Dimensionamiento de modelos BIM de puentes con Allplan Bridge

Trabajo Fin de Grado Grado en Ingeniería Civil "DIMENSIONAMIENTO DE MODELOS BIM DE PUENTES CON ALLPLAN BRIDGE" Autor: Diego Laffón Fernández-Trueba Tutores: Blas González González Javier Bros Naranjo Dpto. Construcciones Arquitectónicas I Escuela Técnica Superior de Ingeniería Universidad de Sevilla Sevilla, 20 2 3 iii Trabajo Fin de Grado Grado Universitario en Ingeniería Civil "DIMENSIONAMIENTO DE MODELOS BIM DE PUENTES CON ALLPLAN BRIDGE" Autor: Diego Laffón Fernández-Trueba Tutores: Blas González González Javier Bros Naranjo Dpto. Construcciones Arquitectónicas I Escuela Técnica Superior de Ingeniería Universidad de Sevilla Sevilla, 2023 v Trabajo Fin de Grado: "DIMENSIONAMIENTO DE MODELOS BIM DE PUENTES CON ALLPLAN BRIDGE" Autor: Diego Laffón Fernández-Trueba Tutores: Blas González González Javier Bros Naranjo El tribunal nombrado para juzgar el Proyecto arriba indicado, compuesto por los siguientes miembros: Presidente: Vocales: Secretario: Acuerdan otorgarle la calificación de: Sevilla, 2023 El Secretario del Tribunal vii A mi padres, familia y amigos. A mi tutor. Agradecimientos A mi familia y amigos, que me han apoyado durante el transcurso de los años y me han animado para alcanzar mis metas. A mis compañeros de carrera, por su inestimable ayuda y compañía durante estos cursos, en especial a Tomás, con el que he colaborado estrechamente en este trabajo. A David, autor del TFM que ha servido de base para este TFG. A Cristian Pantoriuo, por facilitar la gestión de las licencias educativas del programa y el Seminario impartido durante este curso a través del cual conocimos Allplan. A Javier Bros, cotutor de este TFG y ponente del Seminario, por la ayuda en la resolución de dudas. Y por último a Blas González, tutor del TFG, por la imprescindible ayuda y la enseñanza que ha abierto la puerta a conocer más de cerca el ámbito profesional. . Diego Laffón Fernández-Trueba Sevilla, 2023 ix Resumen En el presente Trabajo de Fin de Grado se lleva a cabo el cálculo del tablero de un puente usando la tecnología de modelado de información de construcción, centrando el desarrollo en explicar la metodología a seguir para el uso del programa. Para realizar el cálculo se utiliza Allplan Bridge, programa del que se parte con el modelo del puente ya creado. En él, se obtienen los esfuerzos longitudinales a partir de los cuales se calculan las cuantías mecánicas de acero necesarias. Con el objetivo de complementar el cálculo, ya que Allplan Bridge no realiza el cálculo de esfuerzos en la sección transversal, se ha usado el Prontuario Informático del Hormigón EHE-08. Posteriormente, desde el programa Allplan, se obtiene el modelo tridimensional del puente con la armadura que se ha calculado en toda su longitud y se trazan los planos para plasmar los resultados. Finalmente se exponen conclusiones acerca del funcionamiento del programa. Además, se proponen futuras líneas en las que se puede trabajar y que complementarían el trabajo, acercando su aplicación al ámbito profesional. Palabras clave BIM BRIDGE, ALLPLAN, DESING OF BRIDGES, BIM CIVIL ÍNDICE DE FIGURAS E ILUSTRACIONES ILUSTRACIÓN 3-1. PÁGINA WEB SOFISTIK (FUENTE: ELAB. PROPIA) 11 ILUSTRACIÓN 3-2. PÁGINA WEB ALLPLAN BRIDGE (FUENTE: ELAB. PROPIA) 12 ILUSTRACIÓN 4-1. PORTADA DEL TFM (FUENTE: ELAB. PROPIA) 13 ILUSTRACIÓN 4-2. ZONA DEL PROYECTO (FUENTE: [2]) 13 ILUSTRACIÓN 4-3 ÁMBITO DEL TFM DE INGENIERO DAVID PÉREZ (FUENTE: [2]) 14 ILUSTRACIÓN 4-4. PLANTA DEL PROYECTO (FUENTE: [2]) 14 ILUSTRACIÓN 4-5. PERFIL DEL PROYECTO (FUENTE: [2]) 15 ILUSTRACIÓN 4-6. SECCIONES DEL ÁMBITO DEL PUENTE (FUENTE: [2]) 15 ILUSTRACIÓN 4-7. SECCIONES DEL ÁMBITO DEL PUENTE (FUENTE: [2]) 15 ILUSTRACIÓN 4-8. SECCIONES DEL ÁMBITO DEL PUENTE (FUENTE: [2]) 16 ILUSTRACIÓN 4-9. SECCIONES DEL ÁMBITO DEL PUENTE (FUENTE: [2]) 16 ILUSTRACIÓN 4-10. SECCIONES DEL ÁMBITO DEL PUENTE (FUENTE: [2]) 16 ILUSTRACIÓN 4-11. SECCIONES DEL ÁMBITO DEL PUENTE (FUENTE: [2]) 17 ILUSTRACIÓN 4-12. SECCIONES DEL ÁMBITO DEL PUENTE (FUENTE: [2]) 17 ILUSTRACIÓN 4-13. MODELO BIM BASE (FUENTE: TFG TOMÁS DE LA HERA DE OYA) 18 ILUSTRACIÓN 4-14. MODELO BIM BASE (FUENTE: TFG TOMÁS DE LA HERA DE OYA) 19 ILUSTRACIÓN 4-15. MODELO BIM BASE (FUENTE: TFG TOMÁS DE LA HERA DE OYA) 19 ILUSTRACIÓN 4-16. MODELO BIM BASE (FUENTE: TFG TOMÁS DE LA HERA DE OYA) 19 ILUSTRACIÓN 4-17. APARIENCIA DEL MENÚ DE ANÁLISIS. (FUENTE: ELAB. PROPIA) 23 ILUSTRACIÓN 4-18 - INTERFAZ DE CONSTRUCCIONES (FUENTE: ELAB. PROPIA) 25 ILUSTRACIÓN 5-1. MENÚ DE PROPIEDADES (FUENTE: ELAB. PROPIA) 27 ILUSTRACIÓN 5-2. ELEMENTOS ESTRUCTURALES (FUENTE: ELAB. PROPIA) 28 ILUSTRACIÓN 5-3. VISTA TRIDIMENSIONAL (FUENTE: ELAB. PROPIA) 29 ILUSTRACIÓN 5-4. INDICACIONES EN EL PROGRAMA (FUENTE: ELAB. PROPIA) 29 ILUSTRACIÓN 5-5. INTERFAZ DE CONSTRUCCIONES (FUENTE: ELAB. PROPIA) 30 ILUSTRACIÓN 5-6. MENÚ DE PROPIEDADES (FUENTE: ELAB. PROPIA) 31 ILUSTRACIÓN 5-7. MENÚ DE GEOMETRÍA (FUENTE: ELAB. PROPIA) 32 ILUSTRACIÓN 5-8. INTERFAZ DE CONSTRUCCIONES (FUENTE: ELAB. PROPIA) 33 ILUSTRACIÓN 5-9. INTERFAZ DE CONSTRUCCIONES (FUENTE: ELAB. PROPIA) 33 ILUSTRACIÓN 5-10. INTERFAZ DE CONSTRUCCIONES (FUENTE: ELAB. PROPIA) 34 ILUSTRACIÓN 6-1. INDICACIONES EN EL PROGRAMA (FUENTE: ELAB. PROPIA) 35 ILUSTRACIÓN 6-2. INDICACIONES EN EL PROGRAMA (FUENTE: ELAB. PROPIA) 36 ILUSTRACIÓN 6-3. MENÚ DE PROPIEDADES (FUENTE: ELAB. PROPIA) 36 ILUSTRACIÓN 6-4. INDICACIONES EN EL PROGRAMA (FUENTE: ELAB. PROPIA) 37 ILUSTRACIÓN 6-5. MENÚ DE PROPIEDADES (FUENTE: ELAB. PROPIA) 37 ILUSTRACIÓN 6-6. MENÚ DE PROPIEDADES (FUENTE: ELAB. PROPIA) 39 ILUSTRACIÓN 6-7. INDICACIONES EN EL PROGRAMA (FUENTE: ELAB. PROPIA) 39 ILUSTRACIÓN 6-8. UBICACIÓN DE LOS PUNTOS DE "PROPERTY SET" EN LA SECCIÓN (FUENTE: ELAB. PROPIA) 40 ILUSTRACIÓN 6-9. MENÚ DE PROPIEDADES (FUENTE: ELAB. PROPIA) 41 ILUSTRACIÓN 6-10 . UBICACIÓN DE LOS "PROPERTY SET" (FUENTE: ELAB. PROPIA) 42 ILUSTRACIÓN 6-11. MENÚ DE PROPIEDADES (FUENTE: ELAB. PROPIA) 42 ILUSTRACIÓN 6-12. MENÚ DE PROPIEDADES (FUENTE: ELAB. PROPIA) 43 ILUSTRACIÓN 6-13. MENÚ DE PROPIEDADES (FUENTE: ELAB. PROPIA) 44 ILUSTRACIÓN 6-14. MENÚ DE PROPIEDADES (FUENTE: ELAB. PROPIA) 44 ILUSTRACIÓN 6-15. INDICACIONES EN EL PROGRAMA (FUENTE: ELAB. PROPIA) 46 xvii ILUSTRACIÓN 6-16. SISMO EN DIRECCIÓN HORIZONTAL (FUENTE: ELAB. PROPIA) 46 ILUSTRACIÓN 6-17. SISMO EN DIRECCIÓN VERTICAL (FUENTE: ELAB. PROPIA) 46 ILUSTRACIÓN 6-18. MENÚ DE PROPIEDADES (FUENTE: ELAB. PROPIA) 47 ILUSTRACIÓN 6-19. MENÚ DE PROPIEDADES (FUENTE: ELAB. PROPIA) 47 ILUSTRACIÓN 6-20. INDICACIONES EN EL PROGRAMA (FUENTE: ELAB. PROPIA) 48 ILUSTRACIÓN 6-21. INDICACIONES EN EL PROGRAMA (FUENTE: ELAB. PROPIA) 49 ILUSTRACIÓN 6-22. INDICACIONES EN EL PROGRAMA (FUENTE: ELAB. PROPIA) 49 ILUSTRACIÓN 6-23. INDICACIONES EN EL PROGRAMA (FUENTE: ELAB. PROPIA) 50 ILUSTRACIÓN 6-24. MENÚ DE PROPIEDADES (FUENTE: ELAB. PROPIA) 50 ILUSTRACIÓN 6-25. INDICACIONES EN EL PROGRAMA (FUENTE: ELAB. PROPIA) 51 ILUSTRACIÓN 6-26. TRENES DE CARGA (FUENTE: ELAB. PROPIA) 51 ILUSTRACIÓN 6-27. REPRESENTACIÓN DE TRENES DE CARGA (FUENTE: ELAB. PROPIA) 51 ILUSTRACIÓN 6-28. REPRESENTACIÓN DE TRENES DE CARGA (FUENTE: ELAB. PROPIA) 52 ILUSTRACIÓN 6-29. REPRESENTACIÓN DE TRENES DE CARGA (FUENTE: ELAB. PROPIA) 52 ILUSTRACIÓN 6-30. REPRESENTACIÓN DE TRENES DE CARGA (FUENTE: ELAB. PROPIA) 52 ILUSTRACIÓN 6-31. REPRESENTACIÓN DE TRENES DE CARGA (FUENTE: ELAB. PROPIA) 53 ILUSTRACIÓN 6-32. REPRESENTACIÓN DE TRENES DE CARGA (FUENTE: ELAB. PROPIA) 53 ILUSTRACIÓN 7-1. INTERFAZ DE LA PESTAÑA DE SUPERPOSICIONES (FUENTE: ELAB. PROPIA) 55 ILUSTRACIÓN 7-2. SELECCIÓN DE TIPO DE ENLACE (FUENTE: ELAB. PROPIA) 56 ILUSTRACIÓN 7-3. DIAGRAMAS DE SUPERPOSICIÓN (FUENTE: ELAB. PROPIA) 56 ILUSTRACIÓN 7-4. DIAGRAMAS DE SUPERPOSICIÓN (FUENTE: ELAB. PROPIA) 57 ILUSTRACIÓN 7-5. DIAGRAMAS DE SUPERPOSICIÓN (FUENTE: ELAB. PROPIA) 57 ILUSTRACIÓN 7-6. DIAGRAMAS DE SUPERPOSICIÓN (FUENTE: ELAB. PROPIA) 57 ILUSTRACIÓN 7-7. DIAGRAMAS DE SUPERPOSICIÓN (FUENTE: ELAB. PROPIA) 58 ILUSTRACIÓN 7-8. DIAGRAMAS DE SUPERPOSICIÓN (FUENTE: ELAB. PROPIA) 58 ILUSTRACIÓN 7-9. DIAGRAMAS DE SUPERPOSICIÓN (FUENTE: ELAB. PROPIA) 58 ILUSTRACIÓN 7-10. DIAGRAMAS DE SUPERPOSICIÓN (FUENTE: ELAB. PROPIA) 59 ILUSTRACIÓN 7-11. DIAGRAMAS DE SUPERPOSICIÓN (FUENTE: ELAB. PROPIA) 59 ILUSTRACIÓN 7-12. DIAGRAMAS DE SUPERPOSICIÓN (FUENTE: ELAB. PROPIA) 60 ILUSTRACIÓN 7-13. DIAGRAMAS DE SUPERPOSICIÓN (FUENTE: ELAB. PROPIA) 61 ILUSTRACIÓN 7-14. DIAGRAMAS DE SUPERPOSICIÓN (FUENTE: ELAB. PROPIA) 62 ILUSTRACIÓN 7-15. DIAGRAMAS DE SUPERPOSICIÓN (FUENTE: ELAB. PROPIA) 62 ILUSTRACIÓN 7-16. DIAGRAMAS DE SUPERPOSICIÓN (FUENTE: ELAB. PROPIA) 62 ILUSTRACIÓN 7-17. DIAGRAMAS DE SUPERPOSICIÓN (FUENTE: ELAB. PROPIA) 63 ILUSTRACIÓN 7-18. INDICACIONES EN EL PROGRAMA (FUENTE: ELAB. PROPIA) 63 ILUSTRACIÓN 7-19. DIAGRAMAS DE SUPERPOSICIÓN (FUENTE: ELAB. PROPIA) 63 ILUSTRACIÓN 7-20. INDICACIONES EN EL PROGRAMA (FUENTE: ELAB. PROPIA) 64 ILUSTRACIÓN 7-21. INDICACIONES EN EL PROGRAMA (FUENTE: ELAB. PROPIA) 64 ILUSTRACIÓN 7-22. MENÚ DE COMBINACIONES (FUENTE: ELAB. PROPIA) 66 ILUSTRACIÓN 7-23. INDICACIONES EN EL PROGRAMA (FUENTE: ELAB. PROPIA) 67 ILUSTRACIÓN 8-1, INDICACIONES EN EL PROGRAMA (FUENTE: ELAB. PROPIA) 69 ILUSTRACIÓN 8-2. INDICACIONES EN EL PROGRAMA (FUENTE: ELAB. PROPIA) 70 ILUSTRACIÓN 8-3. INDICACIONES EN EL PROGRAMA. COMBINACIONES (FUENTE: ELAB. PROPIA) 71 ILUSTRACIÓN 8-4. MENÚ DE PROPIEDADES. (FUENTE: ELAB. PROPIA) 72 ILUSTRACIÓN 8-5. UBICACIÓN DE "PROPERTY SET" (FUENTE: ELAB. PROPIA) 72 ILUSTRACIÓN 8-6. INDICACIONES EN EL PROGRAMA (FUENTE: ELAB. PROPIA) 73 ILUSTRACIÓN 8-7. UBICACIÓN DE "PROPERTY SET" (FUENTE: ELAB. PROPIA) 73 ILUSTRACIÓN 8-8. INDICACIONES EN EL PROGRAMA (FUENTE: ELAB. PROPIA) 73 ILUSTRACIÓN 8-9. MENÚ DE PROPIEDADES (FUENTE: ELAB. PROPIA) 74 ILUSTRACIÓN 8-10. INDICACIONES EN EL PROGRAMA (FUENTE: ELAB. PROPIA) 74 ILUSTRACIÓN 8-11. MENÚ DE PROPIEDADES (FUENTE: ELAB. PROPIA) 75 ILUSTRACIÓN 8-12. UBICACIÓN DE "PROPERTY SET" (FUENTE: ELAB. PROPIA) 75 ILUSTRACIÓN 8-13. INDICACIONES EN EL PROGRAMA (FUENTE: ELAB. PROPIA) 76 ILUSTRACIÓN 8-14. INDICACIONES EN EL PROGRAMA (FUENTE: ELAB. PROPIA) 76 ILUSTRACIÓN 8-15. INDICACIONES EN EL PROGRAMA (FUENTE: ELAB. PROPIA) 78 