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Montaje de vigas artesa en pasos superiores

ala014Las vigas artesa prefabricadas constituyen elementos de sección en forma de U abierta con alas hacia el exterior de la viga. Este tipo de estructuras supuso un salto tecnológico en la prefabricación de los años 80 del siglo XX. Conforman una sección celular cerrada, situada entre la sección en cajón y la doble T. Se emplean para luces de pilas entre 25 y 45 m con vanos simplemente apoyados, llegando hasta los 60 m con vanos en cantilever. Lo habitual es disponer un par de piezas en sección transversal, con separaciones entre 5,5 y 6,5 m, con anchos de tablero entre 11,0 y 14,0 m. Son habituales los cantos de 1/20 de la luz, con cantos típicos entre 0,80 y 2,60 m. También es una sección muy adecuada para tableros de puentes de AVE, con un ancho de tablero de 14,0 m.

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La maniobra de colocación de este tipo de vigas requiere grúas de gran capacidad de carga y una perfecta coordinación para su puesta en obra. En el vídeo que os presento se puede ver el izado e instalación de una viga artesa típica. Hay que tener en cuenta que los pesos de estas piezas pueden llegar a más de 2300 Kp/m, lo que supone izados del orden de 100 toneladas. En estos casos queda perfectamente justificada la optimización en coste y en peso de las piezas.

 

Referencias:

PENADÉS-PLÀ, V.; GARCÍA-SEGURA, T.; MARTÍ, J.V.; YEPES, V. (2018). An optimization-LCA of a prestressed concrete precast bridge. Sustainability, 10(3):685. (link)

MARTÍ, J.V.; GONZÁLEZ-VIDOSA, F.; YEPES, V.; ALCALÁ, J. (2013). Design of prestressed concrete precast road bridges with hybrid simulated annealing. Engineering Structures, 48:342-352. DOI:10.1016/j.engstruct.2012.09.014. ISSN: 0141-0296.(link)

MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ-VIDOSA, F.; LUZ, A. (2014). Diseño automático de tableros óptimos de puentes de carretera de vigas artesa prefabricadas mediante algoritmos meméticos híbridos. Revista Internacional de Métodos Numéricos para Cálculo y Diseño en Ingeniería, 30(3), 145-154. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.rimni.2013.04.010. (link)

MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ-VIDOSA, F. (2015). A memetic algorithm approach to designing of precast-prestressed concrete road bridges with steel fiber-reinforcement. Journal of Structural Engineering ASCE, 141(2): 04014114. DOI:10.1061/(ASCE)ST.1943-541X.0001058 

MARTÍ, J.V.; GARCÍA-SEGURA, T.; YEPES, V. (2016). Structural design of precast-prestressed concrete U-beam road bridges based on embodied energy. Journal of Cleaner Production, 120:231-240. (link)

YEPES, V.; MARTÍ, J.V.; GARCÍA-SEGURA, T. (2015). Cost and CO2 emission optimization of precast-prestressed concrete U-beam road bridges by a hybrid glowworm swarm algorithm. Automation in Construction, 49:123-134. DOI: 10.1016/j.autcon.2014.10.013 (link)

YEPES, V.; MARTÍ, J.V.; GARCÍA-SEGURA, T.; GONZÁLEZ-VIDOSA, F. (2017). Heuristics in optimal detailed design of precast road bridges. Archives of Civil and Mechanical Engineering, 17(4):738-749. (link)

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7 marzo, 2018
 
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Izado defectuoso de pasarela metálica

Las operaciones de izado de grandes cargas son, en ocasiones, los procedimientos más complicados en determinadas construcciones. En el vídeo que os paso a continuación podemos ver cómo una pasarela metálica de 40 toneladas, valorada en más de un millón de euros, se ha deformado por haber cambiado el sistema de izado previsto en proyecto. En efecto, la estructura se iba a levantar con una única grúa de 500 toneladas, pero en el último momento, se cambió el procedimiento de izado a dos grúas más pequeñas, una de 350 toneladas y otra telescópica. Lo que ocurrió es que la estructura levantada en tándem introdujo esfuerzos no previstos en el proyecto y provocó la deformación del puente. Por cierto, el vídeo se grabó el 21 de febrero de 2013 en Omagh, Irlanda del Norte. Espero que os guste. Agradezco a Enrique Montalar el enlace.

