ScienceDirect
www.sciencedirect.com
www.e-ache.com HormigónyAcero2016;67(278-279):235–243 www.elsevierciencia.com/hya
Original
Control
de
la
estructura
metálica
en
el
Puente
de
la
Constitución
de
1812
sobre
la
Bahía
de
Cádiz
Steel
structure
control
in
the
Constitución
de
1812
Bridge
over
the
Cadiz
Bay
Adrián
Gastesi
Iriarte
a,baPeritoTECNALIAResearch&Innovation,Donostia-SanSebastián,Espa˜na
bTécnicoInternacionalensoldadura(IWT)yresponsabledesoldaduradelÁreadeIngenieríadeMateriales.TECNALIAResearch&Innovation,Donostia-San
Sebastián,Espa˜na
Recibidoel15deoctubrede2015;aceptadoel13deenerode2016 DisponibleenInternetel22demarzode2016
Resumen
ElPuentedelaConstituciónde1812sobrelaBahíadeCádizesunaconstrucciónmetálicadegransingularidadycomplejidad,endondelas grandesdimensionesyelnúmerodedovelasizadashanrequeridounasincronizacióntécnicaparapoderfabricarymontarlasdovelasyrealizar lassoldadurasdelasmismasenaltura.
Lafabricacióndedovelasconunaltogradodecalidadharesultadofundamentalparaposibilitarsuizadodesdetierraymar,conelempleode carrosdeizado.
Elcontroldemateriales,elcuidadodelascondicionesdesoldadura,elestablecimientodeprocedimientos,elanálisisdesituacionesdediferente índolepreviasalmontajeeizadodelasdovelasyladisposicióndesolucionespreviashanposibilitadolarealizacióndesoldadurasdeuniónde dovelasenaltura,demaneraarmonizadayrepetitiva,dandolugaraunafabricacióndelpuentesectorialeindividual,alavezqueasumontajey soldaduraenalturaencadena.
©2016Asociaci´onCient´ıfico-T´ecnicadelHormig´onEstructural(ACHE).PublicadoporElsevierEspa˜na,S.L.U.Todoslosderechosreservados.
Palabrasclave: Soldadura;Estructurasingular;Sincronizacióntécnica;Disposicióndesolucionesprevias
Abstract
TheConstituciónde1812BridgeovertheCadizBayisametalstructurewithgreatuniquenessandcomplexity,wherethelargedimensionsand numberofsegmentsliftedhaverequiredtechnicalsynchronisationinordertomanufactureandassemblethesegmentsandtocarryoutthewelds betweenthematheight.
Manufacturingofsegmentswithahighdegreeofqualityhasbeenessentialinenablingtheliftingofthemfromlandandsea,withtheuseof liftingtrucks.
Controlofmaterials,caringofweldingconditions,establishmentofprocedures,analysisofdifferentsituationspriortotheassembly,andlifting ofsegmentsandprioravailabilityofsolutionshavemadeitpossibletoweldjointsbetweensegmentsatheight,inaharmonisedandrepetitive manner,resultinginasectorialandindividualmanufactureofsegments,andatthesametimetheassemblyinseriesatheight.
©2016Asociaci´onCient´ıfico-T´ecnicadelHormig´onEstructural(ACHE).PublishedbyElsevierEspa˜na,S.L.U.Allrightsreserved.
Keywords:Welding;Uniqueness;Technicalsynchronisation;Prioravailabilityofsolutions
Correoelectrónico:[email protected]
http://dx.doi.org/10.1016/j.hya.2016.01.003
1. Introducción
ElPuentedelaConstituciónde1812sobrelaBahíadeCádiz hasido fabricadoapartir dedovelas degrandes dimensiones y pesosde 350tdemediaeizadas concarrosdeizado tanto desdetierracomodesdeelpropiomar.TECNALIAResearch &Innovationhaparticipadoenestesingularproyectojuntocon elDepartamentode CalidaddelaUTEPuentedeCádizyen estrechacolaboraciónconsuoficinatécnica,departamentode producciónyjefaturadeobra.
Enelprocesodesoldadura enestepuente,adiferenciade otrosdemenorenvergaduraodificultadconstructiva,hasido im-plantándoseunorganigramadefuncionamientoexprofesopara elmismo.Sehaincorporadolafiguradeuncoordinadorexperto ensoldadura,quienasuvezhatrabajadojuntoconlosdiferentes departamentosdeobraytalleresproveedoresdedovelas.
El coordinador ha estado en todo momento informado de losdiferentesaspectostécnicostantodelaconstrucción,dela fabricación dedovelas, de lainspección,de lacolocaciónen alturaydeotrosaspectos,yellohaposibilitadodotaralpuente deunsoporteconstructivoenelquehaimperadolacalidady,en concreto,unestilodecalidadespecíficaynogeneralistasobre lascaracterísticasyproblemáticadelpropiopuente.
Tras un primer análisis del proyecto constructivo, de los planosydelaubicaciónfísicadelpuente,sepiensaquela com-plejidadconstructivaquesepresentanecesitaserabordadacomo unaasesoríaycontroldecalidadmásalládeldeunseguimiento decalidadensoldaduraaluso.
Conlafinalidaddeconseguirunacorrectaejecucióndel pro-cesode soldeo y que elresultado de la uniónde dovelas en alturagaranticeunaconstrucciónencumplimientodelos requi-sitosparticularesydelasnormativasdeaplicación,elproyecto seplanteaen3grandesbloquesdetrabajo:
• Contrastedelacalidaddelosacerosysuaptitudparticularal soldeo.