ILUSTRACIÓN 9-1. INTERFAZ ALLPLAN (FUENTE: ELAB. PROPIA) 80 ILUSTRACIÓN 9-2. CINTA DE OPCIONES (FUENTE: ELAB. PROPIA) 80 ILUSTRACIÓN 9-3. SELECCIÓN DE MÓDULO (FUENTE: ELAB. PROPIA) 81 ILUSTRACIÓN 9-4. INDICACIONES EN EL PROGRAMA (FUENTE: ELAB. PROPIA) 82 ILUSTRACIÓN 9-5. INDICACIONES EN EL PROGRAMA (FUENTE: ELAB. PROPIA) 82 ILUSTRACIÓN 9-6 – IMPORTACIÓN DEL MODELO A ALLPLAN 83 ILUSTRACIÓN 9-7. SECCIÓN TIPO (FUENTE: ELAB. PROPIA) 83 ILUSTRACIÓN 9-8. INDICACIONES EN EL PROGRAMA (FUENTE: ELAB. PROPIA) 84 ILUSTRACIÓN 9-9. INTERFAZ ALLPLAN (FUENTE: ELAB. PROPIA) 84 ILUSTRACIÓN 9-10. MENÚ DE PROPIEDADES (FUENTE: ELAB. PROPIA) 85 ILUSTRACIÓN 9-11. INDICACIONES EN EL PROGRAMA (FUENTE: ELAB. PROPIA) 85 ILUSTRACIÓN 9-12. INDICACIONES EN EL PROGRAMA (FUENTE: ELAB. PROPIA) 85 ILUSTRACIÓN 9-13. ESTADO DE LA SECCIÓN (FUENTE: ELAB. PROPIA) 86 ILUSTRACIÓN 9-14. ESTADO DE LA SECCIÓN (FUENTE: ELAB. PROPIA) 86 ILUSTRACIÓN 9-15. INDICACIONES EN EL PROGRAMA (FUENTE: ELAB. PROPIA) 86 ILUSTRACIÓN 9-16. INDICACIONES EN EL PROGRAMA (FUENTE: ELAB. PROPIA) 87 ILUSTRACIÓN 9-17. ESTADO DE LA SECCIÓN (FUENTE: ELAB. PROPIA) 87 ILUSTRACIÓN 9-18. INDICACIONES EN EL PROGRAMA (FUENTE: ELAB. PROPIA) 87 ILUSTRACIÓN 9-19. INDICACIONES EN EL PROGRAMA (FUENTE: ELAB. PROPIA) 88 ILUSTRACIÓN 9-20. INDICACIONES EN EL PROGRAMA (FUENTE: ELAB. PROPIA) 88 ILUSTRACIÓN 9-21. INDICACIONES EN EL PROGRAMA (FUENTE: ELAB. PROPIA) 88 ILUSTRACIÓN 9-22. INDICACIONES EN EL PROGRAMA (FUENTE: ELAB. PROPIA) 88 ILUSTRACIÓN 9-23. INDICACIONES EN EL PROGRAMA (FUENTE: ELAB. PROPIA) 89 ILUSTRACIÓN 9-24. INDICACIONES EN EL PROGRAMA (FUENTE: ELAB. PROPIA) 89 ILUSTRACIÓN 9-25. INDICACIONES EN EL PROGRAMA (FUENTE: ELAB. PROPIA) 89 ILUSTRACIÓN 9-26. INDICACIONES EN EL PROGRAMA (FUENTE: ELAB. PROPIA) 89 ILUSTRACIÓN 9-27. MENÚ DE ARCHIVOS (FUENTE: ELAB. PROPIA) 90 ILUSTRACIÓN 9-28. APARIENCIA DEL MODELO (FUENTE: ELAB. PROPIA) 90 ILUSTRACIÓN 9-29. INDICACIONES EN EL PROGRAMA (FUENTE: ELAB. PROPIA) 91 ILUSTRACIÓN 9-30. APARIENCIA DEL ARMADO (FUENTE: ELAB. PROPIA) 92 ILUSTRACIÓN 9-31. APARIENCIA DEL ARMADO (FUENTE: ELAB. PROPIA) 92 ILUSTRACIÓN 10-1. INDICACIONES EN EL PROGRAMA (FUENTE: ELAB. PROPIA) 93 ILUSTRACIÓN 10-2. ESQUEMA DE INFORMES (FUENTE: ELAB. PROPIA) 95 ILUSTRACIÓN 10-3. EJEMPLO DE INFORME (FUENTE: ELAB. PROPIA) 95 ILUSTRACIÓN 10-4. EJEMPLO DE INFORME (FUENTE: ELAB. PROPIA) 96 ILUSTRACIÓN 10-5. EJEMPLO DE INFORME (FUENTE: ELAB. PROPIA) 96 ILUSTRACIÓN 10-6. EJEMPLO DE INFORME (FUENTE: ELAB. PROPIA) 96 ILUSTRACIÓN 10-7. MENÚ DE RESULTADOS (FUENTE: ELAB. PROPIA) 97 ILUSTRACIÓN 10-8. OPCIONES EN PESTAÑA DE RESULTADOS (FUENTE: ELAB. PROPIA) 98 ILUSTRACIÓN 10-9. EJEMPLO DE OBTENCIÓN DE RESULTADOS EN ALLPLAN BRIDGE (FUENTE: ELAB. PROPIA) 98 ILUSTRACIÓN 10-10. EJEMPLO DE OBTENCIÓN DE RESULTADOS EN ALLPLAN BRIDGE (FUENTE: ELAB. PROPIA) 98 ILUSTRACIÓN 10-11. EJEMPLO DE OBTENCIÓN DE RESULTADOS EN ALLPLAN BRIDGE (FUENTE: ELAB. PROPIA) 99 ILUSTRACIÓN 10-12. EJEMPLO DE OBTENCIÓN DE RESULTADOS EN ALLPLAN BRIDGE (FUENTE: ELAB. PROPIA) 99 ILUSTRACIÓN 10-13. EJEMPLO DE OBTENCIÓN DE RESULTADOS EN ALLPLAN BRIDGE (FUENTE: ELAB. PROPIA)100 ILUSTRACIÓN 10-14. EJEMPLO DE OBTENCIÓN DE RESULTADOS EN ALLPLAN BRIDGE (FUENTE: ELAB. PROPIA)100 xix ILUSTRACIÓN 10-15. ESQUEMA DE GRÁFICOS (FUENTE: ELAB. PROPIA) 101 ILUSTRACIÓN 10-16. INDICACIONES EN EL PROGRAMA (FUENTE: ELAB. PROPIA) 102 ILUSTRACIÓN 10-17. INDICACIONES EN EL PROGRAMA (FUENTE: ELAB. PROPIA) 102 ILUSTRACIÓN 10-18. INDICACIONES EN EL PROGRAMA (FUENTE: ELAB. PROPIA) 103 ILUSTRACIÓN 10-19. INDICACIONES EN EL PROGRAMA (FUENTE: ELAB. PROPIA) 103 ILUSTRACIÓN 10-20. INDICACIONES EN EL PROGRAMA (FUENTE: ELAB. PROPIA) 103 ILUSTRACIÓN 10-21. INDICACIONES EN EL PROGRAMA (FUENTE: ELAB. PROPIA) 104 ILUSTRACIÓN 10-22. INDICACIONES EN EL PROGRAMA (FUENTE: ELAB. PROPIA) 104 ILUSTRACIÓN 10-23. INDICACIONES EN EL PROGRAMA (FUENTE: ELAB. PROPIA) 104 ILUSTRACIÓN 10-24. INDICACIONES EN EL PROGRAMA (FUENTE: ELAB. PROPIA) 104 ILUSTRACIÓN 10-25. INDICACIONES EN EL PROGRAMA (FUENTE: ELAB. PROPIA) 105 Notación BIM Building Information Modeling TFG Trabajo fin de Grado TFM Trabajo fin de Máster ISO International Organization for Standardization UNE Una Norma Española AEC Architecture, Engeenering and Construction DWG Archivo Drawing IFC Archivo Industry Foundation Classes TCL Archivo de Allplan 1 1 OBJETO Y ALCANCE DEL TRABAJO l siguiente documento, titulado "DIMENSIONAMIENTO DE MODELOS BIM DE PUENTES CON ALLPLAN BRIDGE" se enmarca dentro de la normativa referente al Trabajo de Fin de Grado de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería de la Universidad de Sevilla, para la obtención de los créditos ECTS correspondientes de la titulación de GRADO EN INGENIERÍA CIVIL, por parte del alumno D. Diego Laffón Fernández-Trueba, que ha cursado en dicha escuela los estudios correspondientes a la referida titulación, y tiene como objetivo último mostrar una parte de las capacidades profesionales que dichos estudios universitarios le han permitido adquirir. Este Trabajo de Fin de Grado está dentro de la línea de investigación en materia de Construcción Digital aplicada a la Ingeniería Civil que está desarrollando el Departamento de CONSTRUCCIONES ARQUITECTÓNICAS I, siendo el tutor de este trabajo, el ingeniero de caminos, canales y puertos D. Blas González González, profesor del Departamento, que imparte la docencia de varias asignaturas del Máster, e investigador en la aplicación de la tecnología BIM en materia de construcciones civiles; y como cotutor el ingeniero de caminos, canales y puertos D. Javier Bros Naranjo, profesor del Departamento de INGENIERÍA Y MORFOLOGÍA DEL TERRENO de la E.T.S. de Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos de la Universidad Politécnica de Madrid y especialista BIM en Ingeniería Civil y en especial en las herramientas de ALLPLAN. El objeto de este trabajo es investigar en una parte concreta de la aplicación al diseño de puentes de tableros continuos y en especial a su dimensionamiento de sus secciones de hormigón de herramientas del modelado de información de construcción (Building Information Modeling) como es la de ALLPLAN BRIDGE. Objetivos El objeto específico de este trabajo es realizar el cálculo del tablero de un puente utilizando las herramientas que ofrece Allplan, mostrando los flujos de trabajo a seguir para operar con dichos programas. El presente Trabajo Fin de Grado tiene los siguientes objetivos principales: 1. Mostrar los flujos de trabajo del análisis estructural de tableros de puentes de vanos continuos de sección en cajón en hormigón mediante un modelo BIM realizado bajo las directrices de la norma EN-UNE ISO 19.657 Parte 1[1], con el programa ALLPLAN BRIDGE del grupo NEMETSCHEK. 2. Determinar la capacidad de poder realizar los planos de armadura pasiva estableciendo el flujo de trabajo necesario en estos trabajos de ingeniería, mediante la herramienta ALLPLAN. Y se han fijado varios objetivos de carácter secundario, necesarios para la correcta comprensión de los principales. Dentro de los objetivos secundarios se plantearon los siguientes: a) Obtener los diagramas de esfuerzos a los que estará sometido el tablero del puente; estableciendo las etapas constructivas mediante las cuales se introducen acciones de peso propio y reológicas E Objeto y Alcance del Trabajo 2 del hormigón. Además, de esta forma también podremos conocer los estados de esfuerzos de la estructura durante las diferentes etapas constructiva. Posteriormente, se añadirán las cargas de asiento, cargas de temperatura, cargas de viento, cargas de frenada, sobrecarga de uso y sismicidad. b) Disponer la armadura pasiva de la estructura, y realizar el modelo tridimensional que incluya la armadura además de elaborar los planos de ferralla. Para ello, se partirá de un modelo BIM elaborado colaborativamente con el alumno Tomas de la Hera, con el fin de materializar la propuesta y arrojar claridad y comprensibilidad a los conceptos que se exponen a lo largo del trabajo. Justificación. Las nuevas tecnologías de construcción digital (Modelos BIM, Realidad Virtual, Realidad Aumentada, Inteligencia Artificial aplicada a los datos de obra, etc.) están permitiendo la transición digital del sector de la ingeniería civil desde la tradicional tecnología CAD hasta la tecnología BIM, que es un nivel superior de excelencia en la gestión de la información de la construcción, y esto va a constituir un hecho diferencial de cómo los profesionales ejerzan sus trabajos ordinarios. Por otro lado, la contratación pública de proyectos y obras en España, tras el impulso realizado por el Ministerio de Fomento en 2.016 constituyendo la Comisión es.BIM con trabajos sobre BIM en infraestructuras lineales [14], la continuación con la posterior modificación de la legislación de contratos del sector público [1] y, finalmente en 2.019, formalizando una COMISIÓN INTERMINISTERIAL PARA IMPLANTACIÓN BIM EN LAS ADMINISTRACIONES PÚBLICAS ESPAÑOLAS, para cumplir con la Directiva 2004/18/CE del Parlamento Europeo y del Consejo, de 31 de marzo de 2004, hace necesaria la adopción en el campo del proyecto y la ejecución de obras de ingeniería de la tecnología BIM. Además, ya se ha identificado los procesos de licitación en los que es posible aplicar la tecnología de construcción digital mediante el uso de modelado BIM. Ante estas necesidades actuales para el profesional de la ingeniería civil, el Grupo BIM Civil del Departamento de Construcciones Arquitectónicas I de la Universidad de Sevilla, se ha fijado entre sus objetivos implantar la enseñanza de la construcción digital en las asignaturas de la cual es responsable de su docencia, y fruto de esa línea de trabajo se enmarca la investigación acometida en el desarrollo de este trabajo fin de grado. Por tanto, este trabajo queda justificado por la creciente demanda de conocimiento de la metodología BIM aplicada a la ingeniería civil que se está produciendo en España en el ámbito del sector de las empresas de consultoría y de las empresas de construcción. Como respuesta a la ausencia de formación reglada dentro de la titulación que permita a otros estudiantes de ingeniería civil, así como a otros investigadores, ampliar el campo de aplicación de la metodología BIM en la construcción digital de obras civiles. Estructura del Trabajo En base a lo expuesto con anterioridad, se presentará inicialmente una introducción del estado del arte actual en cuanto a la investigación realizada en otras escuelas de ingeniería de las universidades españolas en relación con la tecnología BIM aplicadas al diseño de puentes con tecnología BIM, en primer lugar y a otros tipos de obras civiles en segundo lugar. 