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Design optimization of precast-prestressed concrete road bridges with steel fiber-reinforcement by a hybrid evolutionary algorithm

http://www.tierra-armada.com/

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Recientemente hemos publicado un art铆culo donde hemos empleado un algoritmo evolutivo h铆brido para optimizar tanto el coste como las emisiones de聽CO2 de puentes en viga artesa, con la particularidad de usar hormigones con fibras de acero. Se trata de un problema combinatorio complejo, con 41 variables de dise帽o, que se aplic贸 a un puente de 30 m de luz y una anchura de calzada de 12 m. Os dejo a continuaci贸n el art铆culo completo.

Abstract:聽

In this paper, the influence of steel fiber-reinforcement when designing precast-prestressed concrete (PPC) road bridges with a double U-shape cross-section is studied through heuristic optimization. A hybrid evolutionary algorithm (EA) combining a genetic algorithm (GA) with variable-depth neighborhood search (VDNS) is formulated to minimize the economic cost and CO2 emissions, while imposing constraints on all the relevant limit states. The case study proposed is a 30-m span-length with a deck width of 12 m. The problem involved 41 discrete design variables. The algorithm requires the initial calibration. Moreover, the heuristic is run nine times so as to obtain statistical information about the minimum, average and deviation of the results. The evolution of the objective function during the optimization procedure is highlighted. Findings show that heuristic optimization is a forthcoming option for the design of real-life prestressed structures. This paper provides useful knowledge that could offer a better understanding of the steel fiber-reinforcement in U-beam road bridges.

Keywords: hybrid evolutionary algorithm, precast-prestressed concrete, steel fiber-reinforcement, U-shape cross-section.

Reference:

YEPES, V.; MART脥, J.V.; GARC脥A-SEGURA, T. (2017). Design optimization of precast-prestressed concrete road bridges with steel fiber-reinforcement by a hybrid evolutionary algorithm. International Journal of Computational Methods and Experimental Measurements, 5(2):179-189.

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3 Enero, 2017
 
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Optimization of buttressed earth-retaining walls using hybrid harmony search algorithms

Para empezar este a帽o 2017, nada mejor que te comuniquen la publicaci贸n de un art铆culo de investigaci贸n el mismo d铆a 1. Se trata en este caso de la utilizaci贸n de algoritmos heur铆sticos h铆bridos para optimizar el coste de muros de contrafuertes. Se ha publicado en la revista Engineering Structures.

Como suele ser habitual en la editorial Elsevier, os pod茅is descargar GRATUITAMENTE el art铆culo hasta el 20 de febrero accediendo al siguiente enlace:

https://authors.elsevier.com/a/1UJQQW4G4Bl2d

Abstract:

This paper represents an economic optimization of buttressed earth-retaining walls. We explore the optimum solutions using a harmony search with an intensification stage through threshold accepting. The calibration of the resulting algorithm has been obtained as a result of several test runs for different parameters. A design parametric study was computed to walls in series from 4 to 16 m total height. The results showed different ratios of reinforcement per volume of concrete for three types of ground fill. Our main findings confirmed that the most sensitive variable for optimum walls is the wall-friction angle. The preference for wall-fill friction angles different to 0 in project design is confirmed. The type of fill is stated as the main key factor affecting the cost of optimum walls. The design parametric study shows that the soil foundation bearing capacity substantially affects costs, mainly in coarse granular fills (F1). In that sense, cost-optimum walls are less sensitive to the bearing capacity in mixed soils (F2) and fine soils of low plasticity (F3). Our results also showed that safety against sliding is a more influential factor for optimum buttressed walls than the overturning constraint. Finally, as for the results derived from the optimization procedure, a more suitable rule of thumb to dimension the footing thickness of the footing is proposed.

