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No es la primera vez que Xingtai Transportation Construction Group Co. Ltd incorpora herramientas de diseño estructural avanzadas a sus proyectos. En su proyecto del puente East Lake en Handan (China) optaron por usar el software BIM de ALLPLAN Bridge, un programa puntero para el diseño de puentes. El increíble puente atirantado mixto de East Lake con doble tablero y una luz de 150 metros, es prueba del ingenio y la habilidad de Xingtai. Vale la pena conocer las complejidades de esta joya de la ingeniería moderna, su complicado proceso de construcción y el papel de incalculable valor que han jugado ALLPLAN y la metodología BIM en este proyecto, desde su concepción hasta su finalización
Antecedentes del proyecto
Los antecedentes del proyecto tienen sus raíces en el cambio hacia la transformación digital en el diseño de infraestructuras. Desde 2021, cuando China incorporó un estándar unificado para los modelos de información de ingeniería de caminos, la importancia de los modelos BIM completos y exactos ha sido la prioridad de la metodología de diseño y construcción. Estos estándares unificados no solo enfatizan la exactitud, sino que también determinan sus aplicaciones en cada fase, desde el diseño inicial y los dibujos de construcción al proceso de construcción y aprobación final.
Para ejecutar esta nueva orden fue necesario desarrollar modelos BIM que cumpliesen la normativa LOD de L4.0 de acuerdo al nuevo estándar, que es un modelo compatible para la construcción. Xingtai aceptó estos estándares y eligió el software BIM de ALLPLAN como su herramienta de diseño. ALLPLAN le permitió a Xingtai crear un modelo BIM de alta precisión que representarse con exactitud cada parte del puente, desde las secciones mixtas del alma de acero corrugado a su estructura atirantada de dos mástiles.
Este método permitió crear un modelo exacto, interactivo y con un alto nivel de detalle que se podía analizar y manipular fácilmente, ofreciendo así un enfoque muy valioso en cada fase del proyecto. Desde los pilotes perforados de la cimentación a la instalación de los elementos de cruce peatonal, el modelo BIM es una guía paso a paso. Además, esta representación digital tan detallada ha hecho posible adelantarse a los posibles retos, optimizando la localización de recursos y ejecutando procesos constructivos complejos, como el vertido del pilón inferior con cuatro fases y el vertido del pilón superior de nueve segmentos.
Un reto complicado
El proyecto del puente East Lake ha presentado diseños intrincados y desafíos constructivos que requieren una planificación detallada y un análisis riguroso.
Uno de los obstáculos iniciales fue el modelado del armado tanto para el pilón superior como para los tableros de vigas mixtas. Fue necesaria una simulación precisa para estimar la viabilidad de la construcción y la cantidad exacta de barras que hacían falta. Con las potentes herramientas de modelado de hormigón armado del software BIM de ALLPLAN, se construyó un modelo de armado detallado que permitió evaluar de forma precisa la viabilidad de la construcción y el cálculo de las cantidades de armado.
La función del modelado paramétrico de ALLPLAN, basado en el recorrido de alineación y la sección transversal del puente, habilitó una localización y actualización rápidas de las secciones transversales y pilas del puente. Esta funcionalidad ha demostrado ser esencial para el modelado de la conexión entre el armado del tablero y el alma de acero, así como la inclusión de armaduras en la zona del anclaje.
El software BIM también se ha utilizado para modelar los bulones a cortante para el tablero y las llaves de conexión en el borde del alma. Con esto, es mucho más fácil planear, modelar y visualizar el plano del armado y los huecos del tendón pretensado en las estructuras de acero. A través de una simulación detallada y una optimización del diseño, se realizó un análisis de seguridad de las grandes estructuras temporales requeridas para las plantillas de los pilones superiores.
A pesar de la precisión de los procesos de diseño iniciales, se descubrieron varios detalles inesperados para el pilón inferior. El software BIM de ALLPLAN permitió una simulación y corrección precisas de estos detalles, garantizando el buen progreso de la construcción. Durante la construcción del pilón incluso se simularon y modelaron correctamente el andamiaje.
Una parte crucial de este proyecto ha sido modelar los elementos iterativos y estandarizados, como las almas de acero corrugado, estructuras de acero para pasos de cebra, celosías decorativas, elementos de conexión entre el mástil principal y los cables de acero, y plantillas de acero. A través del desarrollo secundario basado en ALLPLAN, se mejoró significativamente la eficiencia y precisión del modelado de estos componentes.
Planificación inteligente para resultados sólidos
El equipo también ha podido convertir los datos de ALLPLAN a modelos del puente y otros elementos a gran escala impresos en 3D, ofreciendo una representación tangible del proyecto. Además, fue posible convertir los modelos de ALLPLAN no solo en elementos de viga de celosía sino también en elementos viga y elementos sólidos, facilitando estructuras de tensado complejas o análisis de calor de hidratación para hormigón en masa.
Como parte de un enfoque inteligente, el software BIM de ALLPLAN se combinó con otras tecnologías para el procesamiento inteligente de los armados, incluyendo los modelos paramétricos, segmentación de los elementos para un montaje sencillo y la optimización automática del corte del armado. Todos los procesos se transfirieron automáticamente al sistema MEP, garantizando su exactitud y eficiencia en el proceso e instalación.
A pesar de los retos que han surgido durante el proyecto de East Lake, las funciones de modelado potentes, las capacidades de desarrollo secundario y la compatibilidad de los datos abiertos del software BIM de ALLPLAN contribuyeron a la implementación exitosa de técnicas de construcción inteligentes y la finalización sin problemas de este proyecto.