3 3 "DIMENSIONAMIENTO DE MODELOS BIM DE PUENTES CON ALLPLAN BRIDGE" Se presentarán los objetivos secundarios en los capítulos del cuarto al décimo, de forma que sirvan al lector como una visión actualizada y una interpretación generalizada de los conceptos siguientes:  Estrategias de modelado.  Flujos para la obtención de esfuerzos.  Flujos para la obtención de armado.  Representación del armado en el modelo tridimensional.  Obtención de resultados. Además, se presentará un último capítulo, el nº 11 “Conclusiones” y “Futuras Líneas de Investigación” donde se recogerán las conclusiones del presente estudio, así como posibles líneas de trabajo futuras. En los anejos, se adjuntan los resultados del cálculo del tablero. En primer lugar, los diagramas y tablas, en segundo lugar, los informes y, en tercer lugar, los planos. Todos ellos han sido obtenidos directamente del software Allplan. Adicionalmente se añaden en un último anejo los resultados del Prontuario Informático de la EHE-08, correspondientes a los cálculos que no realiza el programa objeto de estudio. 4 2 REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA n este capítulo se procede a realizar una revisión bibliográfica sobre los objetivos principales del trabajo, es decir: (i) la aplicación de la metodología colaborativa BIM a los diseños de puentes, y (ii) las estrategias de modelado de puentes. Para ello se procedió a una revisión bibliográfica en las siguientes tres fuentes:  Trabajos académicos que tratasen sobre el modelado digital de infraestructuras civiles, en los repositorios de las universidades españolas de libre distribución  Bibliografía de referencia, que se puede consultar en la Biblioteca de la Universidad de Sevilla. Trabajos académicos Una vez analizados los trabajos académicos del tipo Trabajos Fin de Grado, Trabajos Fin de Máster y las Tesis Doctorales, ya no solo dentro de la Universidad de Sevilla, que nos permitan ampliar el panorama de las líneas de investigación que se están desarrollando actualmente, y que versaran sobre los dos aspectos señalados en los objetivos del trabajo. 2.1.1 Diseño BIM de puentes 1) D. Pérez Viera and B. González González, ““MODELADO BIM DE UNA LÍNEA FERROVIARIA DE ALTA VELOCIDAD CON DYNAMO PARA DIRECCIÓN DE OBRA,” Sevilla, 2021 [2] 2.1.2 Modelos BIM de obras lineales 1) Vera Galindo, C. and González González, B. (2018) ‘TRABAJO FIN DE MÁSTER MODELO BIM 5D COSTES’. [3] 2) Juan Bautista Bermejo and Blas González González (2018) ‘APLICACIÓN DE LA METODOLOGÍA BIM AL PROYECTO DE CONSTRUCCIÓN DE UN CORREDOR DE TRANSPORTE PARA UN COMPLEJO INDUSTRIAL - MODELO BIM 4D PLANIFICACIÓN’. [4] 3) Monar González, J. and González González, B. (2020) MODELADO BIM PARA PROYECTO AS-BUILT DE INFRAESTRUCTURAS LINEALES. [5] 4) A. Hernandez and B. Gonzalez, CONSTRUCCIÓN DIGITAL DE UNA CONEXIÓN VIARIA DE LA RED DE CARRETERAS DE ANDALUCÍA CON MODELOS BIM. 2020. [6] 5) D. Perez Viera and B. González González, “MODELADO BIM DE UNA LÍNEA FERROVIARIA DE ALTA VELOCIDAD CON DYNAMO PARA DIRECCIÓN DE OBRA,” Sevilla, 2021. [7] E 5 3 EL DIMENSIONAMIENTO DE PUENTES ara comenzar a hablar del dimensionamiento de puentes, es importante definir qué se está dimensionando. Siguiendo a [8] y [9], y sin entrar en detalle dentro de la morfología de puentes, se pueden distinguir a priori tres partes principales:  Tablero, que es la parte que recibe directamente las cargas.  Sistema primario, que sustenta el tablero y dirige las cargas a los apoyos. Los componentes que lo conforman dependen de la tipología de puente. Por ejemplo, una celosía de un puente en celosía conformaría el sistema primario del mismo.  Subestructuras, en las que se incluyen los estribos y las pilas y que se encargan de transmitir las cargas al terreno. En la actualidad, la mayoría de los puentes que se construyen han evolucionado hacia un sistema en el que el tablero asume también las funciones del sistema primario. De esta forma, se consiguen los mejores resultados económicos, aunque no sería posible si no fuese gracias a la mejoría de los materiales y los sistemas de construcción. La única excepción a lo anteriormente expuesto son los puentes arco y los puentes colgantes, que siguen manteniendo el esquema tradicional. Por otro lado, los puentes pórtico y los puentes atirantados resultan difícil de encuadrar dentro de este esquema dado que los límites de cada parte quedan difusos. Estas dos excepciones quedan fuera del ámbito de estudio del presente trabajo, que se centrará en los puentes en los que el tablero asume las funciones del sistema primario. Para el dimensionamiento de puentes, es fundamental conocer el estado de tensiones y desplazamientos de este, cuya determinación viene dada por el modelo estructural seleccionado. El modelo estructural no será más que un modelo matemático que representa la respuesta en función de la geometría, usando elementos estructurales 1D, 2D y 3D. Para el uso de los dos primeros es necesario introducir hipótesis que simplifiquen el comportamiento para asimilar la pieza real a elementos unidimensionales o bidimensionales. El análisis de puentes conduce por sus características a modelos 1D o 2D, llegando a modelos de viga o sistemas de vigas en el caso unidimensional y a modelo de placas o sistemas de placas para el caso bidimensional. De esta forma, se llega a los modelos para el análisis de tableros de puentes:  Tablero modelizado como viga única (1D), usando las ecuaciones de comportamiento de la Teoría de vigas.  Tablero modelizado como emparrillado de barras (1D), usando las ecuaciones de comportamiento de los sistemas de barras.  Tablero modelizado como placa única (2D), usando las ecuaciones de comportamiento de la Teoría de placas.  Tablero modelizado como lámina plegada (2D), usando las ecuaciones de comportamiento de los sistemas de placas o láminas. P El dimensionamiento de puentes 12 12 Ilustración 3-2. Página web Allplan Bridge (Fuente: Elab. Propia) 13 4 EL CASO ESTUDIO l presente TFG de análisis de esfuerzos y armado de tableros de puentes partiendo de un modelo BIM del mismo, se va a desarrollar sobre un diseño inicial de un puente que estaría dentro de un tramo de una línea ferroviaria de alta velocidad, que se incluía en el Trabajo Fin de Máster del ingeniero de caminos, canales y puertos David Pérez, egresado de la ETSI. En dicho trabajo se desarrollaron una seria de modelos BIM del tramo de línea de alta velocidad:  Modelo PIM de Obra Lineal, adaptado para dirección de obra  Modelos PIM de Obras de Paso, en fase de diseño básico. Entre el que se encuentra el que es objeto de estudio en este TFG Ilustración 4-1. Portada del TFM (Fuente: Elab. Propia) Ilustración 4-2. Zona del Proyecto (Fuente: [2]) E El Caso Estudio 14 14 La obra de paso Tomando como referencia el “PROYECTO CONSTRUCTIVO ENLACE DEL P.A.E.T. DE MEDINA DEL CAMPO CON LA LÍNEA DE MEDINA DEL CAMPO A SALAMANCA”, cuyo objetivo era definir todas las actuaciones necesarias para construir los ejes de plataforma ferroviaria que conectaran el Puesto de Adelantamiento y Estacionamiento de Trenes (PAET) de Medina del Campo, ubicado en el tramo Olmedo-Zamora de la LAV Madrid-Galicia, con la futura LAV Medina del Campo – Salamanca, que discurre en paralelo a la línea existente de ancho ibérico que une estas localidades. Ilustración 4-3 ámbito del TFM de ingeniero David Pérez (Fuente: [2]) El TFM citado desarrolló los modelos de las obras que comprendía dicho proyecto y entre ellos estaba: - Viaducto del P.K. 0+500 Ramal AV Norte: Para salvar el arroyo de la Golosa en el nuevo eje, se debe construir un puente que sea capaz de contener la infraestructura de la doble vía y los elementos de la red electrificada como catenarias. Ilustración 4-4. Planta del proyecto (Fuente: [2]) 15 15 "DIMENSIONAMIENTO DE MODELOS BIM DE PUENTES CON ALLPLAN BRIDGE" Ilustración 4-5. Perfil del proyecto (Fuente: [2]) Ilustración 4-6. Secciones del ámbito del puente (Fuente: [2]) Ilustración 4-7. Secciones del ámbito del puente (Fuente: [2]) El Caso Estudio 16 16 Ilustración 4-8. Secciones del ámbito del puente (Fuente: [2]) Ilustración 4-9. Secciones del ámbito del puente (Fuente: [2]) Ilustración 4-10. Secciones del ámbito del puente (Fuente: [2]) 17 17 "DIMENSIONAMIENTO DE MODELOS BIM DE PUENTES CON ALLPLAN BRIDGE" Ilustración 4-11. Secciones del ámbito del puente (Fuente: [2]) Ilustración 4-12. Secciones del ámbito del puente (Fuente: [2]) El Caso Estudio 18 18 El modelo BIM de puente Mediante un trabajo colaborativo de un equipo pluridisciplar de ingeniería dirigido por el tutor Blas González en calidad de coordinador BIM (BIM Manager) se ha desarrollado un modelo PIM del puente (modelo de información de construcción de proyecto, según la [14], sobre la base del trabajo realizado por el ingeniero de caminos, canales y puertos D. David Pérez Viera en su Trabajo Fin de Máster Este trabajo colaborativo se ha realizado por el siguiente equipo de ingenieros civiles que han representado a dos de las posibles disciplinas que intervienen en un proyecto de este tipo:  Tomas de la Hera de Oya, responsable de la ingeniería BIM  Diego Laffón Fernández-Trueba, responsable de la ingeniería Estructural Por tanto, partiendo del modelo PIM [15] realizado por la ingeniería BIM, se procedió al análisis estructural pero modificando la funcionalidad del puente de ferroviario a viario por la siguiente razón. El presente TFG al ser un trabajo académico dentro del plan de estudios actual de Grado en Ingeniería Civil de la ETSI, no se puede abarcar el análisis estructural del tablero de un puente ferroviario, dado que no se tiene los conocimientos necesarios y especializados para realizar tal estudio estructural, en esta fase de mis estudios. Hecho que no invalida el objetivo del TFG puesto que este no es otro que analizar las capacidades de la herramienta de análisis estructural de tableros de puentes denominada ALLPLAN Bridge en su versión 2.023. La tipología de puente considerada ha sido el puente de tres vanos con tablero continuo ejecutado in-situ, con sección en cajón de canto variable, mediante postensado del tablero según las fases constructivas. El modelo BIM desarrollado puede verse en las siguientes ilustraciones. Ilustración 4-13. Modelo BIM base (Fuente: TFG Tomás de la Hera de Oya) 19 19 "DIMENSIONAMIENTO DE MODELOS BIM DE PUENTES CON ALLPLAN BRIDGE" Ilustración 4-14. Modelo BIM base (Fuente: TFG Tomás de la Hera de Oya) Ilustración 4-15. Modelo BIM base (Fuente: TFG Tomás de la Hera de Oya) Ilustración 4-16. Modelo BIM base (Fuente: TFG Tomás de la Hera de Oya) El Caso Estudio 20 20 Las normas de diseño a aplicar Las normas de diseño a aplicar serán principalmente la NCSE-02 y la IAP-11, ambas para calcular las cargas que habrá que introducir. 