvo el cruce sobre el rio Tahuando y el tramo sur.
El río Tahuando forma una brecha que divide marcadamente el municipio en dos, de forma que la carretera panamericana, que en este tramo une Ecuador con Colombia, tiene una sola conexión, la de Puente Los Molinos.
TYPSA fue la elegida para desarrollar la evaluación de alternativas para la conexión entre el tramo norte del anillo y el acceso a la laguna Yahuarcocha, la optimización del trazado del tramo sur, y los estudios definitivos de ingeniería, sociales y ambientales para la alternativa seleccionada, así como el trazado definitivo del tramo sur del anillo vial.
El proyecto implica una serie de mejoras para el transporte y la movilidad en la localidad: evitar el paso de vehículos de largo recorrido por el centro urbano, mejorar las conexiones entre parroquias, facilitar el acceso de los núcleos a la red vial, proporcionar las adecuadas dotaciones de infraestructura viaria a las distintas áreas de producción y superar las barreras naturales, como el río Tahuando. Con ello se logra el aumento de la seguridad y la comodidad, la reducción de la contaminación atmosférica y la mejora del nivel de servicio, con el consiguiente ahorro en los costes de operación de los vehículos y en el tiempo de viaje de los usuarios.
El tramo sur del Anillo Vial es una carretera urbana de alta capacidad con un recorrido de 12.5 km, en el que se han proyectado 9 puentes sobre diferentes ríos, un paso inferior, 22 obras de drenaje transversal y 16 intersecciones a nivel de tipo glorieta e intersecciones en T.
La conexión con el tramo norte se lleva a cabo mediante una vía de alta capacidad de 1.190 m de longitud, que cruza el río Tahuando mediante un puente atirantado de 430 m, que salva un desfiladero de 180 m de profundidad por cuyo fondo discurre el río, y que constituye el elemento más significativo de la circunvalación.
Esquema estructural del puente
La luz del vano principal de 290 metros permite cruzar el formidable obstáculo del barranco con un cierto resguardo para las cimentaciones de los pilonos. La posición de los estribos está condicionada en el lado occidental por el entorno urbano consolidado que impone una curva de radio 90 m,
justo antes de la alineación del puente, y en el lado oriental debido a que la rasante se introduce en un fuerte desmonte, lo que implica que los vanos laterales no puedan ser mayores de 70 m. El tablero tiene un ancho de 26,3 m.
El esquema habitual de un puente atirantado de tres vanos requeriría vanos laterales mayores para equilibrar el vano central de 290 m, por lo que la disposición longitudinal del puente no es canónica, consiguiéndose el equilibrio con una sección de tablero más pesada en los vanos laterales, también llamados vanos de retenida. En el central, el tablero es muy ligero, con doble cajón de hormigón postesado longitudinalmente. Entre cajones se disponen vigas riostras pretensadas y una losa continua que materializan la superficie del tablero. En los vanos de retenida el tablero se materializa con una losa aligerada. Para acabar de compensar el peso del vano central es necesario disponer apoyos invertidos en los estribos.
Estrategia sísmica
El puente está aislado mediante apoyos con núcleo de plomo para sismos menores que el de diseño, pero mayores que el sismo frecuente (T=225 años). Se ha dispuesto una holgura en los topes de 350 mm. Para el sismo de diseño (T=1.000 años) los topes hacen contacto contra los pilonos, trabajando éstos en rango elástico sin que se prevean daños significativos en la estructura. Para el sismo máximo creíble (T=2.500 años) se comprueba que la estructura no colapsa. Para ello se permite la formación de rótulas plásticas en la base de los pilonos y tope contra estribos comprobando la ductilidad requerida para controlar los daños.
Para el sismo de diseño se ha realizado un análisis modal espectral y un análisis demanda-capacidad (push-over) para el sismo de no colapso. Finalmente, se ha realizado una comprobación de los esfuerzos sísmicos con un análisis time history con acelerogramas sintéticos ajustados al espectro de diseño.
La acción del viento
Dadas la longitud y esbeltez del puente es necesario tener en cuenta la respuesta aeroelástica del mismo. Mediante un análisis dinámico de mecánica de fluidos se ha analizado el comportamiento del puente frente al viento. Este análisis, conocido por sus siglas en inglés CFD (computational fluid dynamics) ha sido realizado por la empresa MC2, del Grupo TYPSA.
Este estudio ha servido para:
- validar los coeficientes de arrastre que, a su vez, permiten obtener la presión de viento en las superficies del puente,
- comprobar que las fuerzas inducidas por el viento no producen fenómenos de resonancia,
- asegurar que las vibraciones inducidas en el tablero no afectan al confort peatonal.
Sistema de tirantes
En la parte superior de cada pilono se anclan y se tesan los tirantes. Son 13 niveles en cada fuste con un tirante del vano de retenida que equilibra al correspondiente del vano principal. El desequilibrio de las cargas se recoge en un cajón metálico que se conecta al hormigón del fuste. Los tirantes se apoyan en sendas vigas que transmiten la carga a los laterales de cajón.
El frente del cajón se cierra con una chapa que deja el hueco necesario para el paso de los tirantes y, así, esta estructura sirve además como encofrado perdido para el hormigón.
En el caso del tablero los tirantes se disponen anclados en los bordes en dos familias formadas cada una por 52 cables. Se trata de tirantes de entre 31 y 73 unidades de cordones formados a su vez por siete alambres. En el extremo inferior se disponen amortiguadores internos radiales (IRD por las siglas en inglés de internal radial damper) de tres pistones dada la longitud de los tirantes. Los cables llevan triple protección (galvanizado, cera y vaina interior) contra la corrosión y una vaina exterior.
El proceso de construcción
La construcción del puente comenzará por las cimentaciones de pilonos y estribos. Después continuará por el fuste de los pilonos y por el tablero de los vanos de retenida. Éste crecerá en voladizo en el vano principal sostenido por los cables que lo vinculan con el pilono. El conjunto formado por el vano lateral, pilono y cables compensará la componente horizontal y vertical de los cables que sujetan el tramo central en su crecimiento hasta la dovela de cierre.
En esencia la secuencia de ejecución es la siguiente:
- Ejecución de estribos y cimentación de pilonos
- Pilono. La parte inferior se hormigona cimbrada a suelo. La parte superior se hormigona con carros trepantes
- Vanos laterales cimbrados y avance en voladizos en el vano principal con tirantes
- Descimbrado de vanos laterales
- Cierre del tablero y acabados
