Un pórtico de lanzamiento (también llamado grúa para construcción de puentes, [1] y máquina para construcción de puentes) es una grúa pórtico móvil de propósito especial que se utiliza en la construcción de puentes , específicamente puentes segmentados que utilizan segmentos de puentes de vigas cajón prefabricadas o vigas prefabricadas en proyectos de construcción de puentes de carreteras y ferrocarriles de alta velocidad . El pórtico de lanzamiento se utiliza para levantar y sostener segmentos o vigas de puentes a medida que se colocan mientras se sostienen sobre los pilares del puente en lugar del suelo.
Aunque superficialmente son similares, las máquinas de pórtico de lanzamiento no deben confundirse con los sistemas de andamios móviles , que también se utilizan en la construcción de puentes segmentados. Ambos cuentan con vigas largas que abarcan varios tramos de puentes y que se mueven con la obra, pero las máquinas de pórtico de lanzamiento se utilizan para levantar y sostener segmentos de puentes prefabricados y vigas de puentes, mientras que los sistemas de andamios móviles se utilizan para la construcción de segmentos de puentes en el lugar .
Por lo general, los puentes y vigas prefabricadas se colocan con grúas terrestres para levantar cada segmento o viga. Sin embargo, el acceso terrestre a los tramos puede verse dificultado por la presencia de infraestructuras o cuerpos de agua existentes, o la altura a la que se deben levantar los segmentos puede superar el alcance de las grúas terrestres. Se puede utilizar un pórtico de lanzamiento para resolver estos problemas. [2] : 38
La característica más visible de un pórtico de lanzamiento son las vigas paralelas gemelas, [2] : 38 que pueden estar por encima (viga superior) o por debajo (viga inferior o suspendidas) del tablero del puente. [2] : 40 Sin embargo, también se puede utilizar una sola viga, normalmente en configuración de viga superior. [2] : 41 La máquina del pórtico de lanzamiento normalmente se dimensiona para el proyecto de construcción, con la longitud de las vigas principales gemelas aproximadamente 2,3 veces la distancia entre los tramos. Esta longitud permite que el pórtico de lanzamiento cubra el espacio entre dos pilares de puente adyacentes al tiempo que proporciona márgenes para la distancia necesaria para el lanzamiento al siguiente tramo y flexibilidad de movimiento para adaptarse a trayectorias curvas entre pilares. [2] : 38, 40 En algunos casos, se han insertado bisagras en las vigas del pórtico para permitir curvas más cerradas. [3] Las vigas del pórtico de lanzamiento están sostenidas en cada pilar por marcos arriostrados que tienen un rango limitado de movimiento para facilitar la colocación de los segmentos o vigas del puente; el pórtico de lanzamiento generalmente no entra en contacto con el tablero del puente. [2] : 38
Dos carros de pórtico pueden recorrer toda la longitud de las vigas del pórtico de lanzamiento. Cada carro está equipado con dos cabrestantes: un cabrestante principal para suspender la carga y un cabrestante de traslación para mover el carro a lo largo de las vigas. [2] : 38–39 Cuando los segmentos de puente (o vigas de puente) se entregan al nivel del suelo, el pórtico de lanzamiento se utiliza para recogerlos y elevarlos a la altura de la cubierta o el pilar. Si los segmentos (o vigas) se entregan en cambio al nivel de la cubierta del puente, el pórtico de lanzamiento se mueve hacia atrás para permitir que el carro delantero recoja el extremo delantero del siguiente segmento (o viga), mientras que el extremo trasero del segmento (o viga) es sostenido por el vehículo de transporte; a medida que el carro delantero se mueve hacia adelante, el carro trasero se hace cargo de sostener el extremo trasero del vehículo. [2] : 39
Los segmentos del puente (o vigas del puente) se colocan en su lugar mediante el pórtico de lanzamiento hasta que se completa el tramo entre los pilares adyacentes. En el caso de los puentes segmentados, normalmente se adopta un enfoque tramo por tramo o de voladizo equilibrado para colocar los segmentos. Para liberar el carro o los carros del pórtico, se utilizan perchas temporales para sostener cada segmento después de que se haya colocado. En el enfoque tramo por tramo, todos los segmentos de un tramo se colocan antes de tensar los tendones del puente; de esta manera, el trabajo avanza desde un pilar hacia un pilar adyacente. En el enfoque de voladizo equilibrado, los segmentos se colocan simultáneamente en cada lado y el trabajo avanza desde un pilar central hacia los dos pilares más cercanos. En cualquier caso, las vigas del pórtico de lanzamiento y las perchas sirven esencialmente como cimbra antes del tensado. [2] : 39–40
Una vez completado el tramo del puente entre pilares adyacentes, se utilizan los cabrestantes de los carros para levantar las vigas pórtico y "lanzarlas" hacia el siguiente tramo. El proceso de levantar y colocar los segmentos del puente (o vigas) seguido del lanzamiento de las vigas pórtico hacia adelante se repite hasta que se completa el puente. [4] [2] : 39
Un ejemplo de un gran pórtico de lanzamiento es el SLJ900/32 diseñado en China por el Shijiazhuang Railway Design Institute y fabricado por Beijing Wowjoint Machinery Company. Este pórtico de lanzamiento tiene 91 metros (299 pies) de largo, 7 metros (23 pies) de ancho y pesa 580 toneladas (640 toneladas cortas). [5] Durante la conducción, la máquina está sostenida por 64 ruedas, en cuatro secciones de 16 ruedas cada una (formando dos bogies, uno en cada extremo). Durante el lanzamiento, el extremo delantero de la máquina está sostenido (sobre rieles deslizantes) por un puntal bajado sobre una columna de soporte del puente, mientras que el bogie de ese extremo cuelga de la columna vertebral del pórtico sin soporte desde abajo. Una vez que el pórtico se extiende a ambos lados del tramo abierto, el segmento del puente se baja sobre los pilares de soporte del puente y el proceso se invierte para retraer el pórtico de lanzamiento. El SLJ900 se mueve a 8 km/h (5 mph) sin carga y a 5 km/h (3 mph) transportando un segmento de puente. [4]
Los pórticos de lanzamiento a menudo se distinguen por el diseño de las vigas principales.
El pórtico de lanzamiento con vigas de nido de abeja fue creado en 1999 por ZZHZ y ha demostrado ser adecuado para un rango de elevación de 5 a 300 toneladas (5,5 a 330,7 toneladas cortas).
La viga principal de una viga en forma de panal está fabricada con placas soldadas, formando una sección transversal de triángulo isósceles . Se cortan orificios hexagonales regulares en las placas de alma inclinadas para reducir la resistencia al viento. [6] Debido a que la viga en forma de panal está formada por soldaduras de costura relativamente largas que unen las placas, las soldaduras no perderán su integridad fácilmente debido a pequeños defectos de soldadura.
La viga principal de una viga de celosía se fabrica a partir de postes de acero soldados. Las soldaduras en una viga de celosía se realizan punto a punto (uniendo postes de acero a otros postes), lo que requiere una tecnología y una técnica de soldadura más estrictas. Con un peso propio reducido y una gran deflexión, el pórtico de lanzamiento de vigas de celosía es adecuado para proyectos de construcción de puentes de autopistas.
La viga principal de una viga cajón también está fabricada con placas soldadas. Este tipo de viga se utiliza habitualmente en proyectos de construcción de puentes ferroviarios de alta velocidad. [7]
