Source: http://equiposdetrabajoenaltura.lineaprevencion.com/equipos-de-trabajo/cimbras/requisitos-tecnicos-y-evaluacion-conformidad-1
Timestamp: 2020-02-28 18:01:48+00:00

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Requisitos técnicos y evaluación conformidad | Equipos de trabajo en altura en el sector de la construcción
A continuación se enumeran y describen, brevemente, las exigencias que las disposiciones de obligado cumplimiento establecen para las cimbras y, en general, apuntalamientos, y que en algunos aspectos serán coincidentes con los requisitos especificados para otros equipos de trabajo, tales como andamios y encofrados.
Asimismo, se especificarán cuáles son las normativas europeas y nacionales específicas y de carácter técnico, que son de aplicación a las cimbras y torres de cimbra.
Y por último, en este apartado, se indicarán cuáles son los métodos de evaluación (analíticos y experimentales), que son de aplicación a estas estructuras auxiliares provisionales y cuyo cumplimiento es garantía del correcto diseño y aplicación de la tipología de cimbra para las acciones y tipo de proceso constructivo.
Cabe destacar que únicamente se resaltarán lo aspectos más importantes que contempla la legislación y normas técnicas, dado que para un análisis detallado, se puede completar acudiendo al texto legislativo o normativo en cuestión.
REQUISITOS REGLAMENTARIOS (DISPOSICIONES DE OBLIGADO CUMPLIMIENTO)
De igual forma que el resto de equipos de trabajo para el desarrollo de trabajos temporales en altura, a las cimbras y torres de cimbra, le son de aplicación, las disposiciones de obligado cumplimiento que se referencian a continuación, incorporando como novedad, dada la condición de utilización habitual en la ejecución de obras lineales de especial complejidad y casuística (ej: puentes, viaductos), la aplicación de una Orden FOM, que establece una serie de requisitos cuando se empleen estos elementos auxiliares de obra.
A continuación se referencian, aquellas disposiciones de obligado cumplimiento, que son de aplicación a las cimbras y torres de cimbra. Tratándose en algunos casos de Desarrollos Reglamentarios, derivados de la transposición al Derecho Español de Directivas Europeas, y en otros directamente a través de Órdenes Ministeriales.
Por lo que, a continuación se enumeran dichos textos legales, y posteriormente se citarán de forma literal, aquellos artículos o partes de ellos, que son de aplicación directa a las cimbras, indicando en algún caso y de forma adicional, la interpretación que el Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo (INSHT) ha realizado de estos articulados, tal y como ha reflejado este órgano científico-técnico en sus Guías Técnicas Interpretativas de acceso libre.
Ley 31/1995, de Prevención de Riesgos Laborales (Directiva Marco 89/391/CEE)
Real Decreto 1215/1997, sobre las disposiciones mínimas de seguridad y salud para la utilización por los trabajadores de los equipos de trabajo. (Directiva 89/655/CEE)
Real Decreto 1627/1997, sobre disposiciones mínimas de seguridad y salud en las obras de construcción (Directiva 92/57/CEE)
Real Decreto 1801/2003, sobre seguridad general de los productos (Directiva 2001/95/CE)
Real Decreto 2177/2004, por el que se modifica el RD 1215/1977, por el que se establecen las disposiciones mínimas de seguridad y salud para la utilización por los trabajadores de los equipos empleados, en materia de trabajos temporales en altura. (Directiva 2001/45/CE)
VI Convenio General del Sector de la Construcción.
Real Decreto 1247/1998, por el que se aprueba la instrucción de hormigón estructural (EHE 08)
Orden FOM 3818/2007, por la que se dictan instrucciones complementarias para la utilización de elementos auxiliares de obra en la construcción de puentes de carretera.
Destacando de cada uno de estos textos legales citados, los aspectos extraídos literalmente y que se especifican a continuación:
El empresario deberá garantizar que las informaciones a que se refiere el apartado anterior sean facilitadas a los trabajadores en términos que resulten comprensibles para los mismos
Real Decreto 1215/1997, sobre las disposiciones mínimas de seguridad y salud para la utilización por los trabajadores de los equipos de trabajo.
Atendiendo a la definición que este real decreto establece para un equipo de trabajo: “cualquier máquina, aparato, instrumento o instalación utilizado en el trabajo”, se deduce, que para los equipos de trabajo objeto de esta guía, sí que les sería de aplicación el presente Real Decreto. Lo que se ve reforzado, si tenemos en cuenta que el Real Decreto 1215/1997 se vio modificado por el R.D. 2177 de 12 de Noviembre del 2004, por el que se establecían las disposiciones mínimas de seguridad y salud para la utilización por los trabajadores de los equipos de trabajo, en materia de trabajos temporales en altura.
A continuación se extraen los textos íntegros o parciales de este desarrollo reglamentario, que resultan más significativos en la aplicación para los equipos de trabajo en materia de trabajos temporales en altura.
En lo referente a la comprobación de los equipos de trabajo se expone en su artículo 4º:
Las comprobaciones serán efectuadas por personal competente. Los resultados de las comprobaciones deberán documentarse y estar a disposición de la autoridad laboral. Dichos resultados deberán conservarse durante toda la vida útil de los equipos. Cuando los equipos de trabajo se empleen fuera de la empresa deberán ir acompañados de una prueba material de la realización de la última comprobación. Los requisitos y condiciones de las comprobaciones de los equipos de trabajo se ajustarán a lo dispuesto en la normativa específica que les sea de aplicación.”
