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Resultados de la b煤squeda By Etiquetas: bridges


Algunas conclusiones obtenidas del proyecto BRIDLIFE sobre puentes postesados en caj贸n

A punto de terminar el proyecto de investigaci贸n BRIDLIFE, a continuaci贸n se exponen algunas conclusiones de inter茅s fruto de dicho proyecto y de la tesis doctoral y publicaciones de la profesora Tatiana Garc铆a Segura. Son peque帽as “p铆ldoras” de conocimiento que pueden ser de inter茅s para proyectistas e investigadores relacionados con los puentes, el hormig贸n, la sostenibilidad y la optimizaci贸n. Son las siguientes:

  1. A pesar de la reducci贸n de durabilidad por carbonataci贸n y la menor captura de CO2, los cementos con adiciones resultan beneficiosos聽desde el punto de vista ambiental [1].
  2. Mientras el uso del hormig贸n reciclado como 谩rido afecta a las propiedades del hormig贸n y requiere en muchos casos un incremento en el contenido de cemento, la reutilizaci贸n del hormig贸n como material granular de relleno permite una completa carbonataci贸n del hormig贸n que reduce las emisiones de CO2 [1].
  3. Se puede mejorar la seguridad estructural de los puentes en caj贸n con un peque帽o incremento de coste siempre que se escojan las variables adecuadas [2]. Este incremento de coste no es constante para todos los niveles de seguridad. Se pueden establecer diferentes puntos, a partir de los cuales resulta m谩s caro mejorar la seguridad estructural [2].
  4. No se aconseja aumentar el espesor de la losa superior para mejorar la seguridad de los puentes en caj贸n, ya que ello conlleva un aumento de peso innecesario [2]. Sin embargo, el espesor de las alas en el arranque es un aspecto clave para mejorar la flexi贸n transversal [2].
  5. A pesar de que se ha considerado la inclinaci贸n del alma como variable de optimizaci贸n, su valor 贸ptimo apenas difiere para distintos valores de seguridad.聽 Esto se debe a que tanto el canto como el ancho de inclinaci贸n del alma aumentan en paralelo para mejorar la seguridad estructural [2].
  6. El uso de hormig贸n de alta resistencia en puentes no muestra ventajas econ贸micas a corto plazo, pues聽las restricciones de servicio y armadura m铆nima no permiten reducir el canto y la cantidad de armadura [2]. Sin embargo, el hormig贸n de alta resistencia retrasa el inicio de la corrosi贸n [3] y mejora el rendimiento estructural una vez se ha iniciado la corrosi贸n [4]. Si se dise帽an estructuras con hormigones de alta resistencia se consiguen mejores resultados durante el ciclo de vida que con dise帽os que tienen mayores recubrimientos, a pesar de tener el mismo inicio de corrosi贸n [4].
  7. Los dise帽os que tienen una mayor durabilidad tienen un mayor coste inicial pero un menor coste de ciclo de vida [4].
  8. Los resultados muestran que tanto la optimizaci贸n del coste como de las emisiones de CO2 reducen el consumo de material. Por tanto, la optimizaci贸n del coste es una buena estrategia para conseguir estructuras m谩s ecol贸gicas [2,5,6].
  9. Para gestionar el mantenimiento de las estructuras de forma sostenible se debe tener en cuenta tanto el coste y las emisiones de reparaci贸n, como el impacto que produce el desv铆o de tr谩fico sobre los usuarios de la v铆a [4].
  10. La optimizaci贸n del mantenimiento indica que no se debe optimizar cada superficie por separado, sino que se debe coordinar el mantenimiento de todas las superficies para reducir el coste y las emisiones que ocasiona el desv铆o del tr谩fico [4].

Referencias:

[1]聽聽聽聽聽聽聽聽聽 T. Garc铆a-Segura, V. Yepes, J. Alcal谩, Life cycle greenhouse gas emissions of blended cement concrete including carbonation and durability, Int. J. Life Cycle Assess. 19 (2014) 3鈥12. doi:10.1007/s11367-013-0614-0.

[2]聽聽聽聽聽聽聽聽 T. Garc铆a-Segura, V. Yepes, Multiobjective optimization of post-tensioned concrete box-girder road bridges considering cost, CO2 emissions, and safety, Eng. Struct. 125 (2016) 325鈥336. doi:10.1016/j.engstruct.2016.07.012.

[3]聽聽聽聽聽聽聽聽 T. Garc铆a-Segura, V. Yepes, D.M. Frangopol, Multi-objective design of post-tensioned concrete road bridges using artificial neural networks, Struct. Multidiscip. Optim. 56 (2017) 139鈥150. doi:10.1007/s00158-017-1653-0.