• Controldelasactividadesdesoldaduraantes,durantey des-puésdelaejecucióndelproceso.
• Asesoríatécnicaenelprocesoconstructivoeinspección.
2. Contrastedelacalidaddelosacerosysuaptitud particularalsoldeo
Elcontrastedecalidaddelosacerosempleadosysuaptitudal soldeoseharealizadomediantelatomademuestrasdeaceroy suposteriorensayoenloslaboratorios.Sehantomadomuestras delacerodelpropiopuentedemanerageneralizada,asícomode maneraparticularizadaenzonassometidasagrandesesfuerzos decargas.
Treshansidolosobjetivosdeestaaccióndeensayo:porun lado,elcumplimientodelaceroconlosrequisitosestablecidos porlanormadeaplicación.Unsegundoobjetivoeselde com-probarenmuestrasrealeselgradodesoldabilidad.Eltercery últimoobjetivoeseldeanalizarelmaterialensentidodeleje perpendicularalsentidodelaminacióndechapas,también lla-madoZ,yobtenertodalainformaciónposiblequepudieratener afecciónalasoldaduraenestesentido.
2.1. Cumplimientodelaceroconlosrequisitosnormativos ycomprobacióndelgradodesoldabilidad
Elacero,decalidadS355J0yJ2,+Nenamboscasos,debe cumplirlosrequisitosdelaNormaUNEEN10025.2de2006 en loreferente alascaracterísticasmecánicasdel producto y delacomposiciónquímicadecolada.Parapodercontrastarel cumplimiento delacero respectode lanorma vigente,sehan seleccionado muestrasdelos retalesdelaschapasdecoladas diferentesyque,graciasalaexcelentetrazabilidadqueel depar-tamentodecalidaddelaUTEPuentedeCádizhaimplantado
[1],selocalizanenchapasutilizadasycolocadasenlospuntos mássolicitadosdeltablerometálicotantoensufabricaciónasí como ensusolicitacióndevidaalservicio.El objetivoyano essoloeldecaracterizarchapasalazar,sinoeldecaracterizar chapascuyoscomponentesdeellasextraídosesténsometidos agrandesesfuerzos.Todoslosensayosrealizadosennuestros laboratorios,acreditadosporENAC,hancumplidocontodoslos requisitosnormativos,talycomopuedeverseenlastablas1y 2.
Enestemomentoyasabemosqueelmaterialcumpleconlos requisitosyconocemoslaspropiedadesexactasdelaspiezasen laszonasmássolicitadas.
Paralacomprobacióndelcumplimientonormativodel mate-rialenfuncióndelacomposiciónquímica,serealizanensayos decomposiciónquímicasobrelasmuestrasanteriores, contras-tándoseelporcentajecuantificadodelosvaloresobtenidosenel ensayoconlosexigiblesenlanormaUNEEN10025.2.Todos los resultados muestran el cumplimiento de la chapa con la normadeaplicación.
Sin embargo, y como parte de un control específico de calidad,se incluyen conceptoscomo eldelasoldabilidaddel materialenfuncióndelCEV(carbonoequivalente)enchapas concretascomopartedeuncontrolespecíficodecalidad.
Lafórmulaempleadaparaelcálculoes:
CEV =C+Mn
6 +
Cr+Mo+V
5
+
Ni+Cu
15
Enestecasoparticular,ypuestoquelasoldabilidaddel mate-rialesunaaptitudtecnológicafundamentalenestetipodeaceros —yenparticularenestaestructura,enlaquelassoldadurasson sometidasafuertescargasduranteelprocesoconstructivoyen susolicitacióndevidaalservicio—,sehaconsiderado impor-tanteconocersobreelanálisisdecoladaelvalorrealdelCEV enchapasconcretasconelmismocriterioestablecidohastael momentoenlosensayosrealizados.Estoes,realizarlos ensa-yosdecontrasteenchapascuyoscomponentesdeellasextraídos esténsometidosagrandes esfuerzos.ElvalordelCEV condi-cionarásinlugaradudaselestablecimientodelasdirectricesde ejecucióndelassoldaduras.
Para establecerelvalordelCEVsehaaplicadolafórmula establecidaenEN10025.1
Tabla1
Muestreodeensayosmecánicosqueincluyevaloresobtenidosdellímiteelástico,cargaderoturayresilienciarealizadosencontrasteconlanormaUNEEN10025.2
Ref.ensayo Reh(MPa) Reh(MPa) UNEEN10025.2
Rem(MPa) Rem(MPa) UNEEN10025.2
CharpyKV2 CharpyKV2 UNEEN10025.2
028998-010P2 444 >335 583 470-630 88J (−20◦C) 27J(
−20◦C)
028998-010P4 456 >335 610 470-630 90J(−20◦C) 27J(
−20◦C)
028998-010P5 453 >335 629 470-630 79J(−20◦C) 27J(−20◦C)
028998-010P8 389 >335 561 470-630 108J(−20◦C) 27J(−20◦C)
Tabla2
AlgunosejemplosdelanálisisdelvalordelCEV
Ref.certificado N.◦
colada CEVobtenido CEVmáx.EN10025.1 Espesor(mm)
TS0003 116205 0,42 0,47 110
TS0014 116195 0,41 0,47 110
TS0324 433670 0,43 0,45 30
TS0808 460299 0,41 0,47 40
Delamisma manerase hapodidocomprobarelhechode queestamosanteunaceroendondeelvalordelCEVnoviene determinadoporunaltoporcentajedecarbono,sinomásbienpor unvalordecarbonorelativamente,bajoa˜nadiéndosemanganeso enporcentajesaltosdentrodelumbraldelanorma.Estepunto esfavorableparalasoldabilidaddelpropiomaterial.
