Categoría: estructuras

Hacia la sostenibilidad en la obra civil con soluciones prefabricadas de hormigón

https://www.tomorrow.city/es/son-las-casas-prefabricadas-la-solucion-al-acceso-a-la-vivienda-en-el-reino-unido/

La mayoría de avances alcanzados relacionados con los métodos estandarizados para cuantificar la sostenibilidad de la construcción, están fundamentalmente enfocados a la edificación más que a las infraestructuras, especialmente en su variante residencial. El impacto global de la edificación residencial es el mayor de todos, pues implica a los tres ejes de la sostenibilidad: medioambiental (emisiones de gases de efecto invernadero, derivados de los consumos de calefacción y/o refrigeración para lograr unas condiciones interiores confortables), social (la vivienda es una primera necesidad para las personas) y económico (suele representar el mayor gasto que afronta una persona a lo largo de su vida). Mientras tanto, la obra civil no ha evolucionado igualmente en esta materia. Aunque generalmente se trata de construcciones de mayor envergadura, los impactos sobre la sostenibilidad son mucho más difusos y no tienen una repercusión tan directa sobre la vida diaria de los ciudadanos. Por estas razones, puede explicarse que los métodos de evaluación de la sostenibilidad para la obra civil no estén tan desarrollados como los existentes en la edificación, incluso con cierta dificultad para encontrar referencias sobre este campo. Esto puede implicar de alguna forma un obstáculo para la promoción técnica de los elementos prefabricados de hormigón, en un área que suele estar dominado por ingenieros que, en general, saben apreciar mejor las ventajas funcionales que esta metodología constructiva ofrece con respecto a otras. Este artículo pretende describir las fortalezas que la construcción con prefabricados de hormigón tendrá en el inminente marco reglamentario sobre la sostenibilidad en la obra civil, como vía para mejorar sus posibilidades y lograr una mayor cuota de mercado. También se analizarán algunos de los indicadores de la sostenibilidad que ya aparecen en los borradores de normas actuales.

Referencia:

López-Vidal, A.; Yepes, V. (2015). Hacia la sostenibilidad en la obra civil con soluciones prefabricadas de hormigón. Una primera aproximación. PHi Planta de Hormigón Internacional, 5:18-24.

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Hacia la sostenibilidad en la obra civil con soluciones prefabricadas de hormigón. Una primera aproximación

La mayoría de avances alcanzados relacionados con los métodos estandarizados para cuantificar la sostenibilidad de la construcción, están fundamentalmente enfocados a la edificación más que a las infraestructuras, especialmente en su variante residencial. El impacto global de la edificación residencial es el mayor de todos, pues implica a los tres ejes de la sostenibilidad: medioambiental (emisiones de gases de efecto invernadero, derivados de los consumos de calefacción y/o refrigeración para lograr unas condiciones interiores confortables), social (la vivienda es una primera necesidad para las personas) y económico (suele representar el mayor gasto que afronta una persona a lo largo de su vida). Mientras tanto, la obra civil no ha evolucionado igualmente en esta materia. Aunque generalmente se trata de construcciones de mayor envergadura, los impactos sobre la sostenibilidad son mucho más difusos y no tienen una repercusión tan directa sobre la vida diaria de los ciudadanos. Por estas razones, puede explicarse que los métodos de evaluación de la sostenibilidad para la obra civil no estén tan desarrollados como los existentes en la edificación, incluso con cierta dificultad para encontrar referencias sobre este campo. Esto puede implicar de alguna forma un obstáculo para la promoción técnica de los elementos prefabricados de hormigón, en un área que suele estar dominado por ingenieros que, en general, saben apreciar mejor las ventajas funcionales que esta metodología constructiva ofrece con respecto a otras. Este artículo pretende describir las fortalezas que la construcción con prefabricados de hormigón tendrá en el inminente marco reglamentario sobre la sostenibilidad en la obra civil, como vía para mejorar sus posibilidades y lograr una mayor cuota de mercado. También se analizarán algunos de los indicadores de la sostenibilidad que ya aparecen en los borradores de normas actuales.

Referencia:

López-Vidal, A.; Yepes, V. (2015). Hacia la sostenibilidad en la obra civil con soluciones prefabricadas de hormigón. Una primera aproximación. PHi Planta de Hormigón Internacional, 5:18-24.

