Simulación numérica a escala real de proceso de lanzamiento de puente metálico por empujes sucesivos

Abstract

El método de lanzamiento incremental (ILM) ha sido ampliamente utilizado desde la década de los 60 para la construcción de puentes en localizaciones inaccesibles, o donde es imposible la afectación del entorno de la obra, ya que este método no requiere del empleo de una cimbra. En el método de construcción de puentes por empuje, la superestructura es construida por tramos en un parque de prefabricación una vez se ha finalizado la ejecución de estribos y pilas. El parque de prefabricación implica un elevado nivel de industrialización, que mejora la calidad, acelera el ritmo de ejecución y reduce la siniestralidad. Una vez finalizado un tramo del tablero, se empuja éste hacia delante, para iniciar seguidamente la construcción de un nuevo segmento, repitiendo el ciclo hasta completar la totalidad del tablero. Según la descripción del método, se puede intuir que el esquema estructural varía continuamente hasta que el puente está finalizado. Esta es una de las principales desventajas de este método constructivo puesto que una misma sección puede estar sometida a esfuerzos totalmente distintos durante la construcción a los que sufrirá durante su vida útil. Este comportamiento requiere también calcular múltiples problemas estructurales para cada uno de los instantes del lanzamiento. En el presente trabajo se ha realizado un modelo numérico realista no lineal a escala real con elementos tipo shell, que tiene la ventaja de que simular el lanzamiento desde su inicio hasta el final, por lo que se evita la necesidad de usar un modelo para cada instante. Se ha planteado el lanzamiento de la parte metálica de un puente de vigas armadas tipo I. Este modelo está basado en otro modelo numérico unidimensional, contrastado previamente con experimentos a escala reducida realizados en laboratorio. Una vez se juzgó la convergencia del modelo como satisfactoria, se trató de explotar las capacidades del mismo desde dos vertientes distintas. La primera de ellas es más cercana a la fase de diseño y consistió en realizar un estudio paramétrico, donde las variables de estudio eran el espesor del alma y la longitud de carga. El objetivo de este estudio fue estudiar la influencia de estos dos parámetros en la aparición de abolladura del alma por carga concentrada, ya que este fenómeno estructural está habitualmente asociado al lanzamiento de estructuras metálicas. Complementariamente, se realizó un segundo estudio paramétrico para valorar la influencia del valor de la imperfección inicial geométrica en el modelo numérico. El segundo punto de vista está principalmente asociado a la ejecución. En este caso se empleó el modelo numérico para plantear la posible extracción de datos asociada a la instrumentación estructural que se debería llevar a cabo durante el hipotético lanzamiento de la sección planteada.