Encofrados deslizantes

Slip_Form_System

Los encofrados deslizantes consisten en un molde de poca altura, capaz de configurar una sección de hormigón vertida en él de forma constante y a la misma velocidad que se eleva dicho molde. Los procesos de armado, encofrado, hormigonado y desencofrado son realizados de forma simultánea y continua. La forma de elevar el molde, que al principio fue manual, ahora se realiza de forma mecánica mediante sistemas hidráulicos, con un ascenso automático y a la velocidad deseada. Se pueden distinguir fundamentalmente dos tipos de encofrados deslizantes, los empleados para obras en vertical (silos, pozos, chimeneas, pilas, etc.) y los destinados a obras en horizontal (canales, etc.).

Este sistema se empezó a utilizar en Estados Unidos en 1903 y en 1924 en Europa, en la construcción de silos. Sin embargo, pronto se empezaron a construir otro tipo de obras como pilas de puente, depósitos elevados de agua o faros. En España las primeras realizaciones son de finales de los años cuarenta del siglo pasado, también en silos de grano.

Los encofrados deslizantes se utilizan preferentemente en obras de gran altura, sección constante o que varía ligeramente con la altura y espesores también ligeramente variables. Hoy día es posible realizar variaciones importantes en el espesor de la sección, aunque ello supone cierta dificultad añadida. En silos y estructuras que así lo permitan, se suele hormigonar con grúa torre. Su utilización se ha extendido hasta complicadas estructuras inclinadas y combinables con elementos prefabricados en estructuras compuestas.

En España destaca la realización con este método de la chimenea de la central térmica de Puentes de García Rodríguez (propiedad de ENDESA) que con una altura de de 356 m y un diámetro de 36 m en la base (espesor de 1,25 m) y de 18 m en coronación (espesor de 0,25 m). Esta chimenea (Endesa Termic), que comenzó a construirse en 1972 y cuyo funcionamiento empezó en 1976, fue realizada por Entrecanales y Tavora S.A., fue en su momento la más alta de Europa y la tercera del mundo (ver nota a pie de página).

Endesa Termic, chimenea de la central térmica de Puentes de García Rodríguez. Wikipedia

Ventajas del sistema:

a) Se realizan de forma simultánea varias operaciones, que en otros métodos deben hacerse de forma sucesiva, lo que supone una reducción del plazo de ejecución

b) Se suprimen tiempos muertos y cuellos de botella en las operaciones

c) Se consigue una gran velocidad de ejecución (hasta 6 m/día), con una muy buena calidad de obra

d) Se logra un gran número de reutilizaciones de los paneles

e) Es posible la construcción de obras de gran altura sin andamiajes, aplicando sistemas de elevación para personal y materiales

f) Economías significativas de mano de obra, al mecanizarse gran parte de las operaciones

g) Continuidad en la ejecución, incluso en tiempo frío, tomando las medidas que garanticen el endurecimiento del hormigón

h) Muy buen acabado de obra, debido al monolitismo, sin juntas frías,  y a la uniformidad

encofrados deslizantes esquema 2

Condiciones de aplicación:

En contrapartida a las ventajas anteriores, el sistema exige:

a) Estudio y redacción de todo un proyecto de encofrado mecanizado por técnicos competentes

b) Organización perfecta de la ejecución, con personal muy especializado, que asegure el trabajo las 24 horas

c) Fabricación y montaje de encofrados con gran exactitud, con tolerancias muy estrictas

encofrado deslizante esquema

El principio de funcionamiento:

La unidad fundamental del equipo son los gatos de trepa. Son huecos y a través de ellos pasa un tubo de acero que es la barra de trepa, que se apoya en la cimentación. El gato dispone de dos juegos de cuñas dentadas que se clavan en la barra alternativamente y hacen que el gato ascienda a lo largo de la misma. Del gato cuelgan dos vigas de acero por medio de una transversal que forman el normalmente denominado “yugo” o “caballete”. De los yugos se suspende el encofrado y el resto de estructuras, andamios y plataformas necesarias para las tareas de ferralla, hormigonado, etc. y los mecanismos de reducción de diámetro y espesor. Dependiendo del tipo de estructura que se trate, los procedimientos de hormigonado varían. Lo usual en estructuras muy altas como chimeneas, torres de TV, etc. es colocar un ascensor en el centro suspendido de unas estructuras radiales y guiado mediante unos cables tensados. En él sube una tolva de hormigón y , retirada esta, sirve también para el ascenso de ferralla y del personal. La vibración es normalmente con aguja.