1 marzo, 2018
 
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Grúa derrick

Grúa Liebherr de 750 toneladas LR 1750

La grúa Derrick es una grúa formada por un mástil de estructura de celosía sujeto por vientos, un brazo de la misma estructura unido al mástil por un extremo inferior y sujeto al mismo mediante cables por su extremo superior, un cabrestante situado en el suelo y un cable que se reenvía a través de poleas situadas en el brazo. Sobre este sencillo modelo, existen muchas variaciones, siendo la más corriente la grúa cuya base lleva ruedas y se mueve sobre ellas.

Son máquinas fijas, muy sencillas, poco costosas y de gran capacidad de carga. El tipo más usual consta de un mástil vertical fijo a una plataforma o zócalo situado en posición por medio de dos tornapuntas o tirantes que forman un tetraedro indeformable. Estas grúas se utilizan cuando hay sitio para la colocación de la base. En ella se sitúa un motor, los cabestrantes y los contrapesos. Apoyada en la base se encuentra una pluma que puede girar mediante una rótula o corona giratoria, de la cual penden las cargas.

El inconveniente de la disposición anterior es la limitación a unos 270º del giro del mástil, que no puede tropezar con los tirantes. Este inconveniente se elimina sustituyendo los soportes rígidos por 3 o más cables atirantados en forma de paraguas y haciendo que la pluma tenga una altura inferior a la del mástil.

Existen otras variantes  en la cual es posible el movimiento completo, donde el mástil no es completamente vertical. Es bastante frecuente ver diseños de este tipo incorporados a otros modelos de grúas (móviles o de puerto), con gran capacidad de carga. Pueden elevar cargas de hasta 200 t. y tener alcances de hasta 20 m.

Os paso a continuación un vídeo donde podréis ver en funcionamiento una derrick. Espero que os guste.

Referencias:

YEPES, V.; MARTÍ, J.V. (2017). Máquinas, cables y grúas empleados en la construcción. Editorial de la Universitat Politècnica de València. Ref. 814. Valencia, 210 pp.

18 febrero, 2018
 
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Tendencia al gigantismo en las máquinas

La maquinaria ha cambiado rápidamente con las innovaciones tecnológicas. Se ha derivado hacia la especialización, evolucionando unas hacia el gigantismo para obtener grandes producciones, mientras otras se han convertido en diminutas y versátiles. En otros casos se ha buscado la polivalencia del trabajo en equipos pequeños y medianos. Los medios informáticos han auxiliado y mejorado los sistemas de los equipos. La maquinaria va siendo cada vez más fiable, segura y cómoda para el operador, facilitándole las labores de conservación. En general se observa una preocupación creciente por la seguridad, el medio ambiente y la calidad.

Como muestra de la tendencia al gigantismo en la maquinaria de ingeniería civil y minería, os paso un pequeño documental donde se muestran brevemente estas megamáquinas. Espero que os guste.

 Os paso ejemplos de máquinas gigantes. La grúa torre Kroll K-10000 es la más grande del mundo. Fue fabricada por la marca danesa Kroll y es capaz de levantar pesos de 132 toneladas de carga máxima y 91 toneladas a una distancia máxima de 100 metros.

El Bulldozer D575A-3SD tiene casi 5 metros de altura y fue diseñado y fabricado en Japón. Esta potente máquina rebasa los 12 m de ancho y puede mover más de 215 toneladasde una sola vez.

La Bagger 288, es una excavadora giratoria empleada fundamentalmente en trabajos de minería. Una vez entró en funcionamiento se convirtió en el vehículo de carga sobre tierra firme más grande del mundo. Mide 220 metros de largo, 96 de alto y 46 de ancho.

El BelAZ 75710 pesa 810 toneladas, 210 toneladas más que el Caterpillar, y tiene una capacidad de carga de 450 toneladas. Cuenta con dos motores turbodiésel de 16 cilindros asociados que generan 4.600 caballos con un par máximo de 18.626 Nm.

La motoniveladora ACCO se considera la mayor motoniveladora del mundo. Esta máquina pesa unas 200 toneladas y contiene dos motores Caterpillar, uno de 1000 CV en la parte trasera y otro de 700 CV en la parte delantera, la cual pertenece a la cabeza tractora de una mototrailla Caterpillar 657. La hoja o cuchilla posee una longitud de 10 metros.