Keywords:

Structural design; Heuristics; Harmony search; Cost optimization; Concrete structures

Reference:

MOLINA-MORENO, F.; GARC脥A-SEGURA, T.; MART脥, J.V.; YEPES, V. (2017).聽Optimization of buttressed earth-retaining walls using hybrid harmony search algorithms. Engineering Structures, 134:205-216.聽http://dx.doi.org/10.1016/j.engstruct.2016.12.042

 

 

2 Enero, 2017
 
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Heuristic design of a precast-prestressed concrete U-beam and post-tensioned cast-in-place concrete slab road bridges

Viaducto St. Cloud, Francia 鈥 2000. http://vslmex.com.mx/

En estos momentos es posible automatizar completamente el dise帽o 贸ptimo de puentes usando algoritmos heur铆sticos. A continuaci贸n os dejo, en abierto, un cap铆tulo de libro en el que se explica tanto la optimizaci贸n de un puente de vigas artesas prefabricado como otro construido “in situ” como losa de hormig贸n postesado. Se trata de un trabajo incluido dentro del proyecto de investigaci贸n BRIDLIFE. Este tipo de t茅cnicas acabar谩n imponi茅ndose en unos a帽os en los paquetes inform谩ticos de c谩lculo. Sin embargo, resulta muy importante resaltar que el proyectista es el que tiene la 煤ltima palabra en el dise帽o.

Referencia:

Mart铆, J.V.; Alcal谩, J.; Garc铆a-Segura, T.; Yepes, V. (2016).聽Heuristic design of a precast-prestressed concrete U-beam and post-tensioned cast-in-place concrete slab road bridges. In: Hern谩ndez, S.; Brebbia, C.A.; de Wilde, W.P. (eds.), High Performance and Optimum Design of Structures and Materials II. WIT Transactions on The Built Environment, Vol. 166. WIT Press, pp. 17-28. ISBN:聽978-1-78466-143-4.

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20 Diciembre, 2016
 
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A Review of Multi-Criteria Decision-Making Methods Applied to the Sustainable Bridge Design

Puente en caj贸n postesado sobre el Turia (Quart de Poblet). Proyectado por Javier Manterola y constru铆do por Dragados y Construcciones en 1991.

Actualmente existe una tendencia clara hacia la sostenibilidad en los proyectos de estructuras, para lo cual es necesario equilibrar los criterios que apoyan esta sostenibilidad: la econom铆a, el medio ambiente y la sociedad. Estos pilares b谩sicos presentan objetivos diferentes y habitualmente enfrentados entre s铆. Esta realidad conduce hacia la necesidad de adoptar procesos de toma de decisiones que permitan alumbrar soluciones capaces de satisfacer, de la mejor manera posible, los principios de sostenibilidad citados.聽Los puentes forman parte de las infraestructuras b谩sicas de comunicaci贸n entre los distintos territorios. Por lo tanto, constituye una necesidad ineludible garantizar la sostenibilidad de este tipo de estructuras a lo largo de su ciclo de vida.

A continuaci贸n se presenta un art铆culo reci茅n publicado que tiene como objetivo principal revisar la aplicaci贸n de las t茅cnicas de decisi贸n multicriterio聽al caso de los puentes. Esta investigaci贸n聽se enmarca dentro del proyecto BRIDLIFE (BIA2014-56574-R), en el cual participan los autores. La revisi贸n se ha realizado atendiendo a las fases del ciclo de vida del puente, teniendo en cuenta aquellos trabajos que proponen soluciones y realizan un proceso directo de toma de decisiones respecto a estas soluciones. Asimismo, tambi茅n se han considerado aquellas aportaciones que, a pesar de no realizar una selecci贸n entre varias soluciones, aplican un m茅todo de toma de decisiones para evaluar una soluci贸n en particular. La relevancia de estos trabajos estriba en la forma en que se realizan los procesos de evaluaci贸n, los cuales constituyen la piedra angular para el proyecto de un puente desde el punto de vista de la sostenibilidad, atendiendo a todas y cada una de las fases de su ciclo de vida.