Elporcentaje medio de carbonopresente enlas chapasse sitúaentreel0,16yel0,18%.
2.2. Análisisdelmaterialensentidodelejeperpendicular alsentidodelaminación
El acero del puente se ha ensayado de manera específica medianteunensayonocontempladoenlanormadeaplicación paraestecaso.
Setratadeunensayoespecíficorealizadocomounplusde calidadparaconocerelcomportamientodelaschapasenelplano perpendicularalalaminación,esto es,elensayo delmaterial en sentido del eje perpendicular al sentido de laminación de chapas,Z.Enelámbitode lasoldadura,unvalor Z50puede considerarsealtamenteseguroalahoraderealizarunionesen dondelastensionesresidualesdelapropiasoldaduraincidanen elsentidoperpendicularalalaminación.Ademásdecontrastar elefectodelastensionesresidualesenelaceroensentidoZ, hayqueconsiderarelhechodequeestassoldaduras,enalgunos casos,vanaestarsometidasagrandesesfuerzos enelmismo sentidoperpendicularalalaminación delachapadurantelas maniobrasdeizadodelasdovelas.
Elnormalizadodelaminacióndelaschapasdeberápresentar enlascaracterísticasmecánicasdelaschapas,como consecuen-ciadelaaplicacióndelmismo,unaresistenciaenelsentidoZ talqueelmaterialpresenteuncomportamientosimilaralplano longitudinalotransversaldelapropialaminación.
Paralarealizacióndeeste ensayose hantomadomuestras dechapasque,pormotivosdeconstrucción,debentrabajarcon unaltogradodeexigenciadurantelasmaniobrasdeizadode dovelas,comohasidoelcasodeltramodesmontableque,con 4.000tdepeso,seizaenganchadodesdesusextremos,donde encontramoschapasde200mmdeespesor.
Enlatabla3sepresentandiferentesresultadosdelensayode tracciónenelsentidoperpendicularalaminación,oZ.
Los resultadosobtenidos de estricción enZ muestran cla-ramente un alargamiento adecuado del material y que nos encontramosanteunaceroenausenciadeimpurezasdecolada. Laausenciadeimpurezasfavorecelanoapariciónde indicacio-neslinealestraselprocesodesoldeoenlaszonasadyacentes debidasalacombinación detemperatura desoldadura y ten-siones residuales actuando sobre el eje perpendicular a la laminación. Porotrolado, elresultadoobtenido enelensayo detracciónenZconfirmaqueelestadodesuministrode cha-pasconnormalizadodelaminaciónesaltamentesatisfactorio, loqueposibilitauncomportamientofrenteacargasencualquier plano.
2.3. Conclusionessobrelosensayosrealizadosalaschapas
Porunladoseconcluyequeelmaterialdepartidacumplecon todoslosrequisitosestablecidosenelpliegodeprescripciones técnicasparticularesyconlasnormasdeaplicaciónestablecidas enelpropiopliego.
Una segunda conclusión es la de que tenemos material «limpio»enausenciadeimpurezasyconuntratamientotérmico denormalizadodegrancalidad,locualfavorecelasoldadura deunióndechapastantoenunionesatopecomoenunionesen ánguloencualquierzonadelpuente.
Laterceraconclusiónesqueelprocesodesoldadura debe realizarseenaplicacióndeunprecalentamientodechapasala vistadelvalordelCEV.
Lacuartayúltima conclusiónesque, enunadecuado uso del proceso de soldadura, lasindicaciones noaceptables que puedandetectarsecomoresultadodeunainspeccióndetalladade lafabricaciónserándebidasaerroresenlaaplicacióndelproceso ymuyimprobablementehabríandebuscarseotrosmotivosde índolemetalúrgica.
Tabla3
EjemplosdeensayosdetracciónenZyvaloresdeestricciónoZ
Ref.ensayo Rem(MPa) RemEN10025.2(MPa) ValordeZ Espesor(mm)
045952-002 454 450-600 80,6 200
045952-002 77 200
045952-002 77 200
045952-002 77 200
028998-010 532 470-630 70 20
028998-010 564 470-630 71,3 20
3. Controldelasactividadesdesoldaduraantes, duranteydespuésdelaejecucióndelproceso
Elobjetivoesquelassoldadurasdebenrealizarseenlas mis-mascondicionesdecalidadeneltaller,encampademontajey enaltura.
3.1. Controlyasesoríatécnicaantesdesoldadura
Trasrealizarlosensayosdematerialesyteniendoencuenta lasconclusionesextraídas(2.3),asícomoanalizandoelglobal deobraconstructiva—estoes,lacantidaddeaceroa manipu-lar,lacalidaddelpropioacero, losespesoresgruesos, queen algunasdovelaslleganhastalos 120mm,eltama˜noyelpeso dedovelas, losmétodosde izadoy lacolocaciónde dovelas, el númerode talleres presentes, los procesos de soldadura y la meteorologíapredominante, en dondeelviento es un fac-torimportanteaconsiderarenlazona—,seemiteel«Manual GeneraldeSoldadura»,documentoquetratadeestablecerunas pautasespecíficasdelproceso desoldaduraenfuncióndelos condicionantesantesmencionados.Setratadeestablecerunas condicionesdesoldaduraunificadastantoparalostallerescomo paralassoldadurasencampademontajeyenaltura.
