A.- B._ a travaillé en qualité de menuisier pour le compte de l'entreprise S._ SA du 1er novembre 1989 au 31 mai 1990. Le 22 février 1990, il a subi un accident à l'épaule droite qui a nécessité une arthroscopie avec acromioplastie pour pincement et une ablation d'ostéophytes de l'épaule droite (opération du 23 avril 1990), suivies, le 20 novembre 1990, d'une nouvelle arthroscopie et d'une toilette articulaire arthroscopique pour omarthrose droite.
Les suites de l'accident ont été prises en charge par la Caisse nationale suisse d'assurance en cas d'accidents (CNA) qui a fixé finalement l'atteinte à l'intégrité à 10 % (décision du 12 mai 1992) et alloué une rente d'invalidité fondée sur un taux de 20 % (décision sur opposition du 2 mai 1997). Le recours de l'assuré contre la décision relative au taux d'invalidité a été rejeté par le Tribunal administratif du canton de Fribourg, Cour des assurances sociales.
Par décisions des 29 janvier et 12 septembre 1996, l'assurance-invalidité a octroyé à B._ une demi-rente basée sur un taux d'invalidité de 53 % pour la période du 1er février au 30 novembre 1991, puis du 1er octobre 1995 au 30 octobre 1998. Dans l'intervalle, l'assuré a bénéficié d'une mesure de reclassement professionnel. Depuis le 1er novembre 1998, il perçoit une rente entière d'invalidité à la suite d'une nouvelle atteinte à la santé découlant d'un accident de circulation.
B._ était affilié à la Caisse de pensions des Etablissements Sarina SA (Caisse de pensions Sarina). Le 25 janvier 1991, S._ SA a conclu un contrat de prévoyance pour ses employés avec la Voska Crédit Suisse Fondation de prévoyance 2ème pilier (la Voska). Par la suite, la Caisse de pensions Sarina a procédé à une liquidation partielle, que l'autorité de surveillance avait autorisé par décision du 13 février 1992. L'activité de la Voska se déroule depuis janvier 1999 sous la raison sociale Winterthur-Columna fondation collective 2ème pilier, Zurich (Winterthur-Columna).
B.- Le 17 décembre 1997, B._ a sollicité de la Caisse de pensions Sarina le versement d'une rente d'invalidité. Devant le refus de l'institution de prévoyance, il a ouvert action contre elle au Tribunal administratif du canton de Fribourg, Cour des assurances sociales, en concluant au versement d'une rente fondée sur une invalidité de 53 %, ainsi que de rentes complémentaires pour ses enfants, avec intérêt moratoire à 5 % l'an. La Caisse de pensions Sarina a conclu à l'irrecevabilité de la demande, voire à son rejet, et subsidiairement à la réduction des rentes éventuellement allouées.
Le 6 mai 1999, B._ a ouvert action devant la même juridiction contre la Voska et Winterthur-Columna en prenant les mêmes conclusions. Winterthur-Columna a conclu au rejet de la demande.
Après avoir joint les causes, le tribunal administratif a, par jugement du 29 mars 2000, rejeté les demandes dirigées contre la Caisse de pensions Sarina et WinterthurColumna et déclaré irrecevable la demande contre la Voska. Il n'a pas alloué de dépens ni imposé de frais de justice.
C.- B._ interjette recours de droit administratif contre ce jugement dont il demande l'annulation. Sous suite de frais et dépens, il conclut au renvoi de la cause à la juridiction cantonale pour qu'elle fixe qui, de la Caisse de pensions Sarina ou de Winterthur-Columna, doit lui verser les rentes auxquelles il prétend.
Par mémoires séparés, les intimées ont conclu au rejet du recours. L'Office fédéral des assurances sociales en propose l'admission dans le sens des conclusions du recourant.