Este art铆culo lo pod茅is descargar en el siguiente enlace:聽http://www.mdpi.com/2071-1050/8/12/1295, aunque tambi茅n os lo dejo en el post para vuestra descarga directa.

Referencia:

Penad茅s-Pl脿, V.; Garc铆a-Segura, T.; Mart铆, J.V.; Yepes, V. A Review of Multi-Criteria Decision-Making Methods Applied to the Sustainable Bridge Design. Sustainability 2016, 8, 1295.

Descargar (PDF, 1.14MB)

10 Diciembre, 2016
 
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Adelanto de resultados parciales del proyecto BRIDLIFE

ph_vigas-artesaEl objetivo del proyecto BRIDLIFE consiste en desarrollar una metodolog铆a que permita incorporar un an谩lisis del ciclo de vida de vida de puentes de hormig贸n pretensado definiendo un proceso de toma de decisiones que integre los aspectos sociales y medioambientales mediante t茅cnicas anal铆ticas de toma de decisiones multicriterio. Los resultados esperados pretenden detallar qu茅 tipolog铆as, actuaciones de conservaci贸n y alternativas de demolici贸n y reutilizaci贸n son adecuadas para minimizar los impactos, dentro de una pol铆tica de fuerte limitaci贸n presupuestaria que compromete seriamente las pol铆ticas de creaci贸n y conservaci贸n de las infraestructuras.

Este es un proyecto competitivo financiado por el Ministerio Espa帽ol de Econom铆a y Competitividad y fondos FEDER (proyecto de investigaci贸n BIA2014-56574-R), cuya duraci贸n abarca los a帽os 2015-2017. En este momento, superado el ecuador del proyecto, podemos dar cuenta de algunos de los resultados ya publicados en revistas de impacto que espero os sean de inter茅s.

Como antecedentes necesarios se indican algunos trabajos previos, fruto del proyecto HORSOST, precedente al actual. La optimizaci贸n de un puente de vigas artesa se abord贸 con algoritmos h铆bridos basados en el recocido simulado [1] y algoritmos mem茅ticos [2]; se utilizaron algoritmos de enjambres de luci茅rnagas para optimizar el coste y las emisiones de CO2 de vigas en I, incorporando la carbonataci贸n en el ciclo de vida [3]; asimismo se evalu贸 el ciclo de vida de hormigones con distintas adiciones incluyendo la carbonataci贸n y la durabilidad [4].

Las primeras aportaciones realizadas en el a帽o 2015, ya dentro del proyecto, fueron la optimizaci贸n de estribos abiertos mediante algoritmos h铆bridos de escalada estoc谩stica [5]; la optimizaci贸n del coste de puentes en vigas artesa con hormig贸n con fibras [6] y la optimizaci贸n de las emisiones de CO2 de pasarelas de hormig贸n pretensado y secci贸n en caj贸n [7]. Destaca tambi茅n el trabajo desarrollado, bas谩ndose en una aproximaci贸n cognitiva, de una metodolog铆a que permite la toma de decisiones tras la aplicaci贸n de t茅cnicas de optimizaci贸n multiobjetivo [8].

En el a帽o 2016 se empezaron a realizar aportaciones realizadas, fundamentalmente con la evaluaci贸n de los impactos sociales de las infraestructuras a lo largo del ciclo su ciclo de vida [9,10]. Se avanz贸 con la optimizaci贸n de la energ铆a embebida en puentes de vigas artesa [11] y en la optimizaci贸n multiobjetivo del coste, las emisiones de CO2 y la seguridad a lo largo del ciclo de vida de puentes caj贸n [12]. Se han comparado puentes losa postesados y puentes prefabricados 贸ptimos [13]. Otra aportaci贸n de inter茅s se realiz贸 con la colaboraci贸n del profesor Dan M. Frangopol, que realiz贸 una estancia en nuestro grupo de investigaci贸n. Se compar贸 el coste del ciclo de vida de puentes caj贸n usando una aproximaci贸n basada en la fiabilidad [14].