4.3.1 Aspectos aplicados De la NCSE-02 [16], se aplicarán los apartados 2.1, 2.2 y 2.4. además, también se aplicará el ANEJO 1. El apartado 2.2 se usa para calcular la aceleración básica, mientras que el resto de los apartados mencionados y parte del mismo apartado 2.2 se usan para calcular parámetros implicados en este cálculo. De la IAP-11 [17]se aplicarán los apartados 4.3.1 para el cálculo de las acciones térmicas, el 4.2.1, 4.2.2 y 4.2.3 para calcular el empuje del viento y el 4.1.3.1 para las cargas de frenado. 4.3.2 Acciones a aplicar A continuación, se exponen los cálculos mencionados en el apartado anterior. Las acciones térmicas. Para el cálculo de los valores de carga de temperatura que se usarán posteriormente se obtienen en primer lugar los valores de temperatura máxima y mínima de la FIGURA 4.3-a y de la TABLA 4.3-a de la IAP11, correspondientemente. 𝑇, =36℃; 𝑇, =−16º℃ A continuación, se extraen los ∆𝑇, y ∆𝑇, de la TABLA 4.3-b teniendo en cuenta que se trata de un tablero de hormigón. ∆𝑇, =8℃; ∆𝑇, =2℃ Se calcula la componente uniforme de temperatura con: 𝑇, =𝑇+∆𝑇, =−18+8=−8℃ 𝑇, =𝑇+∆𝑇, =36+2=38℃ Por último, para calcular la variación de temperatura con respecto a la temperatura media del tablero en el momento en que se coacciona el tablero, 𝑡 (tomada como 10℃): 𝑑𝑇 =38−10=28℃ 𝑑𝑇 =−8−10=−18℃ En cuanto al gradiente lineal de temperatura, atendiendo a la TABLA 4.3-d se obtiene que: ∆𝑇,, =10℃ ∆𝑇,í, =5℃ Suponiendo un espesor de pavimento de 100 milímetros, y con los datos de la TABLA 4.3-e: ∆𝑇, =∆𝑇,,∗𝑘, =10∗0.7=7℃ ∆𝑇,í =∆𝑇,í,∗𝑘, =5∗1=5℃ Los esfuerzos de frenado. En cuanto a la fuerza longitudinal debido al frenado, esta puede calcularse como: 21 21 "DIMENSIONAMIENTO DE MODELOS BIM DE PUENTES CON ALLPLAN BRIDGE" 𝑄 =360+2.7𝐿 Siendo L la longitud, queda: 𝑄 =360 +2.7 ∗ 106.463=647.4501 𝑘𝑁 Para calcularla como una fuerza por unidad de longitud: 𝑞 =𝑄 𝐿=647.4501 106.463 =6.08𝑘𝑁 𝑚 La acción eólica. El viento. Para calcular el empuje del viento se usa la fórmula: 𝐹 𝐴 =1 2𝜌𝑉(𝑡)𝐶(𝑧)𝐶 Siendo 𝑉(𝑡)=𝐶𝐶𝑣, =1·1·26=26  ; obteniendo 𝑣, de la FIGURA 4.2-a y siendo los otros dos factores 1 de forma general. Para calcular 𝐶(𝑧) se tiene que: 𝐶(𝑧)=𝑘 󰇩𝐶 ln𝑧 𝑧+7𝑘𝐶ln𝑧 𝑧󰇪 Siendo: 𝑘=0.19; factor terreno según la TABLA 4.2-b 𝑘=1; factor de turbulencia por defecto 𝑐=1; factor topografía según la TABLA 4.2-b 𝑧=0.05; longitud de rugosidad según la TABLA 4.2-b Y tomando z=12.5 m para el caso de viento sin tráfico y z=13.5 m, queda para ambos casos un valor aproximado de 𝐶=2.5 Tomando 𝐶 como el valor máximo de la FIGURA 4.2-b, es decir, 2, queda finalmente;   =2.11  en ambos casos. La acción sísmica. Para calcular 𝑎 (aceleración sísmica de cálculo), se obtiene primero 𝑎 (aceleración básica de cálculo), que atendiendo al ANEJO 1 de la NCSE-02 es 0.04g. Debido al bajo valor de 𝑎, se calcula S (coeficiente de amplificación de terreno, según el apartado 2.2 de la NCSE-02) como 𝑆=  .. C (coeficiente de terreno, del apartado 2.4 de la NCSE-02, tabla 2.01) se supone como 2 y se obtiene 𝑆=1.6. Por último, se calcula usando la fórmula del apartado 2.2 de la NCSE-02: 𝑎=𝑆∗𝜌∗𝑎=1.6∗1∗0.04∗9.81=0.628𝑚 𝑠 Estando determinado ρ por la importancia de la construcción. El análisis de las fases constructivas 28 28 Ilustración 5-2. Elementos estructurales (Fuente: Elab. propia) Tan solo será necesario arrastrar el elemento estructural necesario hacia la interfaz de abajo a la izquierda. En este caso son la “Pila 1” y la “Pila 2”, quedando de esta forma: Tabla 5.1. Elementos estructurales (Fuente: Elab. propia) Simultáneamente, en la interfaz inferior izquierda se podrán observar las dos pilas de color rojo, señal de que han sido seleccionadas. 29 29 "DIMENSIONAMIENTO DE MODELOS BIM DE PUENTES CON ALLPLAN BRIDGE" Ilustración 5-3. Vista tridimensional (Fuente: Elab. propia) El proceso descrito será el mismo que se siga para todas las tareas. A continuación, es necesario indicar al programa que los apoyos al terreno, es decir, las pilas, ya están activos. Para ello se utiliza la tarea “INSTSUPP” que se encuentra en el siguiente menú desplegable: Ilustración 5-4. Indicaciones en el programa (Fuente: Elab. propia) Al igual que en el caso anterior, se abrirá su menú de propiedades, en el que este caso indicaremos que su duración es 0. Esto quiere decir que la tarea que acabamos de describir se trata de un hito, que en el diagrama de Gantt de mostrará como un punto. Se añaden sus elementos estructurales: El análisis de las fases constructivas 30 30 Tabla 5.2. Elementos estructurales (Fuente: Elab. propia) Por último, se define la actividad de “CONCRETE” de los estribos, en la que destaca que por la definición geométrica de los mismos el número de elementos estructurales es muy elevado, como se observa a continuación: Tabla 5.3. Elementos estructurales (Fuente: Elab. propia) Con todo lo descrito, la “Fase 1” queda finalizada y la pantalla que inicialmente se mostraba en blanco tiene ahora esta apariencia: Ilustración 5-5. Interfaz de construcciones (Fuente: Elab. propia) 31 31 "DIMENSIONAMIENTO DE MODELOS BIM DE PUENTES CON ALLPLAN BRIDGE" Vano izquierdo - Fase 2 Se define una nueva fase constructiva en el proceso constructivo existente. Esta segunda fase es la relativa a la construcción del primer vano. La primera de las tareas será la de “CONCRETE”, con la que se definirá hasta donde se considera el primer vano. Se realiza el mismo proceso que con las tareas anteriores de “CONCRETE” y la diferencia llega cuando se seleccionan los elementos estructurales. A la hora de arrastrarlo no hay diferencia, pero en este caso el elemento estructural no se considera al completo. Haciendo clic en el elemento en la interfaz inferior izquierda, se puede seleccionar en el menú de propiedades la estación de inicio y fin como se observa a continuación. Ilustración 5-6. Menú de propiedades (Fuente: Elab. propia) Quedando: Tabla 5.4. Elementos estructurales (Fuente: Elab. propia) A continuación, se usa una nueva tarea, que es la relativa al tesado de los tendones, denominada ”TENSION” . Se programa de tal forma que su fin coincida con el de la actividad de vertido y curado del hormigón. Para la selección de los elementos estructurales en este caso es necesario arrastrarlos desde la pestaña de “Tendones” del menú de “Geometría” en lugar de la de “Estructura” del mismo menú. El análisis de las fases constructivas 32 32 Ilustración 5-7. Menú de geometría (Fuente: Elab. propia) Es importante indicar que la denominación de las fases de tesado no coincide con la de las fases de construcción, las fases de tesado uno, dos y tres se corresponden con las de construcción dos, tres y cuatro respectivamente. Por último, para esta fase se activa el apoyo del primer estribo. En la primera fase se activaron solo los de las pilas ya que esos apoyos se definían como los apoyos sobre el terreno directamente, mientras que estos apoyos son los del tablero sobre el estribo. La tarea que activa el apoyo es igualmente la de “INSTUPP” y el elemento estructural el “Estribo 1”. Queda ya finalizada ya la “Fase 2” con la apariencia que se muestra a continuación. 33 33 "DIMENSIONAMIENTO DE MODELOS BIM DE PUENTES CON ALLPLAN BRIDGE" Ilustración 5-8. Interfaz de construcciones (Fuente: Elab. propia) Vano central - Fase 3 La ejecución de esta fase es idéntica a la anterior, cambiando únicamente que no es necesario activar ningún apoyo ya que no afecta al segundo estribo. La apariencia de la fase será: Ilustración 5-9. Interfaz de construcciones (Fuente: Elab. propia) El análisis de las fases constructivas 34 34 Vano Derecho - Fase 4 Esta última fase constructiva es igual que la segunda, activando en este caso el apoyo en el “Estribo 2”. La apariencia es: Ilustración 5-10. Interfaz de construcciones (Fuente: Elab. propia) Finaliza de esta forma la definición del proceso constructivo dentro del programa. 