Encofrado (albañilería)

El cimbra es una forma de andamiaje temporal: una estructura de madera provisional que se utiliza para sostener las piedras o ladrillos de un arco o bóveda hasta que la estructura se vuelve autoportante. En la práctica de la construcción de mampostería estadounidense, se empleó ampliamente en carreteras de peaje , canales y, posteriormente, en obras ferroviarias y de carreteras en el siglo XIX. ^{[ 1 ] : 515–527 [ 2 ]}

En inglés británico, el término se escribe «centring» ; en inglés americano se prefiere «centering» . Los principales diccionarios lo definen como una estructura temporal, especialmente de madera, que se utiliza para sostener un arco durante su construcción. ^{[ 3 ] [ 4 ]}

Para conocer las partes clave de un arco, consulte la terminología de arcos .

En la práctica estadounidense, el cimbrado consistía en nervaduras de madera y listones que formaban la línea del intradós del arco y sostenían las dovelas hasta que se colocaba la clave y fraguaba el mortero . Las nervaduras, a menudo llamadas «marcos», se erigían en ángulo recto con respecto al eje del puente y se cubrían con tablones o listones que discurrían longitudinalmente bajo el anillo del arco. El armazón normalmente descansaba sobre soportes de madera cerca de la línea de arranque y se ajustaba con cuñas para permitir pequeños movimientos verticales. ^{[ 1 ] : 515–516} Un armazón simple sin celosía se denominaba cimbrado común. ^{[ 1 ] : 518–519} Para definiciones de intradós , chaflanes y términos relacionados en la práctica de la albañilería, las notas de la industria siguen siendo de uso generalizado. ^{[ 5 ]}

En las obras estadounidenses del siglo XIX se utilizaron varios tipos, que se distinguían por su forma estructural y su luz. ^{[ 1 ] : 522–525}

Costilla de madera maciza : para arcos planos de hasta unos 3 metros de luz y aberturas pequeñas; cada costilla se corta de una sola tabla siguiendo la curva del intradós y se rigidiza con listones.

Costillas de madera prefabricadas : para tramos de aproximadamente 3 a 9 metros; cada costilla está hecha de dos o tres capas de tablones cortos de 5 cm, ajustados para romper juntas y fijados con clavos o pernos, a veces con placas de hierro; común en trabajos de túneles y alcantarillas.

Costilla de madera arriostrada : para arcos semicirculares de entre 4,5 y 9 metros aproximadamente; costillas compuestas con cordones horizontales y arriostramientos diagonales para mayor rigidez.

Centro de celosía : Para grandes vanos que requieren alta rigidez; esencialmente una celosía de madera con forma adaptada al intradós. Ejemplos históricos incluyen el cimbra del Arco de la Unión (Puente Cabin John) y el Puente Sing Sing Kill del Acueducto Old Croton (arco de 88 pies). ^{[ 6 ] [ 7 ]}

Textos estadounidenses contemporáneos analizaron las presiones transmitidas al centrado en función del peso de la dovela y la fricción entre la piedra y la madera. Debido a que la fricción introduce incertidumbre, se solían recomendar valores de diseño conservadores para trabajos temporales. Se informó que las fuerzas de reacción eran mayores cerca de las cuadernas que en la clave. ^{[ 1 ] : 516–519 : 517–518}

La remoción ( desmontaje ) se realizaba bajando gradualmente las costillas con cuñas de madera en sus apoyos. La práctica contemporánea incluía cuñas plegables dobles y cuñas compuestas largas para un descenso uniforme en los extremos de las costillas. ^{[ 1 ] : 526–527} En grandes vanos, a veces se accionaban cuñas compuestas de aproximadamente 10–12 pulgadas cuadradas y 4–6 pies de largo mediante un cilindro hidráulico suspendido. También se utilizaban gatos de arena para el descenso controlado de centros pesados. ^{[ 1 ] : 526–527}

Las prácticas del siglo XIX variaban según la forma en que se construía el anillo de arcos:

Anillos de piedra seca o de colocación en seco. Algunas obras estadounidenses y británicas emplearon piedra o ladrillo colocados en seco (con juntas posteriormente rellenas o rellenas con mortero). Cuando no era necesario que el mortero adquiriera resistencia, se observó que los centros podían colocarse poco después de completar y acuñar el anillo, e incluso de inmediato en algunos métodos con ladrillos; estudios modernos documentan la existencia de arcos de piedra seca en la práctica estadounidense. ^{[ 8 ] [ 9 ]}

Anillos con mortero. Los manuales aconsejaban no golpear hasta que se construyera la “parte sólida del respaldo” y el mortero hubiera fraguado y endurecido lo suficiente, lo que refleja un enfoque empírico del curado . ^{[ 10 ]} Los tratados también recomendaban un ligero aflojamiento después de colocar la llave para asentar el anillo, posponiendo la remoción completa hasta que el mortero tuviera la resistencia a la compresión adecuada , meses para arcos de puentes grandes, pero antes para alcantarillas y desagües pequeños. ^{[ 1 ] : 526–527}

La literatura de la época señalaba que los morteros ganaban resistencia con el tiempo, pero las edades de aceptación estandarizadas (por ejemplo, ensayos de 7 y 28 días) se codificaron a principios del siglo XX. Un texto de 1889 presentó datos sobre el “efecto del tiempo en la resistencia de los morteros”, y una circular de la Oficina de Normas de EE. UU. de 1917 especificó los requisitos de resistencia de 7 y 28 días para el cemento Portland , incluyendo que la resistencia a los 28 días supera la resistencia a los 7 días. ^{[ 1 ] : 89 [ 11 ]} Las directrices modernas de la industria del ladrillo recomiendan mantener el encofrado en su lugar al menos siete días, con períodos más largos en clima frío o cuando el análisis estructural lo requiera. ^{[ 12 ]}

Los carpinteros y albañiles que trabajaban en proyectos de autopistas, canales y ferrocarriles a principios del siglo XIX utilizaban encofrados de madera construidos con madera disponible localmente. Esta técnica siguió siendo estándar para la construcción de puentes de mampostería en Estados Unidos durante todo el siglo XIX y persistió hasta principios del siglo XX, después de lo cual las estructuras de acero y los encofrados de hormigón armado se hicieron comunes para las nuevas construcciones. ^{[ 1 ] : 515–516, 522–527} Los contratistas también adoptaron encofrados de celosía de acero reutilizables para algunos programas de arcos de hormigón armado; por ejemplo, la reconstrucción del puente sobre el río Susquehanna del ferrocarril Philadelphia and Reading (1920–1924) asentaba los encofrados de celosía de acero en huecos de pilares y los movía de un tramo a otro con una grúa viajera. ^{[ 13 ]} Estudios estatales y federales de contexto histórico documentan puentes de carretera y ferrocarril de arco de mampostería que aún existen y que dependían del encofrado durante la construcción. ^{[ 14 ] [ 15 ]}

El cimbra ilustra la unión entre la técnica y el análisis en la ingeniería civil estadounidense del siglo XIX. Los dibujos históricos y los registros de campo conservados por el Registro Histórico de Ingeniería Estadounidense (HAER) y programas relacionados documentan los andamios típicos para alcantarillas de autopistas, acueductos de canales y arcos de mampostería de ferrocarriles. ^{[ 16 ]} Las referencias de bolsillo utilizadas por los ingenieros estadounidenses también resumían los tipos de cimbra, los métodos de punzonado y las reglas prácticas para luces y contraluces. ^{[ 17 ]}