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Resultados de la b煤squeda By Etiquetas: pretensado


Algoritmos mem茅ticos para el dise帽o de puentes de carretera de vigas prefabricadas de hormig贸n pretensado con fibras de acero

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Nos han publicado聽un art铆culo cient铆fico en la prestigiosa revista Journal of Structural Engineering, del ASCE (American Society of Civil Engineers). Esta聽investigaci贸n se enmarca dentro del proyecto HORSOST que est谩 desarrollando nuestro equipo de investigaci贸n, y he pensado que puede ser de inter茅s comentarla brevemente en el blog.

En este trabajo se describe la influencia de las fibras de acero en el dise帽o de coste m铆nimo de puentes de carretera de vigas prefabricadas con secci贸n transversal en doble U pretensadas y vanos isost谩ticos. Para ello se utiliza un algoritmo mem茅tico con una b煤squeda en entornos variable (MA-VDNS) para optimizar el coste de estas estructuras contando las fases de fabricaci贸n, transporte y construcci贸n del puente. El problema implica 41 variables de dise帽o discretas que definen la geometr铆a de la viga y de la losa, los materiales en ambos elementos, las armaduras pasiva y activa y la resistencia residual a tracci贸n de las fibras. El uso de las fibras disminuye el peso medio de la viga en un 1,72% y reduce el n煤mero medio de tendones en un 3,59%; sin embargo, incrementa un 8,71% de media la armadura pasiva necesaria. Por 煤ltimo, y a pesar del mayor coste del hormig贸n con fibras, se comprueba que su uso es econ贸micamente viable, pues se consigue una diferencia relativa media de coste respecto al hormig贸n sin fibras, inferior al 0,19%.

Figure 1

Resultados interesantes:

  • A pesar del mayor coste econ贸mico del hormig贸n con fibras y de que el estado de decompresi贸n del hormig贸n no ocurre en ninguna fibra de la secci贸n de la viga por el pretensado, el hormig贸n con fibras es competitivo econ贸micamente respecto al no uso de fibras, puesto que la diferencia relativa es inferior al 5,36% en el peor de los casos.
  • El estudio param茅trico realizado indica una buena correlaci贸n del coste, canto y peso de la viga y n煤mero de tendones respecto a la luz del puente. Esto permite un predimensionamiento ajustado.
  • Se ha comprobado que las fibras reducen de media un 3,59% el n煤mero de tendones necesarios, lo cual significa que su uso puede compensar parte del pretensado necesario.
  • Sorprende comprobar que el uso de fibras incrementa de media un 8,71% la armadura necesaria por unidad de superficie de losa. Esto se puede explicar debido a que la carest铆a del hormig贸n con fibras hace que el algoritmo intente disminuir su volumen, lo cual se compensa con el incremento de armadura pasiva.
  • En el caso de las estructuras 贸ptimas, se ha encontrado una reducci贸n del 6% del peso de las vigas realizadas con fibras, lo cual puede ser relevante para el transporte e izado de los elementos.

Referencia:

MART脥, J.V.; YEPES, V.; GONZ脕LEZ-VIDOSA, F. (2015). A memetic algorithm approach to designing of precast-prestressed concrete road bridges with steel fiber-reinforcement. Journal of Structural Engineering ASCE, 141(2):聽04014114. DOI:10.1061/(ASCE)ST.1943-541X.0001058聽, 04014114.

Abstract

This paper describes the influence of steel fiber-reinforcement on the design of cost-optimized, prestressed concrete, precast road bridges, with a double U-shaped cross-section and isostatic spans. A memetic algorithm with variable-depth neighborhood search (MA-VDNS) is applied to the economic cost of these structures at different stages of manufacturing, transportation and construction. The problem involved 41 discrete design variables for the geometry of the beam and the slab, materials in the two elements, active and passive reinforcement, as well as residual flexural tensile strength corresponding to the fibers. The use of fibers decreases the mean weight of the beam by 1.72%, reduces the number of strands an average of 3.59%, but it increases the passive reinforcement by 8.71% on average, respectively. Finally, despite the higher cost of the fibers, their use is economically feasible since the average relative difference in cost is less than 0.19%.

Keywords: Heuristic optimization; precast beam; prestressed concrete bridge; steel fiber; structural design.