35 6 EL RESTO DE LAS ACCIONES ara el cálculo de esfuerzos a los que se somete cada sección del tablero es necesario introducir las cargas existentes. En este cálculo se tendrán en cuenta las cargas muertas, los asientos, la temperatura, la frenada, el viento y la sismicidad. Para introducir las cargas, en el programa se trabaja añadiendo nuevas fases. Si bien esto puede sonar ilógico, todas estas fases se programarán al último día y no tendrán duración. Siendo estrictos, podrían denominarse listas de tareas de análisis, ajustándose mejor este nombre a su función. Sin embargo, en la descripción de los pasos a seguir en adelante, se le seguirá llamando fase con el objetivo de no mezclar nomenclatura del programa y nomenclatura del presente trabajo. Las Cargas muertas En primer lugar, introduzco las cargas muertas. Las únicas en este caso son las correspondientes al peso de los muros. Para ello, creamos una nueva fase en el menú de CONSTRUCCIONES del espacio de trabajo ANÁLISIS, haciendo clic derecho sobre Análisis de construcción existente y lo llamamos “SDL”. Aunque resulte un nombre poco intuitivo, más adelante se observará que este es el nombre con el que el programa trata las cargas muertas. Haciendo clic en esta nueva fase, seleccionamos en el menú de propiedades, en el apartado de definición de tiempo, que esta fase se tenga en cuenta al final, quedando de la siguiente forma: Ilustración 6-1. Indicaciones en el programa (Fuente: Elab. propia) La selección de esta casilla se llevará a cabo en todas las fases que se describan con posterioridad, por lo que se obviará en el desarrollo que sigue. Una vez creada la fase, ya se pueden introducir las cargas. Lo primero será crear un caso de carga, ‘LOADCASE’, usando la primera opción que aparece en la cinta de Cargas & Comprobaciones. Aparecerá una ventana que debe quedar rellena como en la siguiente imagen: P El resto de las acciones 36 36 Ilustración 6-2. Indicaciones en el programa (Fuente: Elab. propia) Solo hay que introducir el nombre del caso de carga y marcar la casilla ‘Añadir a SDL’, que implica que se añadirá a las cargas muertas. Se crea ahora una carga lineal vertical, ‘LOADQY’, que será la encargada de añadir el peso de los muros. Se detallará en este caso la correspondiente al muro izquierdo. Operando el menú de propiedades de la carga lineal vertical, debe obtenerse lo siguiente: Ilustración 6-3. Menú de propiedades (Fuente: Elab. propia) El argumento ‘uload’ indica la unidad estructural de la que calculará de forma automática la carga que introduce usando las propiedades del material. Una vez definido esto habrá que asignar la unidad estructural tablero a la carga. Tabla 6.1. Elementos estructurales. (Fuente: Elab. propia) La carga introducida por el muro derecho se introduce igual, teniendo en cuenta que su ‘uload’ será el 3. 37 37 "DIMENSIONAMIENTO DE MODELOS BIM DE PUENTES CON ALLPLAN BRIDGE" El caso de carga quedará: Tabla 6.2 Casos de carga (Fuente: Elab. propia) Las deformaciones impuestas - Asientos Se crea ahora una nueva fase llamada “Asientos”. Dentro de ella se crea un caso de carga con las siguientes características: Ilustración 6-4. Indicaciones en el programa (Fuente: Elab. propia) Solo es necesario introducir el nombre del caso de carga. La casilla de “Añadir a SDL” no debe marcarse ya que esta casilla corresponde a las cargas muertas. Por este motivo, esta casilla tampoco se marcará más en adelante, aunque no se indique nada. Con el caso de carga creado, es el momento de introducir la carga de asiento correspondiente, usando la opción ‘LOADSETTLE: Carga de asiento’. Seleccionando esta opción, la carga se creará automáticamente, y será desde el menú de propiedades desde donde habrá que atribuirle valores. Ilustración 6-5. Menú de propiedades (Fuente: Elab. propia) En este caso los únicos valores que es necesario modificar son la descripción y dx, que de modo ilustrativo al ser un trabajo académico se toma como -0.01 m. El resto de las acciones 44 44 Siendo el argumento “q” la carga de viento calculada. A continuación, se define la carga sobre el equipamiento, es decir, el muro. Ilustración 6-13. Menú de propiedades (Fuente: Elab. propia) Siendo el argumento “uload” el elemento estructural sobre el que se define. Por último, se define el viento sobre el tráfico. Ilustración 6-14. Menú de propiedades (Fuente: Elab. propia) Siendo el argumento “pos” el punto anteriormente definido y “leff” la altura media de los vehículos que circulan. 45 45 "DIMENSIONAMIENTO DE MODELOS BIM DE PUENTES CON ALLPLAN BRIDGE" Para las tres cargas definidas se define como elemento el Tablero completo. Tabla 6.9. Elementos estructurales (Fuente: Elab. propia) De esta forma, queda totalmente definido el viento con tráfico positivo. Para definir el viento con tráfico negativo únicamente hay que cambiar los valores del argumento “q” por sus opuestos y tener en cuenta que el argumento “uload” para el viento sobre el equipamiento será 3, correspondiente al muero derecho. Para los casos de carga de viento sin tráfico, el proceso será idéntico, pero excluyendo la carga sobre el tráfico, quedando de esta forma en cada ‘LOADCASE’ solo dos ‘LOADPAZ’. La tabla resultante de los casos de carga será: Tabla 6.10. Casos de carga (Fuente: Elab. propia) Los efectos sísmicos Para definir las cargas de sismicidad es necesario definir, en primer lugar, los sismos a los que se somete. Para ello, en el menú de Análisis se abre la pestaña de Dinámicas. Haciendo clic derecho en “Modal”, se crea un nuevo evento sísmico basándose en el Eurocódigo. Habrá que crear dos, uno horizontal y otro vertical. El resto de las acciones 46 46 Ilustración 6-15. Indicaciones en el programa (Fuente: Elab. propia) Los eventos sísmicos creados son: Ilustración 6-16. Sismo en dirección horizontal (Fuente: Elab. propia) Ilustración 6-17. Sismo en dirección vertical (Fuente: Elab. propia) En ambos casos todos los parámetros son modificables y están recogidos en la normativa sismorresistente. 47 47 "DIMENSIONAMIENTO DE MODELOS BIM DE PUENTES CON ALLPLAN BRIDGE" Una vez creados los eventos sísmicos, se vuelve a la pestaña de Construcciones en el menú de Análisis y se crea una nueva fase denominada “Sismicidad”. Dentro de esta fase se definirán distintas tareas. La primera de ellas se denomina ‘EIGEN’ y la llamaremos cálculo propio. Esta tarea es la encargada de calcular los modos de vibración del puente. Su pestaña de propiedades es la siguiente. Ilustración 6-18. Menú de propiedades (Fuente: Elab. propia) Donde los argumentos “nmode” indica el número de modos a calcular y “naddv” el número de vectores adicionales que debe calcular para converger si con los anteriormente definidos no es suficiente. “resname” es el nombre que reciben los resultados y “xlsout” el nombre del fichero donde se almacenaran estos resultados. La siguiente tarea que se define es la tarea ‘EQRESPONSE’, que dará respuesta de la estructuro al sismo. Las propiedades a definir serán las siguientes, poniendo como ejemplo el terremoto en la dirección X. Ilustración 6-19. Menú de propiedades (Fuente: Elab. propia) El resto de las acciones 48 48 Los argumentos no descritos anteriormente son: “eq” que es el nombre del evento sísmico correspondiente creado anteriormente, “vx”, “vy” y “vz” que son las componentes del vector que define la dirección del terremoto y “env” que es el nombre de la envolvente en la que se almacenarán los resultados. Las dos tareas restantes serán las correspondientes a la respuesta de la estructura ante sismos en dirección Y y Z. Se definir análogamente prestando especial atención al nombre del evento sísmico y la dirección. La tabla de tareas quedará como: Tabla 6.11. Tareas constructivas (Fuente: Elab. propia) Las cargas de tráfico Las cargas de tráfico se definen desde la pestaña de Cargas de tráfico del menú de ANÁLISIS. Para ello, lo primero que hay que hacer es crear dos grupos de carril, uno desde la izquierda y otro desde la derecha. Esto se hace con clic derecho sobre la opción grupos de carril y seleccionando “Nuevo”. En este instante deberá darse nombre al grupo de carril, siendo estos “CarrilesDesdeIzquierda” y “CarrilesDesdeDerecha”. Una vez creado cada grupo, teniendo uno de ellos seleccionado, la pantalla adquiere el siguiente aspecto: Ilustración 6-20. Indicaciones en el programa (Fuente: Elab. propia) A continuación, como en las fases constructivas, se le debe asignar un elemento estructural a la carga, siendo este el tablero. Se llega a la siguiente forma: 49 49 "DIMENSIONAMIENTO DE MODELOS BIM DE PUENTES CON ALLPLAN BRIDGE" Ilustración 6-21. Indicaciones en el programa (Fuente: Elab. propia) Se utiliza ahora la herramienta “Carriles según normativa” de la pestaña de Cargas & Comprobaciones de la cinta de opciones y aparece este menú: Ilustración 6-22. Indicaciones en el programa (Fuente: Elab. propia) Se desarrolla en el ejemplo el grupo de carriles desde izquierda, por lo que a continuación se selecciona la primera línea que ejerce de límite de la calzada, que es la que delimita el muro izquierdo, y a continuación la del muro derecho. En ambos casos refiriéndose a la línea que delimita el contorno interior. Se obtiene el siguiente esquema: El resto de las acciones 50 50 Ilustración 6-23. Indicaciones en el programa (Fuente: Elab. propia) Por último, para alinear la posición de los carriles con la capa superior, si esta no coincidiera con el eje global, se haría clic en la línea azul y se seleccionaría la opción “Contorno de referencia”. Además, en la ventana de propiedades del grupo de carriles deben marcarse las siguientes casillas: Ilustración 6-24. Menú de propiedades (Fuente: Elab. propia) Estas casillas se marcan ya que las cargas verticales se definirán en todos los carriles, pero la centrífuga solo en algunos. Para los carriles desde la derecha se sigue el mismo proceso, cambiando la primera línea que se selecciona cuando se usa la herramienta anteriormente mencionada. Ahora es momento d añadir los trenes de carga. Para ello, dentro de la pestaña de Cargas de tráfico del menú de análisis, se hace clic derecho sobre “Trenes de carga” y se selecciona “Eurocódigo EN”, 51 51 "DIMENSIONAMIENTO DE MODELOS BIM DE PUENTES CON ALLPLAN BRIDGE" “Modelo de carga 1 – LM1” y luego tanto “Sistema tándem TS” como “Carga de superficie uniforme UDL”. Ilustración 6-25. Indicaciones en el programa (Fuente: Elab. propia) Se crearán los siguientes trenes de carga, sobre los que no habrá que realizar ninguna acción. Ilustración 6-26. Trenes de carga (Fuente: Elab. propia) TS-300 será el tándem aplicado sobre el carril ficticio 1. Ilustración 6-27. Representación de trenes de carga (Fuente: Elab. propia) TS-200 será el tándem aplicado sobre el carril ficticio 2. El resto de las acciones 52 52 Ilustración 6-28. Representación de trenes de carga (Fuente: Elab. propia) TS-100 será el tándem aplicado sobre el carril ficticio 3. Ilustración 6-29. Representación de trenes de carga (Fuente: Elab. propia) UDL-9.0 se aplicará únicamente al carril 1. Ilustración 6-30. Representación de trenes de carga (Fuente: Elab. propia) Y UDL-2.5 se aplicará al resto de carriles. 