[4]聽聽聽聽聽聽聽聽 T. Garc铆a-Segura, V. Yepes, D.M. Frangopol, D.Y. Yang, Lifetime reliability-based optimization of post-tensioned box-girder bridges, Eng. Struct. 145 (2017) 381鈥391. doi:10.1016/j.engstruct.2017.05.013.

[5]聽聽聽聽聽聽聽聽 T. Garc铆a-Segura, V. Yepes, J. Alcal谩, E. P茅rez-L贸pez, Hybrid harmony search for sustainable design of post-tensioned concrete box-girder pedestrian bridges, Eng. Struct. 92 (2015) 112鈥122. doi:10.1016/j.engstruct.2015.03.015.

[6]聽聽聽聽聽聽聽聽 J.V. Mart铆, T. Garc铆a-Segura, V. Yepes, Structural design of precast-prestressed concrete U-beam road bridges based on embodied energy, J. Clean. Prod. 120 (2016) 231鈥240. doi:10.1016/j.jclepro.2016.02.024.

5 Junio, 2017
 
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Dise帽o autom谩tico de puentes pretensados con algoritmos heur铆sticos

Acaban de publicarnos un art铆culo donde se utilizan cuatro algoritmos heur铆sticos: Descent Local Search, Threshold Accepting Algorithm with Mutation Operation, Genetic Algorithm y Memetic Algorithm para el dise帽o autom谩tico de puentes pretensados.

Se puede descargar gratuitamente este art铆culo hasta el 10 de junio de 2017 en el siguiente enlace:聽https://authors.elsevier.com/a/1UwC15s1QSxbmc

Referencia:聽

YEPES, V.; MART脥, J.V.; GARC脥A-SEGURA, T.; GONZ脕LEZ-VIDOSA, F. (2017).聽Heuristics in optimal detailed design of precast road bridges. Archives聽of Civil and Mechanical Engineering, 17(4):738-749. DOI:聽10.1016/j.acme.2017.02.006

Abstract:

This paper deals with the cost optimization of road bridges consisting of concrete slabs prepared in situ and two precast-prestressed U-shaped beams of self-compacting concrete. It shows the efficiency of four heuristic algorithms applied to a problem of 59 discrete variables. The four algorithms are the Descent Local Search (DLS), a threshold accepting algorithm with mutation operation (TAMO), the Genetic Algorithm (GA), and the Memetic Algorithm (MA). The heuristic optimization algorithms are applied to a bridge with a span length of 35 m and a width of 12 m. A performance analysis is run for the different heuristics, based on a study of Pareto optimal solutions between execution time and efficiency. The best results were obtained with TAMO for a minimum cost of 104184 euros. Among the key findings of the study, the practical use of these heuristics in real cases stands out. Furthermore, the knowledge gained from the investigation of the algorithms allows a range of values for the design optimization of such structures and pre-dimensioning of the variables to be recommended.

Keywords:

Optimization; Metaheuristics; Bridges; Overpasses; Structural design

 

Redes neuronales aplicadas al dise帽o multiobjetivo de puentes postesados

Nos acaban de publicar en l铆nea en la revista Structural and Multidisciplinary Optimization聽(revista indexada en JCR en el primer cuartil) un trabajo de investigaci贸n en el que utilizamos las redes neuronales artificiales junto para el dise帽o multiobjetivo de puentes postesados de carreteras. Os paso a continuaci贸n el resumen y el enlace al art铆culo por si os resulta de inter茅s. El enlace del art铆culo es el siguiente:聽http://link.springer.com/article/10.1007%2Fs00158-017-1653-0

Referencia:

Garc铆a-Segura, T.; Yepes, V.; Frangopol, D.M. (2017). Multi-objective design of post-tensioned concrete road bridges using artificial neural networks. Structural and Multidisciplinary Optimization,聽doi:10.1007/s00158-017-1653-0

Abstract:

In order to minimize the total expected cost, bridges have to be designed for safety and durability. This paper considers the cost, the safety, and the corrosion initiation time to design post-tensioned concrete box-girder road bridges. The deck is modeled by finite elements based on problem variables such as the cross-section geometry, the concrete grade, and the reinforcing and post-tensioning steel. An integrated multi-objective harmony search with artificial neural networks (ANNs) is proposed to reduce the high computing time required for the finite-element analysis and the increment in conflicting objectives. ANNs are trained through the results of previous bridge performance evaluations. Then, ANNs are used to evaluate the constraints and provide a direction towards the Pareto front. Finally, exact methods actualize and improve the Pareto set. The results show that the harmony search parameters should be progressively changed in a diversification-intensification strategy. This methodology provides trade-off solutions that are the cheapest ones for the safety and durability levels considered. Therefore, it is possible to choose an alternative that can be easily adjusted to each need.

Keywords:

Multi-objective harmony search;聽Artificial neural networks;聽Post-tensioned concrete bridges;聽Durability;聽Safety.