 Elementos de un sistema de encofrado deslizante vertical:

a) Paneles: son los tableros del encofrado propiamente dicho

b) Caballetes: para arrastrar los paneles, a los que se anclan

c) Barras de apoyo: sobre las que se transmite el esfuerzo de elevación

d) Dispositivo de elevación: normalmente gatos o crics, actúan sobre los caballetes para elevar los paneles apoyándose en las barras

e) Plataformas de trabajo: de acceso a los diversos puntos de trabajo y control

f) Redes de las diferentes instalaciones: necesarias para el funcionamiento del encofrado

Encofrado deslizante

A continuación dejo algunos vídeos donde se puede comprobar el funcionamiento del sistema.

Un documental extenso sobre este sistema de enconfrados deslizantes lo podéis ver aquí.

Referencias:

DINESCU, T.; SANDUR, A.; RADULESCU, C. (1973). Los encofrados deslizantes. 1ª edición. Espasa-Calpe, S.A. Pozuelo de Alarcón, 496 pp.

MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F. (2004). Temas de procedimientos de construcción. Cimbras, andamios y encofrados. Editorial de la Universidad Politécnica de Valencia. Ref. 2004.441.

RICOUARD, M.J. (1980). Encofrados. Cálculo y aplicaciones en edificación y obras civiles. Editores Técnicos Asociados, S.A. Barcelona, 312 pp.

 

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Nota: Se utilizó en la construcción de la chimenea una torre colgada, de 120 t, de los gatos de trepa de 40 m de altura de la que se atirantaban los soportes. El problema fue desmontar esta torre al finalizar la operación. Para ello se utilizó, según me comenta Juan Manuel Lázaro (responsable del Departamento de Obras Singulares de Entrecanales y Tavora en aquel momento) un puente Bailey de 18 m colgado por medio de barras Dywidag de dos pórticos apoyados sobre el fuste de hormigón, sobre el cual se apoyó la torre. Esta maniobra fue idea de Javier Urquijo Grijalba.

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Encofrado trepante

Un encofrado trepante es una estructura de soporte de encofrado que, mediante soluciones hidráulicas y mecánicas, se eleva sin necesidad alguna de grúa, levantando consigo el encofrado. La gran ventaja de este sistema constructivo es que no necesita apoyarse en el suelo. Los sistemas trepantes, mediante anclajes instalados en cada fase de hormigonado, se apoyan en el hormigón ya fraguado de la fase anterior y sirven para conformar una plataforma de trabajo en altura. Se basa en guías de acero fijadas a la propia estructura con anclajes recuperables que sustentan plataformas de trabajo donde se sitúan a su vez los encofrados verticales.

Estos encofrados se utilizan cuando la altura de la estructura es considerable. Con ello se consiguen distintos objetivos:

  • Evita las altas presiones de hormigonado
  • Reutiliza y amortiza el material del encofrado
  • Adapta el ritmo de hormigonado de la estructura al proceso constructivo general (ferrallado, etc.)
  • Trabajar con seguridad en altura
Se pueden clasificar los sistemas trepantes en función del tipo de movimiento que realizan, en función del tipo de enconfrado (a una o dos caras) y del tipo de consola de trepado (consola fija o móvil). Si atendemos al tipo de movimiento, los tipos son los siguientes:
  1. Plataforma de trabajo y encofrado se mueven de una fase a otra por separado con grúa.
  2. Plataforma de trabajo y encofrado se mueven de una fase a otra conjuntamente. Este movimiento puede realizarse de diversas formas:
  • Sistemas de trepado convencionales: con grúa
  • Sistemas de trepado guiados: con gruá, manteniendo la estructura de las plataformas guiada en los muros
  • Sistemas autotrepantes: mediante medios hidráulicos acoplados a las plataformas, sin necesidad de grúa
https://www.peri.es/productos/soluciones-para-obra-civil/sistemas-de-trepado/cb-climbing-formwork.html

