ALLPLAN Civil
Flujo de trabajo para puentes de vigas prefabricadas
La geometría de las vigas prefabricadas se rige por la geometría de la subestructura y su posición a lo largo del eje. Por tanto, ALLPLAN Civil dispone de un enfoque de modelado adicional que permite a los usuarios crear una geometría exacta de puentes de vigas prefabricadas de forma fácil y rápida.
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FLUJO DE TRABAJO PERSONALIZADO Y AUTOMATIZADO PARA PUENTES DE VIGAS PREFABRICADAS
Con hasta un 70% de automatización, este innovador y completo flujo de trabajo de diseño a construcción reduce significativamente la carga de trabajo y proporciona un ahorro de tiempo sustancial. Incorpora funciones integradas de análisis estructural adaptadas a todo el ciclo de vida de los puentes y sus componentes prefabricados, junto con funciones avanzadas para el sector de los prefabricados, como el modelado paramétrico y el detallado específicos, así como la producción de planos. La fabricación de vigas prefabricadas y pretensadas implica varios procesos especializados. Cabe destacar la construcción fuera de las instalaciones, que permite el curado controlado del hormigón mediante calentamiento, lo que reduce significativamente los plazos de producción. Estas metodologías únicas requieren una cuidadosa integración en los análisis estructurales globales y locales, capacidades que ahora están disponibles en ALLPLAN y que se presentan a continuación.
1.1 CREAR EJES
Todo proyecto de construcción de puentes comienza con uno o más ejes - con ALLPLAN Civil, puedes adoptar los datos de un diseño existente (por ejemplo: utilizando el formato de datos LandXML) o definirlos manualmente. En ambos casos, la alineación se guarda paramétricamente.
1.2 DEFINIR UNA SECCIÓN TRANSVERSAL
Puedes definir cualquier sección transversal y determinar la geometría con sus dependencias y variables. Estas secciones transversales paramétricas pueden adaptarse en cualquier momento y pueden guardarse como plantilla y reutilizarse. Además, para determinadas secciones de viga normalizadas se dispone de plantillas.
1.3 DISEÑAR UNA PLANTILLA
Cualquier geometría de pila, cimentación y viga prefabricada puede definirse como plantilla. En el paso anterior se han definido secciones transversales que incluyen parámetros constantes y variables para el diseño de la plantilla. Si la geometría es variable, se pueden asignar tablas o fórmulas de la forma habitual. Además, se puede establecer qué partes de la plantilla deben ser fijas y cuáles deben ajustarse al utilizarla en el modelo 3D.
1.4 CONSTRUIR UNA SUBESTRUCTURA
La subestructura, con o sin cimientos, puede definirse en relación con un eje o en relación con dos ejes, por ejemplo, el eje del terreno en la parte inferior y el eje de la carretera en la parte superior. Puede definirse directamente o mediante el uso de plantillas.
1.5 MONTAJE DE LAS VIGAS
Las vigas prefabricadas se colocan, al igual que en la parte de construcción, sobre la subestructura creada en el paso anterior. En realidad, se colocan entre 2 puntos de referencia (apoyos). La posición exacta de los puntos de referencia viene determinada por la geometría de la subestructura.
1.6 CONSTRUIR UNA PLACA
Para generar la geometría de la placa se utiliza el flujo de trabajo principal de ALLPLAN Civil: extruir la geometría a lo largo del eje. Además, aquí se puede utilizar cualquier variación y la sección transversal, y con esto también el modelo 3D puede ser equipado con todos los detalles, ya sea mediante el uso de límites o mediante la colocación de piezas de pitón.
1.7 COMPONER LA CARTELA
En los puentes de vigas prefabricadas, la forma de las vigas se rige por la geometría de la subestructura, mientras que en el otro lado, la geometría de la placa se rige por el eje. Por ello, la forma de la cartela tiene una geometría 3D arbitraria y varía a lo largo de la viga. Las operaciones booleanas de ALLPLAN Civil 3D se utilizan para rellenar automáticamente el espacio entre la viga y la placa, utilizando la forma de la cartela definida en la sección transversal de la viga.
1.8 COMPLETAR LA ESTRUCTURA DEL PUENTE
Una vez terminados los elementos principales del puente, se pueden generar otros elementos y detalles, como tendones, diafragmas, apoyos y muchos más. Esto puede hacerse modelándolos o colocando elementos paramétricos - piezas python.
