Tiempo atrás Puentes de concreto de México

Vicente Guerrero y Gama•
Fotos: Archivo CyT,

Presentamos un artículo de 1965 que alude a los primeros puentes construidos en México con losas planas, losas de nervaduras y de concreto presforzado.

    

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En 1926 el Estado inició la construcción de carreteras en México. Los ingenieros responsables crearon una colección de proyectos tipo para resolver problemas de cruzamiento. Esa colección se usó en casi todos los puentes de antiguas carreteras como la México-Laredo, la México-Acapulco, o la México-Morelia-Guadalajara. Hoy [1965], que se salvan en México ─como en muchas partes del mundo─ claros de 50 m y aun mayores con concreto reforzado ─en claros continuos o articulados, y hasta del orden de 100 m con concreto presforzado─ se entiende que las fuentes de información de los primeros proyectistas provenían de Estados Unidos, donde por motivos económicos (gran producción de acero y mano de obra cara) fueron más económicas las estructuras de acero ─para claros mayores de 15 m─ que las de concreto. Para claros entre 1 y 6 m, se usaban losas planas de concreto. Para claros de 7 m a 15 m, se empleaban losas nervuradas. Un hecho llama la atención en esta primera etapa: para claros superiores a 15 m, se recurría a estructuras de acero (trabes de alma llena, armaduras, y en casos excepcionales, arcos). El tipo de superestructura más empleado en esa época para puentes de camino, era el de losas de nervuradas, en tramos libremente apoyados (Fig. 1). No se dan en esa época superestructuras continuas ni articuladas de concreto.

  FIGURAS

Fig. 1. Puente Jaripo, carretera México-Morelia-Guadalajara.

Fig. 2. Puente Tuxcueca, carretera México-Nogales.

Fig. 3. Puente Coyuca de Catalán sobre el río Balsas.

Fig. 4. Ampliación del puente San Jerónimo, carretera Acapulco-Zihuatanejo.

Fig. 5. Puente Pino Suárez, Monterrey, Nuevo León.

Fig. 6. Puente Zaragoza, Monterrey, Nuevo León.

Fig. 7. Puente Limoncito, carretera Culiacán-Altata.

Fig. 8. Puente Coyuca de Benítez, carretera Acapulco-Zihuatanejo.

Fig. 9. Puente Corona, carretera Victoria-Matamoros.

Fig. 10. Puente Jaltepec, carretera Coatzacoalcos-Salina Cruz.

Fig. 11. Puente Mocorito, carretera México-Nogales.

Fig. 12. Puente Internacional, Nuevo Laredo, Tamps.

Fig. 13. Puente Belisario Domínguez sobre el Río Grijalva.

Fig. 14. Puente Belisario Domínguez sobre el Río Grijalva.

Fig. 15. Puente Aguacatillo, Carretera México-Acapulco.

Fig. 16. Modelo estructural del puente Aguacatillo.

Fig. 17. Puente San Jerónimo, carretera Acapulco-Zihuatanejo.

Fig. 18. Puente Tónala, Carretera Coatzacoalcos-Puerto Juárez.

Fig. 19. Puente Coatzacoalcos, Carretera Coatzacoalcos-Puerto Juárez.

Fig. 20. Puente El Emperador, Carretera México-Puebla.

Fig. 21.Puente sobre el río Tuxpan.

Fig. 22. Puente Alvarado.

Se proyectaron cajones de concreto de modestas proporciones, en casos muy especiales (Fig. 2). En el camino México-Toluca se construyó un pequeño arco de concreto, hoy en desuso. Todos los puentes de caminos fueron proyectados para el paso de un camión de 14 toneladas, y sus anchos de calzada variaban entre 5.20 m y 5.70 m. Estos anchos no permiten el cruzamiento de dos camiones dentro de los puentes, sino sólo ocasionalmente de dos automóviles a velocidades moderadas.

En 1946 se formuló otra colección de proyectos tipo de losas de nervuradas ─desde 7 hasta 16 m de claro─ con ventajas sobre las primeras pues se calcularon para el paso simultáneo de dos bandas de circulación de camiones de 14 ton. El ancho de la calzada se aumentó a 6.70 m, lo que permitió el cruce dentro de la estructura de dos camiones. Se consideró además un concreto de mayor resistencia y acero que admitía esfuerzos de trabajo superiores a los considerados en los primeros proyectos. Con estos cambios en la calidad de los materiales se logró un resultado sorprendente: que las cantidades de concreto para los nuevos proyectos, no obstante haber duplicado la carga viva para claros iguales son inferiores a las de proyectos de la primera serie. Adviértese, sin embargo, que el claro límite para este tipo de superestructura había permanecido prácticamente el mismo: 16 m.

