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Descripción del Proyecto
La nueva línea 3 es la más larga de la red de metro de seis líneas de la capital de Arabia Saudí, con una longitud total de 41,6 km y 22 estaciones. Ocho estaciones son subterráneas. La nueva red de metro, con un valor de 25,3 mil millones de dólares, incluye 180 km de vías subterráneas y a nivel pasando por 75 estaciones. El proyecto comenzó en 2013 y se espera que esté operativo en 2019.
El diseñador principal de la Línea 3, IDOM, contrató a Pedelta para el diseño de dos estaciones subterráneas: 3E6 y 3E1. El contrato incluyó todas las estructuras subterráneas permanentes de hormigón y acero, incluidos cimientos, losas, muros, escaleras, accesos, marquesinas y obras provisionales.
Tanto la estación 3E6 como la 3E1 se construyeron utilizando un método de construcción ascendente (bottom-up), con una pantalla de pilotes secantes como soporte provisional de la excavación. Las estaciones se encuentran dentro de un volumen rectangular de 148 m de longitud con un ancho variable entre 19,9 y 28,3 m, y se extienden 33 m por debajo del nivel de la calle. Además, hay entradas y pozos de ventilación. Las estaciones tienen un atrio cubierto que conecta visualmente los niveles inferior y superior. El atrio permite que la luz alcance el nivel de los andenes y ofrece un espacio abierto atractivo.
Metodología de Diseño/Construcción
La arquitectura de las estaciones gobierna la forma estructural y el diseño dentro de ellas. Los muros de hormigón armado permanentes del cajón principal tienen un espesor variable de entre 0,8 y 1,4 m, proporcional a la flexión causada por la presión de tierras lateral. La losa inferior es curva, con una profundidad máxima de 2 m. Este diseño de arco invertido es un sistema estructural eficiente y económico para reducir la flexión debido a la presión del agua.
Las juntas de expansión en muros y losas invertidas están espaciadas cada 30 a 40 m para reducir las tensiones de tracción en los muros debido a la retracción del hormigón y las variaciones de temperatura. Las estaciones tienen una losa-techo de hormigón y cuatro niveles intermedios. Los forjados están formados por vigas prefabricadas de hormigón pretensado con una losa de hormigón armado. Las uniones entre muros y forjados, así como su proceso constructivo se han evaluado cuidadosamente para que las losas proporcionen soporte lateral permanente a los muros.
Se realizaron modelos de elementos finitos estructurales para determinar los efectos de las acciones al considerar la interacción terreno-estructura. Además, se realizó un análisis terreno-estructura utilizando modelos bidimensionales en Plaxis © para determinar las presiones laterales de tierra y para calibrar la rigidez del terreno utilizada en los modelos estructurales. Esta estrategia de diseño permitió una evaluación rápida de las condiciones cambiantes del terreno y la planificación de la construcción antes del diseño detallado.
Retos de Diseño
A pesar de encontrarse en una región árida, las condiciones específicas del lugar, con un nivel freático alto, impusieron condiciones exigentes de flotabilidad. Se añadieron tacones invertidos a la losa inferior de las estaciones para anclar la estructura verticalmente a la roca. Además, se usaron tacones en dirección transversal para minimizar la deformación longitudinal impuesta y optimizar el diseño de la armadura longitudinal en muros y losas.