La implantación del manual se basa en que los diferen-tesapartados delmismose emitenposteriormentede manera particularizada, en detalle y con profundidad en forma de «NotasTécnicas»,yqueasuvezlaUTEimplantaamodode «ProcedimientosConstructivos».
Enresumen,elManualesunaguíaquerecogetodoslos pun-tosquenecesitanserabordadosparaunacorrectafabricacióny montajededovelasysuuniónenaltura.Eldetalledelmanual ysuimplantaciónespecíficaserealizandemanerafocalizadaa travésdeprocedimientosconstructivosapartirdeNotas Técni-cas.Estesistemaseempleaenelpuentedebidoalasgrandes dimensionesdel mismoy a lasdiferentes ubicacionesen las laboresdesoldadura,queserealizanentalleres,encampade montajeyenaltura,yestableceunaclaradiferenciarespectode otrospuentes,endondeprácticamentelasoldadurasebasaen losprocedimientoshomologadosyensuaplicacióngeneralista.
3.1.1. Proteccionesclimáticas
Lascondicionesdeprotecciónfrentealasposibles adversi-dadesclimáticas—siendoelvientounfactorpredominanteen lazona—,losprecalentamientosefectivosdirigidosa precalen-tareltotaldelespesordelaschapasaunirylosmétodosensu
Figura1.Unióninteriordedovelascubiertacontecho.Tallersituadoa70m sobreelmar.
aplicaciónsobrelaschapasenfuncióndesusespesoreshansido factoresaplicadosconunaltogradodeexquisitezenelpuente yunadelasactuacionesprioritariasenlasquesehacentradoel Manual.
Sehantapadolasentradasdevientoatravésdelinteriordel puenteydelasomegas,dotándolasdeunfalsotechodemadera ochapagrecadaenlapartesuperiordelauniónalolargoya loanchodeltramodepuenteasoldar.Laszonasconposible entradadeaguaalrecintocerrado,debidoalapropia inclina-cióndelpuente,hansidoselladas conpoliuretanoexpandido. Elresultadohasidoquelasunionesdedovelasenalturasehan realizadoenloquepodríamosdenominarunpeque˜notaller loca-lizado,conextraccióndehumosincluida,yquehapermitido,tal ycomosemuestraenlafigura1,realizarlostrabajosenaltura encondicionessimilaresaldeuntallerdesoldadura.
Lamagnituddelasdovelasasíloharequerido,alcontrario delarealizacióndeunionesenpuentesestrechos,endondela coberturacontoldospuederesultarsuficiente.
Encuantoalosprecalentamientosdechapas,elobjetivoes establecerlastemperaturasidóneasymétodosdecalentamiento talesquepermitancalentareltotaldelespesordechapa,siendo unprecalentamientoefectivo,yelmétodoparamantenerla tem-peraturadurantetodoeltiempodearco.Paraellosehanutilizado mantaseléctricasensustitucióndelprecalentamientoalallama.
3.1.2. Procedimientosdesoldaduraypersonalcualificado
Figura2.ProbetadesoldaduraenlaqueseaprecianlasindentacionesHV10 realizadas.
Adicionalmente,yparaloscasosdeunionesespecialescomo pudieranseraquellasendondesepresentaungap(separación entrechapasaunir)de dimensionessimilaresalos espesores delas chapas,se han emitido2 procedimientos desoldadura homologadosalobjetodeverificarcaracterísticasmecánicasy certificarprocedimientosdesoldadurasenzonasconsideradas críticas. Para ello se hansoldado cuponesrepresentativos de detallesespecíficosexistentesenelpuenteysehanensayadoen nuestrospropioslaboratorios.Enlafigura2,concretamente,se observaensecciónunaprobetarepresentativa,traspulidoy ata-quequímico,deunaunióndedovelasenalturacuandoelgapes elevado.Enestecasosehansoldadochapasde40mmde espe-soryconunaseparaciónogapde40mm.Aestecupónselehan aplicadotodoslosensayosexigiblesenlanormade homologa-cióndelprocedimiento—estoes,ensayodedoblado,ensayode tracción,ensayodedureza,ensayodeimpactooresiliencia—y selehana˜nadidoensayosadicionalesque,porrazones metalúr-gicas,sehaconsideradooportuno,comoa˜nadirjuegosdetestde impactoydurezaenzonasendondesehanrealizadosoldaduras dedisminucióndeltama˜nodelgap.
Todoslossoldadoresquehanintervenidohansido cualifica-dossegúnnormaeuropeaENISO9606.1yUNEENISO14732. Sehancualificadountotalde50soldadores.
3.1.3. OtrospuntosdeinterésdelManualGeneralde Soldaduraaplicadoenlaconstruccióndelpuente
Elalmacenamientoymanejodelosconsumiblesdesoldeo, elpersonaldecoordinacióndesoldadura,lasinstrucciones ope-rativascoordinaciónycomunicaciónenlostajosdesoldadura, laverificacióndelaidoneidaddelosequiposdeproducción,los procesosdecorteyresanado,hansidopuntosmuyconsiderados enlafabricacióndelPuentedelaConstituciónde1812sobrela BahíadeCádiz.
