Refuerzo antisísmico en tiempo récord con ALLPLAN Bridge

Para el análisis y refuerzo antisísmico (conocido como seismic retrofitting en inglés) de un viaducto de los años 60, la empresa de ingeniería Fanigliulo ha utilizado el software BIMALLPLAN Bridge. Los beneficios que han obtenido han sido muchos, entre ellos un diseño mucho más rápido (con un ahorro de tiempo del 50%), mayor efectividad y flujos de trabajo integrados.

El viaducto Cernicchiara, ubicado al comienzo de la A2 de la autopista Salerno-Reggio Calabria, es de la década de los 60. Pero incluso hoy en día juega un papel estratégico en la red de carreteras de la ciudad de Salerno, ayudando a canalizar el tráfico pesado hacia el puerto y la infraestructura logística, y el tráfico ligero hacia el centro de la ciudad.

La estructura, que mide 142 metros de largo, tiene seis vanos y un arco central de 80 metros. Cada vano está diseñado como una viga que da apoyo a los extremos, representados por pilas, mientras que el arco central está insertado en la base. Las pilas tipo marco quedan definidas en dos direcciones. Cada pila está formada por cuatro pilares conectados en dirección transversal al eje del viaducto mediante vigas horizontales dispuestas en dos niveles.

El viaducto al completo está hecho de hormigón armado in situ y es un ejemplo representativo de la red de autopistas italianas. Durante años, el uso y las actualizaciones legislativas de los estándares antisísmicos han hecho necesario que se compruebe el estado de las estructuras y se hagan reformas antisísmicas. ANAS, el organismo gestor de la infraestructura recurrió a Valori S.c.a r.l. Consorzio Stabile y la empresa de ingeniería Fanigliulo llevaron a cabo las actividades de verificación y adaptación. 

Tras la actualización de las normas y coeficientes de seguridad relacionados con la seguridad sísmica, ANAS solicitó las verificaciones oportunas del estado estructural del viaducto.

El método de verificación utilizado anteriormente (basado en las tensiones permitidas) se remplazó con los estados límites últimos, una metodología que implica la deformación límite entre al menos uno de los dos materiales involucrados en el hormigón, hormigón y acero. Por eso el cliente solicitó una comprobación de la adecuación del puente respecto a los estándares de la industria y las últimas metodologías utilizadas.

Por último, el cliente también solicitó la creación de un modelo BIM para registrar las intervenciones que se llevasen a cabo y planear el mantenimiento en el futuro. Esto le permitiría ofrecer al operador una representación actualizada y fiable de la infraestructura.

Debido al papel tan importante del viaducto en el sistema de tráfico de la ciudad, el cliente pidió que se redujesen al máximo las restricciones de tráfico y las molestias a los pasajeros haciendo las intervenciones con rapidez y con el menor impacto posible. 

El Studio Fanigliulo fue capaz de mantener el viaducto en funcionamiento realizando los trabajos de mantenimiento más molestos por la noche.

El proyecto en su conjunto implicó una fase de estudio exhaustivo de la documentación original. Después se completó con una serie de inspecciones de la estructura, realizadas gracias a un andamio suspendido que permitió examinar los tableros y adoptar la solución de consolidación menos invasiva.

La consolidación estructural de la Cernicchiara se efectuó usando polímeros reforzados con fibra de carbono (CFRPs), materiales procedentes de la aeronáutica que mejoran el funcionamiento mecánico de los elementos estructurales aumentando su ductilidad y durabilidad.

Al comparar los resultados del estudio estructural del estado existente con los resultados del diseño original se determinó el coeficiente ζE. Esto expresa la relación entre la acción sísmica que puede soportar la estructura y la acción sísmica que sería capaz de soportar una estructura de nueva construcción según el criterio de los estados límite últimos. En base al resultado, se creó un cálculo de modelo numérico con el software FEM, Nolìàn® de Softing®.

Tras el análisis de la estructura, su escaneado y cálculo estructural, se creó un modelo digital del viaducto en ALLPLAN Bridge, la solución BIM paramétrica para la ingeniería de puentes. Fanigliulo eligió usar el software BIM de ALLPLAN después de analizar cuidadosamente qué ofrecían otras marcas. En ALLPLAN encontró un retorno de la inversión excepcional en términos de productividad y precisión. Otra ventaja que ofrece este software BIM es su excelente interoperabilidad con otros programas (como Nolìàn®).

La firma diseñó fácilmente el modelo 3D del viaducto con ALLPLAN Bridge y, dentro de la misma plataforma, integró el modelo de cálculo estructural. Este modelo sienta las bases para planificar el armado y actualizar el viaducto.

El análisis realizado sobre el modelo permitió identificar las zonas de mayor estrés dinámico y las intervenciones de consolidación necesarias, que se diseñaron y detallaron con ALLPLAN Bridge. Gracias a ALLPLAN, el equipo experimentó una velocidad y precisión de ejecución excepcionales, a tal punto que solo se tardó en completar la verificación y el diseño de consolidación 6 meses en lugar de los 12 meses estimados al principio.

El refuerzo antisísmico se llevó a cabo usando el armado del tablero de arcos y encofrados con fibras de carbono. Este proceso llevó unos 14 meses. Por eso, entre el diseño y la ejecución la obra duró 20 meses.

El software BIM ALLPLAN Bridge ofrece muchos beneficios. Por un lado, tenemos un aumento tremendo de la velocidad con la que se ejecuta el diseño y el análisis, reduciendo el tiempo estimado en un 50%. Por otro, nos ofrece un alto nivel de exactitud con el que se ejecuta el análisis y el diseño, especialmente al actualizar las tablas técnicas.

La actualización de las tablas técnicas y su realineación –un paso necesario debido a los cambios constante que se requieren durante la fase de diseño– se gestionaron con mucha rapidez y exactitud gracias al software BIM ALLPLAN Bridge. De hecho, los cambios se realizaron directamente en el modelo y también se replicaron automáticamente en las tablas, eliminando la posibilidad de errores, omisiones y colisiones.

Por eso el software BIM ALLPLAN Bridge es una solución que permite a los diseñadores operar en un único entorno, habilitando tanto la gestión de las etapas de modelado como las de cálculo estructural. Así se evitan las discrepancias que suelen ocurrir cuando se usa un software diferente.