La presión del hormigón en los encofrados trepantes a dos caras se absorbe mediante los anclajes pasantes que atan los encofrados de las caras opuestas del elemento a hormigonar. Este no es el caso de los encofrados trepantes a una cara (caso de un pozo contra el terreno), y tampoco en el caso de que la distancia entre caras opuestas sea tan grande que haga inviable la utilización de anclajes pasantes (por ejemplo, un bloque de presa).

En este enlace podéis ver las normas técnicas de prevención para este tipo de sistema de enconfrado: http://www.insht.es/InshtWeb/Contenidos/Documentacion/FichasTecnicas/NTP/Ficheros/821a921/836%20web.pdf

Os paso unos vídeos explicativos de este sistema de encofrado. Espero que os gusten.

Referencias:

MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F. (2004). Temas de procedimientos de construcción. Cimbras, andamios y encofrados. Editorial de la Universidad Politécnica de Valencia. Ref. 2004.441. Valencia.

 

 

Medidas de seguridad durante el desencofrado

http://ingcivil.org

Son muchos los sistemas de encofrado que se utilizan para en la ejecución de estructuras de hormigón armado para dar solución a las necesidades que nos exige la obra. En cualquier caso, a la hora de proceder a la manipulación, montaje y desmontaje de estos elementos, los riesgos y las medidas de prevención a aplicar son muy similares.

Se denomina desencofrado a las operaciones que tienen por objeto el desmontaje del encofrado. Las operaciones de desencofrado dependen:

1. Del propio elemento que se ha encofrado.
2. Del tipo de cemento usado en el hormigón.
3. De las condiciones ambientales.
4. Otras condiciones.

Los encofrados deben mantenerse en su posición hasta que el hormigón no adquiere la resistencia necesaria para soportar su propio peso y el de las cargas permanentes o temporales que sobre el actúen (con un margen suficiente de seguridad), durante la construcción de la estructura.

El vídeo que os presento se centra en las labores de desencofrado, trabajo siempre peligroso, pero que si realizan de forma ordenada y planificada, harán mínimo el riesgo de accidentes.

El oficio de encofrador

http://enmibarrio-parquelisboa.blogspot.com.es/

Un encofrador es un profesional que confecciona y monta los distintos tipos de encofrados (revestimientos que sostienen el hormigón de las construcciones), respetando las condiciones de seguridad en el trabajo.

 

Tareas:

  • Interpretar los planos de la construcción, efectuar las mediciones correspondientes y replantear (trazar en el suelo o sobre el plano la planta de una obra ya proyectada) los elementos necesarios en la obra.
  • Organizar y preparar el tajo, los materiales, las herramientas y los equipos necesarios así como su ubicación, para optimizar recursos y evitar interferencias entre los tajos.
  • Construir y montar los encofrados de madera, metálicos, prefabricados y deslizantes para obras de hormigón, ajustándose a las especificaciones del proyecto y las normativas vigentes.
  • Desencofrar elementos de hormigón sin dañar las superficies y procurar la recuperación de las piezas.

 

Os dejo un vídeo explicativo que espero os guste. Continue reading “El oficio de encofrador”

Empuje del hormigón fresco sobre un encofrado

b_prodotti-49922-reldcecf40d-bd5e-4e0f-ba71-cfbf27d699a9El peso y la presión del hormigón fresco son los factores que condicionan el dimensionamiento de los encofrados, por encima de los efectos del peso propio, el viento, la nieve y las sobre carga de uso, entre otros. No obstante, el establecimiento de las solicitaciones del hormigón antes de su endurecimiento requiere un apartado para entender los factores básicos que permiten cuantificar, aunque sea de forma aproximada, estas acciones.