Y en su artículo 5º establece:
El empresario deberá garantizar que los trabajadores y los representantes de los trabajadores reciban una formación e información adecuadas sobre los riesgos derivados de la utilización de los equipos de trabajo, así como sobre las medidas de prevención y protección que hayan de adoptarse en aplicación del presente Real Decreto.
Igualmente, se informará a los trabajadores sobre la necesidad de prestar atención a los riesgos derivados de los equipos de trabajo presentes en su entorno de trabajo inmediato, o de las modificaciones introducidas en los mismos, aun cuando no los utilicen directamente. Los trabajadores a los que se refieren los apartados 4 y 5 del artículo 3 de este Real Decreto deberán recibir una formación específica adecuada”
Siendo también una obligación general para el empresario:
El empresario adoptará las medidas necesarias para que, mediante un mantenimiento adecuado, los equipos de trabajo se conserven durante todo el tiempo de utilización en unas condiciones tales que satisfagan las disposiciones del segundo párrafo del apartado 1. Dicho mantenimiento se realizará teniendo en cuenta las instrucciones del fabricante o, en su defecto, las características de estos equipos, sus condiciones de utilización y cualquier otra circunstancia normal o excepcional que pueda influir en su deterioro o desajuste. Las operaciones de mantenimiento, reparación o transformación de los equipos de trabajo cuya realización suponga un riesgo específico para los trabajadores sólo podrán ser encomendadas al personal especialmente capacitado para ello.”
En lo que se refiere a las Disposiciones mínimas generales, que se establecen en primer punto del Anexo 1, cabe citar (apartado 6):
Si fuera necesario para la seguridad o salud de los trabajadores, los equipos de trabajo y sus elementos deberán estar estabilizados por fijación o por otros medios. Los equipos de trabajo cuya utilización prevista requiera que los trabajadores se sitúen sobre ellos deberán disponer de los medios adecuados para garantizar que el acceso y permanencia en esos equipos no suponga un riesgo para su seguridad y salud……
El Anexo 2 establece las Disposiciones relativas a la utilización de los equipos, donde, cabría destacar:
Los equipos de trabajo solo podrán utilizarse de forma o en operaciones o en condiciones no consideradas por el fabricante si previamente se ha realizado una evaluación de los riesgos que ello conllevaría y se han tomado las medidas pertinentes para su eliminación o control (apartado 3)
El montaje y desmontaje de los equipos de trabajo deberá realizarse de manera segura, especialmente mediante el cumplimiento de las instrucciones del fabricante cuando las haya (apartado 13).
Articulo 68.2. Cimbras y apuntalamientos
Antes de su empleo en la obra, el Constructor deberá disponer de un proyecto de la cimbra en el que, al menos, se contemplen los siguientes aspectos:
Justifique su seguridad, así como límite de las deformaciones de la misma antes y después del hormigonado.
Contenga unos planos que definan completamente la cimbra y sus elementos.
Contenga un pliego de prescripciones que indique las características que deben cumplir, en su caso, los perfiles metálicos, los tubos, las grapas, los elementos auxiliares y cualquier otro elemento que forme parte de la cimbra.
Además, el Constructor deberá disponer de un procedimiento escrito para el montaje y desmontaje de la cimbra o apuntalamiento, en el que se especifiquen los requisitos para su manipulación, ajuste, contraflechas, carga, desenclavamiento y desmantelamiento.
Se comprobará también que, en el que caso que fuera preciso, existe un procedimiento escrito para la colocación del hormigón, de forma que se logre limitar las flechas y los asentamientos.
Además, la Dirección Facultativa dispondrá de un certificado, facilitado por el Constructor y firmado por persona física, en el que se garantice que los elementos empleados realmente en la construcción de la cimbra cumplen las especificaciones definidas en el correspondiente pliego de prescripciones técnicas particulares de su proyecto.
En el caso de hormigón pretensado, las cimbras deberán resistir adecuadamente la redistribución de cargas que se origina durante el tesado de las armaduras como consecuencia de la transferencia de los esfuerzos de pretensado al hormigón.
En el caso de estructuras de edificación, las cimbras se realizarán preferentemente, de acuerdo con lo indicado en la EN 12812. Se dispondrán durmientes de reparto para el apoyo de los puntales, cuando se transmita carga al terreno o a forjados aligerados y en el caso de dichos durmientes descansen directamente sobre el terreno, habrá que cerciorase de que no puedan asentar en él.
Las cimbras deberán estabilizarse en las dos direcciones para que el apuntalado sea capaz de resistir los esfuerzos horizontales que pueden producirse durante la ejecución de los forjados, para lo que podrán emplearse cualquiera de los siguientes procedimientos:
Arriostramiento de los puntales en ambas direcciones, por ejemplo, con tubos o abrazaderas, de forma que el apuntalado sea capaz de resistir los mencionados.
Transmisión de los esfuerzos a pilares o muros, en cuyo caso deberá comprobarse que dichos elementos tienen la capacidad resistente y rigidez suficientes.
Disposición de torres de cimbra en ambas direcciones a las distancias adecuadas.
Cuando los forjados tengan un peso propio mayor que 5 kN/m² o cuando la altura de los puntales sea mayor que 3,5 m, se realizará un estudio detallado de los apuntalados, que deberá figurar en el proyecto de la estructura.
Para los forjados, las sopandas se colocarán a las distancias indicadas en los planos de ejecución del forjado de acuerdo con lo indicado en el apartado 59.2.
En los forjados de viguetas armadas se colocarán los apuntalados nivelados con los apoyos y sobre ellos se colocarán las viguetas. En los forjados de viguetas pretensadas se colocarán las viguetas ajustando a continuación los apuntalados. Los puntales deberán poder transmitir la fuerza que reciban y, finalmente, permitir el desapuntalado con facilidad.
