Optimización de pasarelas peatonales de sección en cajón y hormigón de alta resistencia

Acaban de publicarnos un artículo en la revista International Journal of Computational Methods and Experimental Measurements un artículo en el que optimizamos pasarelas peatonales de sección en cajón y hormigón de alta resistencia. Se trata de una publicación en abierto, por lo que os dejamos a continuación el artículo completo para su lectura y descarga.

ABSTRACT:

This paper deals with the economic optimization of high-performance post-tensioned concrete box-girder pedestrian bridges. To this end, a program analyzes and evaluates the structural restrictions following Spanish codes for structural concrete and bridge design loads. This problem includes 33 discrete design variables that define the geometry, the concrete, the reinforcing steel bars and the post-tensioned steel. Various acceptance criteria are proposed to modify a variant of the simulated annealing algorithm with a neighborhood move based on the mutation operator from the genetic algorithms (SAMO). An objective methodology based on the extreme value theory is used to determine the number of experimental tests required to provide a solution with user-defined accuracy as compared to a global optimum solution. Results indicate that the local optima found by SAMO2 fits a three parameter Weibull distribution and improves the cost results for this structural problem. The minimum value obtained by SAMO2 differed just 0.34% compared to the theoretical minimum value so that, from the structural engineering perspective, the divergence was small enough to be accepted. High strength concrete performance was further studied in a concrete strength parametric study to acquire more evidence-based knowledge on its implications for economic efficiency. Finally, the study showed that high-strength concrete decreases the cost by 4.5% and the amount of concrete by 26%.

KEYWORDS:

Box-girder bridge, extreme value theory, high-strength concrete, post-tensioned concrete, simulated annealing, Structural optimization

REFERENCE:

YEPES, V.; PÉREZ-LÓPEZ, E.; GARCÍA-SEGURA, T.; ALCALÁ, J. (2019). Optimization of high-performance concrete post-tensioned box-girder pedestrian bridges. International Journal of Computational Methods and Experimental Measurements, 7(2):118-129. DOI: 10.2495/CMEM-V7-N2-118-129

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Algoritmo híbrido de enjambre de luciérnagas y aceptación por umbrales para el diseño de vigas

puente CV-13 construcciónResumen—Este estudio convierte el diseño estructural en una optimización de variables discretas. Se propone un algoritmo híbrido de enjambre de luciérnagas para buscar soluciones con menores emisiones totales y anuales. El algoritmo combina la búsqueda colectiva de la optimización de enjambre luciérnagas “glowworm swarm optimization“(GSO) y la capacidad de búsqueda local del umbral de aceptación “threshold accepting” (TA). La estructura propuesta es una viga de hormigón en doble T biapoyada definida por 20 variables. Se estudia la resistencia del hormigón desde 30MPa hasta 100MPa. Esta comunicación propone un método para calibrar los parámetros del algoritmo con independencia de la función objetivo y del tamaño del enjambre. Los resultados muestran que TAGSO consigue diseños de vigas que emiten un 25% menos de CO2. La optimización de las emisiones anuales reduce la cantidad de CO2 al año en un 61% con un incremento total de las emisiones de CO2 del 9%.

Palabras clave-– Enjambre de luciérnagas, algoritmo híbrido, hormigón de alta resistencia, variables discretas.

Referencia: GARCÍA-SEGURA, T.; YEPES, V.; MARTÍ, J.V.; ALCALÁ, J. (2015). Algoritmo híbrido de enjambre de luciérnagas y aceptación por umbrales para diseño de vigas. X Congreso Español de Metaheurísticas, Algoritmos Evolutivos y Bioinspirados – MAEB 2015, 4-6 de febrero, Mérida, pp. 699-705. ISBN: 978-84-697-2150-6.

La construcción del viaducto de Almonte, Cáceres

 El viaducto sobre el río Almonte, en el embalse de Alcántara se ha convertido en el mayor puente arco de Alta Velocidad construido, en el mayor puente arco ferroviario de hormigón y e el tercer mayor puente arco de hormigón sin distinción de tráficos. El arco presenta una luz de 384 m, constituyendo el tramo principal de un viaducto de 996 m de longitud. En realidad, se trata de cuatro arcos de sección rectangular variable. Siendo en el arranque de 6,9 por 3,7 metros. Y en la clave, punto más alto del arco, la sección se reduce hasta un canto de 4,8 metros y 6 metros de ancho. Su comportamiento aerodinámico ha sido verificado en un túnel de viento. Para el arco se utilizaría hormigón autocompactante de alta resistencia (HAC-80).

La solución, proyectada por Arenas & Asociados, es el resultado de una serie de condicionantes impuestos como la luz principal, al no ser posible disponer apoyos en el embalse. De entre las alternativas del proceso constructivo, se optó por el avance en voladizo del arco con ayuda de una torre de atirantamiento provisional.  Los medios auxiliares necesarios para la realización de la obra han sido dos torres metálicas de más de 50 m de altura colocadas sobre las pilas extremas del arco; un carro de hormigonado para cada semiarco; un sistema de tirantes de acero que soporta el semiarco construido anclándose en la parte superior de la pila y en la torre; otro sistema de tirantes que soporta la pila y la torre anclándose en las cimentaciones de las pilas adyacentes, y, finalmente, un sistema de anclajes provisionales al terreno para sujetar las zapatas de las pilas adyacentes.

Recomiendo que leáis la descripción que el propio Juan José Arenas hace del diseño: http://www.arenasing.com/sites/default/files/Ponencia_Ache-2011.pdf

A continuación os paso varios vídeos sobre el proceso constructivo. El primero es una grabación realizada con un avión no tripulado por la empresa Rúbrica, encargada de los carros de las dovelas del arco.