noviembre 2017 – El blog de Víctor Yepes

Construcción del viaducto de O Eixo

El viaducto de O Eixo se encuentra situado en el amplio valle, que forma el Rego de Aríns, entre las localidades de O Eixo de Arriba y O Eixo de Abajo, de las que recibe su nombre. Forma parte del corredor norte-noreste del tren de alta velocidad Lalín-Santiago (A Coruña). Tiene una longitud total de 1.224,4 m repartidos en 25 vanos con luces de 42,5 + 25 x 50 + 39,10 m. Presenta un canto variable de 4,0 a 2,75 m y un ancho de tablero de 14,0 m. Las pilas, que varían entre 9 y 84 m de altura, son de sección octogonal de 5,5 m de anchura y variable en altura. Ocupando los vanos 12 y 13 se proyecta un arco ligeramente ojival donde se materializa el punto fijo.

En cuanto al proceso constructivo, cabe destacar que las pilas se ejecutaron mediante encofrado trepante, mientras que el tablero se construyó mediante cimbra autolanzable y ejecución vano a vano. El hormigonado se ejecutó en dos fases. En la primera se hormigona toda la sección compuesta por la tabla inferior y las almas. En la segunda fase se hormigona la losa superior. Posteriormente se introduce el postensado de la misma y se le da continuidad con los siguientes vanos mediante el cruce de tendones en los frentes de fase, evitando de esta manera disponer conectadores.

El arco se ejecutó en dos mitades ejecutadas por separado, ubicando cada uno de los semiarcos en vertical junto a las pilas 11 y 13. Una vez hormigonados los dos semiarcos realizó el giro de ambos por medio de unas rotulas metálicas ubicadas junto a las zapatas. Una vez colocados los dos semiarcos en su posición definitiva se hormigona la zona de empotramiento con la zapata uniendo las armaduras de espera de la pila con las de la zapata, utilizando manguitos. Dicha rótula quedará embebida posteriormente al hormigonarse la zona de empotramiento, pila-encepado.

Los semiarcos quedan fijos entre sí mediante el hormigonado de una zona de unión de ambos y con armadura pasiva. El arco una vez monolítico lleva en su parte superior un tetón de hormigón armado que quedará solidarizado con un hueco dejado en el tablero mediante un pretensado vertical y otro horizontal que se tesará en la fase correspondiente, es decir, una vez realizado el tesado de la fase 12.

Una descripción completa la podéis ver en el siguiente enlace: http://e-ache.com/modules/ache/ficheros/Realizaciones/Obra109.pdf

También os aconsejo el siguiente link de Xosé Manuel Carreira: http://notonlybridges.blogspot.com.es/2008/01/bridge-for-our-high-speed-train.html

Para aclarar estos aspectos constructivos, os dejo un vídeo donde se describen las peculiaridades, especialmente la construcción del arco. Espero que os guste.

También os dejo un vídeo (en gallego) sobre el viaducto:

50 años de la Escuela de Ingenieros de Caminos de Valencia

Ayer tuvo lugar el acto de apertura de los 50 años de la Escuela de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos de Valencia. Es el inicio de un itinerario cultural y formativo que recorrerá el medio siglo de trayectoria de esta institución y también repasará cual ha sido la participación de sus ingenieros en el desarrollo de Valencia, pero también del resto de España. Es por ello que os dejo una pequeña memoria histórica de lo que ha sido nuestra Escuela, la tercera más antigua tras Madrid y Santander.

Los estudios de Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos se iniciaron en Valencia en 1968, con la creación de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros del mismo nombre, dentro del Instituto Politécnico superior, mediante el Decreto 1731/1968, de 6 de junio. Por otra parte, los estudios de Ingeniería de Obras Públicas en la Universitat Politècnica de València (UPV) iniciaron su andadura con la creación de la Escuela Universitaria de Ingeniería Técnica de Obras Públicas en Alicante, adscrita a la UPV por orden de 31 de agosto de 1971, en el curso 1971/72, con la única especialidad de Construcciones Civiles. En el curso 1983/84 se incorporan las dos especialidades restantes, Hidrología y, Tráfico y Servicios Urbanos. En el curso académico 1986/87 se crea un aula delegada de la Escuela de Alicante en el Campus de Vera de la UPV, ubicada en la Escuela de Valencia. Dos años más tarde, estos estudios se vinculan a la recién creada Escuela Universitaria de Ingeniería Técnica de Topografía y Obras Públicas que comienza a funcionar como tal en el curso 1989/90, independizándose de esta manera de la Escuela de Alicante. Finalmente, los estudios de Ingeniería Técnica de Obras Públicas de la Universitat Politècnica de València se adscriben a la Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos en el curso 1994/95 mediante Decreto 263/1994 de 20 de diciembre, publicado en el D.O.G.V de 9 de enero de 1995.