En el caso de puentes, deberá asegurarse que las deformaciones de la cimbra durante el proceso de hormigonado no afecten de forma negativa a otras partes de la estructura ejecutadas previamente. Además, el Anejo 24 recoge unas recomendaciones específicas que complementan todos estos aspectos.
Ejemplo instalación torres de cimbra, que deberán cumplir con las exigencias EHE_08
Orden FOM 3818/2007, por la que se dictan instrucciones complementarias para la utilización de elementos auxiliares de obra en la construcción de puentes de carretera
Elementos auxiliares tipo 1: Cimbras cuajadas, cimbras porticadas, encofrados trepantes para pilas, grúas torre, medios de elevación para acceder a pilas y tablero, torres de apoyo y apeo
En cualquier tipo de medio auxiliar que se utilice en la construcción de un puente, el contratista adjudicatario de la obra deberá redactar un proyecto específico completo para su utilización, que será visado por el Colegio Profesional correspondiente.
En un anejo a dicho proyecto se incluirán, al menos, los siguientes documentos:
Para elementos auxiliares tipo 1: memoria de cálculo; planos de definición de todos los elementos y manual con los procedimientos de primer montaje, y para elementos auxiliares tipo 2, además, de los documentos antes citados, habrá que añadir un manual de movimiento, en el caso de elementos móviles, de operaciones de hormigonado, en su caso, y de desmontaje; estudio cinemático y requisitos técnicos exigidos a los materiales componentes, así como el procedimiento para el control de recepción.
Durante las fases de montaje, funcionamiento, traslado y desmontaje de cualquier elemento auxiliar de la construcción de puentes de carretera, todas las operaciones
relativas a dichas fases deberán estar supervisadas y coordinadas por técnicos con la cualificación académica y profesional suficiente, que deberán estar adscritos a la empresa propietaria del elemento auxiliar y a pie de obra, con dedicación permanente y exclusiva a cada elemento auxiliar, y que deberán comprobar, además, que dichos elementos cumplen las especificaciones del proyecto, tanto en su construcción como en su funcionamiento.
En el caso de elementos auxiliares tipo 2, cada técnico tendrá dedicación permanente y exclusiva a cada elemento auxiliar.
El Jefe de obra de la empresa contratista se responsabilizará de que la utilización del medio auxiliar, durante la ejecución de la obra, se haga conforme a lo indicado
en el Proyecto y en sus correspondientes manuales y establecerá los volúmenes y rendimientos que se puedan alcanzar en cada unidad, acordes con las características del elemento auxiliar de forma que en todo momento estén garantizadas las condiciones de seguridad previstas en el proyecto.
Ejemplo sistema de cimbra para ejecución obra lineal que precisará el cumplimiento con todas las exigencias EHE_08 y Orden FOM 3818
A continuación se referencian y extrae lo más significativo de las normas técnicas específicas, que son de aplicación en los sistemas de cimbras. Son normas europeas no armonizadas, por el hecho de tratarse de normativas que no complementan ninguna Directiva Europea, de aplicación directa sobre estos productos.
Siendo destacable, la importancia en la aplicación de estas normativas técnicas, ya que sí que vienen referenciadas en Disposiciones de Obligado cumplimiento (ej: EHE-08 cuando referencia la normativa EN 12812, o el Real Decreto 1801 cuando establece el empleo preferente de normas UNE para la evaluación de la seguridad de los productos).
Las normas que tratan directamente los sistemas de cimbras, las especificaciones, requisitos técnicos y métodos de evaluación son:
UNE – EN 12812. Cimbras. Requisitos de comportamiento y diseño general
UNE – EN 12813. Equipamiento para trabajos temporales de obra. Torres de cimbra prefabricadas con componentes prefabricados. Métodos particulares de diseño estructural.
También son de aplicación normas referidas a los componentes/elementos individuales que integran los sistemas de cimbras:
UNE–EN 12811 – 1. Equipamiento para trabajos temporales de obra. Parte 1: Andamios. Requisitos de comportamiento y diseño general.
UNE – EN 12811 – 2. Equipamiento para trabajos temporales de obra. Parte 2: Información sobre los materiales.
UNE – EN 12811 – 3. Equipamiento para trabajos temporales de obra. Parte 3: Ensayos de carga.
UNE – EN 74 – 1. Acoplamientos, espigas ajustables y placas base para andamios y cimbras. Parte 1: Acoplamientos para tubos. Requisitos y procedimientos de ensayo.
UNE–EN 74–3. Acoplamientos, espigas ajustables y placas base para andamios y cimbras. Parte 3: Placas bases ordinarias y espigas ajustables. Requisitos y procedimientos de ensayo.
UNE-EN 39. Tubos de acero libre para andamiajes y acoplamientos. Condiciones técnicas de suministro.
UNE-EN 10204. Productos metálicos. Tipos de documentos de inspección.
Para el diseño y verificación estructural hay que tener en cuenta las euronormas para diseño de estructuras, denominadas Eurocódigos. A continuación se indica alguno de ellos:
UNE-EN 1991-1-1:2003 EUROCÓDIGO 1: Acciones en estructuras. Parte 1-1. Acciones Generales. Pesos Específicos, Pesos Propios, y sobrecargas de uso en edificio.
UNE-EN 1991-1-4:2007 EUROCÓDIGO 1: Acciones en estructuras.. PARTE 1-4: Acciones Generales. Acciones de Viento.