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Towards sustainable civil engineering works using precast concrete solutions

CV ARTICULOMost of the achieved advances related to define standardized methodologies to quantify the contribution to “sustainabilize” the construction are linked to buildings rather than infrastructures, and much more in particular to housing. Global impact on housing is the widest and highest one, gathering the three sustainable axis: environmental (greenhouse gas emissions derived from heating or cooling to reach indoor comfort  conditions), social (home is a basic need for families) and economic (it usually represents the main expense over the life of people). Meanwhile civil engineering work has not evolved as long on this topic. Although we generally refer to greater constructions, sustainable impacts are more diffused and don´t have such a direct repercussion into the citizens and daily life. For this reasons, there are not as many assessment methods for civil engineering works as there are for buildings, or even any literature regarding this field. Therefore it may implies a technical and promotional handicap to promote a higher use of precast concrete elements in a sort of constructions governed by engineers that usually appreciate better their performance advantages. This article pretends to describe the strengths that precast concrete construction will have into the upcoming standards for civil engineering works, in order to enhance their possibilities to reach a greater market share. Sustainable indicators on current draft standards will be assessed.

Reference:

López-Vidal, A.; Yepes, V. (2015). Towards sustainable civil engineering works using precast concrete solutions. Concrete Plant International, 5: 18-24. (link)

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Enfilado de las armaduras activas de un puente

Enfilando cables de pretensado. Youtube.

El enfilado consiste en colocar la armadura dentro de la vaina, y puede realizarse antes o después de colocar la vaina en posición. Enfilar antes suele hacerse en el taller, para elementos no muy largos, pero en el caso de un puente, suele hacerse con la vaina ya colocada. El enfilado de la armadura activa de un puente suele llevarse a cabo el día anterior al hormigonado para evitar los riesgos de un posible abollamiento o rotura de la vaina durante el hormigonado. En cualquier caso, hay que evitar tiempos prolongados entre el enfilado y la puesta en tensión de los cables.

Para realizar el enfilado, se necesita una bobina de acero pretensado y una enfiladora. Una vez montada la bobina de cordón en la devanadora, se procede al enfilado de los distintos cordones que constituyen un tendón mediante la enfiladora. La enfiladora es una máquina de tracción mecánica que empuja de forma semicontinua el torón de pretensado hacia el interior de la vaina. En cualquier caso, dispone de un elemento esférico o con punta redondeada en la parte delantera para que no se produzcan muescas o entallas en la vaina. Se debe dejar aproximadamente un metro en cada extremo del tablero para que el gato pueda realizar las operaciones de tesado. Durante esta operación, la enfiladora debe fijarse lo mejor posible para evitar desplazamientos. Además, el especialista que maneja la enfiladora debe estar perfectamente comunicado con el operario situado en el extremo contrario con el fin de indicar la parada de la máquina.

Suele ocurrir que el último torón que se debe enfilar para completar los necesarios en una vaina puede ser difícil de enfilar, especialmente si el diámetro de esta vaina es muy ajustado. Una solución consiste en soldar dos torones a uno que ya esté enfilado y tirar del extremo contrario del torón ya enfilado para introducir los otros dos que hemos soldado. Sin embargo, es preferible elegir un diámetro de vaina suficiente para evitar estos problemas. En el extremo de cada cable se coloca una pieza metálica en forma de bala que evita que se desfleje y dañe la vaina.

Una vez realizado el enfilado de todos los cables, se debe repasar el trazado en alzado de las vainas para comprobar que no se han movido durante el enfilado. Suele taparse el metro que sobresale por cada extremo para evitar la caída de mortero durante el hormigonado del tablero, lo que dificultaría el tesado de la unidad al requerirse una limpieza cuidadosa que, obviamente, se evita protegiendo con bolsas de plástico.

Es muy habitual observar cómo el acero pretensado pierde el color gris metálico si se deja la bobina a la intemperie durante unos días. Esto no supone problema alguno, ya que la capa de óxido superficial es pasivizante y no corroe la armadura. Este comentario también es válido para armaduras pasivas y vainas de pretensado. En la figura se puede ver cómo la bobina se coloca en un bastidor fijo al suelo para que no se mueva durante el traqueteo que supone el enfilado.

Os dejo un par de vídeos donde podéis ver cómo se enfilan los cables para el postesado del puente.

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Curso:

Curso de fabricación y puesta en obra del hormigón.