1.9 Automatización
La automatización se consigue mediante plantillas paramétricas, que se presentan de dos formas principales:
1. Modelos de puentes completos: estas plantillas representan estructuras de puentes completas, como puentes de vigas de 2 o 3 vanos, y permiten personalizar parámetros clave como la longitud del vano, la anchura del puente y el número de vigas.
2. Componentes de puentes modulares: estas plantillas cubren elementos de puentes individuales, como estribos, vigas prefabricadas, pilas, cimientos y tableros, lo que permite un enfoque flexible y basado en componentes para el modelado de puentes.
Ambos tipos de plantillas incorporan no sólo la geometría y los datos BIM, sino también el modelo analítico y los detalles del refuerzo estructural.
2.1 OBTENER EL MODELO DE ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Gracias a la tecnología de vanguardia, ALLPLAN Civil genera semiautomáticamente el modelo de análisis a partir del modelo geométrico. Esto reduce enormemente la cantidad de trabajo y la susceptibilidad a errores. De este modo, el ingeniero conserva el control total especificando las partes estructurales y aquellas que contribuyen únicamente como carga. Una de las definiciones adicionales relevantes para el análisis es la elección de generar un modelo de viga o un modelo analítico de rejilla.
2.2 DEFINIR LAS FASES DE CONSTRUCCIÓN
El tiempo como 4ª dimensión se tiene en cuenta especificando fácilmente el proceso de construcción. El plan de construcción se divide en varias fases y, a continuación, en tareas individuales, como la colocación de vigas, el tensado de tendones pretensados o postensados, etc. Los componentes estructurales relacionados se asignan interactivamente a estas tareas.
2.3 DETERMINAR EL PROCESO DE PREFABRICACIÓN
El proceso de prefabricación simula las etapas clave del lecho de colada, incluyendo el tesado de los torones, la colada del hormigón, la transferencia de esfuerzos y el ciclo de calentamiento. Esto mejora el análisis estructural global, en particular mediante la incorporación de los efectos dependientes del tiempo adoptados, como la fluencia y la contracción, y la relajación acelerada del acero, todo ello adaptado al comportamiento único de las vigas prefabricadas durante la fabricación.
2.4 SIMULACIÓN DE ALMACENAMIENTO Y TRANSPORTE
Una vez finalizado el proceso de fabricación y antes de que la viga se coloque en su posición final, la viga se somete a múltiples etapas, incluyendo la elevación, el almacenamiento y el transporte. Todo esto se puede simular en ALLPLAN y mejora adicionalmente el análisis estructural global y el diseño y las evaluaciones seccionales de las vigas prefabricadas pretensadas.
2.5 DEFINIR TODAS LAS CARGAS PERMANENTES Y VARIABLES
Una vez construido virtualmente el puente, el proceso de construcción digital continúa con la aplicación de cargas muertas superpuestas (por ejemplo, acera, pavimento) recuperadas automáticamente del modelo geométrico. Los usuarios especifican el momento de instalación de los equipos, para aplicar la carga a la estructura. Las cargas adicionales, como la temperatura, el viento o el tráfico, se definen fácilmente según las normas. El enfoque genérico para las cargas de tráfico permite aplicar cualquier carga móvil. Los cálculos identifican los efectos del tráfico más desfavorables, calculando primero las líneas de influencia, evaluándolas después con el tren de cargas y almacenando los resultados en una envolvente.
2.6 CARGA SÍSMICA
ALLPLAN Civil utiliza el Método del Espectro de Respuesta multimodal para evaluar los efectos de las cargas sísmicas. Matemáticamente, esta solución se basa en la activación de los modos naturales relevantes y la combinación de las diferentes contribuciones modales. La fuerza interna y las amplitudes de desplazamiento relacionadas con los modos naturales individuales se superponen utilizando diferentes métodos, como la Combinación Cuadrática Completa (CQC) para obtener la envolvente de los valores extremos.
2.7 SUPERPOSICIÓN Y COMBINACIONES
La facilidad de uso y utilización de la superposición en ALLPLAN Civil es revolucionaria. La definición esquemática de la superposición combina la máxima flexibilidad con una visión de conjunto óptima. Lo mismo ocurre con las combinaciones, que se definen y visualizan en forma de tabla, ofreciendo al usuario una visión óptima de los distintos tipos de combinación y factores de carga. Además, es posible seleccionar varios componentes de tensión en puntos de tensión definidos por el usuario y realizar una superposición líder de tensiones.