La titulación de Licenciado en Ciencias Ambientales comenzó a impartirse durante el curso 1997/98 en la Escuela Técnica Superior de Caminos, Canales y Puertos. Únicamente se imparte la docencia del segundo ciclo de esta licenciatura, a la que se accede desde distintas titulaciones, con complementos diferentes según sea la titulación de acceso. La titulación de Ingeniero Geólogo comenzó a impartirse en el curso 2002-2003. En el curso 2014/2015 se extinguieron las titulaciones de: Ingeniería Técnica de Obras Públicas. Especialidad en Construcciones Civiles; Ingeniería Técnica de Obras Públicas. Especialidad en Hidrología; e Ingeniería Técnica de Obras Públicas. Especialidad en Transportes y Servicios Urbano. En el curso 2016/2017 se extinguen las titulaciones de 2º ciclo y de ciclo largo, es decir Ingeniería Geológica y Licenciatura en Ciencias Ambientales, e Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos.

A partir del curso 2010/2011 se empezaron a impartir las titulaciones de Grado en Ingeniería de Obras Públicas y de Grado en Ingeniería Civil. Ambos grados tienen una extensión de 240 ECTS, y una duración de 4 cursos académicos. En ambos casos, la duración del Trabajo Final de Grado es de 12 ECTS. En el curso 2014/2015 salió la primera promoción de titulados. En el curso siguiente, el 2015/2016, se puso en marcha la titulación de Máster Universitario en Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos. Esta titulación, consta de 120 ECTS, de los cuales 12 ECTS se corresponde con el TFM. Finalmente, desde el cuso 2016/2017 se ofertan el “Doble Máster Universitario en Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos + Ingeniería del Hormigón” y el “Doble Máster Universitario en Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos + Planificación y Gestión en Ingeniería Civil”. En ambos, se cursan conjuntamente 165 ECTS, en lugar de 120+90 o 120+75 respectivamente, si se quisieran cursar por separado.

En la Figura puede verse el esquema de titulaciones habilitantes y otros másteres universitarios que se imparten en la Escuela. A estas titulaciones hay que añadir las titulaciones en extinción (septiembre de 2017), que son la Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos (ciclo largo de 5 cursos), la Ingeniería Geológica (segundo ciclo) y la Licenciatura en Ciencias Ambientales (segundo ciclo). A ello habría que añadir las titulaciones que ya se extinguieron en septiembre de 2015, que son las tres especialidades de Ingeniería Técnica de Obras Públicas (ciclo corto). Los Grados de Ingeniería Civil y Obras Públicas se encuentran acreditados por ANECA y tienen el sello EUR-ACE©. El Máster Universitario de Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos se encuentra verificado por ANECA. El Grado de Ingeniería Civil y el Máster Universitario de Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos se encuentran en pleno proceso de acreditación ABET.

Optimización heurística mediante aceptación por umbrales

En algunos posts anteriores hemos comentado lo que es un modelo matemático de optimización, qué son las metaheurísticas, o cómo poder optimizar las estructuras de hormigón. A continuación os presentamos un Polimedia donde se explica brevemente cómo podemos optimizar siguiendo la técnica de optimización heurística mediante aceptación por umbrales. Podréis comprobar cómo se trata de un caso similar a la famosa técnica de la cristalización simulada. Espero que os sea útil.