Considérant en droit :
1.- a) Ont droit à des prestations d'invalidité les invalides qui étaient assurés lors de la survenance de l'incapacité de travail dont la cause est à l'origine de l'invalidité (art. 23, 2ème partie de la phrase, LPP). Selon la jurisprudence, l'événement assuré au sens de l'art. 23 LPP est uniquement la survenance d'une incapacité de travail d'une certaine importance, indépendamment du point de savoir à partir de quel moment et dans quelle mesure un droit à une prestation d'invalidité est né. La qualité d'assuré doit exister au moment de la survenance de l'incapacité de travail, mais pas nécessairement lors de l'apparition ou de l'aggravation de l'invalidité. Cette interprétation littérale est conforme au sens et au but de la disposition légale en cause, laquelle vise à faire bénéficier de l'assurance le salarié qui, après une maladie d'une certaine durée, devient invalide alors qu'il n'est plus partie à un contrat de travail. Lorsqu'il existe un droit à une prestation d'invalidité fondée sur une incapacité de travail survenue durant la période d'assurance, l'institution de prévoyance concernée est tenue de prendre en charge le cas, même si le degré d'invalidité se modifie après la fin des rapports de prévoyance. Dans ce sens, la perte de la qualité d'assuré ne constitue pas un motif d'extinction du droit aux prestations au sens de l'art. 26 al. 3 LPP (<ref-ruling> consid. 1a, 118 V 45 consid. 5).
L'incapacité de travail est la perte ou la diminution de la capacité de rendement de l'assuré dans sa profession ou son champ d'activité habituelle. Pour être prise en considération, la diminution du rendement professionnel doit être sensible et indiscutable; en outre, cet état de fait doit être durable (<ref-ruling> consid. 2a).
b) Conformément à l'art. 26 al. 1 LPP, les dispositions de la LAI (art. 29 LAI) s'appliquent par analogie à la naissance du droit aux prestations d'invalidité. Si une institution de prévoyance reprend - explicitement ou par renvoi - la définition de l'invalidité de la LAI, elle est en principe liée, lors de la survenance du fait assuré, par l'estimation de l'invalidité par les organes de cette assurance, sauf si cette estimation apparaît d'emblée insoutenable. Cette force contraignante vaut aussi en ce qui concerne la naissance du droit à la rente et, par conséquent, également pour la détermination du moment à partir duquel la capacité de travail de l'assuré s'est détériorée d'une manière sensible (<ref-ruling> consid. 2a et les références citées).
Il est admis en l'espèce que l'invalidité selon le règlement de l'institution de prévoyance est identique à la notion d'invalidité selon la LAI.
c) Après avoir constaté que l'incapacité de gain résultant de l'atteinte accidentelle à l'épaule droite avait été fixée à 20 % par la CNA (capacité de travail entière dans la profession acquise suite au reclassement et diminution du rendement de 10 %), que ce taux avait été confirmé par leur propre juridiction par jugement du 16 décembre 1999, les premiers juges ont considéré, sur la base des nombreux certificats médicaux, que la prise en compte par l'AI d'un taux plus élevé découlait aussi d'une incapacité de travail liée à une affection dégénérative et que ces troubles cervicaux étaient indépendants de l'accident du 22 février 1990. Dès lors qu'ils étaient apparus trois ans après l'accident et la fin des rapports de travail, la condition de la connexité temporelle et matérielle, nécessaire pour que l'ancienne institution de prévoyance soit tenue à prestations, faisait défaut. Il n'y avait dès lors pas lieu de s'en tenir au taux d'invalidité de l'AI, fixé au demeurant sur la base d'une comparaison erronée des revenus.
Pour sa part, le recourant soutient toujours que l'institution de prévoyance est liée par la décision de l'AI dès lors que celle-ci n'est pas manifestement erronée.
2.- a) L'évaluation de l'invalidité par les organes de l'AI repose sur des certificats médicaux dont les juges cantonaux ont rappelé en détail les conclusions (cf. consid. 4 b de leur jugement, auquel on peut renvoyer). Il n'existe toutefois pas au dossier d'attestation médicale dont on puisse déduire que les cervicalgies dont se plaint le recourant sont en elles-mêmes à l'origine d'une incapacité de travail. En réalité, et sur la base d'une appréciation différente de ces certificats, les organes de l'AI sont arrivés à la conclusion que le recourant présentait une capacité résiduelle de travail dans sa nouvelle profession de 60 %, en raison essentiellement des séquelles du traumatisme de l'épaule droite. Fondée sur des certificats médicaux, cette appréciation n'est pas insoutenable, même si, de son côté, la CNA a pu légitimement arriver à des conclusions différentes.
