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Resultados de la b煤squeda By Etiquetas: puente


Life-cycle assessment: A comparison between two optimal post-tensioned concrete box-girder road bridges

Acaban de publicarnos un art铆culo en la revista del JCR (Q2) Sustainability que compara dos puentes postesados 贸ptimos de secci贸n en caj贸n atendiendo a su ciclo de vida. Creemos que la metodolog铆a empleada puede ser de inter茅s para casos de estructuras de hormig贸n similares a las presentadas. El art铆culo forma parte del proyecto de investigaci贸n BRIDLIFE聽“Puentes pretensados de alta eficiencia social y medioambiental bajo presupuestos restrictivos“.

Os paso a continuaci贸n el resumen y el art铆culo propiamente dicho, pues est谩 publicado en abierto.

 

 

Abstract:

The goal of sustainability involves a consensus among economic, environmental and social factors. Due to climate change, environmental concerns have increased in society. The construction sector is among the most active high environmental impact sectors. This paper proposes new features to consider a more detailed life-cycle assessment (LCA) of reinforced or pre-stressed concrete structures. Besides, this study carries out a comparison between two optimal post-tensioned concrete box-girder road bridges with different maintenance scenarios. ReCiPe method is used to carry out the life-cycle assessment. The midpoint approach shows a complete environmental profile with 18 impact categories. In practice, all the impact categories make their highest contribution in the manufacturing and use and maintenance stages. Afterwards, these two stages are analyzed to identify the process which makes the greatest contribution. In addition, the contribution of CO2fixation is taken into account, reducing the environmental impact in the use and maintenance and end of life stages. The endpoint approach shows more interpretable results, enabling an easier comparison between different stages and solutions. The results show the importance of considering the whole life-cycle, since a better design reduces the global environmental impact despite a higher environmental impact in the manufacturing stage.

Keywords:

sustainability;聽environmental impact;聽life-cycle assessment;聽construction LCA;聽bridge LCA;聽ReCiPe;sustainable construction

Reference:

PENAD脡S-PL脌, V.; MART脥, J.V.; GARC脥A-SEGURA, T.;聽 YEPES, V. (2017).聽Life-cycle assessment: A comparison between two optimal post-tensioned concrete box-girder road bridges.Sustainability, 9(10):1864. doi:10.3390/su9101864聽(link)

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20 octubre, 2017
 
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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/

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

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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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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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.

BRIDLIFE: Toma de decisiones en la gesti贸n del ciclo de vida de puentes pretensados de alta eficiencia social y medioambiental bajo presupuestos restrictivos

BBA040Tras haber cerrado el proyecto de investigaci贸n anterior HORSOST, centrado en la optimizaci贸n de la sostenibilidad de hormigones no convencionales, en este post os paso el resumen del 煤ltimo proyecto de investigaci贸n BRIDLIFE: “Toma de decisiones en la gesti贸n del ciclo de vida de puentes pretensados de alta eficiencia social y medioambiental bajo presupuestos restrictivos”. Dicho proyecto, del cual soy Investigador Principal, se ha aprobado en la 煤ltima convocatoria de 2014 del Ministerio de Econom铆a y Competitividad “Proyectos de I+D+I RETOS INVESTIGACI脫N”. BRIDLIFE聽lleva asociado un contrato predoctoral. Se trata de un proyecto de tres a帽os, con 5 investigadores doctores de la Universitat Polit猫cnica de Val猫ncia聽y 2 investigadores participantes de la Universidad de Colorado (Boulder), de Estados Unidos. Ir茅 contando detalles de este proyecto de investigaci贸n a lo largo de los pr贸ximos meses.

RESUMEN:

Las v铆as de comunicaci贸n terrestre, y en especial los puentes, son infraestructuras b谩sicas en el desarrollo econ贸mico, en el equilibrio territorial y en el bienestar social, cuya construcci贸n, dise帽o, conservaci贸n y desmantelamiento se ven afectados gravemente cuando los presupuestos son restrictivos. Una parte significativa de estos puentes son de hormig贸n pretensado. Su deterioro y su incidencia en la seguridad son objeto de gran alarma social. Si adem谩s el mantenimiento es ineficiente, la reparaci贸n conlleva costes mucho mayores. El objetivo principal del proyecto BRIDLIFE consiste en desarrollar una metodolog铆a que permita incorporar procesos anal铆ticos en la toma de decisiones en el ciclo completo de vida de puentes de hormig贸n pretensado, de forma que se contemplen las necesidades e intereses sociales y ambientales.

El dise帽o de los puentes se realiza de forma secuencial. Tras un predimensionamiento se comprueban todos los estados l铆mites, en un proceso iterativo cuyo resultado en t茅rminos de eficiencia econ贸mica dependen fuertemente de la experiencia previa del proyectista. Una alternativa es el dise帽o totalmente autom谩tico utilizando t茅cnicas de optimizaci贸n, capaces de incorporar m煤ltiples funciones objetivo y cuyo resultado es la generaci贸n de un conjunto de soluciones eficientes (frontera de Pareto). No obstante, esta metodolog铆a sigue presentando limitaciones que el proyecto BRIDLIFE pretende superar.

El empleo de t茅cnicas de an谩lisis del valor y toma de decisiones como MIVES ha supuesto un gran avance en la definici贸n de un indicador de sostenibilidad reflejado en el Anejo 13 de la actual instrucci贸n EHE. Sin embargo, este enfoque queda limitado a aspectos ambientales que tampoco consideran todo el ciclo completo de la vida de una estructura o el uso de hormigones de baja huella de carbono. Es una t茅cnica jer谩rquica que no contempla las interacciones entre los distintos factores. El aspecto m谩s relevante de BRIDLIFE consiste en incorporar un an谩lisis del ciclo de vida 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 tanto de forma previa a los procesos de optimizaci贸n multiobjetivo, como posteriormente en la priorizaci贸n de las soluciones del frente de Pareto. Un an谩lisis cr铆tico de las tareas necesarias para la consecuci贸n de este objetivo indica la necesidad de coordinar un grupo multidisciplinar amplio capaz de aglutinar no s贸lo distintas perspectivas t茅cnicas, sino tambi茅n distintos intereses, p煤blicos y privados. La actividad se pretende realizar aplicando tecnolog铆as de consenso en red.

Por otra parte, la fuerte limitaci贸n presupuestaria presente en momentos de crisis como la actual, compromete seriamente las pol铆ticas de creaci贸n y conservaci贸n de las infraestructuras. Los resultados esperados, tras un an谩lisis de sensibilidad de distintas pol铆ticas presupuestarias asociadas a un horizonte temporal, pretenden detallar qu茅 tipolog铆as, actuaciones concretas de conservaci贸n y alternativas de demolici贸n y reutilizaci贸n son adecuadas para minimizar los impactos ambientales y sociales. Ello requiere complementar los inventarios de las emisiones equivalentes de gases de efecto invernadero y consumos energ茅ticos para hormigones de baja huella de carbono, as铆 como identificar y valorar los factores de riesgo que afectan a la seguridad de las personas a lo largo de todo el ciclo de vida de los puentes.

PALABRAS CLAVE:

Toma de decisiones; puentes pretensados; hormig贸n; an谩lisis del ciclo de vida; sostenibilidad; optimizaci贸n multiobjetivo.

Universidad Politécnica de Valencia