Viaducto Millau: Un hito de la Ingeniería Estructural

EL VIADUCTO DE MILLAU: Un hito de la Ingeniería Estructural

Con el principio del siglo XXI, vio la luz uno de los proyectos más importantes de la ingeniería europea de la época, y que en cierta manera, abrió un camino nuevo para el futuro: el Viaducto de Millau.

Situado sobre la localidad de Millau (Milhau en Occitano) pasando por encima del valle del Tarn, del departamento francés del Aveyron, en plena Provenza, el viaducto perteneciente a la red de autopistas, de la A75, conecta Beziers con Clermont Ferrand.

El viaducto es una estructura metálica atirantada múltiple de 2.460 m de longitud, ligeramente curva, según un radio de 2.000m y con una pendiente constante en alzado del 3,0.25%. Consta de 8 vanos atirantados, dos vanos laterales de 204 m de luz, y seis vanos tipo de 342 m cada uno.

La sección transversal de la autopista consta de doble calzada, con sendos arcenes  laterales de 3 m, y dos bandas internas  de un metro de lado cada una. Pero lo que tal vez llame más la atención del viaducto, son sus pilas, que, dada la gran complejidad del sitio donde se ubica la estructura, cuyo acceso resulta muy difícil debido a la gran pendiente, condujo a limitar al máximo el número de pilas.

Entonces, ¿Cómo se construyó el viaducto de Millau?

 La pila P2 del proyecto, de 245 m de altura, y la P3 de 223 m. fueron en su día las mayores construidas de hormigón. Cada Brazo del fuste desdoblado se pretensa con ocho cables 19T15 del Sistema Dywidag. El hormigón de las pilas, tipo B60 (f_ck =60 Mpa), fue el seleccionado por motivos de durabilidad, asegurando una vida útil de la estructura de 125 años, el máximo conseguido en su época.  En cuanto al tablero, de sección trapezoidal, con un canto máximo de 4,20 m, está compuesto por una placa ortótropa con chapas de 12 y 14 mm, que aseguran un buen comportamiento a la fatiga. En las partes metálicas, se proyectaron con aceros tipo S 355 y S 460.

Un viaducto en las alturas: Una perspectiva de estructuras metálicas 

Desde el punto de vista estructural, el viaducto presenta algunos aspectos de interés que conviene señalar. En el caso del viaducto de Millau, los tirantes anclados en los en las pilonas como continuación de los pilares de hormigón, debida a la gran luz del vano, 342 m, presentan una gran flexibilidad, con lo cual participan de la flexión del conjunto. Empotrando el tablero en las pilas y pilones, se aumenta la rigidez de la obra, controlando así, los esfuerzos en los vanos adyacentes.

Vista cenital de la construcción de una pila 

El dimensionamiento del tablero depende del grado de flexibilidad de las pilas y pilones: Con pilas y pilones flexibles, el tablero ha de ser muy rígido, en caso contrario, el tablero puede ser esbelto, con una inercia más reducida.

Pero la incidencia del viento sobre el tablero, aconsejó inclinarse por pilas y pilones rígidos. En cuanto al empotramiento del tablero, imponía también grandes deformaciones impuestas de origen térmico, con desplazamientos que podían llegar hasta los 0,60 m en los extremos.

Mediante el estudio aerodinámico  realizado en el túnel de viento del CSTB de Nantes, se pudieron establecer todos los coeficientes de cálculo, y la repercusión acústica y de vibraciones que afectarían al viaducto bajo las condiciones más extremas

Para validar los cálculos y poder evaluar el comportamiento de la estructura, se implantó en obra un programa de instrumentación, que permitía el seguimiento de la respuesta de todos los elementos de la obra en tiempo real: pozos de cimentación, zapatas, pilas, torres de apeo provisional, tableros, pilas pilones, tirantes. 

Algunos aspectos del diseño estructural:

Ya en 1987, la empresa CETE, concesionaria de la autopista A75 había propuesto la construcción del viaducto de Millau. Pensemos que un trayecto como Barcelona-Paris, de 1.000km, se reduce en casi 1 hora el recorrido después de la construcción del viaducto. Se nombró en aquella época una comisión de expertos para estudiar la mejor solución, quienes aconsejaron, en 1990 el trazado actual. Después de diversas propuestas, el gran impacto visual, aconsejó estudios alternativos que con la publicación de un comparativo con la torre Eiffel, hizo saltar todas las alarmas en la opinión pública. 

Comparativo de la altura de las pilas con la torre Eiffel

Esto ocurría en 1992, y a partir de las diversas soluciones estudiadas, se consideran entre una treintena las 7 finalistas. La empresa Sétra, se inclinó por una solución en hormigón pretensado, con seis vanos principales atirantados de 320 m de longitud y siete pilones. Con ayuda del estudio de Sir Norman Foster se estudiaron diversas propuestas formales, ya que la crítica hacia los “ingenieros del hormigón” siempre era feroz. 

Detalle del tablero trapezoidal de acero

Importancia fundamental de la forma aerodinámica de la baranda de seguridad
 

Se pensó entonces que tal vez el comportamiento de un modelo, no tendría por qué ser exactamente igual en la realidad. Ante lo arriesgado de continuar con la solución formal adoptada, Foster declaró que la elegancia formal y arquitectónica no debía primar sobre las exigencias de un adecuado comportamiento estructural, por lo cual se volvió a la forma trapezoidal. El equipo de Foster entonces, redefinió las formas de las pilas, que, tras un nuevo estudio de viento, confirmaron su buen comportamiento.