b) Pour fixer le taux d'invalidité de 53 %, les organes de l'AI ont procédé selon la méthode de comparaison des revenus, en prenant en compte, outre un revenu hypothétique d'invalide de 31 200 fr. par année (revenu d'un monteur électronicien travaillant à 60 %), un revenu sans invalidité de 65 905 fr. 80 pour l'année 1995. Avec les juges cantonaux, il faut certes convenir que l'estimation de ce revenu repose sur des données insatisfaisantes, comme une augmentation de salaire de 17 % fondée uniquement sur une augmentation égale du coût de la vie de 1990 à 1995. En réalité, en se fondant sur les renseignements fournis par l'ancien employeur, il aurait fallu déterminer le salaire de l'assuré en 1995 en retenant qu'il aurait obtenu un salaire mensuel de 4300 fr. auquel s'ajoutent les vacances (8.3 % soit 356 fr. 90) et le 13ème salaire (8.33 % soit 387 fr. 90). Le revenu annuel de 60 537 fr. 60 (5044 fr. 80 x 12) aboutit, par comparaison avec le revenu d'invalide, à un taux d'invalidité de 48,5 %. Au regard de la marge d'évaluation de l'invalidité, cette divergence appréciable ne saurait en toutes hypothèses être taxée d'insoutenable dès lors qu'elle est inférieure à 5 % (cf. U. Meyer-Blaser, Zur Prozentgenauigkeit in der Invaliditätsschätzung, in Rechtsfragen der Invalidität in der Sozialversicherung, Lucerne 1999, p. 9 ss).
Il s'ensuit que c'est à tort que les juges cantonaux se sont écartés du prononcé de l'AI fixant tant le taux d'invalidité que le début de celle-ci au 1er février 1991. Supérieur à 25 %, ce taux entraîne l'obligation pour l'ancienne institution de prévoyance de prester, dès lors qu'il y a lieu de retenir une relation de connexité temporelle et matérielle entre l'incapacité de travail originaire et l'invalidité.
3.- Le recourant était affilié à la Caisse de pensions Sarina lorsqu'a débuté l'incapacité de travail aboutissant à l'invalidité. Par ailleurs, il n'était plus employé de S._ SA lorsqu'est entré en vigueur le contrat de prévoyance avec la Voska (actuellement Winterthur-Columna). Contrairement à l'opinion des premiers juges, ces seuls éléments ne suffisent pas pour fixer que la Caisse de pensions Sarina serait l'institution tenue de prester. En effet, en l'absence de renseignements précis sur les modalités de la liquidation partielle et sur le contenu des conventions passées avec la Voska, il n'est pas possible de dire si cette obligation incombe encore à la Caisse de pensions Sarina ou si elle a été transférée à la Voska, chacune des institutions de prévoyance soutenant au surplus qu'elle n'est pas concerné par ce cas d'assurance.
Le dossier sera en conséquence renvoyé à la juridiction cantonale pour qu'elle procède à un complément d'instruction sur cette question, puis fixe dans son jugement le montant des rentes de la prévoyance professionnelle auxquelles a droit le recourant.

Par ces motifs, le Tribunal fédéral des assurances
p r o n o n c e :
I. Le recours est admis et le jugement du Tribunal admi-
nistratif du canton de Fribourg, Cour des assurances
sociales, du 29 mars 2000 est annulé.
II. L'affaire est renvoyée à la juridiction cantonale pour
instruction complémentaire au sens des considérants et
nouveau jugement.
III. Il n'est pas perçu de frais de justice.
IV. La Caisse de pensions des Etablissements Sarina SA et
la Winterthur-Columna fondation collective 2ème pi-
lier, Zurich, verseront chacune au recourant la somme
de 1000 fr. (y compris la taxe à la valeur ajoutée) à
titre de dépens pour l'instance fédérale.
V. Le présent arrêt sera communiqué aux parties, au Tri-
bunal administratif du canton de Fribourg, Cour des
assurances sociales, et à l'Office fédéral des assu-
rances sociales.
Lucerne, le 9 février 2001
Au nom du
Tribunal fédéral des assurances
p. le Président de la IIe Chambre :
Le Greffier :