Tomaremos el caso de un claro de 15 m, para el cual la segunda colección requiere sólo el 95 por ciento del concreto necesario según la primera serie (formulada en 1926). Hubo una tercera colección de proyectos formulada en 1952 por el extinto Comité Nacional de Caminos Vecinales, que mejoraba los proyectos hechos en 1946. En 1963 la Secretaría de Obras Públicas formó una cuarta colección de proyectos tipo, más completa en lo que se refiere a superestructuras de concreto, ya que incluye un número mayor de claros (hasta de 35 m) de concreto reforzado y superestructuras de concreto presforzado, desde 30 hasta 45 m de claro.

Por lo que se refiere a las losas nerviadas, éstas se proyectaron con un ancho de calzada de 7.50 m y para carga viva de trailers de 24.5 ton en dos bandas de circulación. Para el mismo claro de 15 m que se ha venido comparando el concreto necesario, según esta cuarta colección de proyectos tipo, es sólo el 72 por ciento del requerido por el proyecto correspondiente de la segunda.

El incremento en el claro de aplicación de las losas de nervuradas de concreto reforzado, se debió a que en 1949 el extinto Comité Nacional de Caminos Vecinales empezó a emplear las losas de nervaduras para claros de 25 m, siendo más económicas que las armaduras de acero para ese claro, a igualdad de carga viva y de ancho de calzada. A partir de esa fecha (1949) se vio que ─sobre todo para claros del orden de 20 m en adelante─ era más económico proyectar las losas de nervaduras con sólo dos nervaduras, en lugar de usar tres o más.

En 1951, el Comité Nacional de Caminos Vecinales proyectó para Monterrey los puentes Pino Suárez y Gonzalitos, que también entrañan avances en varios aspectos (Fig. 5). Ambos puentes tienen las mismas características: su longitud es de 177.50 m; la superestructura es de concreto armado; las pilas (de concreto), tienen una articulación tipo Masnager a 5 m abajo de la corona. La superestructura es de sección celular, de peralte variable y articulada. Cada uno de estos puentes consta de cinco tramos: tres de 38.50 m de claro y dos de 31 m. También para Monterrey se proyectó en 1952 un tercer puente sobre el río canalizado de Santa Catarina en la prolongación de la calle Zaragoza (Fig. 6). Fue éste el primer puente de concreto presforzado que se proyectó y construyó en México. Consta de 5 tramos libremente apoyados, de 35 m de longitud cada uno; su calzada es de 7.90 m y tiene dos banquetas para peatones de 2.60 m de ancho. La superestructura de cada tramo la forman 7 trabes de 1.45 m de peralte. El concreto empleado fue de f’,=400 kg/cm2 y el acero especial, importado de Bélgica, tenía un esfuerzo de ruptura de 16,000 kg/cm2. Se empleó un sistema de anclaje proyectado y desarrollado por ingenieros mexicanos. En 1953, el Comité Nacional de Caminos Vecinales proyectó el puente Limoncito (Fig. 7), en el camino Culiacán-Altata, Sinaloa. La superestructura es de concreto armado, tipo Gerber, de dos nervaduras, con longitud total de 200 m. Tiene 5 tramos, el mayor de los cuales es de 45 m de claro entre apoyos. Las pilas, de concreto simple, están cimentadas por medio de cilindros de concreto, hincados en el terreno de 20 a 25 m. También de 1953 es el puente de Coyuca de Benítez, en el camino Acapulco-Zihuatanejo, formado por 6 tramos continuos de losa plana, de peralte variable: dos extremos de 21 m y cuatro intermedios de 27 m de claro (Fig. 8).