Podéis consultar, a modo de ejemplo, algunos artículos científicos que hemos escrito a ese respecto en las siguientes publicaciones:

CARBONELL, A.; GONZÁLEZ-VIDOSA, F.; YEPES, V. (2011). Heuristic optimization of reinforced concrete road vault underpasses. Advances in Engineering Software, 42(4): 151-159. ISSN: 0965-9978. (link)
MARTÍNEZ, F.J.; GONZÁLEZ-VIDOSA, F.; HOSPITALER, A.; YEPES, V. (2010). Heuristic Optimization of RC Bridge Piers with Rectangular Hollow Sections. Computers & Structures, 88: 375-386. ISSN: 0045-7949. (link)
YEPES, V.; MEDINA, J.R. (2006). Economic Heuristic Optimization for Heterogeneous Fleet VRPHESTW. Journal of Transportation Engineering, ASCE, 132(4): 303-311. (link)

Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 4.0 Internacional.

Todo llega, incluso la cátedra

Hoy ha sido el día. Por fin, tras años de acreditación, he podido realizar la prueba de acceso al Cuerpo de Catedráticos de Universidad en el Área de Ingeniería de la Construcción. Muy agradecido quedo al tribunal por sus agradecimientos y valiosísimos comentarios: Fernando González Vidosa, Victoria Borrachero, Francisco Ballester, Salvador Ivorra y Daniel Castro. Queda la fotografía para el recuerdo.

Optimización de estructuras de hormigón mediante Simulated Annealing

A continuación os dejo un capítulo de un libro de Simulated Annealing, escrito en abierto para su libre difusión, donde explicamos varias aplicaciones del algoritmo de Cristalización Simulada aplicada a estructuras de hormigón armado. En particular: muros ménsula, pórticos de carreteras, marcos de carreteras y pórticos de edificación. Su referencia es:

GONZÁLEZ-VIDOSA-VIDOSA, F.; YEPES, V.; ALCALÁ, J.; CARRERA, M.; PEREA, C.; PAYÁ-ZAFORTEZA, I. (2008) Optimization of Reinforced Concrete Structures by Simulated Annealing. TAN, C.M. (ed): Simulated Annealing. I-Tech Education and Publishing, Vienna, pp. 307-320. (link)

GDE Error: Error al recuperar el fichero. Si es necesario, desactiva la comprobación de errores (404:Not Found)

¿Qué es la optimización por cristalización simulada?

La cristalización simulada (también llamado recocido simulado) “Simulated Annealing, SA” constituye una de las estrategias a las que se recurre en la resolución de los problemas de optimización combinatoria. Kirkpatrick, Gelatt y Vecchi la propusieron por primera vez en 1983 y Cerny en 1985 de forma independiente. Estos autores se inspiraron en los trabajos sobre Mecánica Estadística de Metrópolis et al. (1953). La metaheurística despliega una estructura que se inserta cómodamente en la programación, mostrando además una considerable habilidad para escapar de los óptimos locales. Fue una técnica que experimentó un auge considerable en la década de los 80 para resolver los modelos matemáticos de optimización.

La energía de un sistema termodinámico se compara con la función de coste evaluada para una solución admisible de un problema de optimización combinatoria. En ambos casos se trata de evolucionar de un estado a otro de menor energía o coste. El acceso de un estado metaestable a otro se alcanza introduciendo “ruido” con un parámetro de control al que se denomina temperatura. Su reducción adecuada permite, con una elevada probabilidad, que un sistema termodinámico adquiera un mínimo global de energía. Conceptualmente es un algoritmo de búsqueda por entornos, que selecciona candidatos de forma aleatoria. La alternativa se aprueba si perfecciona la solución actual (D menor o igual que cero); en caso contrario, será aceptada con una probabilidad (e^(-^D/T) si D>0, donde T es el parámetro temperatura) decreciente con el aumento de la diferencia entre los costes de la solución candidata y la actual. El proceso se repite cuando la propuesta no es admitida. La selección aleatoria de soluciones degradadas permite eludir los mínimos locales. La cristalización simulada se codifica fácilmente, incluso en problemas complejos y con funciones objetivo arbitrarias. Además, con independencia de la solución inicial, el algoritmo converge estadísticamente a la solución óptima (Lundy y Mees, 1986). En cualquier caso, SA proporciona generalmente soluciones valiosas, aunque no informa si ha llegado al óptimo absoluto. Por contra, al ser un procedimiento general, en ocasiones no resulta competitivo, aunque sí comparable, ante otros específicos que aprovechan información adicional del problema. El algoritmo es lento, especialmente si la función objetivo es costosa en su tiempo de computación. Además, la cristalización simulada pierde terreno frente a otros métodos más simples y rápidos como el descenso local cuando el espacio de las soluciones es poco abrupto o escasean los mínimos locales.