53 53 "DIMENSIONAMIENTO DE MODELOS BIM DE PUENTES CON ALLPLAN BRIDGE" Ilustración 6-31. Representación de trenes de carga (Fuente: Elab. propia) Para terminar con las cargas de tráfico, se añadirá la “Carga centrífuga CFG” mostrada anteriormente, a la que habrá que indicar, en kN, el valor calculado de dicha fuerza. Ilustración 6-32. Representación de trenes de carga (Fuente: Elab. propia) De este modo, quedan definidas ya todas las cargas que actúan sobre la estructura. Envolventes y Combinaciones 60 60 Ilustración 7-12. Diagramas de superposición (Fuente: Elab. propia) 61 61 "DIMENSIONAMIENTO DE MODELOS BIM DE PUENTES CON ALLPLAN BRIDGE" Ilustración 7-13. Diagramas de superposición (Fuente: Elab. propia) Por último, se crean envolventes que evalúen si es más desfavorable el caso desde derecha o el caso desde izquierda usando enlaces “O”. Envolventes y Combinaciones 62 62 Ilustración 7-14. Diagramas de superposición (Fuente: Elab. propia) Ilustración 7-15. Diagramas de superposición (Fuente: Elab. propia) La superposición de las fuerzas centrífugas solo asigna la fuerza centrífuga al carril correspondiente. Al no haber peralte ni curvatura da igual que sea desde derecha o desde izquierda, lo importante es que sea en el carril virtual 1. Ilustración 7-16. Diagramas de superposición (Fuente: Elab. propia) 63 63 "DIMENSIONAMIENTO DE MODELOS BIM DE PUENTES CON ALLPLAN BRIDGE" Es importante que el grupo de carriles que se combina con la fuerza centrífuga sea modificado pulsado el siguiente botón: Ilustración 7-17. Diagramas de superposición (Fuente: Elab. propia) Dentro de la ventana de opciones que mostrará habrá que seleccionar “Centrífuga” en “Cargar dirección”, ya que por defecto vendrá marcado “Vertical”. Ilustración 7-18. Indicaciones en el programa (Fuente: Elab. propia) 7.1.7 La superposición de las acciones sísmicas La superposición de las cargas sísmicas consistirá en el cálculo ponderado del máximo terremoto en cada dirección usando enlaces “Añadir” para posteriormente evaluar cuál de las respuestas es más desfavorables. Ilustración 7-19. Diagramas de superposición (Fuente: Elab. propia) Envolventes y Combinaciones 64 64 Por último, se crea una nueva fase de análisis volviendo a la pestaña de construcciones del menú de análisis, a la que se denominará SUPERPOSICIÓN. Esta fase de análisis es la que introducirá en el cálculo todas las envolventes que se han creado anteriormente. Como en los casos anteriores, se configura para que el caso de carga actúe el último día. A continuación, se crearán tareas de cálculo que evalúen la superposición, denominadas ‘SUPTREE’. Ilustración 7-20. Indicaciones en el programa (Fuente: Elab. propia) Cuando se selecciona esta tarea, se abre el siguiente menú: Ilustración 7-21. Indicaciones en el programa (Fuente: Elab. Propia) Como se puede observar, este menú permite asociar una de las envolventes anteriormente creada a cada 65 65 "DIMENSIONAMIENTO DE MODELOS BIM DE PUENTES CON ALLPLAN BRIDGE" una de las tareas de cálculo que se generen. Siguiendo las indicaciones anteriores la tabla de las tareas de cálculo queda como a continuación: Tabla 7.1. Tareas de cálculo (Fuente: Elab. propia) Las Combinaciones Se creará una nueva fase denominada “Combinaciones” programada al último día y con las siguientes tareas de cálculo: Tabla 7.2. Tareas de cálculo (Fuente: Elab. propia) A continuación, en la pestaña “Combinaciones” del menú de “ANÁLISIS” se crea la tabla. Haciendo clic derecho sobre el menú en blanco de la izquierda, se elige la opción nueva tabla de combinaciones, se le da nombre y automáticamente se desplegará el siguiente menú: Envolventes y Combinaciones 66 66 Ilustración 7-22. Menú de combinaciones (Fuente: Elab. propia) Haciendo doble clic en “Tabla de combinaciones 1”, se abrirá una tabla en blanco sobre la que se procederá a trabajar. Tabla 7.3. Combinaciones (Fuente: Elab. propia) A continuación, se crean las filas que se calcularán: Para ello, tan solo hay que pulsar en Click here to add a new row y rellenar los campos. En el campo de tipo se abrirá un menú desplegable que permite escoger una de las tareas de cálculo que se ha creado anteriormente: 67 67 "DIMENSIONAMIENTO DE MODELOS BIM DE PUENTES CON ALLPLAN BRIDGE" Ilustración 7-23. Indicaciones en el programa (Fuente: Elab. Propia) Se crean las siguientes filas: Tabla 7.4. Combinaciones (Fuente: Elab. propia) Se han creado dos casos de ELU, que, aunque como se observará más adelante son idénticos, se usan para mostrar cómo se crearían los grupos de combinación. La forma de hacerlo es simplemente clicando en el menú que aparece a la derecha para combinar entre sí. Quedaría de la siguiente forma: Tabla 7.5. Combinaciones (Fuente: Elab. propia) Se sabe por tanto que, de ahora en adelante las comprobaciones de ELU se harán con la envolvente del Grupo 1. Para finalizar, se arrastran los casos de carga y envolventes que se desean combinar hacia el símbolo “+” que aparece en la pantalla y se le asignan los coeficientes de ponderación. Es posible agruparlos dentro de la tabla para un mayor orden. Envolventes y Combinaciones 68 68 Se muestra a continuación la apariencia de la tabla con todos los coeficientes de ponderación correspondientes. Tabla 7.6. Combinaciones (Fuente: Elab. propia) Tabla 7.7. Combinaciones (Fuente: Elab. propia) La regla de superposición utilizada es “ADD” que es equivalente a la explicada anteriormente llamada “AÑADIR” Llegado este punto, si se ordenara el cálculo pulsando en el botón de la parte superior izquierda, se podrían obtener los resultados de los esfuerzos, siguiendo el flujo que se describirá en el capítulo 10. 69 8 EL CÁLCULO NUMÉRICO ara los cálculos y comprobaciones necesarios se creará una nueva fase de análisis en la pestaña de “Construcciones” del menú de “ANÁLISIS” a la que se denominará “Cálculo”. Como en todas las anteriores, se configura de forma que el día de inicio de esta fase sea el día final. Las tareas de cálculo que se usarán serán diversas y la primera que se hará será la de cálculo de tensiones. Cálculo de tensiones lineales Desde la cinta de herramientas superior, se abre la pestaña de “Cargas & Comprobaciones” y se selecciona la tarea “LINSTRESS” Ilustración 8-1, Indicaciones en el programa (Fuente: Elab. propia) También se puede realizar pulsando directamente el icono Aparecerá entonces un menú en el que podremos dar una descripción al cálculo además de dar nombre al resultado. Es importante tener en cuenta que este nombre debrá transcribirse posteriormente en otros argumentos, por lo que preferiblemente será un nombre sencillo que no de lugar a equivocaciones. El menú del que se habla es: P El cálculo numérico 76 76 8.2.2 Diseño de armadura Una vez calculadas las tensiones, se procederá al cálculo de las armaduras mínimas necesarias. Para ello, se usará la tarea de cálculo “CODEDESIGN”. Ilustración 8-13. Indicaciones en el programa (Fuente: Elab. propia) También disponible directamente en . Cuando se haya seleccionado aparecerá un cuadro en el que introducir los argumentos necesarios para el cálculo. Ilustración 8-14. Indicaciones en el programa (Fuente: Elab. propia) En este cuadro, se dará descripción a la tarea de cálculo, se asignarán las envolventes correspondientes a ELU y los ELS y se seleccionarán las comprobaciones a realizar, además de introducir datos relativos a la armadura como el ángulo theta. En cuanto al día, es necesario indicar que sea un día antes del día final para evitar futuras advertencias cuando se ordene el cálculo. Esto es referido al diseño con respecto al tiempo inicial, es decir, una vez finalizada la ejecución de la estructura. Para un tiempo equivalente al denominado tiempo infinito, se procederá de la misma forma, solo que, en lugar de poner un día de inicio, 77 77 "DIMENSIONAMIENTO DE MODELOS BIM DE PUENTES CON ALLPLAN BRIDGE" este argumento se quedará en blanco. En ambos casos el nombre del resultado se puede dejar igual, siendo el elegido “DiseñoArmado”. De esta forma, la tabla de tareas de cálculo queda como: Tabla 8.2. Tareas de cálculo (Fuente: Elab. propia) 8.2.3 Comprobación del diseño Es momento ahora de comprobar el diseño que se ha realizado para corroborar que es acorde con respecto a la normativa. Para ello se usará la tarea de cálculo “CODECHECK” que se observaba también en la captura de pantalla anterior y que se encuentra adicionalmente en el icono . Se desplegará un menú muy similar al de “CODEDESIGN”, y se cumplimentará de forma idéntica tanto para tiempo cero como para tiempo infinito. A diferencia del “CODEDESIGN”, EN “CODECHECK” si es necesario dar diferentes nombres al resultado. El menú para tiempo infinito quedaría de la siguiente forma: El cálculo numérico 78 78 Ilustración 8-15. Indicaciones en el programa (Fuente: Elab. propia) Una vez agregadas las dos tareas de cálculo, el aspecto de la tabla será: Tabla 8.3. Tareas de cálculo (Fuente: Elab. propia) Una vez realizado todo esto, se podrá pulsar el botón de recalcular activando todas las casillas, a excepción de la de saltar estaciones intermedias, para obtener un cálculo completo de la estructura. De esta forma, el apartado de cálculo habrá finalizado por completo. 