Las estructuras continuas de concreto reforzado de gran claro se iniciaron en México entre 1953-1955. Un ejemplo de éstas es el puente Corona, en la carretera Victoria-Matamoros (Fig. 9). La superestructura, de 180 m de longitud, está formada por tres tramos centrales de 40 m cada uno y de dos laterales de 30 m. El ancho de calzada es de 6.70 m; se utilizaron dos vigas maestras con peralte constante de 2.00 m. El procedimiento de construcción, definido en la etapa de proyecto, permitió usar dos veces y media, los moldes y la cimbra, empleándose lastres provisionales para conciliar los esfuerzos temporales con los definitivos. Este caso contribuyó decisivamente a la eliminación de las armaduras de acero en tramos hasta de unos 40 m, que tampoco compiten con las trabes de concreto presforzado (en puentes para camino). Al menor costo de la superestructura de concreto, se asoció una notable reducción en el costo de la subestructura, como resultado de la menor distancia entre las trabes maestras. El costo de las armaduras de acero y las losas de piso resultaban ya del mismo orden que el de todo el puente con la solución adoptada, de tramos de concreto reforzado, continuos.

Otro puente continuo de concreto reforzado es el Jaltepec, en la carretera Coatzacoalcos-Salina Cruz (Fig. 10). La superestructura, de concreto reforzado, tiene sección celular, de peralte variable: de 1.50 m en los centros de los claros, a 4.50 m sobre los apoyos. Consta de tres claros: dos laterales de 43.50 m y uno central de 58 m. La estructura se terminó en 1955. En este puente se generó por primera vez en México un claro de 58 m con una trabe de concreto armado.

En la carretera México-Nogales se construyó en 1954 el puente Mocorito, de 232 m de longitud total (Figura 11). La superestructura está formada por dos grupos de tramos continuos, de concreto reforzado, de peralte constante. Cada grupo consta de cuatro tramos de 29 m de claro cada uno; la junta de dilatación se dispuso en la pila central. Los apoyos sobre todas las pilas son móviles; los apoyos fijos se colocaron en los estribos. Una creciente excepcional del río Bravo en 1954 destruyó el puente internacional que unía la población de Nuevo Laredo con la texana ciudad de Laredo. Aprovechando la cimentación de la antigua estructura, los ingenieros de la extinta SCOP proyectaron un nuevo puente continuo, de concreto presforzado, de 262 m de longitud, formado por tres tramos de 45.60 m cada uno y dos tramos de acceso: uno de 15.70 m y otro de 18.15 m. La calzada del puente es de 12.20 m y tiene además dos banquetas de 2.00 m de ancho cada una, para peatones. Este puente es interesante por su economía, y por su amplitud, adecuada al intenso tránsito a que está sujeto.

En 1954 se inició la construcción del puente Belisario Domínguez, sobre el río Grijalva (Fig. 13), constituido por un arco de concreto de 88 m de claro y viaductos de acceso de 57 m de longitud total. La calzada, de 6.70 m de ancho, está a 45 m sobre el fondo del río y descansa en diafragmas verticales de concreto muy esbeltos. El arco es de sección llena, de 0.90 m de peralte por 4.56 m de ancho en la clave, con refuerzo de acero del 0.15 por ciento del área de concreto. Está empotrado en calizas en ambas márgenes. Fue colado mediante una obra falsa de acero estructural (Fig. 14). A pesar de lo reducido del peralte del arco en la clave, el arco es capaz para los efectos del peso propio, de las cargas móviles, del impacto y de las variaciones de temperatura.

El 1959 se terminó el puente Aguacatillo, en la carretera México-Acapulco. La longitud total de esta obra es de 91 m; el arco tiene una luz de 60 m. La estructura es de concreto armado y está en curva horizontal, esviajado y en curva vertical. El arco en sí es poligonal, de catenaria invertida, tipo Maillar-t, con trabes de rigidez en el sistema de piso (Fig. 15). Las circunstancias de ser un puente en curva horizontal, de estar esviajado y de tener trabes de rigidez robustas que trabajan conjuntamente con el arco de catenaria invertida, hizo difícil prever, por procedimientos puramente analíticos, la magnitud de los esfuerzos complejos presentados en los diferentes miembros de la estructura. Revisada una abundante literatura sobre proyectos de puentes parecidos, se llegó a la conclusión de que el medio más rápido y confiable de estimar estos esfuerzos y de proporcionar en consecuencia las dimensiones y el armado de las diferentes partes de la estructura, consistía en recurrir a un modelo de laboratorio. Fue esto lo que se hizo, valiéndose de un modelo hecho de un material acrílico transparente, comercialmente denominado “luxita”. De esta manera se tuvieron las bases para el dimensionamiento y el armado de esta estructura tan compleja (Fig. 16).