Dise帽o heur铆stico 贸ptimo de puentes artesa y puentes losa

Viaducto St. Cloud, Francia 鈥 2000. http://vslmex.com.mx/

En estos momentos es posible automatizar completamente el dise帽o 贸ptimo de puentes usando algoritmos heur铆sticos. A continuaci贸n os dejo, en abierto, un cap铆tulo de libro en el que se explica tanto la optimizaci贸n de un puente de vigas artesas prefabricado como otro construido “in situ” como losa de hormig贸n postesado. Se trata de un trabajo incluido dentro del proyecto de investigaci贸n BRIDLIFE. Este tipo de t茅cnicas acabar谩n imponi茅ndose en unos a帽os en los paquetes inform谩ticos de c谩lculo. Sin embargo, resulta muy importante resaltar que el proyectista es el que tiene la 煤ltima palabra en el dise帽o.

Referencia:

Mart铆, J.V.; Alcal谩, J.; Garc铆a-Segura, T.; Yepes, V. (2016).聽Heuristic design of a precast-prestressed concrete U-beam and post-tensioned cast-in-place concrete slab road bridges. In: Hern谩ndez, S.; Brebbia, C.A.; de Wilde, W.P. (eds.), High Performance and Optimum Design of Structures and Materials II. WIT Transactions on The Built Environment, Vol. 166. WIT Press, pp. 17-28. ISBN:聽978-1-78466-143-4.

Descargar (PDF, 337KB)

 

Aplicaci贸n de los m茅todos de decisi贸n multicriterio al dise帽o sostenible de puentes

Puente en caj贸n postesado sobre el Turia (Quart de Poblet). Proyectado por Javier Manterola y constru铆do por Dragados y Construcciones en 1991.

Actualmente existe una tendencia clara hacia la sostenibilidad en los proyectos de estructuras, para lo cual es necesario equilibrar los criterios que apoyan esta sostenibilidad: la econom铆a, el medio ambiente y la sociedad. Estos pilares b谩sicos presentan objetivos diferentes y habitualmente enfrentados entre s铆. Esta realidad conduce hacia la necesidad de adoptar procesos de toma de decisiones que permitan alumbrar soluciones capaces de satisfacer, de la mejor manera posible, los principios de sostenibilidad citados.聽Los puentes forman parte de las infraestructuras b谩sicas de comunicaci贸n entre los distintos territorios. Por lo tanto, constituye una necesidad ineludible garantizar la sostenibilidad de este tipo de estructuras a lo largo de su ciclo de vida.

A continuaci贸n se presenta un art铆culo reci茅n publicado que tiene como objetivo principal revisar la aplicaci贸n de las t茅cnicas de decisi贸n multicriterio聽al caso de los puentes. Esta investigaci贸n聽se enmarca dentro del proyecto BRIDLIFE (BIA2014-56574-R), en el cual participan los autores. La revisi贸n se ha realizado atendiendo a las fases del ciclo de vida del puente, teniendo en cuenta aquellos trabajos que proponen soluciones y realizan un proceso directo de toma de decisiones respecto a estas soluciones. Asimismo, tambi茅n se han considerado aquellas aportaciones que, a pesar de no realizar una selecci贸n entre varias soluciones, aplican un m茅todo de toma de decisiones para evaluar una soluci贸n en particular. La relevancia de estos trabajos estriba en la forma en que se realizan los procesos de evaluaci贸n, los cuales constituyen la piedra angular para el proyecto de un puente desde el punto de vista de la sostenibilidad, atendiendo a todas y cada una de las fases de su ciclo de vida.

Este art铆culo lo pod茅is descargar en el siguiente enlace:聽http://www.mdpi.com/2071-1050/8/12/1295, aunque tambi茅n os lo dejo en el post para vuestra descarga directa.

Referencia:

Penad茅s-Pl脿, V.; Garc铆a-Segura, T.; Mart铆, J.V.; Yepes, V. A Review of Multi-Criteria Decision-Making Methods Applied to the Sustainable Bridge Design. Sustainability 2016, 8, 1295.

Descargar (PDF, 1.14MB)

9 Diciembre, 2016
 
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Cost and CO2 emission optimization of precast-prestressed concrete U-beam road bridges by a hybrid glowworm swarm algorithm

Esta es la versi贸n post-print de autor. La publicaci贸n se encuentra en:聽http://dx.doi.org/10.1016/j.autcon.2014.10.013, siendo el Copyright de Elsevier.

El art铆culo debe ser citado de la siguiente forma:

Yepes, V.; Mart铆, JV.; Garc铆a-Segura, T. (2015). Cost and CO2 emission optimization of聽precast prestressed concrete U-beam road bridges by a hybrid glowworm swarm algorithm.聽Automation in Construction. 49:123-134. doi:10.1016/j.autcon.2014.10.013.

Descargar (PDF, 1.04MB)

Universidad Politécnica de Valencia