UNE-EN 1993-1-1:2008 EUROCÓDIGO 3: Proyecto de Estructuras de Acero. PARTE 1-1: Reglas generales y reglas para edificios.
Los sistemas de cimbras deben cumplir, con carácter general, los siguientes requisitos:
Ser estructuralmente estables para la funcionalidad y aplicaciones previstas. Estas estructuras provisionales, han de estar diseñadas para que sean capaces de resistir las cargas máximas a las que se verán sometidos a lo largo de su utilización atendiendo a las características particulares de la obra en la que se va a instalar, así como preveer que en ningún caso se sobrepasarán los valores límites calculados que aseguren su estabilidad e integridad estructural (vuelco, levantamiento o deslizamiento, deformaciones excesivas, hundimiento, etc).
Cimbra conformada por la unión de diferentes torres de carga para soportar las presiones debidas al hormigón
Ser en su conjunto intrínsecamente seguros, debiendo llevar integrados y correctamente evaluados, los medios de protección necesarios y previstos por el fabricante, para el correcto montaje, utilización, y desmontaje.
Ir acompañados de un manual de instrucciones en el que se establezcan las especificaciones necesarias para una correcta utilización.
Disponer de un marcado permanente en aquellos componentes del producto en los que la normativa específica así lo exija.
A continuación se resumen los aspectos más importantes, que contemplan las normas técnicas, en lo que se refiere a los requisitos de los materiales, y los aplicables específicamente a determinados componentes de las cimbras y torres de cimbra, como elementos individuales, y en cuanto al sistema de cimbra en su conjunto.
Para los materiales empleados en la fabricación de los sistemas de cimbras, deberá tenerse en cuenta:
Deben realizarse con materiales que tengan propiedades establecidas y se conozca su idoneidad para el uso previsto.
Cada uno de los materiales que conforman estas estructuras auxiliares deben cumplir con las diferentes normas europeas de producto.
No se permite el soldeo de elementos fabricados en aluminio en la propia obra, es decir, bajo ningún concepto se permite el soldeo de aluminio “in situ”.
Se debe emplear materiales compuestos por aceros soldables, a no ser que los elementos estructurales no estén concebidos para soldarse.
En el caso de torres de cimbra se deben cumplir además los siguientes requisitos:
El espesor nominal de los elementos de acero y aluminio no deben ser inferiores a 2 mm; los tubos de acero sueltos a los cuales es posible incorporar acoplamientos conforme a las normas EN 74 – 1 y EN 74 – 2, y las espigas y placas base conformes a la norma EN 74 – 3, deben disponer de un diámetro exterior de 48.3 milímetros, y un espesor nominal mínimo de 3.2 milímetros, así como un límite elástico mínimo de 235 MPa (N/mm2).
En el caso de tubos de acero a los cuales sea también posible incorporar acoplamientos, espigas y placas base deben disponer de un diámetro nominal exterior de 48.3 milímetros, un espesor nominal mínimo de 4 milímetros y un límite elástico nominal mínimo de 195 MPa (N/mm2).
Este tipo de estructuras auxiliares de carácter temporal, deberán cumplir además con la normativa técnica de aplicación UNE – EN 12811 – 2 “Equipamiento para trabajos temporales de obra. Información sobre los materiales”, la cual indica que los materiales utilizados en el equipamiento en general para trabajos en altura, deben ser lo suficientemente robustos y duraderos para resistir las condiciones normales de trabajo, y que deben estar libres de impurezas o desperfectos que puedan poner en riesgo su uso satisfactorio así como su capacidad de carga.
Además para los materiales de naturaleza metálica con los que se fabrican estos productos, en el que es fundamental la capacidad mecánica de los mismos, estos productos se deben suministrar con los documentos/certificados que establece la norma UNE – EN 10204 “Productos metálicos. Tipos de documentos de inspección”, que asegure un control durante la fabricación.
REQUISITOS DE ABRAZADERAS/ACOPLAMIENTOS
Los acoplamientos para conectar los diferentes elementos tubulares que conforman la cimbra, deben estar conformes a lo indicado en las normas EN 74 – 1 “Acoplamientos, espigas ajustables y placas base para andamios y cimbras. Parte 1: Acoplamientos para tubos. Requisitos y procedimientos de ensayo”, y EN 74 – 2 “Acoplamientos, espigas ajustables y placas base para andamios y cimbras. Parte 2: Acoplamientos especiales. Requisitos y procedimientos de ensayo”.
Todos los elementos de los acoplamientos deben ser de acero o hierro fundidos y protegidos frente a la corrosión (mediante pintura protectora o recubrimientos galvanizados en caliente), y fabricados de tal manera que no se puedan separar, de forma no intencionada, durante las condiciones de servicio normales.
Los medios para conectar un tubo de acero libre a un montante de la cimbra, se realizan mediante acoplamientos o abrazaderas, cumpliendo las especificaciones dadas por la normativa técnica EN 74. La fuerza de sujeción de la abrazadera alrededor del tubo se obtiene por el golpeo de una cuña o al ajustar la mordaza por medio de una tuerca y un perno (siendo este procedimiento el más utilizado por las empresas del sector).
La combinación de tuerca y perno debe cumplir lo indicado en la normativa técnica UNE – EN 20898 – 2 “Características mecánicas de los elementos de fijación. Parte 2: tuercas con valores de carga de prueba especificados. Rosca de paso gruesa”. El perno debe ser al menos de métrica 12 y clase resistente mínima de 5.6. La tuerca debe ser obligatoriamente una de las siguientes: tuerca hexagonal sencilla con una arandela suelta separada, tuerca hexagonal especial con una arandela fija integrada, tuerca hexagonal especial con una arandela fija integrada o tuerca hexagonal especial con una arandela giratoria integrada.