En el campo de los puentes de concreto presforzado isostáticos, de 1953 en que se concluyó el primero (el Zaragoza, en Monterrey), a 1958 habían sido proyectados y construidos 63 puentes de este tipo, casi en su totalidad para caminos y unos cuantos para ferrocarril, estos últimos en la línea Chihuahua-Pacífico. De 1959 a 1964, se proyectaron 35 puentes de concreto presforzado. Otros ejemplos son: el puente San Jerónimo, en el camino Acapulco-Zihuatanejo, con cuatro tramos de 25.50 m de claro y otros cuatro de 32.00 m de claro. El Tonalá (de 1960), en el camino Coatzacoalcos-Puerto Juárez, formado por siete tramos de 35.00 m de claro cada uno, con calzada de 7.50 m (Figs. 17 y 18). El puente de mayor longitud construido en la República Mexicana es el puente mixto para ferrocarril y para carretera, de Coatzacoalcos, de 966 m. La superestructura consta de 27 tramos libremente apoyados, de concreto presforzado, de 31 m de claro cada uno, y de una armadura de acero, levadiza, de 69 m de claro.

La parte destinada al tránsito carretero tiene una calzada de 7 m de ancho, soportada por cuatro trabes. La superestructura para ferrocarril tiene tres trabes, también de concreto presforzado, en cada tramo de 31 m. La subestructura está cimentada por medio de cilindros de concreto, de 4.50 m de diámetro exterior, hincados hasta una profundidad media de 29 m bajo el fondo del río. Sobre estos cilindros se construyeron las pilas de concreto armado, con cuerpo terminado en su parte superior en dos voladizos para alojar los apoyos de las trabes, (Fig. 19). El mayor de los puentes de la autopista México-Puebla es el puente continuo El Emperador (Fig. 20), construido sobre una barranca de 48 m de profundidad. La superestructura, de concreto presforzado, colada en el lugar, tiene una longitud total de 90 m. El tramo central es de 45 m y los dos laterales de 22.50 m cada uno. El puente es doble, cada uno con una calzada de 7.20 m. Las pilas de concreto tienen 26 m de altura y un espesor de sólo 0.70 m. El ancho de estas pilas es de 5.80 m. Estas pilas son parcialmente huecas, mediante el empleo de tubos cilíndricos de cartón, de eje vertical.

En 1961 se terminó un puente carretero sobre el río Tuxpan, Ver. La parte principal de éste tiene una longitud de 321 m, formada por 3 claros de 92 m entre pilas, y dos tramos de acceso de 22.50 m cada uno (Fig. 21). La subestructura de esta parte principal es de concreto armado y está cimentada por medio de cajones y de cilindros de concreto hincados a una profundidad variable, hasta alcanzar un manto de arcilla compacta. La superestructura se construyó en doble voladizo, sin el empleo de obra falsa convencional para estructuras de esta envergadura, sólo en Europa, pero nunca antes en América, salvo un pequeño puente de concreto reforzado hecho en Brasil en 1931. La obra fue un éxito técnico completo.

En 1964 se terminó de construir un puente fundamental para la comunicación con el sureste de la República; el de la desembocadura del río Papaloapan, en las proximidades de Alvarado, Veracruz. (Figs. 25 y 26). La estructura tiene una longitud de 530 m y está integrado por 7 tramos de concreto presforzado y una armadura levadiza de 66 m de claro. La superestructura está principalmente integrada por dobles voladizos y trabes suspendidas en los extremos de estos voladizos. Los tramos de acceso están apoyados en estribos y pilas de concreto. Los dobles voladizos están apoyados en columnas huecas de concreto reforzado, cimentadas a su vez en cilindros del mismo material, a profundidades del orden de los 20 m abajo del fondo del río, profundidad a la cual se encuentra una formación de arena fina muy compacta.

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¨ El autor es ingeniero civil, profesor de la cátedra de Puentes, Facultad de Ingeniería, UTUM. Supervisor Especial de Puentes y fue jefe del Departamento de Estructuras, Secretaría de Obras Públicas. El artículo, por cuestiones de espacio, tuvo que ser sintetizado (Nota del editor).