Link:http://ascelibrary.org/doi/abs/10.1061/%28ASCE%29ST.1943-541X.0001058

5 Septiembre, 2016
 
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驴C贸mo predimensionar un puente losa pretensado con aligeramientos para carreteras?

Paso superior Liria (Valencia)

Paso superior de hormig贸n postesado en Liria (Valencia)

Con este post continuamos una serie iniciada con el predimensionamiento de muros que puede servir para encajar presupuestos y soluciones iniciales para el caso de puentes losa pretensados empleados en carreteras (ya publicamos dos posts sobre historia y construcci贸n de puentes viga). Para m谩s adelante dejaremos m谩s informaci贸n sobre puentes losa pretensados macizos o bien otros empleados para ferrocarriles. Una informaci贸n en detalle de estos aspectos la pod茅is consultar en la publicaci贸n de Yepes et al (2009).

Los tableros losa construidos 鈥渋n situ鈥 mediante cimbra se utilizan para luces cortas y medias, en torno a 30 m, pero que pueden alcanzar los 50 贸 60 m. Esta tipolog铆a, seg煤n indica Manterola (2006) representa un compromiso entre la facilidad constructiva y las condiciones resistentes. La supresi贸n de juntas, la reducci贸n de momentos flectores principales cuando el tablero es continuo y una mayor libertad en forma y en la colocaci贸n de las pilas son algunas de las ventajas de estas estructuras frente a las prefabricadas de vigas. Los puentes losa suelen proyectarse en tramos continuos hiperest谩ticos, en hormig贸n pretensado casi siempre. El encofrado normalmente se fabrica para cada tablero, por lo que se adaptan a cualquier trazado, prest谩ndose a dise帽os m谩s cuidados. La est茅tica constituye, adem谩s, un aspecto importante, pues con frecuencia son las 煤nicas obras visibles para el usuario que circula bajo ellas.

(m谩s…)

12 Marzo, 2015
 
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Caracterizaci贸n estad铆stica de tableros pretensados para carreteras

El presente art铆culo presenta una caracterizaci贸n estad铆stica de una muestra de 87 tableros reales de pasos superiores pretensados de canto constante para carreteras. El objetivo principal es encontrar f贸rmulas de predimensionamiento con el m铆nimo n煤mero de datos posible que permita mejorar el dise帽o previo de estas estructuras. Para ello se ha realizado un an谩lisis exploratorio y otro multivariante de las variables geom茅tricas determinantes, de las cuant铆as de materiales y del coste, tanto para tableros macizos como aligerados. Los modelos de regresi贸n han permitido deducir que el canto y la armadura activa quedan bien explicados por la luz, mientras que la cuant铆a de hormig贸n lo es por el canto. La variable que mejor explica (71,3%) el coste por unidad de superficie de tablero en losa maciza es el canto, mientras que en las aligeradas es la luz (51,9%). Las losas macizas son econ贸micas en vanos inferiores a los 19,24 m. La luz principal y los voladizos, junto con la anchura del tablero para el caso de losas macizas, o el aligeramiento interior en el caso de las aligeradas, bastan para predimensionar la losa, con errores razonables en la estimaci贸n econ贸mica.

24 Octubre, 2014
 
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Dise帽o heur铆stico de puentes de hormig贸n pretensado como ejemplo de docencia de posgrado

Este art铆culo describe la impartici贸n de un curso de posgrado en el dise帽o automatizado y optimizaci贸n econ贸mica de estructuras de hormig贸n. El contenido forma parte de un M谩ster en Ingenier铆a de Hormig贸n que comenz贸 en octubre de 2007. El curso aplica los algoritmos heur铆sticos al dise帽o pr谩ctico de estructuras reales de hormig贸n, tales como muros, p贸rticos y marcos de pasos inferiores de carreteras, p贸rticos de edificaci贸n, b贸vedas, pilas, estribos y tableros de puentes. Se presentan como casos pr谩cticos dos tableros de puente de hormig贸n pretensado usados en la obra p煤blica de construcci贸n de carreteras. En primer lugar, se aplica SA a un tablero de un puente peatonal de viga artesa de hormig贸n prefabricado. El聽 segundo ejemplo aplica TA a un tablero de losa continua de hormig贸n postesado. Los casos estudiados indican que la optimizaci贸n heur铆stica es una buena opci贸n para dise帽ar聽聽 estructuras de hormig贸n pretensado reduciendo los costes.

18 Julio, 2014
 
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Universidad Politécnica de Valencia