Resumen de Diseño de tableros isostáticos de puentes de vigas artesa prefabricadas pretensadas con criterios económicos
José Vicente Martí Albiñana, Víctor Yepes Piqueras, Fernando González Vidosa, Julián Alcalá González
- español
Este trabajo describe una aproximación al análisis y el diseño de puentes de carreteras de tableros isostáticos de vigas artesa prefabricadas pretensadas con criterios económicos.
Los tableros del puente se ejecutan a partir de dos vigas pretensadas prefabricadas apoyadas sobre pilas o estribos que integran una losa de hormigón armado ejecutada in situ, dando servicio al tráfico de vehículos.
El procedimiento utilizado para resolver el problema combinatorio es una variante del Recocido Simulado (SA en inglés) con un movimiento de vecindad basado en el operador de mutación de los algoritmos genéticos (SAMO).
Este algoritmo se aplica al coste económico de las estructuras que incluye las etapas diferentes de fabricación, transporte y construcción.
El problema contiene 59 variables de diseño discretas para: la geometría de la viga y la losa, los tipos de los hormigones en los dos elementos, así como el refuerzo del armado activo y pasivo.
Se realiza un estudio paramétrico para distintas luces de vano -20, 25, 30, 35 y 40 metros-, obteniéndose una correlación buena para el coste, la geometría y las características de refuerzo del armado, que puede ser útil para el predimensionamiento y posterior diseño de puentes prefabricados utilizando un ordenador personal.
Un análisis de sensibilidad del coste de la estructura a la variación de los precios del hormigón y el acero, primero indica que una subida máxima del 20 % de los precios del acero conduce a un aumento del 11.82 % del coste total, mientras una subida del 20 % del precio de los hormigones incrementa el coste hasta el 4.20 %, es decir 2.8 veces menos.
Este análisis también señala que las características de los puentes optimizados con criterios económicos se encuentran también influenciadas por las variaciones de los precios de los hormigones y aceros.
Para adaptarse a los precios, hay un crecimiento apreciable en el volumen de hormigón cuando el precio del acero sube; y sorprendentemente, la variación en el volumen de hormigón es casi insensible al incremento de su precio.
- English
This paper describes one approach to the analysis and design of prestressed concrete precast road bridges, with double U-shaped cross-section and isostatic spans with economic criteria.
These bridges are made of two precast concrete beam supported on piles or abutments that integrate a slab of reinforced concrete on-site, executed giving service to the road traffic.
The procedure used to solve the combinatorial problem is a variant of simulated annealing with a neighborhood move based on the mutation operator from the genetic algorithms (SAMO). This algorithm is applied to the economic cost of these structures at different stages of manufacturing, transportation and construction. The problem involved 59 discrete design variables for the geometry of the beam and the slab, materials in the two elements, as well as active and passive reinforcement.
A parametric study for different length of span -20, 25, 30, 35 and 40 meters-, shows a good correlation for the cost, geometric and reinforcement characteristics with the span length, which can be useful for the day-to-day design of PC precast bridges.
A sensitivity analysis of the cost of the structure to the variation of the concrete and steel prices, first indicates that a maximum 20% rise in steel costs leads to an 11.82% increase in the cost, while a 20% rise in concrete costs increases the cost up to 4.20%, namely 2.8 times less. The analysis also indicated that the characteristics of the cost-optimized bridges are somewhat influenced by different economic scenarios for steel and concrete costs. Finally, to adapt to the prices, there is a growth in the volume of concrete when the steel cost rises; surprisingly, the variation in the volume of concrete is almost insensitive to its rising price.