Durante el a帽o 2017, 煤ltimo del proyecto, existen trabajos ya publicados y otros en proceso de revisi贸n. Se describen brevemente los ya publicados. Se aplic贸 el an谩lisis de ciclo de vida completo atendiendo a todo tipo de impactos ambientales a muros de contrafuertes [15], introduciendo una metodolog铆a que se est谩 aplicando a estructuras m谩s complejas como los puentes. Se a introducido un metamodelo basado en redes neuronales para mejorar el rendimiento en el proceso de optimizaci贸n multiobjetivo de puentes en caj贸n [16]. Tambi茅n se optimizaron las emisiones de CO2 en puentes de vigas artesa realizados con hormigones con fibras [17].

Aparte de estas aportaciones, directamente relacionadas con el proyecto BRIDLIFE, durante este periodo de tiempo destacan dos trabajos similares aplicados a la optimizaci贸n del mantenimiento de pavimentos de carreteras desde los puntos de vista econ贸micos y medioambientales [18,19].

Cabe destacar, por 煤ltimo, que durante los a帽os 2015-2016 se han le铆do cinco tesis doctorales relacionadas, de forma directa o indirecta, con los objetivos desarrollados por el presente proyecto de investigaci贸n [20-24], existiendo otras cinco en estado avanzado de desarrollo.

Referencias:

[1] J.V. Mart铆, F. Gonz谩lez-Vidosa, F.; V. Yepes, J. Alcal谩, Design of prestressed concrete precast road bridges with hybrid simulated annealing, Engineering Structures. 48 (2013) 342-352.

[2] J.V. Mart铆, V. Yepes, F. Gonz谩lez-Vidosa, A. Luz, Dise帽o autom谩tico de tableros 贸ptimos de puentes de carretera de vigas artesa prefabricadas mediante algoritmos mem茅ticos h铆bridos, Revista Internacional de M茅todos Num茅ricos para C谩lculo y Dise帽o en Ingenier铆a. 30(3) (2014) 145-154.

[3] T. Garc铆a-Segura, V. Yepes, J.V. Mart铆, J. Alcal谩, Optimization of concrete I-beams using a new hybrid glowworm swarm algorithm, Latin American Journal of Solids and Structures. 11(7) (2014) 1190-1205.

[4] T. Garc铆a-Segura, V. Yepes, J.V. Mart铆, J. Alcal谩, Life-cycle greenhouse gas emissions of blended cement concrete including carbonation and durability, International Journal of Life Cycle Assessment. 19(1) (2014) 3-12.

[5] A. Luz, V. Yepes, F. Gonz谩lez-Vidosa, J.V. Mart铆, Dise帽o de estribos abiertos en puentes de carretera obtenidos mediante optimizaci贸n h铆brida de escalada estoc谩stica, Informes de la Construcci贸n. 67(540) (2015) e114.

[6] J.V. Mart铆, V. Yepes, F. Gonz谩lez-Vidosa, Memetic algorithm approach to designing of precast-prestressed concrete road bridges with steel fiber-reinforcement, Journal of Structural Engineering ASCE. 141(2) (2015) 04014114.

[7] T. Garc铆a-Segura, V. Yepes, J. Alcal谩, E. P茅rez-L贸pez, Hybrid harmony search for sustainable design of post-tensioned concrete box-girder pedestrian bridges, Engineering Structures. 92 (2015) 112-122.

[8] V. Yepes, T. Garc铆a-Segura, J.M. Moreno-Jim茅nez, A cognitive approach for the multi-objective optimization of RC structural problems, Archives of Civil and Mechanical Engineering. 15(4) (2015) 1024-1036.

[9] E. Pellicer, L.A. Sierra, V. Yepes, Appraisal of infrastructure sustainability by graduate students using an active-learning method, Journal of Cleaner Production. 113 (2016) 884-896.