Unejemplodeimplantacióndelmanualesqueenél,yen combinaciónconlosprocedimientosdelaUTE,seexponenlos detallesylasparticularidadesdelasunionesdelasdovelasen alturaqueincluyenunafichadesoldaduraendondeserecogen losdetallesrelevantesdelaejecucióndelprocesoencadauna delasjuntasasoldar.Lapartedelprocedimientoquerefierea
lasfichasdesoldadura,además,secolocaimpresoenpapelde tama˜no A3o superioren laszonasdesoldadura deunión de dovelas.Elpersonaldesoldeoharecibidoformaciónexplícita enlapropiaobrasobreelcontenidodelasfichasdesoldadura.
3.2. Controlyasesoríatécnicadurantelasoldadura
Sehainformadoalpersonalpresenteenlostajos,asícomoa ladireccióndeobra,sobreelcontenidodelManualGeneralde Soldadura.
Elpersonaldevigilanciaesquienvelaporlacorrecta apli-cacióndelproceso yde laspautasestablecidasen elManual, informandoentodomomentoalcoordinadorde soldadurade lascuestionesquepresentendificultadtécnicaparasuaplicación oincumplimientos,informándoseasuvezaljefedel departa-mentocorrespondienteoalajefaturadeobrayadoptándoseuna rápidamedidadesolución.
Se ha tenido especial atenciónen larealización de preca-lentamientosefectivos,oloqueeslomismo,larealizaciónde precalentamientosquegaranticenunatemperaturaeneltotaldel espesordelachapayenunaextensiónde7,62cmacadalado delbiselasoldaryqueasuvezsemantengandurantetodoel tiempodeaplicacióndelarcoeléctrico.
Elvientohasidodelamismamaneraunelementodeespecial atención. Ademásdequeelpropio manualyahace alusióna él,enlapráctica sehanadoptadomedidasconcretasquehan permitidoaplicarlasreglasestablecidasenelManual,yporello laausenciageneraldeporosidadenloscordonesdesoldadura. Unadelasmedidasaplicadasy quemejores resultadosha tenido,alahoraderealizarelcontroldurantelasoldadura,ha sidoelcierredelasbocasdelasomegasenlosfrontalesdelas dovelasaunirantesdelizadodelasmismas,impidiéndosede estamanerafuertescorrientesdevientoporelinteriordeestos perfilesyqueestabanaflorandoenlassoldadurasdeuniónde dovelasantesdelcierreinteriordeomegas.
Este punto concreto puede considerarse un éxito en la aplicación del proceso, ya que se han eliminado de manera prácticamentetotallapresenciadeporosenlassoldaduras rea-lizadas en altura y queanteriormente estabandetectándose y reparándose.
Elcoordinadordesoldadurahaestadoenpermanente con-tactoconlosdiferentesdepartamentosdelaobra—producción, calidad,maniobras,oficinatécnica—,locualhapermitido abor-darconantelaciónsuficientediferentessituacionesquepudieran sersusceptiblesdepresentaralgúntipodedificultaddurantela soldadura.Enestesentido,sehanrealizadolaboresde consul-toría sobre dise˜no y soldadura, como ha sido elcaso de los pórticosdeizadodeltramodesmontable,endondesehan pre-sentadocomplejassituacionesdesoldeoquehansidoabordadas ysolucionadas.
Figura3.Maniobradealineamientodechapasenaltura.Unióndedovelas. Espesoresde110mm.
establecidas en el proyecto, se han propuesto medidas espe-cíficas,como larealizaciónde soldadurasdealineamientode chapas,manteniéndoseunarelaciónde1/5mmdeinclinación máxima,enderezado,establecimientodesecuenciasdesoldeo quefavorezcanelcierredelgap,sustitucióndechapaspor cha-pas nuevas cortadasa lasdimensiones más favorables y que permitenlapresencia de unnuevogap yaaceptable segúnel proyecto,laaplicacióndesoldaduradecierredegapsegúnlos procedimientoshomologados(apartado3.1.2).
Entodoslos casos,primeramentese haanalizadola parti-cularidaddelacuestióny silamismapuederesolversesobre elpropioterrenoatravésdeindicacionesverbales.Encasode queeldetalledetectadopuedaserorigendealgúntipode ano-malíaenlasoldaduraescuandoseadoptaunadecisiónsobrela alternativaaaplicar,emitiéndoseunaNotaTécnicaparasu pos-terioraprobaciónyaplicacióndemétodosenlafaseconstructiva particular.
3.3. Controleinspeccióndedovelasdespuésdesoldadura
Lainspecciónhasidorealizadaenunporcentajedel100%de examenvolumétricoy100%visualysuperficialmediante téc-nicasdeultrasonidos,radiografíasenalgunoscasosparticulares ypartículasmagnéticas.Elexamenvolumétrico,yenconcreto elporcentaje del 100%,hacen notorio elprotagonismo de la inspecciónrealizada,puestoqueenunpuenteconvencionalel porcentajedeesteensayopuederondarel25%deltotaldela obrasoldada.
Elpersonaldeinspecciónestádebidamentecualificadocomo inspectordesoldadura.
Lainspección serealiza manteniendosiempre los mismos porcentajesdeexamenantesexpuestosdurantelafabricaciónde componentesdedovelaseneltalleryantesdesuenvíoaobra. Alallegadaaobrayencampademontaje,endondesearman ysesueldanlasdovelas,seinspeccionantodaslassoldaduras nuevasylasyaprocedentesdelostalleresafindedetectareneste últimocasoposiblesanomalíassurgidasduranteeltransporteo biendetectarindicacionesderivadasdelaaccióndetensiones desoldaduraintroducidasdurantelasoldaduradelosconjuntos
provenientesdelostalleres.Enlaprácticaestoquieredecirque ladovela encampademontajequedainspeccionadaal100% ytodaslassoldadurasrealizadasentallersonsometidasauna dobleinspección.Estepuntoserealizaenestepuentedebidoa lasgrandesdimensionesdedovelas(32mdeancho)yalgran tonelajequepresentan.