Estos acoplamientos pueden clasificarse, por su forma de utilización en los siguientes tipos:
Acoplamiento perpendicular, donde la disposición de los tubos se realiza cruzándose en ángulo recto (90º).
Acoplamiento giratorio, donde se permite una disposición de los tubos cruzándose en cualquier ángulo.
Acoplamiento paralelo, donde la disposición de los tubos se realiza de gorma paralela.
Acoplamiento en manguito. Donde la disposición de los tubos se realiza mediante sus extremos unidos de manera coaxial.
Detalles de un acoplamiento roscado giratorio empleados para la conexión de manera solidaria de diferentes tubos de cimbra
Cada uno de estos tipos de acoplamientos, corresponden con una de las cuatro clases de uso declaradas para ellos, que varían en los valores específicos mínimos exigidos que deben cumplir frente a diferentes criterios, estudiados mediante su evaluación por ensayos, como: resistencia al deslizamiento, resistencia a la rotura, indentación (deformación plástica) máxima permitida sobre los tubos de cimbra a los que se acoplan.
Disposición de diferentes acoplamientos empleados sobre tubos de torres de cimbra
REQUISITOS PLACAS BASE, ESPIGAS AJUSTABLES Y BASES REGULABLES
Los requisitos técnicos exigidos para las placas bases y bases regulables utilizadas para apoyar los andamios tubulares sobre la cimentación son:
La resistencia y rigidez de las placas bases y las bases regulables, deben ser suficientes para asegurar que se pueden transmitir de forma correcta la carga máxima de compresión desde las torres de cimbra (cumpliendo con una anchura mínima de 120 milímetros y un área de 150 cm2).
Las placas bases deben constar de dos dispositivos: una placa de reparto y un dispositivo de centrado, con el que evitar posibles excentricidades existentes en ellas. La placa de reparto debe disponer de una base circular (con un radio superior a 70 milímetros) o poligonal, cumpliendo con los requisitos dimensionales y de rigidez dados en el apartado anterior.
Detalle y esquema de una placa base de una torre de cimbra prefabricada apeada sobre durmientes de madera
La longitud mínima del dispositivo de centrado debe ser de 50 milímetros y el movimiento libre máximo permitido del montante vertical respecto al dispositivo de centrado debe ser inferior a 14 milímetros. UNE 74-3.
Esquema del dispositivo de centrado que debe disponer una placa base
Se considera que las placas de acero lisas de límite elástico 235 MPa y espesor 5 milímetros, así como las de aleaciones de aluminio con un límite elástico de 195 MPa y un espesor de 7 milímetros satisfacen los requisitos estructurales de rigidez exigidos.
Las bases regulables deben estar provistas de una roca ajustable centrada, con unas dimensiones tales que en condición de descarga, la máxima inclinación del husillo respecto al eje del montante no exceda el 2.5%. Además se debe cumplir que la longitud mínima de solape, en cualquier posición, debe ser el 25% de la longitud total del husillo, o de 150 milímetros, escogiendo aquel valor mayor. Las bases de regulación deben tener un ajuste mínimo de 200 milímetros.
Todos estos elementos deben estar protegidos frente a la corrosión atmosférica ya sea por un recubrimiento galvanizado en caliente o método similar que produzca una resistencia igual.
REQUISITOS DE LAS TORRES DE CIMBRA DE COMPONENTES PREFABRICADOS
En el caso de asentamientos diferenciales sobre la cimentación o cuando un movimiento térmico producido en la torre haya causado un movimiento horizontal, el cual debe ser absorbido por la torre, la capacidad de carga en estas circunstancias debe ser como mínimo del 90% de la capacidad de carga real que dispone la torre en condiciones óptimas de utilización con las que han sido evaluadas.
La torre de cimbra al igual que ocurre con cualquier otra instalación o elemento de apuntalamiento (encofrado, entibación, etc.) debe disponer de una nota de cálculo específica con la que se garantice su estabilidad estructural, elaborada y firmada por un técnico competente con titulación académica. Este cálculo deberá formar parte de un proyecto específico visado, que deberá ser revisado por la dirección de obra antes de la instalación de este tipo de estructura de carácter temporal.
Estas torres de carga se deberán disponer en obra con todos los elementos que el fabricante de este tipo de estructuras, indique para las condiciones propias existentes en la obra y para la altura requerida respecto de la superficie del suelo.
Las torres de cimbra deberán disponer de todos los elementos propios de rigidización entre los diferentes módulos que conforman cada una de ellas: como son las diagonales horizontales y verticales de rigidización, o los travesaños horizontales.
Además, según las indicaciones dadas por los fabricantes de este tipo de torres, en función de su altura y anchura así como de las concentraciones de cargas externas a las que se verán sometidas, se deberá arriostrar esta torre con las torres contiguas, a fin de que pueda absorber todos los esfuerzos laterales provocados por la acción del viento o impactos, por efecto del hormigonado, defectos de montaje o alguna otra causa que pueda desestabilizar la cimbra.
Existen numerosas tipologías de arriostrado dadas por los fabricantes, entre las que destacan por ser de uso más común las que a continuación se representan. Esta situación no indica que las torres puedan o deben arriostrarse de otro modo, puesto que es el técnico encargado de su diseño el que debe de indicar:
Detalle del arriostramiento en Z entre torres de cimbra
Detalle del arriostramiento en K entre torres de cimbra
Detalle del arriostramiento en “cruz de San Andrés” entre torres de cimbra
REQUISITOS DE LA SUPERFICIE (CIMENTACIÓN) DE APOYO
La estructura sobre la que se asienta la cimbra debe de trabajar de tal forma, que las solicitaciones existentes actuando sobre esta estructura (debidas al hormigón fresco, al sostenimiento de estructuras ya ejecutadas, etc.) son transmitidas al subsuelo o a una estructura destinada para soportar este tipo de cargas.