2.8 REALIZA EL DISEÑO DE ARMADO Y LA COMPROBACIÓN DE CÓDIGOS
El diseño de la zona de armado necesaria se basa en los requisitos de los sistemas ULS y SLS. Las combinaciones de esfuerzos internos, incluidos los efectos de segundo orden, se comprueban con la resistencia a flexión, torsión y cortante, así como con los requisitos de limitación de esfuerzos y anchura de fisuras. La mayor cantidad de armadura calculada o especificada manualmente se utiliza para las evaluaciones de código de las secciones transversales.
2.9 FLUJOS DE TRABAJO ADAPTADOS PARA EL DISEÑO Y LA EVALUACIÓN DEL CÓDIGO
El diseño del armado y las evaluaciones del código pueden realizarse en cualquier momento, incluso inmediatamente después de la liberación del cordón o durante el almacenamiento. Estos métodos incluyen funciones esenciales para el diseño y la evaluación de vigas pretensadas, como la contabilización del endurecimiento acelerado del hormigón debido al calentamiento. Las funciones de envejecimiento del hormigón se ajustan utilizando parámetros específicos del código o la resistencia medida del hormigón, lo que permite determinar una edad equivalente del hormigón. Además, los métodos abordan las condiciones en las longitudes de transmisión y de anclaje, teniendo en cuenta el arrancamiento de los cordones y la reducción de la capacidad de fuerza de tracción en las zonas de anclaje agrietadas.
2.10 CREAR INFORMES DE ANÁLISIS ESTRUCTURAL
La herramienta de creación de informes conecta dos mundos en uno y, con ello, revoluciona el proceso de creación de informes al ofrecer una serie de potentes funciones que mejoran la eficacia, la precisión y el impacto visual. Los datos de diseño y análisis de puentes en forma de tablas, imágenes, diagramas 2D y 3D, y mucho más, pueden colocarse y enlazarse fácilmente directamente en documentos MS Word. Esto elimina la necesidad de introducir y actualizar datos manualmente, ahorrando tiempo y reduciendo el riesgo de errores.
2.11 AUTOMATIZACIÓN - PLANTILLAS DE CONSTRUCCIÓN
La automatización se realiza mediante plantillas de construcción predefinidas, diseñadas específicamente para la fase de fabricación de la viga. Estas plantillas describen todas las etapas clave, incluida la fabricación, el almacenamiento, el transporte, la elevación y la colocación final. Cada proceso de construcción se rige por un conjunto único de variables, como el lecho de colada, el tiempo de colada, la transferencia de fuerzas, los cálculos de fluencia y contracción, y las condiciones de apoyo, que influyen en el comportamiento de la viga. La reutilización de estas plantillas reduce considerablemente el esfuerzo manual de simulación del proceso de construcción.
3.1 DETALLADO DE ARMADURAS
La solución integrada de modelado paramétrico de armaduras mejora los flujos de trabajo, la productividad y la precisión. Los usuarios pueden crear fácilmente modelos BIM paramétricos con armaduras, vinculados automáticamente a la tecnología ALLPLAN Python Parts. Esta integración admite el diseño de armaduras y las comprobaciones de código en ALLPLAN Civil, y simultáneamente la generación automática de modelos 3D de armaduras en ALLPLAN.
3.2 COMPROBACIÓN FINAL DE LA PRUEBA
La conexión de armadura paramétrica es bidireccional. El área de armado, ajustable mediante el espaciado de los estribos y el número de barras longitudinales, puede reimportarse al análisis estructural para la comprobación final del código.
3.3 GENERACIÓN DE PLANOS Y OTROS ENTREGABLES
Los alzados, las secciones longitudinales a lo largo de cualquier trayectoria y las secciones transversales se derivan del modelo BIM 3D digital. CineRender de Maxon se utiliza para visualizaciones realistas y las potentes herramientas de diseño y trazado de ALLPLAN se utilizan para crear documentación de construcción de alta calidad.
3.4 AUTOMATIZACIÓN - Plantillas de armado
¡Se acabaron las tediosas remodelaciones de armaduras! Una vez que se define una sección transversal y se establecen todas las armaduras necesarias. Esta sección transversal se puede utilizar como plantilla que se puede utilizar en un proyecto o entre proyectos. Las variables que controlan la sección transversal también controlan el armado. Así, puede crearse un armado completo de la estructura ajustando las variables. En los casos en que el armado completo de una estructura tiene que ser creado a medida (independientemente de la geometría), una plantilla PythonPart puede ser preparada y utilizada como una colocación en las posiciones solicitadas.
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