Antesdelizadodedovelas,laszonasdeenganchedecableado sonnuevamenteinspeccionadasdemaneravisual.
Traslamaniobradeizado,colocaciónysoldadura,serealiza lainspeccióndelascosturasdeuniónenlosmismos porcenta-jesytiposdeensayo.Asuvez,seinspeccionanlaszonascon afección delos enganches,y zonas adyacentesalascosturas deunión,almenoshastaelprimerdiafragmaacadaladodela unióndedovelas,estoes,2menmuchosdeloscasos.Porlo tanto,seinspeccionalaunióndedovelasy todaslas soldadu-rasadyacentesoquehanparticipadoenlamaniobradeizado. Lainspecciónserealizadespuésdesoldaduraconlafinalidad dedetectarenunprimermomentolaidoneidaddelasuniones. Sin embargo,la inspeccióndefinitivay certificable se realiza pasadas16hdesdeelmomentodelasoldadura.
Todo elsistemade inspección,tal ycomo se hareflejado, estableceunumbralmuyelevadodeexamen,másalládel habi-tualmenteestablecidoenpuentesmásconvencionales.
3.4. Asesoríatécnicaytomadesolucionessegún resultadosdeinspección
Enelcasodedetectarseindicacionesrepetitivasoqueporsu naturalezapresentenciertacomplejidaddebidoalaubicación, espesordechapasuotros,sehainformadoalcoordinadorde sol-dadura,quien,trasentrevistarseconelpersonaldeinspeccióny soldadores,haidentificadolacausaquehaprovocadola indica-cióny,encolaboraciónconlaobra,sehaanalizadoelplande reparación,emitiéndoseunainstruccióndetalladaalrespecto.
Desde este momento serealiza unseguimientoexhaustivo delaoperaciónderesanadoysoldadura.Unavezfinalizadala misma,serealizaunanuevainspecciónconalcancedel100%de lazonaenalmenos2franjashorariasseparadasmínimamente 24hantesdelacertificacióndelasoldadura.
Sehamantenidocomunicaciónpermanenteconelpersonal deinspección.Ellohapermitidodetectardetallescomunesen las indicaciones, como pueden ser tiposde unión, zonascon temperaturas cambiantes, zonas de acceso dificultoso parael personaldesoldeoyalgunospuntosquehanpermitidoadoptar medidasparticularesenfocadasalaresolucióndeproblemasy alaanteposiciónaproblemasquepudieransurgirconelavance deobraensituacionessimilares.
4. Asesoríatécnicaenelprocesoconstructivoe inspección
Figura4.Ensambladodemamparodeextremoendovelatramodesmontable. Chapasde200mmdeespesory500t.
duranteelprocesoconstructivodeltablerometálicoyelementos auxiliaresdeizadodedovelas,enconstantecoordinaciónconla obra.
Esunpuentede40.000tdeaceroeneltramoatirantadoy enélestáinvolucradomuchopersonaldesoldaduraenpuntos diferentesydistantes.Mantenerelobjetivodequelassoldaduras serealicenconelmismoumbraldecalidad,yaseaeneltaller, enlacampademontaje(fig.4)oenalturahace,quelaasesoría técnicaseaconsideradaparteintegraldelcontroldelaestructura metálica.Paraello,elpuentehatenidoelapoyodeuntrabajo en constante colaboración con los departamentos de calidad, oficinatécnicayproducciónenestesentido.Estaesunadelas razonesporlasquehaexistidolafiguradeuncoordinadorde soldaduracualificado.
Enestesentidosehatrabajadoenconstantecolaboracióncon losdepartamentosdecalidad,conlaoficinatécnicaycon pro-ducciónsobreelanálisisdeplanosconstructivos,losdetallesde soldadurayenquémomentopuedeninspeccionarse,valorando laidoneidaddeestepuntoytomandomedidasocambiandofases constructivas.
Larealizacióndeensayos delaschapasantesdesu usoy laemisióndeunavaloracióndelresultado,ynoun resultado como tal, hanpermitido centrar en qué soldaduras y de qué manerapodíanaparecerindicacionesenelcasodenoaplicarse lasmedidasyaestablecidasenelmanualgeneraldesoldadura. Sehatrabajadoenconstantecolaboraciónconlos departa-mentosdecalidad,oficinatécnicayproducciónenestesentido. Unclaroejemplo,comootrosmuchos,podríaserlasoldadura de cu˜nas deapoyo paralos neoprenos. Sehan unido chapas degranespesorenuniónenángulo.Estetipodeuniones son susceptiblesdepresentarindicacioneslineales,comoocurrióen algúncaso.
Enestepuentehayqueconsiderarelhechodequelascu˜nas estabancolocadasenlaparteinferiordel tablero,formándose enesazona—debidoalasgrandesdimensionesyalaforma geométricadelasdovelas—grandes corrientesdeaire enlos díasventosos.El airepodríaprovocarunenfriamientobrusco delasoldaduraydelaszonasadyacentes.Estepunto,unidoa queelacerodebeserprecalentado(tabla4)alobjetodeprevenir precisamenteunenfriamientorápidodelasoldadura,debíaser deespecialvigilanciadurantelarealizacióndesoldaduras.