Al igual que ocurre con los áridos sin cohesión (arena, grava, etc.), al verterse el hormigón fresco sobre un plano vertical, éste adoptará una forma de cono de revolución con un ángulo de talud natural o ángulo de rozamiento interno. Si se trunca dicho cono con un encofrado, las paredes se ven sometidas a lo que se llamará presión granulostática.

Si se anula dicho ángulo de rozamiento interno mediante el proceso del vibrado del hormigón, éste se comporta paulatinamente como un fluido imperfecto, ejerciendo una presión distinta que se denominará presión hidrostática. Entre una capa ya vibrada, que ha recuperado su ángulo de rozamiento interno, y que ejerce una presión sobre las paredes de tipo granulostática, y la siguiente capa que está en proceso de vibración, -y por tanto con presión hidrostática- debe existir una zona de transición para que se mantenga la continuidad de las leyes de presiones.

Orden de influencia de las variables en la máxima presión lateral (Santilli, 2010)
Orden de influencia de las variables en la máxima presión lateral (Santilli, 2010)

El progresivo endurecimiento del hormigón hace que se dejen paulatinamente de ejercer presiones sobre el encofrado al ir aumentando el espesor hormigonado, por tanto existe cierta profundidad límite Ta por debajo de la cual el hormigón ya ha fraguado, y se mantiene la presión constante al valor máximo alcanzado durante el proceso de hormigonado. Por tanto existe una limitación al crecimiento indefinido de las presiones del hormigón con la profundidad.

Otra limitación es la cuasi-constancia de las presiones a partir de una nueva profundidad límite Te por el llamado efecto silo al hormigonar elementos de espesores reducidos en relación con su dimensión vertical.

Por tanto, tomando como altura límite la menor de los valores antes citados, se puede completar, para cada fase del hormigonado, la ley de presiones sobre el encofrado, tal y como se representa en la figura siguiente.

Empuje del hormigón fresco
Empuje del hormigón fresco

Ha de tenerse en cuenta que el espesor de pared a llenar no tiene influencia en la presión del hormigón, pero sí la velocidad de llenado vertical, y por tanto en paredes delgadas se tendrán mayores presiones. La presión no se transmite por debajo de 2,20 m, aproximadamente. La presión es máxima entre 0º C y 10º C, bajando considerablemente la presión a partir de 15º C, ya que cuanto mayor es la temperatura de curado, menor es el tiempo de endurecimiento. El vibrado excesivo devuelve al hormigón su fluidez y por tanto hace aumentar peligrosamente la presión. También puede existir un efecto dinámico en el vertido del hormigón que modifique las hipótesis. Asimismo los retardadores y fluidificantes aumentan la presión del hormigón.

Después de miles de resultados prácticos en obra parece factible adoptar, como datos en primeras estimaciones, las hipótesis siguientes (Ricouard, 1980):

  • Para vertidos rápidos (5m/h) carga triangular de 2,50 m. de altura con 4.800 kg/m2 en la base.
  • Para vertidos lentos se supone una carga uniformemente repartida de 3.600 kg/m2. Los cantos de los puentes-losa son pequeños en comparación con otras dimensiones, por tanto esta última hipótesis de carga sería la adecuada para el cálculo de los empujes horizontales.

 

Fuente: http://estructurando.net/2012/06/28/el-empuje-del-hormigon-fresco/
Fuente: http://estructurando.net/2012/06/28/el-empuje-del-hormigon-fresco/

Para calcular el empuje del hormigón fresco se emplea normalmente una norma DIN o la norma ACI. La norma DIN 18218 establece una serie de fórmulas empíricas desarrolladas a partir de datos experimentales. Para consideraciones más rigurosas en el cálculo de las presiones del hormigón durante el proceso de vertido, vibrado y endurecimiento, nos remitimos a la bibliografía específica. Algunos enlaces que os pueden ser de interés son los siguientes:

Estructurando: http://estructurando.net/2012/06/28/el-empuje-del-hormigon-fresco/

Roadin: https://roadin.wordpress.com/2012/06/08/calcula-el-empuje-del-hormigon-fresco-calculadora-online/

Referencias:

LORENZO, P.J. (2015). Estudio de criterios de diseño y cálculo de encofrados de elementos verticales. Aplicación a varias estructuras. Trabajo Fin de Grado. Universitat Politècnica de València. (link)

RICOUARD, M.J. (1980). Encofrados. Cálculo y aplicaciones en edificación y obras civiles. Editores Técnicos Asociados, S.A. Barcelona.