[10] L.A. Sierra, E. Pellicer, V. Yepes, Social sustainability in the life cycle of Chilean public infrastructure, Journal of Construction Engineering and Management ASCE. 142(1) (2016) 05015020.

[11] J.V. Mart铆, T. Garc铆a-Segura, V. Yepes. Structural design of precast-prestressed concrete U-beam road bridges based on embodied energy, Journal of Cleaner Production. 120 (2016) 231-240.

[12] T. Garc铆a-Segura, V. Yepes, Multiobjective optimization of post-tensioned concrete box-girder road bridges considering cost, CO2 emissions, and safety, Engineering Structures. 125 (2016) 325-336.

[13] J.V. Mart铆, J. Alcal谩, T. Garc铆a-Segura, V. Yepes, Heuristic design of precast-prestressed concrete U-beam and post-tensioned cast-in-place concrete slab road bridges, International Conference on High Performance and Optimum Design of Structures and Materials (HPSM/OPTI 216) (2016), 10 pp.

[14] T. Garc铆a-Segura, V. Yepes, D.M. Frangopol, D.Y. Yang, Comparing the life-cycle cost of optimal bridge designs using a lifetime reliability-based approach, Fifth International Symposium on Life -Cycle Civil Engineering (IALCCE 2016). (2016) 1146-1153.

[15] P. Zastrow, F. Molina-Moreno, T. Garc铆a-Segura, J.V. Mart铆, V. Yepes. Life cycle assessment of cost-optimized buttress earth-retaining walls: a parametric study, Journal of Cleaner Production. 140 (2017) 1037-1048.

[16] T. Garc铆a-Segura, V. Yepes, J. Alcal谩, Computer-support tool to optimize bridges automatically, International Journal of Computational Methods and Experimental Measurements. 5(2) (2017) 171-178.

[17] V. Yepes, J.V. Mart铆, T. Garc铆a-Segura, Design optimization of precast-prestressed concrete road bridges with steel fiber-reinforcement by a hybrid evolutionary algorithm, International Journal of Computational Methods and Experimental Measurements. 5(2) (2017) 179-189.

[18] C. Torres-Machi, A. Chamorro, E. Pellicer, V. Yepes, C. Videla, Sustainable pavement management: Integrating economic, technical, and environmental aspects in decision making, Transportation Research Record. 2523 (2015) 56-63.

[19] V Yepes, C. Torres-Mach铆, A. Chamorro, E. Pellicer, Optimal pavement maintenance programs based on a hybrid greedy randomized adaptive search procedure algorithm, Journal of Civil Engineering and Management. 22(4) (2016) 540-550.

[20] C. Torres-Mach铆, Optimizaci贸n heur铆stica multiobjetivo para la gesti贸n de activos de infraestructuras de transporte terrestre, Tesis doctoral, Universitat Polit猫cnica de Val猫ncia y Pontificia Universidad Cat贸lica de Chile, 2015.

[21] A.M. Rodriguez-Calderita, Optimizaci贸n heur铆stica de forjados de losa postesa, Tesis doctoral, Universitat Polit猫cnica de Val猫ncia, 2015.

[22] A.J. Luz, Dise帽o 贸ptimo de estribos abiertos de hormig贸n armado en puentes de carretera mediante optimizaci贸n heur铆stica, Tesis doctoral, Universitat Polit猫cnica de Val猫ncia, 2016.

[23] F. Navarro-Ferrer, Modelos predictivos de las caracter铆sticas prestacionales de hormigones fabricados en condiciones industriales, Tesis doctoral, Universitat Polit猫cnica de Val猫ncia, 2016.

[24] T. Garc铆a-Segura, Efficient design of post-tensioned concrete box-girder road bridges based on sustainable multi-objective criteria, Tesis doctoral, Universitat Polit猫cnica de Val猫ncia, 2016.