Tabla4
Temperaturasdeprecalentamientodechapas(ManualGeneraldeSoldadura)
Espesordechapa(mm) Precalentamiento Temperatura(◦C)
≤38 Sí ≥20◦C
38<e≤65 Sí ≥65◦C
e>65 Sí ≥110◦C
Lainadecuada protección frentealviento en unmomento puntualyunprecalentamientopocoeficazprovocaron indica-cionesenelbordedesoldadura.
Puestoyqueelconocimientodelasituaciónquepodía gene-rarseeraalgoyaestudiado,lasoluciónseaplicademanerarápida y eficaz,dotando alascu˜nasde unamejora enla protección ambientalyconelestablecimientodeunprecalentamientomás efectivoydesecuenciasdesoldaduraquepermitancompensar losgradientestérmicos.
4.1. Análisisyresolucióndenoconformidades
Sehananalizadotodaslasnoconformidadesdeorigen téc-nicoeneltablerometálico. Elumbraldeanálisis,taly como ha quedadoestablecido enlaparte deensayos de materiales, esaquellaenlaqueunanoconformidadensoldaduranotiene comoorigenlacalidaddelmaterial.
Estoharesultadodegranayudaalahoradeevaluarcausas, puestoqueporloantesmencionado,yenaplicacióndelManual GeneraldeSoldaduraensuapartadodecoordinacióny comu-nicación,lasincidenciassehancentralizadocongraneficaciay evaluadoconcriteriosclaramentedefinidos,alcontrarioqueen laconstruccióndepuentesdemenorenvergadura,endonde,en muchasocasiones,estecauceenlacoordinación,evaluacióny comunicaciónnoestáimplantado.
Estehechohadadolugaralaresoluciónefectivadetodas lasno conformidades,y que enla aplicación de lasmedidas resolutivasindicadasenlapropianoconformidadsehanresuelto todosloscasosdemanerarápidayeficaz.
4.2. Acompa˜namientoareuniones
Lapresenciadeuncoordinadordesoldadurahaposibilitado queelmismohayaestadopresenteenreunionesinternasdela obraencalidad,producción,oficinatécnicayparticularesconla jefaturadeobra,loque,unidoalconocimientoparticulardela obraadquiridomediantelosensayosyelanálisisdeinspecciones realizados,haposibilitadolaobtencióndelcoordinadordeuna visiónglobalyobjetivadelafabricacióndelaestructurametálica ydelasoldaduraenconcreto.
Frutodeello,hasidoposibleparticipardeformaactivaen laspropiasreuniones,asesorandoen todoslos aspectos cons-tructivosquepudieran incidirenunamejora delacalidad de lasunionesdeltablero,tantoenobracomoenlospropios talle-resfabricantes,endondesehandespejadodudasydadoapoyo técnico.
noenpuentesdefabricaciónmenossingularodedimensiones másreducidas.
4.3. Otrosprocedimientosdeinspecciónsingular
4.3.1. Inspeccióndezonascríticasenpórticosdeizadoy mamparosdeextremodeltramodesmontable
EltramodesmontabledelPuentedelaConstituciónde1812 sobrelaBahíadeCádizpresentaunamaniobradeizadodegran complejidad[2].
Eltramodesmontablesehafabricadoencampademontajey estrasladadoenunaembarcaciónatravésdelmarhastaelpunto deizado.
Unavezensusitio,dospórticosdeizadoquehansido fabri-cadosexprofesosobrelaspilas9y10sonlosencargadosde izareltramode4.000thastasupuntodecolocación.
LosserviciostécnicosdelaUTEtienenperfectamente defi-nidoscuálessonlospuntosconcentradoresdetensióndurante lamaniobra.
Enestemomento,yjuntoconlospropiosserviciostécnicos delaUTE,se preparayemite unprotocolodeinspecciónde soldadurasychapasenlaszonasmarcadasporlospropiospuntos yamencionados.
Se trata de realizar una parada en el momento en que la maniobraseencuentraal80%decargaenlosmamparosdelos extremosdeltramodesmontable,queesdesdedondese engan-chaelcableadodeizadoylospórticosdeizadocolocadosenlo altodelas2pilasmencionadas.Al100%delaaplicacióndela cargaeltramodesmontabledespegarádelaembarcación.
Esestaunaparadaqueexigelamayoreficaciaposibleenla inspección,quetienequeresultargarantedelarápidadetección yaccióndecualquiertipodeindicación.
Lainspecciónserealizademaneravisual,revisándose sol-daduras,tornillería,chapas,bulonesytodoelementoexpuesto acargacríticaenlamaniobra.
Alobjetoderealizarunainspeccióndetallada,secolocan3 personasporcadaextremodeltramodesmontable.Dospersonas sesitúanenloalto delapila,concretamenteenelpórticode izado.
Unapersonaestáenelextremodeltramodesmontable,esto es,enlaembarcación.
La inspecciónes realizadapor 6 personas.Se dispone un inspectordesoldaduracualificadocomonivel3alobjetode rea-lizarlainspecciónvisualdesoldadurasenlazonademamparo ypoderrealizaralgúnotroensayoenelcasodeserrequerido porelcoordinadordelgrupodeinspección.
Antes de la maniobra de izado, se hace entrega a cada operarioencargadoderealizarlainspeccióndelmaterial nece-sario para poder llevar a cabo la misma con garantías. Se entregan los planos de lazona en la quecada operario tiene que actuar, marcándose claramente cuáles son los puntos a inspeccionar, así como todas las herramientas de control necesarias.