Os dejo un vídeo explicativo:

Referencias

CERNY, V. (1985). Thermodynamical approach to the traveling salesman problem: an efficient simulated algorithm. Journal of Optimization Theory and Applications, 45: 41-51.

KIRKPATRICHK, S.; GELATT, C.D.; VECCHI, M.P. (1983). Optimization by simulated annealing. Science, 220(4598): 671-680.

LUNDY, M.; MEES, A. (1986). Convergence of an Annealing Algorithm. Mathematical programming, 34:111-124.

METROPOLIS, N.; ROSENBLUTH, A.W.; ROSENBLUTH, M.N.; TELLER, A.H.; TELER, E. (1953). Equation of State Calculation by Fast Computing Machines. Journal of Chemical Physics, 21:1087-1092.

Construcción de puentes empujados

El procedimiento consiste en fabricar o montar el tablero detrás del estribo y después empujarlo deslizándolo sobre las pilas hasta alcanzar su posición definitiva al llegar al otro estribo. Este tablero, también puede componerse mediante dovelas prefabricadas u hormigonadas “in situ”. El método del empuje ha permitido resolver satisfactoriamente la construcción de puentes sobre obstáculos importantes situados por debajo del tablero. Este procedimiento es particularmente ventajoso en los puentes muy largos, pues permiten aplicar la construcción industrializada -es rentable a partir de los 600 metros de longitud-.

Este sistema constructivo fue desarrollado en la segunda mitad del siglo XIX para ubicar en su situación definitiva grandes viaductos metálicos de celosía. De hecho, la ligereza de los tableros metálicos y mixtos es una ventaja sobre los de hormigón, mucho más pesados; sin embargo es habitual la construcción de estos puentes con hormigón pretensado. Los puentes de ferrocarril, en particular, son estructuras idóneas para construirlas mediante empuja, pues han de soportar, además de su peso propio, unas cargas de servicio elevadas que obligan a dimensionar secciones con una gran capacidad resistente. Al construir el puente, donde sólo actúa el peso propio, el exceso de capacidad puede aprovecharse sin sobredimensionar la estructura.

Pescante de lanzamiento en Papiol (Barcelona). http://www.cemetasa.com/

El primer viaducto de hormigón empujado fue el Puente de Ager en Austria en 1959, donde se usaban dovelas cortas prefabricadas; sin embargo, muchos autores citan el puente sobre el río Caroní (Venezuela), terminado en 1964, de Leonhardt y Baur como iniciadores de esta técnica con el hormigón. Posteriormente se consolidó el método de dovelas largas hormigonadas “in situ” en una instalación industrializada que se monta detrás del estribo, aunque sigue siendo habitual el empleo de dovelas de entre 10 y 25 metros de longitud, tanto fabricadas “in situ” como prefabricadas.

El campo de luces óptimo para los tableros empujados se encuentra entre los 30 y 60 metros, aunque de forma excepcional dicho intervalo se amplia desde los 20 a los 90 metros.

Muchas empresas españolas han realizado puentes empujados (Ferrovial, Dragados, FCC, etc.), y seguro que me dejo a alguien por nombrar. Como ejemplo de construcción de puentes empujados, os dejo un vídeo sobre la construcción de uno de los puentes más largos empujados del mundo. Lo construyó ACCIONA para el Ministerio de Transporte de Quebec (Canadá). La autopista consta de 42 kilómetros de longitud y dos carriles por sentido. La obra incluye la ejecución de dos puentes -uno de 1.860 metros sobre el río St.Lawrence y otro de 2.550 metros sobre el canal Beauharnois- el segundo puente empujado más largo del mundo; donde se ha conseguido superar la dificultad de la traza en cambio de altura y dirección horizontal. Os dejo un enlace a las características técnicas. Ha obtenido dos de los premios más relevantes del sector concesional el Gold Award concedido por The Canadian Council for Public-Private Partnerships y el North America Deal of the Year, por PFI.

Dejo aquí el cómo se realizó el lanzamiento en el viaducto de Millau.

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