3 Diciembre, 2016
 
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Life cycle assessment of cost-optimized buttress earth-retaining walls: a parametric study

s09596526Nos acaban de publicar un art铆culo que versa sobre la evaluaci贸n del ciclo de vida de muros 贸ptimos de contrafuertes. En este estudio se han analizado 30 muros optimizados de varias alturas (4-13 m), con terrenos de distintas capacidades portantes (0,2; 0,3 y 0,4 MPa). Os paso la referencia, el resumen y el enlace al art铆culo. Espero que os sea de inter茅s.

NOTICIA: Hasta el 21 de diciembre de 2016 pod茅is descargaros gratis el art铆culo directamente en:

http://authors.elsevier.com/a/1Tz-03QCo9JQWX

Aprovecha la oportunidad para no pagar los costes de descarga.

Highlights

  • A life cycle assessment over 30 optimized earth-retaining walls is conducted
  • Concrete presents the highest contribution to all impact categories
  • Steel significance on every impact increases with wall size
  • The recycling rate influences each impact category to different degrees
  • Savings on abiotic resource depletion with 70% recycled steel are about 72%

 

l-31-fig31-3-counterfort-retaining-wallsAbstract:

In this paper life cycle assessments are carried out on 30 optimized earth-retaining walls of various heights (4鈥13聽m) and involving different permissible soil stresses (0.2, 0.3 and 0.4聽MPa) in Spain. Firstly, the environmental impacts considered in the assessment method developed by the Leiden University (CML 2001) are analyzed for each case, demonstrating the influence of the wall height and permissible soil stress. Secondly, this paper evaluates the contribution range of each element to each impact. The elements considered are: concrete, landfill, machinery, formwork, steel, and transport. Moreover, the influence of the wall height on the contribution of each element over the total impact is studied. This paper then provides the impact factors per unit of concrete, steel, and formwork. These values enable designers to quickly evaluate impacts from available measurements. Finally, the influence of steel recycling on the environmental impacts is highlighted. Findings indicate that concrete is the biggest contributor to all impact categories, especially the global warming potential. However, the steel doubles its contribution when the wall heights increase from 4聽m to 13聽m. Results show that recycling rates affect impacts differently.

Keywords

Life cycle assessment;聽Retaining wall;聽Sustainability; Buttressed wall

Referencia:

ZASTROW, P.; MOLINA-MORENO, F.; GARC脥A-SEGURA, T.; MART脥, J.; YEPES, V. (2017).聽Life cycle assessment of cost-optimized buttress earth-retaining walls: a parametric study. Journal of Cleaner Production, 140:1037-1048. DOI: 10.1016/j.jclepro.2016.10.085

 

 

Tesis doctoral: Efficient design of post-tensioned concrete box-girder road bridges based on sustainable multi-objective criteria

tatiana_jpg-1024x748Hoy 30 de septiembre de 2016 ha tenido lugar la defensa de la tesis doctoral de D陋 Tatiana Garc铆a Segura denominada “Efficient design of post-tensioned concrete box-girder road bridges based on sustainable multi-objective criteria”, dirigida por V铆ctor Yepes Piqueras. La tesis recibi贸 la calificaci贸n de “Sobresaliente Cum Laude” por unanimidad, con menci贸n internacional. Presentamos a continuaci贸n un peque帽0 resumen de la misma.

Resumen:

Los puentes, como parte importante de una infraestructura, se espera que re煤nan todos los requisitos de una sociedad moderna. Tradicionalmente, el objetivo principal en el dise帽o de puentes ha sido lograr el menor coste mientras se garantiza la eficiencia estructural. Sin embargo, la preocupaci贸n por construir un futuro m谩s sostenible ha provocado un cambio en las prioridades de la sociedad. Estructuras m谩s ecol贸gicas y duraderas son cada vez m谩s demandadas. Bajo estas premisas, los m茅todos de optimizaci贸n heur铆stica proporcionan una alternativa eficaz a los dise帽os estructurales basados en la experiencia. La aparici贸n de nuevos materiales, dise帽os estructurales y criterios sostenibles motivan la necesidad de crear una metodolog铆a para el dise帽o autom谩tico y preciso de un puente real de hormig贸n postesado que considere todos estos aspectos. Por primera vez, esta tesis estudia el dise帽o eficiente de puentes de hormig贸n postesado con secci贸n en caj贸n desde un punto de vista sostenible. Esta investigaci贸n integra criterios ambientales, de seguridad estructural y durabilidad en el dise帽o 贸ptimo del puente. La metodolog铆a propuesta proporciona m煤ltiples soluciones que apenas encarecen el coste y mejoran la seguridad y durabilidad. Al mismo tiempo, se cuantifica el enfoque sostenible en t茅rminos econ贸micos, y se eval煤a el efecto que tienen dichos criterios en el valor 贸ptimo de las variables.

2016-09-30-19_21_29En este contexto, se formula una optimizaci贸n multiobjetivo que proporciona soluciones eficientes y de compromiso entre los criterios econ贸micos, ecol贸gicos y sociales. Un programa de optimizaci贸n del dise帽o selecciona la mejor combinaci贸n聽de geometr铆a, tipo de hormig贸n, armadura y postesado que cumpla con los objetivos seleccionados. Se ha escogido como caso de estudio un puente continuo en caj贸n de tres vanos situado en la costa. Este m茅todo proporciona un mayor conocimiento sobre esta tipolog铆a de puentes desde un punto de vista sostenible. Se ha estudiado el ciclo de vida a trav茅s de la evaluaci贸n del deterioro estructural del puente debido al ataque por cloruros. Se examina el impacto econ贸mico, ambiental y social que produce el mantenimiento necesario para extender la vida 煤til del puente. Por lo tanto, los objetivos propuestos para un dise帽o eficiente han sido trasladados desde la etapa inicial hasta la consideraci贸n del ciclo de vida.

Para solucionar el problema del elevado tiempo de c谩lculo debido a la optimizaci贸n multiobjetivo y el an谩lisis por elementos finitos, se han integrado redes neuronales en la metodolog铆a propuesta. Las redes neuronales son entrenadas para predecir la respuesta estructural a partir de las variables de dise帽o, sin la necesidad de analizar el puente. El problema de optimizaci贸n multiobjetivo se traduce en un conjunto de soluciones de compromiso que representan objetivos contrapuestos. La selecci贸n final de las soluciones preferidas se simplifica mediante una t茅cnica de toma de decisiones. Una t茅cnica estructurada convierte los juicios basados en comparaciones por pares de elementos con un grado de incertidumbre en valores num茅ricos que garantizan la consistencia de dichos juicios. Esta tesis proporciona una gu铆a que extiende y mejora las recomendaciones sobre el dise帽o de estructuras de hormig贸n dentro del contexto de desarrollo sostenible. El uso de la metodolog铆a propuesta lleva a dise帽os con menor coste y emisiones del ciclo de vida, comparado con dise帽os que siguen metodolog铆as generales. Los resultados demuestran que mediante una correcta elecci贸n del valor de las variables se puede mejorar la seguridad y durabilidad del puente con un peque帽o incremento del coste. Adem谩s, esta metodolog铆a es aplicable a cualquier tipo de estructura y material.

Multiobjective optimization of post-tensioned concrete box-girder road bridges considering cost, CO2 emissions, and safety

Sin t铆tulo

ACCESO LIBRE AL ART脥CULO:

The following personal article link, which will provide free access to your article, and is valid for 50 days, until September 14, 2016

http://authors.elsevier.com/a/1TROAW4G4Bhqk

Abstract:聽This paper presents a multiobjective optimization of post-tensioned concrete road bridges in terms of cost, CO2 emissions, and overall safety factor. A computer tool links the optimization modulus with a set of modules for the finite-element analysis and limit states verification. This is applied for the case study of a three-span continuous post-tensioned box-girder road bridge, located in a coastal region. A multiobjective harmony search is used to automatically search a set of optimum structural solutions regarding the geometry, concrete strength, reinforcing and post-tensioned steel. Diversification strategies are combined with intensification strategies to improve solution quality. Results indicate that cost and CO2 emissions are close to each other for any safety range. A one-euro reduction, involves a 2.34聽kg CO2 emissions reduction. Output identifies the best variables to improve safety and the critical limit states. This tool also provides bridge managers with a set of trade-off optimum solutions, which balance their preferences most closely, and meet the requirements previously defined.

