Rehabilitación del viaducto de Müngsten, Alemania

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Modelo en 3D del viaducto de Müngsten en RSTAB (© PSP)

El viaducto de Müngsten (© PSP)

Proyecto de cliente

18. septiembre 2017

Alemania RSTAB Construcción de puentes Estructuras de acero

Cliente	DB Netz AG, Produktionsdurchführung Düsseldorf, Alemania www.dbnetze.com
Dirección del proyecto	DB Engineering & Consulting GmbH, Colonia, Alemania www.db-engineering-consulting.de
Planificación general	IGS Ingenieure GmbH & Co. KG www.igs-ib.de
Reanálisis estructural	IWS Beratende Bauingenieure www.iws-idstein.de
Verificación del análisis estructural	PSP - Professor Sedlacek und Partner, Dortmund, Alemania www.psp-ingenieure.de

El viaducto de Müngsten, completado en 1897, está considerado hoy en día como una de las construcciones más importantes de puentes de acero a nivel mundial. Con una altura de 107 m sobre el río Wupper, es el puente ferroviario más alto de Alemania. El diseño está basado en el Viaducto Garabit, completado en 1884, el cual está ubicado cerca de Saint-Flour en el sur de Francia y fue diseñado por Gustave Eiffel.

El puente conecta las dos ciudades de Solingen y Remscheid. Aproximadamente 120 años de condiciones de tráfico ferroviario y atmosféricas han conllevado a varios daños en la estructura. Además, los requisitos cambiados de las normas actualmente válidas resultaron en déficits en la verificación de los componentes. Por tanto, fue necesario una rehabilitación de la estructura para su uso futuro de al menos 30 años más.

El reanálisis estructural del puente ha sido realizado por IWS Ingenieure. La verificación del análisis del puente ha sido realizada por PSP - Professor Sedlacek and Partner mediante el uso de RSTAB.

La estructura

El puente tiene una longitud total de 465 m. Se compone de una construcción en arco con una luz de 170 m y puentes de caballetes en ambos lados con longitudes individuales de 30 y 45 m, los cuales están soportados por cojinetes de rodillos en pilares de cercha.

En la parte superior se encuentra un carril diseñado como una parrilla de soporte abierta y sobre ella hay una superestructura de vía ferrocarril de dos vías.

Recálculo

El cálculo para el funcionamiento y la verificación se ha realizado en el modelo tridimensional de barras. El modelado se ha realizado considerando los daños detectados. Por ejemplo, se ha prestado una atención especial en el punto de articulación de la construcción para mostrar de forma real el movimiento limitado de los cojinetes de rodillos.

En contraste con el análisis estructural original, se han considerado 13 casos de carga constructivos por primera vez también. Por ejemplo las manipulaciones de la posición del arco de celosía. En su día, se estableció el método clásico de construcción en voladizo con una longitud de voladizo de hasta 30 m. Las estapas de construcción tienen una influencia importante en el estado de tensiones para el caso de carga peso propio.

Además de las habituales cargas variables linealmente de temperatura, viento, aceleración y frenado e impacto lateral, se han aplicado 3 efectos de tracción (efecto de carga UIC71, etc.). El recálculo se ha verificado y calibrado con, entre otras cosas, carreras realizadas bajo condiciones de carga.

Resultados y rehabilitación

Con el recálculo fue posible calcular los daños en la estructura. En componentes estructurales singulares tales como las vigas longitudinales y secundarias de la pista, arriostramientos de viento y anclajes, los aprovechamientos resultaron parcialmente en más de un 200 %. Esto conllevó a la decisión que de el puente debía ser reconstruido totalmente.

La intervención más grave era la sustitución del carril del puente, el cual requería el cierre completo de la línea del ferrocaril. Además, era necesario reducir el nivel de carga. La rehabilitación de los puentes de caballetes, pilares, elementos de cimentación así como también del arco podían realizarse durante el funcionamiento reducido del ferrocarril.

Con la decisión de rehabilitar el viaducto de Müngsten se preserva, a pesar de la alta inversión financiera, una estructura de puente de aceros sobresaliente.

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