79 9 EL ARMADO DEL TABLERO ara insertar la armadura en el modelo tridimensional, se exportará todo lo realizado en ALLPLAN Bridge a ALLPLAN , programa en el que además, se trazarán los planos. Para ello será necesario exportar los datos de un módulo a otro mediante el correspondiente flujo de trabajo, que se desarrolla en el apartado 9.3.1.1. Área de armadura necesaria Las áreas de armadura necesaria obtenidas en Allplan Bridge son: Tabla 9.1. Armado longitudinal de la sección (Fuente: Elab. propia) Siendo A el área de acero necesaria, N el número mínimo de barras a colocar y D la separación entre las mismas. La armadura indicada se coloca en las caras exteriores de la sección, en las caras interiores se colocará la cuantía mínima, que será: Tabla 9.2. Armado transversal de la sección (Fuente: Elab. propia) En ambos casos, la distancia se tomará siempre como el redondeo al múltiplo de cinco inferior más cercano. En cuanto a la losa superior, Allplan Bridge no proporciona el cálculo de esfuerzos en la sección transversal, por lo que para armar los voladizos y la zona central superior de la sección se ha usado el PRONTUARIO INFORMÁTICO DE LA EHE. En el Anejo 4 “ARMADURA TRANSVERSAL” se proporcionan los informes de cálculo que se obtienen del mismo. De ellos se concluye que se dispondrán barras transversales de diámetro doce cada diez centímetro en todo el perímetro de la sección, a excepción de las almas, en las que ya están la armadura de cortante y de la cara interior de la zona central superior, donde esta barra será de diámetro veinticinco y se colocará cada cinco centímetros. El armado de estas secciones se encuentra en el Anejo 3 “PLANOS DE FERRALLA”. P El armado del tablero 80 80 Entorno de ALLPLAN La interfaz inicial del programa es: Ilustración 9-1. Interfaz Allplan (Fuente: Elab. Propia) En la parte superior se encuentra la cinta de opciones, desde la que se seleccionarán las diferentes herramientas que se usan. Ilustración 9-2. Cinta de opciones (Fuente: Elab. Propia) A la izquierda, el menú de propiedades, que será útil a la hora de trabajar con las distintas herramientas. En el centro, se encuentran las vistas del modelo con el que se trabaja. Se pueden modificar para ver con distintos estilos o perspectivas, así como abrir nuevas ventanas. Por último, en la esquina superior izquierda, se puede seleccionar el módulo con el que se trabaja. En el presente trabajo se usará el de construcción de puentes, ya que contiene todas las opciones que se emplearán. La diferencia entre unos y otros es la cinta de opciones, compartiendo en muchos casos gran parte de las funcionalidades. 81 81 "DIMENSIONAMIENTO DE MODELOS BIM DE PUENTES CON ALLPLAN BRIDGE" Ilustración 9-3. Selección de módulo (Fuente: Elab. Propia) Colocación armadura Finalizadas las operaciones en Allplan Bridge, se comienza a trabajar en Allplan, donde se dibujarán las armaduras sobre la sección y, a partir de esta, se distribuirá por todo el tablero. Es importante destacar que se van a realizar una serie de simplificaciones a la hora de colocar las armaduras. La primera de ellas es que se armarán únicamente tres secciones, una en las zonas cercanas a los apoyos de los estribos, otra en las zonas cercanas a los apoyos sobre las pilas y otra en el resto del tablero. Se trata de una simplificación conservadora dado que se tomarán las armaduras máximas necesarias en cada caso, sobrearmando el tablero en otros puntos. La segunda simplificación viene dada por las limitaciones computacionales. Debido al elevado número de elementos generados cuando se coloca toda la armadura del tablero, es necesario reducirlo para poder llevarlo a cabo. Por ello, la armadura transversal se definirá cada un metro. De esta forma podrá mostrarse la potencialidad y posibilidades del programa. 9.3.1 Flujo de trabajo Lo primero que habrá que hacer será abrir el programa Allplan y seleccionar el proyecto sobre el que se está trabajando. Importación de datos A continuación, se deben importar los datos de Allplan Bridge. Esta operación se realiza desde el menú de “Construcción de puentes” que se encuentra arriba a la izquierda: El armado del tablero 82 82 Ilustración 9-4. Indicaciones en el programa (Fuente: Elab. propia) Desde ahí, en la pestaña de “Modelado Paramétrico” se selecciona la opción de “Importar datos de Allplan Bridge”, representada por el símbolo . Es necesario aceptar que se sobreescriban los datos e inmediatamente aparece un menú con opciones de la operación. Las casillas deberán marcarse como a continuación, es decir, seleccionando “Archivos de dibujo distintos” siempre que sea posible y “Nuevo archivo de dibujo” cuando no lo sea. Ilustración 9-5. Indicaciones en el programa (Fuente: Elab. propia) Esta selección se hace de esta forma para que sea posible realizar futuras operaciones. Si por algún motivo el diseño del puente cambiara, no es necesario repetir este proceso de nuevo. Sería suficiente seleccionar la opción “Actualizar datos de Allplan Bridge”, representada por . Una vez importados los datos de Allplan Bridge, la interfaz tendrá la siguiente apariencia: 83 83 "DIMENSIONAMIENTO DE MODELOS BIM DE PUENTES CON ALLPLAN BRIDGE" Ilustración 9-6 – Importación del modelo a ALLPLAN Si las vistas apareciesen en blanco, la solución es hacer doble clic con la rueda del ratón sobre cada una de ellas. Disposición de la armadura Para comenzar a dibujar la armadura, lo primero que hace falta es una sección. Para ello, todavía en el menú de “Construcción de puentes” y abriendo la pestaña de “Armadura” se selecciona la opción de “Generar sección” . En la vista de planta, se indican los dos puntos que delimitan la sección, se pulsa “Esc” y se indica el grosor de la sección. Es preferible que el grosor sea bajo para conseguir una buena representación en caso de que la sección sea variable. Por último, se ubica la sección en la vista en planta. Todo aquello que se quiera representar posteriormente en un plano es indispensable que se represente en este espacio, ya que, si no, no será visible. La apariencia de la sección es la siguiente: Ilustración 9-7. Sección tipo (Fuente: Elab. propia) Si apareciesen trazas de líneas que hacen que el trazado de la sección no sea claro, haciendo doble clic en el recuadro azul que se observa en la imagen se desplegará en el menú de propiedades de la sección. Desde ahí será posible definir el formato, siendo este el que se usa en la imagen: El armado del tablero 84 84 Ilustración 9-8. Indicaciones en el programa (Fuente: Elab. propia) Con la sección hecha, las tres vistas de la interfaz mostraran con líneas amarillas dónde se ubica esta. Ilustración 9-9. Interfaz Allplan (Fuente: Elab. propia) Para dibujar la armadura, se continúa trabajando desde la pestaña de “Armadura” del menú de “CONSTRUCCIÓN DE PUENTES”. Se selecciona la opción de “Forma de barra” y a continuación se selecciona el tipo de barra. Comenzando por las barras transversales inferiores, se utilizan barras de “Forma libre” y se definen todas las propiedades de la barra en el menú izquierdo: 85 85 "DIMENSIONAMIENTO DE MODELOS BIM DE PUENTES CON ALLPLAN BRIDGE" Ilustración 9-10. Menú de propiedades (Fuente: Elab. propia) Se dibuja a continuación sobre la sección. Dado que se ha definido un recubrimiento, tan solo es necesario seleccionar las esquinas de la propia sección y el programa la dibujará distanciada la cantidad que se haya indicado. Simultáneamente se habrá abierto este pequeño menú flotante: Ilustración 9-11. Indicaciones en el programa (Fuente: Elab. propia) Del que es importante conocer que el primer símbolo sirve para ubicar la armadura a un lado u otro del contorno sobre el que se está trabajando. Una vez dibujada la armadura, se pulsa “Esc” dos veces y se selecciona la información que se quiera mostrar en la etiqueta, pudiendo no mostrarse nada también. Una vez seleccionado, se ubica la etiqueta y se abre otro menú flotante: Ilustración 9-12. Indicaciones en el programa (Fuente: Elab. propia) Este menú debe quedar de la forma indicada ya que es relativo a cómo se distribuye la armadura transversal longitudinalmente y eso se hará más adelante. Por ello, se vuelve a pulsar “Esc”. El armado del tablero 92 92 Ilustración 9-30. Apariencia del armado (Fuente: Elab. propia) Ilustración 9-31. Apariencia del armado (Fuente: Elab. propia) 93 93 "DIMENSIONAMIENTO DE MODELOS BIM DE PUENTES CON ALLPLAN BRIDGE" 10 LOS ENTREGABLES iguiendo el flujo de trabajo análisis estructural descrito, se obtendrán tres tipos de entregables. Dos de ellos proceden de Allplan Bridge y son resultado directo del cálculo, es decir, no es necesario hacer nada más para obtenerlos. El tercero, correspondiente a los planos, se obtiene en Allplan y si requiere elaboración. Informes Una vez realizados todos los cálculos Allplan Bridge brinda la posibilidad de elaborar automáticamente informes de los resultados. Es imprescindible seguir el orden que se ha especificado para las tareas de cálculo, puesto que de no haberse realizado alguno de los cálculos, diseños o comprobaciones, no se podrá realizar el informe. Para la elaboración de los informes se usarán tres tareas de cálculo: “LINSTRESSREPORT”, “DESIGNREPORT” y “CHECKREPORT”. Ilustración 10-1. Indicaciones en el programa (Fuente: Elab. propia) El funcionamiento de estas tareas de cálculo es muy sencillo y tan solo habrá que indicarles el nombre de los resultados a los que se tienen que acoger para elaborar los informes. Es en este momento cuando es importante recordar los nombres de los resultados teniendo cuidado, ya que como anteriormente se indicó, deben transcribirse exactamente iguales para no dar fallo. 10.1.1 Tareas de calculo Una vez añadidos todos los informes, la tabla de tareas de cálculo será de la siguiente forma: S Los entregables 94 94 Tabla 10.1. Tareas de cálculo (Fuente: Elab. propia) Como se observa en ella, se ha añadido también un informe de tendones, que aportará datos sobre la geometría de los mismo y permitirá completar el trabajo. Cabe destacar que los informes referidos se generan en archivos de Microsoft Word de forma independiente, es decir, por cada informe requerido habrá un informe para cada una de las secciones que se hayan definido del tablero. Por este motivo, se recomienda que mientras el proyecto se encuentre en un proceso iterativo hasta la consecución de resultados satisfactorios, se mantenga activa la casilla de saltar, como se observa en la imagen anterior. En caso contrario, cada vez que se ordene el cálculo los tiempos de espera serán muy elevados. Contradiciendo lo anterior, puede resultar útil su activación cuando dentro de ese proceso iterativo sea difícil localizar por qué no se cumplen algunas condiciones. Estos informes se almacenarán automáticamente en la carpeta del proyecto en que se esté trabajando. Se puede observar dicha ruta en la barra superior azul del programa. 