Las cimbras deben apoyar de forma directa en una o más de los siguientes tipos de estructuras o superficies:
Sobre una subestructura habilitada a tal efecto (por ejemplo mediante una solera de hormigón armado, perfiles metálicos de ala ancha, etc. y métodos similares capaces de absorber todos los esfuerzos de compresión transmitidos por la cimbra).
Sobre la superficie del terreno existente (cuando el terreno posea una óptima capacidad portante y una resistencia a compresión adecuada, por ejemplo cuando el asiento de este tipo de estructuras se realice sobre roca superficial).
Sobre una superficie parcialmente excavada y preparada (por ejemplo en el caso de tierras, una vez hayan sido preparadas retirando la tierra vegetal, puesto que contienen una elevada proporción de materia orgánica y una reducida resistencia a compresión).
Sobre una estructura ya existente (por ejemplo en las zapatas de los hastíales que conforman un marco de hormigón armado utilizado como obra de paso, sobre forjados ejecutados anteriormente, etc. donde es necesario verificar que la capacidad de la estructura permanecen es suficiente para soportar las cargas aplicadas de la cimbra).
Mediante el apoyo sin ninguna incrustación en el terreno. En el caso de este tipo de cimentación además de retirar siempre la capa superficial del suelo, se deben cumplir todos y cada uno de las siguientes condiciones:
Los cimientos deben ser resistentes contra la degradación debida a las aguas superficiales y subterráneas durante la vida útil de la cimbra (lo cual se podrá realizar proporcionando un drenaje suficiente o protegiendo a la superficie con una capa de hormigón).
No exista la probabilidad de heladas, que puedan afectar a los terrenos permeables sobre los que se apoya la cimbra.
El apoyo de los cimientos esté dentro del 8% de la horizontal y se verifica la capacidad de esfuerzo cortante lateral del terreno.
En el caso de suelos cohesivos cuando se disponga una red de drenaje por debajo de la base de cimentación.
En el caso de suelos no cohesivos cuando no se probable que el nivel freático se eleve a menos de 1 metro de la parte inferior de la estructura.
Además se pueden emplear elementos apilados, unos encima de otros, de madera rectangulares, u otros elementos comparables, en combinación con la cimentación (cuando posea una óptima capacidad portante y resistencia a compresión), utilizados para:
El apoyo en la ejecución de las torres portantes (de esta manera se aumenta la superficie de reparto en la que los montantes verticales transmiten las cargas al terreno, por lo que las tensiones soportadas por este se reducen).
El ajuste de la altura de la base de la construcción.
Los requisitos de la superficie de apoyo de las cimbras deben ser definidos y supervisados por los ingenieros geotécnicos responsables de la ejecución de la obra y por parte de la dirección facultativa.
Es de vital importancia y se debe prestar especial atención, en aquellos casos donde puedan aparecer asientos diferenciales entre los montantes verticales de la torre de cimbra, por diferencias en la rigidez debido a diferentes condiciones del terreno. Estas diferencias de terreno o de cimentación provocan que el montante apoyado sobre un elemento con mayor rigidez absorba a una mayor cantidad de carga, con lo que corre el riesgo de superar su capacidad admisible.
Detalle de la forma correcta de disponer los elementos rectangulares apilados
Detalle del apoyo de la cimbra sobre la superficie del terreno existente, a través de durmientes de madera apilados unos encima de otros, y sobre la base de hormigón armado de los hastíales ya ejecutados
REQUISITOS DE LAS CONEXIONES
Los mecanismos de conexión deben diseñarse de tal manera que no se puedan desconectar de forma involuntaria mientras su utilización.
Las conexiones por espiga vertical entre las secciones huecas que trabajan a compresión sin medios adicionales de fijación deben considerarse seguras contra posibles desconexiones involuntarias cuando la longitud de solapamiento no sea inferior a los 150mm.
Detalle de diferentes tipos de conexiones
Los métodos para la evaluación de la conformidad de los sistemas de cimbra se realizan esencialmente mediante análisis por cálculo. Y en el caso de las torres de cimbra, verificando posteriormente la bondad del modelo de análisis empleado a través de una serie de ensayos a escala real.
EVALUACIÓN ANALÍTICA (CÁLCULO)
Existe una normativa técnica específica propia de este tipo de estructuras auxiliares donde se recogen los diferentes procedimientos, bases de cálculo y requisitos necesarios para la evaluación analítica del conjunto de cimbra completo.
El diseño de las cimbras debe ser conforme a una de las dos clases siguientes, siendo el proyectista el que indica el método o la clase de diseño que ha utilizado para realizar la evaluación analítica de la cimbra. Existen dos tipos de clase de diseño. Recogidos en la normativa UNE – EN 12812.
Clase de diseño A
La clase de diseño de cimbra tipo A, que cumple las buenas prácticas ya establecidas y que se puede considerar que satisface los requisitos de diseño, que cumbre construcciones simples como losas y vigas in situ. Este tipo de clase se debe adoptar únicamente en casos de ejecución de obras de hormigón armado de no mucha consideración:
La clase de diseño tipo A, se adopta únicamente cuando se cumplen las siguientes disposiciones:
Las losas que se van a ejecutar disponen de un área de sección transversal inferior a 0.3 m2 por metro de anchura de la losa.