Keywords

  • Multiobjective optimization;
  • CO2 emissions;
  • Safety;
  • Post-tensioned concrete;
  • Box-girder bridge;
  • Multiobjective harmony search

Highlights

  • A multiobjective optimization of post-tensioned concrete road bridges is presented.
  • A computer tool combines finite-element analysis and limit states verification.
  • Output provides a trade-off between cost, CO2 emissions, and overall safety factor.
  • Near the optima, a one-euro reduction represents a 2.34聽kg CO2 emissions reduction.
  • Results show the cheapest and most eco-friendly variables for improving safety.

Reference:

GARC脥A-SEGURA, T.; YEPES, V. (2016). Multiobjective optimization of post-tensioned concrete box-girder road bridges considering cost, CO2 emissions, and safety. Engineering Structures, 125:325-336.聽DOI: 10.1016/j.engstruct.2016.07.012.

Appraisal of infrastructure sustainability by graduate students using an active-learning method

file.FeedFileLoaderAppraisal of infrastructure sustainability by graduate students using an active-learning method

Abstract:

Currently many university programs in the construction field do not take sustainability into account from a holistic viewpoint. This may cause a lack of sensitivity from future professionals concerning sustainability. Academics in construction must endeavor to instill a culture of sustainability in the curricula of their students. Therefore, this study proposes an active-learning method that allows graduate students in the construction field to take into consideration infrastructure sustainability from a variety of perspectives in a participatory process. The students applied an analytical hierarchical process to determine the appraisal degree of each criterion. A cluster statistical analysis was carried out, aiming to identify the profiles that influence decision-making. This method was applied to two classes of graduate students enrolled in the Master of Planning and Management in Civil Engineering at the Universitat Polit猫cnica de Val猫ncia. This method identified a correlation between the profiles toward sustainability and the characteristics of the chosen infrastructure. It was also found that the method fulfills educational purposes: most of the students obtained more than 65% of the target learning outcomes. This approach promotes awareness and sensitivity to different points of view of the sustainability in a participatory context. It can be replicated in other contexts so as to obtain appraisals regarding various criteria that help enhance decision-making.

Highlights

  • Proposal of a method that allows students to consider infrastructure sustainability.
  • Participatory learning method that promotes integral sustainability.
  • Students profiles’ identification influencing decision making toward sustainability.
  • The profiles of evaluators influence the prioritization among alternatives.

Reference:

PELLICER, E.; SIERRA, L.A.; YEPES, V. (2016).聽Appraisal of infrastructure sustainability by graduate students using an active-learning method. Journal of Cleaner Production,聽113:884-896. DOI:10.1016/j.jclepro.2015.11.010

18 Julio, 2016
 
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Social Sustainability in the Lifecycle of Chilean Public Infrastructure

Esta es la versi贸n post-print de autor. La publicaci贸n se encuentra en:聽https://riunet.upv.es/handle/10251/48904, siendo el Copyright de la American Society of Civil Engineers.

El art铆culo debe ser citado de la siguiente forma:

Sierra, LA.; Pellicer, E.; Yepes, V. (2016). Social Sustainability in the Lifecycle of Chilean Public Infrastructure. Journal of Construction Engineering and Management, 142(5):05015020-1-05015020-13. doi:10.1061/(ASCE)CO.1943-7862.0001099.

Descargar (PDF, 1.32MB)

 

27 Mayo, 2016
 
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