10.1.2 Tipos de Informe El siguiente esquema resume la variedad de informes que se pueden obtener: 95 95 "DIMENSIONAMIENTO DE MODELOS BIM DE PUENTES CON ALLPLAN BRIDGE" Ilustración 10-2. Esquema de informes (Fuente: Elab. propia) Por ejemplo, si se observa el INFORME 5. COMPROBACIÓN DE RESISTENCIA DEL CORTANTE del Anejo 2 INFORMES se puede observar el esquema que suelen seguir. En primer lugar, muestra siempre la sección que se estudia, junto al aprovechamiento máximo y datos de materiales y geometría: Ilustración 10-3. Ejemplo de informe (Fuente: Elab. Propia) En segundo lugar, muestra los datos de las fuerzas calculadas en el programa: Los entregables 96 96 Ilustración 10-4. Ejemplo de informe (Fuente: Elab. Propia) A continuación, los resultados de las comprobaciones que se realizan, usualmente acompañado de gráficos que complementan la información: Ilustración 10-5. Ejemplo de informe (Fuente: Elab. Propia) Por último, se muestra siempre el cálculo detallado del resultado más desfavorable de los mostrados anteriormente: Ilustración 10-6. Ejemplo de informe (Fuente: Elab. Propia) 97 97 "DIMENSIONAMIENTO DE MODELOS BIM DE PUENTES CON ALLPLAN BRIDGE" En el Anejo 2 “INFORMES” se puede observar un informe de cada uno de los que se pueden obtener. Se ha tomado para toda la misma sección, correspondiente al centro de vano. En el caso de los tendones, también se ha tomado en ambos casos el mismo Resultados Estos se visualizan dentro del programa Allplan Bridge. Para ello, se abre el menú de RESULTADOS en la ventana que se encuentra a la izquierda, y la pestaña del mismo nombre de la cinta superior de opciones. Desde el primero, se podrá seleccionar el tipo de diagrama o tabla, para posteriormente elegir los datos de dicho resultado: Ilustración 10-7. Menú de resultados (Fuente: Elab. Propia) Desde el segundo, se podrán seleccionar qué esfuerzos o desplazamientos se quieren ver. Los entregables 98 98 Ilustración 10-8. Opciones en pestaña de resultados (Fuente: Elab. Propia) A continuación, se muestra de ejemplo cómo se obtienen el diagrama 3D de momentos flectores que generan las cargas de pretensado acumuladas el día 39. En primer lugar, se selecciona el tipo de diagrama, en este caso Diagramas 3D: Ilustración 10-9. Ejemplo de obtención de resultados en Allplan Bridge (Fuente: Elab. Propia) En segundo lugar, se selecciona el tipo de diagrama 3D: Ilustración 10-10. Ejemplo de obtención de resultados en Allplan Bridge (Fuente: Elab. Propia) 99 99 "DIMENSIONAMIENTO DE MODELOS BIM DE PUENTES CON ALLPLAN BRIDGE" En tercer lugar, en la parte inferior del mismo menú se seleccionan los datos del resultado, que para el ejemplo será casos de carga: Ilustración 10-11. Ejemplo de obtención de resultados en Allplan Bridge (Fuente: Elab. Propia) Y a continuación el caso de carga deseado: Ilustración 10-12. Ejemplo de obtención de resultados en Allplan Bridge (Fuente: Elab. Propia) Los entregables 100 100 Por último, se seleccionará en la cinta superior de opciones los esfuerzos que se quieren representar: Ilustración 10-13. Ejemplo de obtención de resultados en Allplan Bridge (Fuente: Elab. Propia) Quedando el gráfico que se buscaba: Ilustración 10-14. Ejemplo de obtención de resultados en Allplan Bridge (Fuente: Elab. Propia) Todos los tipos de resultados que se pueden obtener se detallan en este esquema: 101 101 "DIMENSIONAMIENTO DE MODELOS BIM DE PUENTES CON ALLPLAN BRIDGE" Ilustración 10-15. Esquema de gráficos (Fuente: Elab. propia) Los resultados que se obtienen aquí son principalmente diagramas y gráficos, aunque también se obtienen las clásicas tablas de resultados. Con el fin de dar a conocer todos los tipos de gráficos, en el Anejo 1 de “DIAGRAMAS Y TABLAS DE RESULTADOS” se expone uno de cada tipo. En ellos, se observa siempre el mismo caso de carga, envolvente, prueba modo de vibración y grupo de carril de modo que se aprecie de la mejor manera posible las diferencias a la hora de representar los resultados de cada uno de los gráficos o diagramas. Referencias 108 108 [17] Ministerio de Fomento, “Instrucción sobre las acciones a cosniderar en el proyecto de puentes de carretera - IAP-11,” p. 88, 2012. [18] ALLPLAN GmbH, Ed., ALLPLAN BRIDGE 2023 Guía de inicio. 2023. 1 Anejo 1. DIAGRAMAS Y TABLAS DE RESULTADOS DIAGRAMA 1. REPRESENTACIÓN DE CASO DE CARGA. PESO PROPIO Ilustración Anejo 1. 1. Deformada peso propio (Fuente: Elab. Propia) Ilustración Anejo 1. 2. Superficie a color del Mz del peso propio (Fuente: Elab. Propia) Anejo nº2. DIAGRAMAS Y TABLAS DE RESULTADOS 2 2 Ilustración Anejo 1. 3. Diagrama 3D del Mz del peso propio (Fuente: Elab. Propia) Ilustración Anejo 1. 4. Diagrama 2D del Mz del peso propio (Fuente: Elab. Propia) 3 3 "DIMENSIONAMIENTO DE MODELOS BIM DE PUENTES CON ALLPLAN BRIDGE" DIAGRAMA 2. REPRESENTACIÓN DE ENVOLVENTE. ELS FRECUENTE. Ilustración Anejo 1. 5. Deformada ELS Frecuente (Fuente: Elab. Propia) Ilustración Anejo 1. 6. Superficie a color del Mz del ELS Frecuente (Fuente: Elab. Propia) Anejo nº2. DIAGRAMAS Y TABLAS DE RESULTADOS 4 4 Ilustración Anejo 1. 7. Diagrama 3D del Mz del ELS Frecuente (Fuente: Elab. Propia) Ilustración Anejo 1. 8. Diagrama 2D del Mz del ELS Frecuente (Fuente: Elab. Propia) 5 5 "DIMENSIONAMIENTO DE MODELOS BIM DE PUENTES CON ALLPLAN BRIDGE" DIAGRAMA 3. REPRESENTACIÓN DE PRUEBAS. COMPROBACIÓN DE FLEXIÓN. Ilustración Anejo 1. 9. Superficie a color comprobación de flexión (Fuente: Elab. Propia) Ilustración Anejo 1. 10. Diagrama 3D de comprobación de flexión (Fuente: Elab. Propia) Anejo nº2. DIAGRAMAS Y TABLAS DE RESULTADOS 6 6 Ilustración Anejo 1. 11. Diagrama 2D de comprobación de flexión (Fuente: Elab. Propia) 7 7 "DIMENSIONAMIENTO DE MODELOS BIM DE PUENTES CON ALLPLAN BRIDGE" DIAGRAMA 4. REPRESENTACIÓN DE MODOS EIGEN. MODO 3. Ilustración Anejo 1. 12. Deformada del tercer modo de vibración (Fuente: Elab. Propia) Ilustración Anejo 1. 13. Superficie a color del uz del tercer modo de vibración (Fuente: Elab. Propia) Anejo nº2. DIAGRAMAS Y TABLAS DE RESULTADOS 8 8 Ilustración Anejo 1. 14. Diagrama 3D del uz del tercer modo de vibración (Fuente: Elab. Propia) Ilustración Anejo 1. 15. Diagrama 2D del uz del tercer modo de vibración (Fuente: Elab. Propia) 9 9 "DIMENSIONAMIENTO DE MODELOS BIM DE PUENTES CON ALLPLAN BRIDGE" DIAGRAMA 5. LÍNEAS DE INFLUENCIA DE CARRIL VIRTUAL Ilustración Anejo 1. 16. Evolución de líneas de influencia (Fuente: Elab. Propia) Ilustración Anejo 1. 17. Evolución de líneas de influencia (Fuente: Elab. Propia) Ilustración Anejo 1. 18. Evolución de líneas de influencia (Fuente: Elab. Propia) Anejo nº2. DIAGRAMAS Y TABLAS DE RESULTADOS 16 16 Ilustración Anejo 1. 37. Evolución de líneas de influencia (Fuente: Elab. Propia) Ilustración Anejo 1. 38. Evolución de líneas de influencia (Fuente: Elab. Propia) Ilustración Anejo 1. 39. Evolución de líneas de influencia (Fuente: Elab. Propia) 17 17 "DIMENSIONAMIENTO DE MODELOS BIM DE PUENTES CON ALLPLAN BRIDGE" Ilustración Anejo 1. 40. Evolución de líneas de influencia (Fuente: Elab. Propia) Ilustración Anejo 1. 41. Evolución de líneas de influencia (Fuente: Elab. Propia) Ilustración Anejo 1. 42. Evolución de líneas de influencia (Fuente: Elab. Propia) Anejo nº2. DIAGRAMAS Y TABLAS DE RESULTADOS 18 18 Ilustración Anejo 1. 43. Evolución de líneas de influencia (Fuente: Elab. Propia) Ilustración Anejo 1. 44. Evolución de líneas de influencia (Fuente: Elab. Propia) Ilustración Anejo 1. 45. Evolución de líneas de influencia (Fuente: Elab. Propia) 19 19 "DIMENSIONAMIENTO DE MODELOS BIM DE PUENTES CON ALLPLAN BRIDGE" Ilustración Anejo 1. 46. Evolución de líneas de influencia (Fuente: Elab. Propia) Ilustración Anejo 1. 47. Evolución de líneas de influencia (Fuente: Elab. Propia) Ilustración Anejo 1. 48. Evolución de líneas de influencia (Fuente: Elab. Propia) Anejo nº2. DIAGRAMAS Y TABLAS DE RESULTADOS 20 20 TABLA 1. COMPROBACIÓN DEL ARMADO A FLEXIÓN EN t0. Tabla Anejo 1. 1. Comprobación del armado a flexión en t0 (Fuente: Elab. Propia) 21 21 "DIMENSIONAMIENTO DE MODELOS BIM DE PUENTES CON ALLPLAN BRIDGE" TABLA 2. FUERZAS INTERNAS PARA EL TERCER MODO DE VIBRACIÓN. Anejo nº2. DIAGRAMAS Y TABLAS DE RESULTADOS 22 22 Tabla Anejo 1. 2. Fuerzas internas del tercer modo de vibración (Fuente: Elab. Propia) 23 23 "DIMENSIONAMIENTO DE MODELOS BIM DE PUENTES CON ALLPLAN BRIDGE" TABLA 3. DESPLAZAMIENTOS DEL PESO PROPIO Anejo nº2. DIAGRAMAS Y TABLAS DE RESULTADOS 24 24 Tabla Anejo 1. 3. Desplazamientos del peso propio (Fuente: Elab. Propia) 25 25 "DIMENSIONAMIENTO DE MODELOS BIM DE PUENTES CON ALLPLAN BRIDGE" TABLA 4. FUERZAS INTERNAS DEL ELS FRECUENTE 27 27 "DIMENSIONAMIENTO DE MODELOS BIM DE PUENTES CON ALLPLAN BRIDGE" Anejo nº4. ARMADURA TRANSVERSAL. 28 28 29 29 "DIMENSIONAMIENTO DE MODELOS BIM DE PUENTES CON ALLPLAN BRIDGE" Anejo nº4. ARMADURA TRANSVERSAL. 30 30 31 31 "DIMENSIONAMIENTO DE MODELOS BIM DE PUENTES CON ALLPLAN BRIDGE" Anejo nº4. ARMADURA TRANSVERSAL. 32 32 33 33 "DIMENSIONAMIENTO DE MODELOS BIM DE PUENTES CON ALLPLAN BRIDGE" Anejo nº4. ARMADURA TRANSVERSAL. 34 34 35 35 "DIMENSIONAMIENTO DE MODELOS BIM DE PUENTES CON ALLPLAN BRIDGE" Anejo nº4. ARMADURA TRANSVERSAL. 36 36 43 43 "DIMENSIONAMIENTO DE MODELOS BIM DE PUENTES CON ALLPLAN BRIDGE" Anejo nº4. ARMADURA TRANSVERSAL. 44 44 45 45 "DIMENSIONAMIENTO DE MODELOS BIM DE PUENTES CON ALLPLAN BRIDGE" Anejo nº4. ARMADURA TRANSVERSAL. 46 46 47 47 "DIMENSIONAMIENTO DE MODELOS BIM DE PUENTES CON ALLPLAN BRIDGE" Anejo nº4. ARMADURA TRANSVERSAL. 48 48 49 49 "DIMENSIONAMIENTO DE MODELOS BIM DE PUENTES CON ALLPLAN BRIDGE" Anejo nº4. ARMADURA TRANSVERSAL. 50 50 51 51 "DIMENSIONAMIENTO DE MODELOS BIM DE PUENTES CON ALLPLAN BRIDGE" Anejo nº4. ARMADURA TRANSVERSAL. 52 52 59 59 "DIMENSIONAMIENTO DE MODELOS BIM DE PUENTES CON ALLPLAN BRIDGE" Anejo nº4. ARMADURA TRANSVERSAL. 60 60 61 61 "DIMENSIONAMIENTO DE MODELOS BIM DE PUENTES CON ALLPLAN BRIDGE" Anejo nº4. ARMADURA TRANSVERSAL. 62 62 63 63 "DIMENSIONAMIENTO DE MODELOS BIM DE PUENTES CON ALLPLAN BRIDGE" Anejo nº4. ARMADURA TRANSVERSAL. 64 64 s 65 65 "DIMENSIONAMIENTO DE MODELOS BIM DE PUENTES CON ALLPLAN BRIDGE" Anejo nº4. ARMADURA TRANSVERSAL. 66 66 67 67 "DIMENSIONAMIENTO DE MODELOS BIM DE PUENTES CON ALLPLAN BRIDGE" Anejo nº4. ARMADURA TRANSVERSAL. 68 68 75 75 "DIMENSIONAMIENTO DE MODELOS BIM DE PUENTES CON ALLPLAN BRIDGE" Anejo nº4. ARMADURA TRANSVERSAL. 76 76 77 77 "DIMENSIONAMIENTO DE MODELOS BIM DE PUENTES CON ALLPLAN BRIDGE" Anejo nº4. ARMADURA TRANSVERSAL. 78 78 79 79 "DIMENSIONAMIENTO DE MODELOS BIM DE PUENTES CON ALLPLAN BRIDGE" Anejo nº4. ARMADURA TRANSVERSAL. 80 80 81 81 "DIMENSIONAMIENTO DE MODELOS BIM DE PUENTES CON ALLPLAN BRIDGE" Anejo nº4. ARMADURA TRANSVERSAL. 82 82