Las vigas disponen de un área de sección transversal inferior a 0.5 m2.
La luz libre existente de las vigas y las losas sea inferior a los 6 metros.
La altura de la estructura permanente en la cara inferior no supera los 3.5 metros.
La evaluación analítica de esta clase de diseño A, cuyo diseño es más simplificado, debe ser conforme a los requisitos descriptivos recogidos en los capítulos 5 “Materiales” y 7 “Requisitos de diseño” de la normativa técnica UNE – EN 12812.
Clase de diseño B
La clase de diseño de cimbras tipo B, cubre aquellas configuraciones que quedan excluidas del tipo A (al sobrepasar la sección transversal a ejecutar, la luz libre existente y la altura respecto a la cara inferior).
La evaluación de este tipo de cimbras de clase B es mucho más compleja, y acomete un diseño estructural completo. Este tipo de cimbras deben ser diseñadas de conformidad con los Eurocódigos que les sea de aplicación y con el capítulo 9 “Cálculo estructural para las clases B1 y B2” de la normativa técnica UNE – EN 12812.
Para la correcta evaluación analítica de este tipo de estructuras, tanto en las clases de diseño A y B, se deben tener en cuenta las siguientes acciones directas (cargas externas actuando sobre este tipo de estructura) e indirectas (deformaciones impuestas sobre este tipo de estructuras), que pueden solicitar a este tipo de estructuras.
Posibles acciones directas necesarias para la evaluación analítica
Peso propio de los elementos que conforman la estructura de la cimbra, de los paneles de encofrado y de los posibles contrapesos dispuestos.
Presiones laterales del terreno, en el caso de que exista, se deberán tener en cuenta los empujes activos, pasivos o de reposo, producidos por el terreno adyacente.
Carga de la estructura permanente ejecutada, calculada a partir del volumen y densidad del material ejecutado sobre la cimbra, por ejemplo una estructura de hormigón armado.
Cargas debidas a áreas de almacenamiento extendidas sobre el área de trabajo entera o una zona acotada de la cimbra y cargas debidas a las operaciones de construcción introducidas como una sobrecarga complementaria para todos los accesos y áreas de trabajo.
Cargas de nieve y hielo cuando, en el caso que se prevea su existencia en función de la situación geográfica de la obra y la época del año en que se utilice.
Sobrecarga debida a los efectos del hormigonado in situ, se supone una sobrecarga adicional debida a las operaciones de ejecución y vertido del hormigón, introducidas en los extremos del hormigón armado, confinado por los encofrados verticales, topes laterales, presentes en el sistema de encofrado.
Carga horizontal. Son utilizadas para asegurar que este tipo de estructuras auxiliares son capaces de resistir una serie de solicitaciones horizontales como: una carga horizontal correspondiente al 1% de la carga vertical (corresponde a una acción variable impuesta de manera horizontal permanente), la presión lateral del hormigón vertido en el caso que sobre la cimbra se sustente un encofrado (corresponde a una acción variable impuesta horizontal transitoria), presiones de viento de servicio y viento más desfavorable posible de aparecer en la zona, posible afección por agua, efectos sísmicos, en función del lugar geográfico donde la norma sismorresistente indica que es necesaria su consideración.
Posibles acciones indirectas necesarias para la evaluación analítica
Temperatura, en aquellos casos en los que las cimbras superen los 60 m se deben tener en cuenta los posibles movimientos diferenciales producidos por la dilatación y la contracción de los materiales empleados para la ejecución de esta estructura.
Asentamiento, se debe tener en cuenta los efectos producidos por un posible asentamiento diferencial en alguna zona de la cimbra.
Pretensado, en el caso en que la estructura sustentada sea un puente, u otra estructura auxiliar, donde sea necesario realizar el pretensado de la estructura, se deberán tener en cuenta las acciones que esto provoca sobre la cimbra, tal y como se incida en la Instrucción de hormigón estructural EHE – 08 en su artículo 74.
Una vez definidas las acciones que solicitan, o que pueden llegar a solicitar, a la cimbra es necesario definir los diferentes escenarios de análisis que marca la normativa técnica para su estudio de manera independiente y pormenorizada:
Escenario 1. Situación antes del vertido del hormigón (considerando, como es de aplicación en la mayoría de los casos, que la carga a soportar por la cimbra es la derivada da de la ejecución de una estructura de hormigón armado).
Escenario 2. Situación mientras se produce el vertido del hormigón.
Escenario 3. Situación una vez realizado el vertido del hormigón.
Escenario 4. Situación, accidental, una vez vertido el hormigón y tomando como hipótesis que se producen una serie de movimientos sísmicos en la estructura. En este caso el proyecto de la estructura debe estar situado en una zona donde la normativa exija tener en consideración el efecto sísmico para la construcción de estructuras de carácter definitivo.
Detalle del mapa sísmico dado en la norma de construcción sismorresistente de puentes (NCSP – 07)
A continuación, se indican las acciones necesarias a considerar en cada uno de los escenarios contemplados por la normativa técnica de aplicación, si bien en función de las condiciones existentes en la obra proyectada puede ser necesario modificar estos escenarios o tener en cuenta otros nuevos tipos.
Tabla 1. Acciones consideradas para cada uno de los posibles escenarios evaluados
(*) En el caso de que existan condiciones de agua superficial que afectan a la cimbra y puedan impactar en ella todo tipo de residuos transportados por el agua.
(**) En el caso de que la cimbra se encuentre en una zona geográfica y en una época del año en la que se prevea la existencia de nevadas o heladas.