 

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A postgraduate course on precast-prestressed concrete road bridges optimization

https://pacadar.com/what-we-do/solutions/item/variable-depth-bridges

En los últimos años, tanto los estudios en ingeniería de grado como los de posgrado, están enfrentándose a grandes desafíos en España y en la mayor parte de Europa. La formación en, ingeniería, ciencias y tecnologías constituye una prioridad para el desarrollo económico y un factor fundamental en el contexto europeo. Los cursos convencionales de posgrado suelen complementar los conocimientos y competencias no adquiridas en el grado previo. Sin embargo, muchas de las antiguas ingenierías superiores en España se están reconvirtiendo en estudios de grado, al que habría que unir otros de posgrado para alcanzar la titulación de máster, nivel ampliamente reconocido en la mayoría de países europeos. En este caso se encuentra el Máster Universitario en Ingeniería del Hormigón de la Universitat Politècnica de Valéncia que se inició en octubre de 2007 a partir del programa de doctorado del Departamento de Ingeniería de la Construcción y Proyectos de Ingeniería Civil, y que en este momento es uno de los pocos títulos de ingeniería reconocidos por el sello EUR-ACE ©. El objetivo del artículo es presentar los aspectos más importantes de una asignatura de dicho máster centrada en la optimización heurística de estructuras de hormigón. Su contenido docente es consecuencia del resultado del trabajo de investigación de los autores, constituyendo un claro ejemplo donde la docencia y la investigación se encuentran íntimamente relacionadas.

MARTÍ, J.V.; YEPES, V. (2015). A postgraduate course on precast-prestressed concrete road bridges optimization. 3rd International Conference on Mechanical Models in Structural Engineering CMMoST 2015, 24-26 de june, Seville (Spain), pp. 27-40. ISBN: 978-84-606-9356-7

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Aplicación a la docencia de posgrado en ingeniería: la optimización de distintas tipologías de muros

Variables geométricas del muro de contrafuertes

Resumen:

Este artículo trata sobre la formación universitaria en ingeniería de proyectos en un curso de postgrado dentro del Máster en Ingeniería del Hormigón de la UPV, centrado en el diseño automatizado de estructuras de hormigón, optimizando el coste de ejecución material. El curso considera la mayoría de los algoritmos heurísticos básicos aplicándolos al diseño práctico de estructuras reales, tales como muros, pórticos y marcos de pasos inferiores de carreteras, pórticos de edificación, bóvedas, pilas, estribos y tableros de puentes. Se presentan dos tipos distintos de muros de hormigón armado in situ usados en la construcción de carreteras. Se aplica el algoritmo recocido simulado (SA), en primer lugar a un muro ménsula de 10,00 metros de altura, y en segundo lugar a un muro nervado de la misma altura. El primer modelo consta de 20 variables que definen la geometría estructural, así como las características del hormigón y los armados. El segundo modelo necesita 32 variables para su definición. Los parámetros son los mismos para los dos casos. Finalmente, se concluye que la optimización heurística es una buena herramienta para diseñar muros y comparar las distintas tipologías de proyecto, reduciendo los costes.

Palabras clave:

Educación posgrado; Diseño estructural; Optimización; Algoritmos heurísticos; Estructuras de hormigón; Muros.

Referencia:

MARTÍ, J.V.; YEPES, V. (2015). An engineering postgraduate course on heuristic design of different types of retaining walls. 19 th International Congress on Project Management and Engineering, 15-17 July, Granada (Spain).

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Diseño de estribos abiertos en puentes de carretera obtenidos mediante optimización híbrida de escalada estocástica

Resumen: Este artículo se ocupa del diseño automático de estribos abiertos de hormigón armado en puentes de carretera de coste mínimo, empleando para ello dos algoritmos híbridos de escalada estocástica con operadores de mutación basados en los algoritmos genéticos. Los algoritmos empleados se basan en el recocido simulado (SAMO) y en la aceptación por umbrales (TAMO). Ambos algoritmos se aplican a un estribo definido por 40 variables discretas. Se han comprobado ahorros económicos superiores al 18 % respecto a un estribo de referencia de una altura de 9 m realmente construido, con diferencias pequeñas entre ambos algoritmos, del 0,5 % a favor de SAMO. Además, se ha realizado un estudio paramétrico para alturas de estribo entre 6 y 15 m para diferentes tensiones admisibles del terreno que ofrece criterios de predimensionamiento a los proyectistas. Se ha comprobado, además, que el ahorro económico se localiza fundamentalmente en la zapata de estas estructuras.

Palabras clave: Hormigón estructural; optimización heurística; estribos; recocido simulado; aceptación por umbrales; diseño estructural; puentes.

Cómo citar este artículo/Citation: Luz, A., Yepes, V., González-Vidosa, F., Martí, J. V. (2015). Diseño de estribos abiertos en puentes de carretera obtenidos mediante optimización híbrida de escalada estocástica. Informes de la Construcción, 67(540): e114, doi: http://dx.doi.org/10.3989/ic.14.089.