Alahoraderealizarlaentregadelosmaterialesde inspec-ción,todoslosoperarioshanrecibidounaformaciónespecífica deloselementosquecadapersonadesignadadebeinspeccionar, asícomodelasparticularidadesdelainspección.
Siendo laparada durante la maniobra y al 80% de carga, hayqueconsiderarunainspecciónrápidayeficaz.Porellose estableceunflujoderesponsabilidadesoperativasyde comuni-cación,estandoenestepuntodelamaniobrajuntoconeljefe delamaniobradeizado,aquiensecomunicaráelresultadode lainspección.
4.3.2. Protocolodeatornilladoeinspección
ConjuntamenteconlosserviciostécnicosdeDragadosSAse haelaboradounprocedimientosobreelsistemadeatornillado deelementosenobra.
Loselementosatornilladosformanpartedelosmedios auxi-liaresdeizadodedovelas[3].
En el procedimiento se identifican los puntos de atorni-llado y se esquematizan los conjuntos tornillo, arandela y tuercade cada uno deellos. Elalmacenamiento, elcontrol y la identificación de los pack y la custodia han sido contro-lados desde el umbral de un usoadecuado y efectivo de los mismos.
Enelprocedimientosetieneenconsideracióndelamisma manera el sistema o método de atornillado, el uso de llaves dinamométricas o elementos de fijación por presión, lim-pieza y estado de engrase que debe de presentar el pack de tornillería, aplicación del par de apriete, marcado de los tornillos y comprobación posterior del par con su posterior marcado.
Antesdelapuestaenprácticadelprocedimientoseha impar-tidounaformaciónespecíficateórico-prácticaatodoelpersonal implicadoenlasmaniobrasdeatornillado.
4.4. Determinacióndelaclasificacióndelambientedentro deltablerometálico
El puente sobre la Bahíade Cádiz ha sidosometido aun estudiocuyoobjetivoeseldeconfirmarlaclasedeexposición relativa alacorrosión alaqueestásometidalasuperficiedel aceroenelinteriordeltablero.
El pliegodeprescripciones técnicasparticularesespecifica unsistemadepintadodeltableroparaunambienteclasificado comoC4,AmbienteMarinoconAltaSalinidadS/UNEENISO 12944-1.
Para larealizaciónde ensayosquenospermitanconfirmar estaclasificacióndentrodeltablero,sesiguenlasindicaciones de lasnormasUNEENISO12944-2eISO9226.Elmétodo preferenteparadeterminarlacategoríadecorrosividad atmos-féricaconsisteenexponerunaprobetanormalizadaduranteun a˜noalascondicionesrealesalasquevaaestarsometidalaparte correspondientedelaestructuray,unaveztranscurridoesea˜no, hacerunaseriedeensayosparaevaluarlapérdidadeespesoro masadedichaprobeta.Losresultadosseráncontrastadossegún lanormaISO9223.
Hay que tener en consideración el hecho de que la zona marítimadelpuentepuedeestarclasificadacomoC4,pero des-conocemoshastasuconstrucciónlaclasificacióndelinteriordel puente.
Tambiénse sometenprobetas adicionales al objeto de ser evaluadasalos3y6mesesypoderveramodoorientativola progresióndelacorrosión,silahubiere.
Lacolocacióndeprobetasserealizóendiferentespuntosdel interiordeltablero,endovelasentrelaspilas7y8,zonacajón centralyzonaslateralesyeneltramoatirantadodelapila13, cajóncentralylaterales.
Serealizaundise˜noyfabricacióndediferentesexpositores endondesecolocaránlasmuestrasaensayarparalaposterior fabricaciónycolocacióndeprobetas.
Trasfabricarlasprobetas,decomposiciónquímicay dimen-sionesnormalizadassegúnnorma,seprocedeasucolocacióny posteriorseguimiento.
Lasmuestrassonanalizadasposteriormenteennuestros labo-ratoriosysusresultadosnospermitenclasificarelinteriordel tablerometálico del PuentedelaConstituciónde 1812sobre la Bahíade Cádiz conuna categoríade corrosividad de C2, correspondienteaunambientedebajacorrosividad.
Porlotanto,laaplicacióninteriordeunaprotección super-ficial del acero en cumplimiento con lo exigible en una clasificaciónC4essatisfactoriaenarasdeprotegerlodeefectos corrosivosadversos.
4.5. Algunosanálisisdeelementosduranteelmontaje
Aligualqueentodafabricacióndeestructuras,másconla singularidadquepresentalaestructurametálicadelPuentede laConstitución de1812 sobrelaBahía deCádiz,durantelas laboresdeusoymontajedeelementosalgunosufrióalgúntipo deroturaoda˜no.
Entodosloscasos,elnúmerodeestoselementosharesultado muy reducido en comparación con elvolumen de elementos existentesenlaobra.Sehananalizadomuestrascondefectoy sehandeterminadolascausasdelda˜no,emitiéndoseunaNota Técnicadecausasyaccionesaacometer.
Bibliografía
[1]J.M.Gomá,R.ReyesCadenas,Sistemadeaseguramientodecalidadenla construccióndeltramoatirantadodelPuentedelaConstituciónde1812 sobrelaBahíadeCádiz,HormigónyAcero67(2016)273–276.
[2]A.MartínezCutillas,F.EspinosadelosMonterosChurruca,Eltramo des-montabledelPuentedelaConstituciónde1812sobrelaBahíadeCádiz, HormigónyAcero67(2016)209–219.