SANTILLI, A. (2010). Empuje lateral del hormigón fresco sobre elementos de encofrado vertical: estudio experimental y desarrollo de un modelo empírico. Tesis doctoral. Unversidad de Navarra (link)

MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F. (2004). Temas de procedimientos de construcción. Cimbras, andamios y encofrados. Editorial de la Universidad Politécnica de Valencia. Ref. 2004.441.

 

Construcción de un muro con encofrado trepante

Os paso a continuación un vídeo de la empresa Estructures CEFA  donde podréis ver la construcción de un muro visto de hormigón utilizando el sistema de encofrado trepante. Estructures Cefa es una empresa ubicada en Terrasa especializada en la realización de estructuras de hormigón armado. Podéis visitar su web: www.cefaestructures.com

Construcción mediante encofrados túnel

encofrado tunelUn encofrado tipo túnel sirve permite la construcción rápida e industrializada de estructuras de hormigón armado mediante placas verticales (muros) y placas horizontales (losas) que permite estructuras de gran resistencia y rigidez lateral. Entre las ventajas de este sistema se pueden señalar la rapidez en la construcción y su relativa economía, con encofrados de acero en forma de “U invertida”; aunque en viviendas, la distribución de espacios, instalaciones, etc. deben planificarse con cierto detalle.

Dejo a continuación unos cuantos vídeos explicativos del sistema. Espero que sean de vuestro interés.

 

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Construcción de un forjado reticular

http://www.forel.es

Un forjado reticular es un tipo de forjado constituido por una cápsula de nervios de hormigón armado, de pequeña anchura y a corta distancia unos de otros, de tal forma que las cargas se transmiten en las cinco direcciones simultáneamente. Este sistema permite suprimir las vigas, macizando únicamente las zonas cercanas a los apoyos, dichos macizados son denominados capiteles y son los encargados de recibir las cargas del forjado y distribuirlas por los pilares.

Os paso el siguiente vídeo (www.cefaestructures.com) que explica la construcción forjado reticular mixto con pilares metálicos.

 

También os paso un vídeo de la Universidad de Alicante donde se puede ver el proceso constructivo detalle pilar extremo sobre muro de contención y enlace en forjado reticular para la asignatura de Construcción de Estructuras I.

Carros de encofrado para túnel

Carro de túnel en mina
Carro de túnel en mina. http://www.ulmaconstruction.es/

Los carros de encofrado para túneles constituyen estructuras auxiliares móviles que sirven para realizar el hormigonado de la sección. Combina la estructura de apeo con el encofrado que da forma a la bóveda. Estos sistemas de encofrado, están formados por una subestructura interior, y paneles que cubren y se unen de forma solidaria a dicha subestructura, ambos de naturaleza metálica, conformando un carro de encofrado ajustado a la geometría de sección del túnel, cuyo avance es través de carriles o raíles. Suelen disponer de sistemas hidráulicos para el avance, el encofrado, el desencofrado, el centraje transversal y el plegado de los hastiales, aunque también hay sistemas de accionamiento manual.

El encofrado puede estar compuesto por dos paneles hastiales y un panel clave, siendo así en la mayoría de túneles. Si la sección del túnel es próxima a circular se añade un faldón inferior a los hastiales laterales. Los hastiales presentan ventanas de hormigonado e inspección y soportes para vibradores de superficie e instalación neumática para alimentación de los vibradores. A los paneles clave se les dota de bocas de hormigonado.

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