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Construcción de puentes arco con armaduras rígidas (autocimbras)

Viaducto de Martín Gil, construcción: 1934-1942

Los puentes de arco pueden construirse mediante cimbras; sin embargo, si no se reutilizan, se pueden dejar en el propio arco formando parte de su armadura. De esta forma, la cimbra pasa de ser un medio auxiliar a formar parte de la estructura definitiva. Esta idea de usar una armadura rígida portante la empezó a utilizar el ingeniero austriaco Josef Melan a finales del siglo XIX, con la que se podían construir bóvedas de hormigón sin necesidad de cimbras. Los encofrados se colgaban de una estructura metálica portante durante el hormigonado, que finalmente quedaba embebida en el hormigón.

Eduardo Torroja utilizó este procedimiento en 1939 en el viaducto de ferrocarril Martín Gil. En aquel momento, se empezó a construir este puente suspendiendo una cimbra de madera mediante cables, pero surgieron muchos inconvenientes durante el hormigonado. Además, el desgraciado accidente ocurrido en el puente de Sandö, en Suecia, en agosto de ese mismo año, donde la cimbra para un arco de 264 m, que iba a ser el arco de hormigón más grande del mundo, costó la vida a 18 personas. La solución fue ejecutar una autocimbra metálica con sus componentes unidos mediante soldadura. Se prestó mucha atención al hormigonado para no sobrepasar la capacidad portante de la propia cimbra. Se empezó por la parte inferior del cajón, después las almas y por último la parte superior. Este arco, de 202 m, constituyó en su momento un récord mundial de luz, hasta 1943, cuando se acabó el puente de Sandö.

En el puente de Echelsbacher se ejecutó un procedimiento constructivo más complejo en el que la autocimbra era total. En vez de construir solo la cimbra del arco, se realizó en la totalidad del puente para crear una estructura metálica triangulada que pudiese avanzar por voladizos sucesivos. El vertido de hormigón en el arco se realizó cuidadosamente para evitar situaciones inadmisibles para la cimbra. Se subdividió la sección transversal en fases, completando en cada una de ellas el hormigonado.

Puente de Echelsbacher

Os dejo a continuación un artículo sobre el sistema Melan y la invención paralela de José Eugenio Ribera.

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Cursos:

Curso de estructuras auxiliares en la construcción: andamios, apeos, entibaciones, encofrados y cimbras.

 

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Indicators for Serviceability for Low-Carbon Building Slab Types

ForjadoMulti-storey and high-rise buildings use a significant amount of carbon-intensive materials in their structure and in their slab floors. The latter are the focus of this paper. Not only structural efficiency and construction costs need to be considered, but also energy efficiency, emissions, resource extraction and building flexibility over time. In addition to functionality, slab floor components can respond to resource depletion and GHG minimisation while ensuring cost effectiveness. As there is no single solution for an optimal slab type, we provide a set of criteria and sub-criteria. Accordingly, a multi-criteria decision matrix is required to select the best choice. A group of experts will rank and validate the proposed structure to know how relevant each is to the decision maker.

Reference:

MOLINA-MORENO, F.; YEPES, V. (2016). Indicators for Serviceability for Low-Carbon Building Slab Types. IABSE Conference — Structural Engineering: Providing Solutions to Global Challenges, September 23-25, 2015, Geneva, Switzerland, pp. 178-185.

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Construcción de puentes por dovelas mediante cimbras autoportantes

858802_331527263630484_1482261224_oUna forma interesante de construir un puente con dovelas prefabricadas es mediante un pórtico auxiliar que permite sujetarlas en un vano determinado. Las cimbras autoportantes suelen emplearse en puentes con muchos vanos de luces moderadas. Se trata de una viga metálica que se apoya en las pilas del puente y que permite construir completamente uno o varios vanos. Posteriormente, la cimbra se traslada horizontalmente y se apoya en las pilas del puente hasta construir el vano siguiente. Este procedimiento permite un ritmo de construcción elevado, similar al de las vigas prefabricadas. La amortización de estos medios exige aproximadamente cuatro usos de los mismos en obras de similares características con longitudes superiores a los 300 metros, aunque existe la posibilidad de que el contratista alquile estos equipos posteriormente.

En este vídeo se explica con más detalle el procedimiento constructivo.

Cursos:

Curso de estructuras auxiliares en la construcción: andamios, apeos, entibaciones, encofrados y cimbras.