Todos estos escenarios deben estudiarse en dos tipos de estados diferenciados, como en todas las estructuras de acero ya sean de carácter definitivo como temporal:
Estado límite último (ELU). La estructura debe ser estable frente al deslizamiento, al vuelco y al levantamiento, en todos y cada uno de los escenarios anteriormente indicados que le sean de aplicación.
Estados límite de servicio (ELS). La estructura debe ser comprobada frente a los siguientes aspectos: asentamiento de la cimentación, juego de las uniones que unen de forma solidaria los componentes de esta estructura auxiliar y la deformación de las vigas primarias sobre las que sustentan los paneles de encofrado. Estas comprobaciones se realizan con la intención de asegurar que las deformaciones máximas producidas, durante un uso normal de la estructura, no superan los valores tolerables dados para una correcta ejecución geométrica de las obras proyectadas.
Detalle esquemático de la distribución de presiones y de las acciones que solicitan a la cimbra, formada por la unión de diferentes torres, en su conjunto. Distribución de las acciones directas que solicitan a la cimbra en su conjunto:
En rojo se puede apreciar, la distribución triangular de presiones debidas al empuje de las tierras adyacentes a la cimbra (en el caso de que existan).
En verde se puede apreciar, la distribución trapezoidal de presiones debidas al empuje del viento y a sotavento la distribución de presiones del viento debidas al efecto de la succión.
En azul podemos apreciar la distribución de presiones debidas a la nieve y hielo, en el caso de que existan o se espere su aparición durante la vida útil de esta estructura auxiliar (en el caso de que existan).
En naranja se pueden apreciar la distribución de presiones debidas al material almacenado y a las operaciones de construcción.
En gris se puede observar la distribución de presiones, debidas al peso propio, del hormigón armado ya ejecutado y confinado sobre la propia cimbra.
En morado se observa la carga horizontal permanente exigida por la normativa de aplicación, en el punto considerado como más desfavorable para ayudar a desestabilizar la estructura y por tanto producir el vuelco de ésta.
Se aplicarán unas cargas u otras, en función del escenario considerado, de la situación geográfica y de la época del año en que se pretenda instalar este tipo de estructura auxiliar. Mediante la aplicación de las diferentes cargas, se obtienen las tensiones máximas y los desplazamientos máximos y remanentes que se producen en los diferentes elementos estructurales que conforman esta estructura.
Estos valores se deben comparar con los diferentes valores de las tensiones límite elásticas de los materiales en el escenario de estados límites últimos, que variarán en función de la calidad del material empleado, con tal de comprobar que no se producen plastificaciones en ninguno de los elementos que conforman la estructura. Además se deberán comprobar las deformaciones máximas bajo carga y las deformaciones remanentes en el caso de estados límites de servicio, cotejando que son inferiores a los valores límites admisibles que declaran las diferentes normas.
EVALUACIÓN EXPERIMENTAL (ENSAYOS)
Evidentemente todo el conjunto de cimbras no puede ser evaluado experimentalmente, pero sí que se contemplan la realización de ensayos sobre diferentes componentes/elementos de forma individual, así como subsistemas que conforman configuraciones tipo y secciones estructuralmente representativas de las torres de cimbra, con objeto de disponer de la caracterización mecánica real de algunos de los componentes y/o elementos, asi como de verificar experimentalmente algunos de los resultados analizados mediante cálculo.
Evaluación experimental de la torre de cimbra (torre de carga fabricada a partir de componentes prefabricados)
Para comprobar el modelo de cálculo empleado y las hipótesis en las que se ha basado el proyectista de una torre de cimbra prefabricada, se debe realizar una comparación entre los resultados obtenidos mediante cálculo y los obtenidos mediante el ensayo sobre una configuración representativa de este sistema, generalmente una torre de cuatro o cinco pisos, bajo cargas horizontales y verticales aplicadas de manera simultánea.
Como se ha indicado anteriormente, en el apartado relativo a la evaluación analítica, este tipo de torres de carga puede evaluarse mediante teorías de primer (donde no se permiten los desplazamientos) o de segundo orden (donde sí se permiten los desplazamientos bajo la actuación de una o más cargas), por lo que los parámetros necesarios a registrar en los ensayos para la evaluación experimental de este tipo de torres difieren en función del modelo de análisis adoptado.
En el caso de un análisis de primer orden el propósito de los ensayos es comparar la carga crítica teórica (carga que provocaría un colapso de esta estructura) con la carga crítica obtenida mediante ensayo.
En el caso de un análisis con teorías de segundo orden, mediante la aplicación de las diferentes cargas estáticas puntuales, se registran los diferentes escalones de cargas aplicados de manera progresiva y las deformaciones producidas por éstos, hasta que se llegue a alcanzar a la carga máxima, o hasta que la deformación de un componente o de la torre sea tal que en condiciones prácticas se diría que se ha producido el fallo estructural.
Se debe comprobar que los resultados obtenidos mediante la evaluación experimental son siempre de mayor magnitud que los valores obtenidos mediante el modelo de cálculo, tanto para análisis de primer como de segundo grado, empleado para la evaluación analítica, con tal de confirmar la bondad del modelo de análisis adoptado, y que éste se encuentra del lado de la seguridad.
Detalle de la configuración tipo para la evaluación experimental, así como las cargas de ensayo aplicadas

References: Real Decreto 

Real Decreto 

Real Decreto 

Real Decreto 

Real Decreto 

Real Decreto 
 real decreto 
 Real Decreto 
 artículo 4
 artículo 5
 artículo 3
 Real Decreto 
 Real Decreto 
 artículo 74