Referencias:

YEPES, V. (2014). Maquinaria de movimiento de tierras. Apuntes de la Universitat Politècnica de València, Ref. 204. Valencia,  158 pp.

YEPES, V. (2015). Coste, producción y mantenimiento de maquinaria para construcción. Editorial Universitat Politècnica de València, 155 pp. ISBN: 978-84-9048-301-5. Ref. 402.

8 septiembre, 2017
 
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Manipulación de contenedores en puertos

Contenedores de 40 pies en un buque portacontenedores. Wikipedia

Un contenedor o container (en inglés) es un recipiente de carga para el transporte marítimo o fluvial, transporte terrestre y transporte multimodal. Se trata de unidades estancas que protegen las mercancías de la climatología y que están fabricadas de acuerdo con la normativa ISO (International Standarization Organization), en concreto, ISO-668.

Los muelles de los puertos traen de serie una serie de elementos (infraestructura básica) con los cuales pueden cambiar el tipo de transporte (marítimo-terrestre). Estos elementos no son los más eficientes, así que se recurre al mercado para conseguir una maquinaria especializada y con ello optimizar el tiempo, lo que a la larga supondrá económicamente positivo (a pesar de la gran cantidad que habrá que desembolsar para comprar dichos equipos).

Contenedor de 10 pies. Wikipedia.

Entre los equipos especializados en la manipulación de los contenedores, podemos destacar los siguientes:

  • Grúa pórtico (Gantry crane): Grúa que consta de un puente elevado o pórtico soportado por dos patas a modo de un arco angulado, con capacidad para desplazar los contenedores en los tres sentidos posibles (vertical, horizontal y lateralmente), maniobrando sobre raíles (Rail Gantry Crane o Trastainer) o sobre neumáticos (Rubber Tire Gantry, RTG) en un espacio limitado.
  • Grúa apiladora de alcance (Reacher-staker crane): Permiten alcanzar con contenedores estibas de uno sobre tres y formar bloques de hasta cuatro filas.
  • Grúa de puerto (Quay crane o Portainer): Grúa con la que se introducen los contenedores en un barco portacontenedores.
  • Carretilla pórtico: Carretilla elevadora para la manipulación de los contenedores en las terminales portuarias.
  • Sidelifter: Camión grúa con elevador lateral, utilizado para la carga y descarga de contenedores en vagones de ferrocarril.

Os dejo a continuación algunos vídeos donde podemos ver la manipulación de contenedores por varias de las máquinas mencionadas. Espero que os gusten.

Carretilla portacontenedores:

Grúa portacontenedores:

Referencias:

YEPES, V.; MARTÍ, J.V.; GONZÁLEZ-VIDOSA, F.; ALCALÁ, J. (2012). Maquinaria auxiliar y equipos de elevación. Editorial de la Universitat Politècnica de València. Ref. 814. Valencia, 200 pp. Depósito Legal: V-316-2012.

22 diciembre, 2014
 
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La fabricación de una grúa torre

En el vídeo siguiente tenemos la oportunidad de ver cómo se fabrica una grúa torre. Espero que os guste.

 

 

15 marzo, 2014
 
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Montaje de grúas autodesplegables

Grua autodesplegableLas grúas autodesplegables son máquinas de elevación capaces de montarse por sí mismas sin necesidad de requerir otra grúa auxiliar. Este tipo de grúas son habituales en los modelos de grúas torre de un sólo vano. Son rápidas de montar (en aproximadamente media hora, según el modelo), aunque algo más caras y de alcance algo más limitado. El despliegue se facilita mediante articulaciones y mecanismos precisos. Este tipo de grúas plegables permiten ser transportadas por carretera, sin desmontar ninguna pieza. Incluso si son transportadas en góndola, tampoco precisan de otra grúa auxiliar para ser descargadas.

Como una imagen a veces vale más que mil palabras, os paso un pequeño vídeo de apenas 8 minutos donde se muestra cómo se pueden montar de forma autónoma varios modelos de grúa torre. En este caso, los modelos son Terex Comedil CBR-28, CBR-32, y CBR-40. Espero que os sea de utilidad.

Referencias:

YEPES, V.; MARTÍ, J.V.; GONZÁLEZ-VIDOSA, F.; ALCALÁ, J. (2012). Maquinaria auxiliar y equipos de elevación. Editorial de la Universitat Politècnica de València. Ref. 814. Valencia, 200 pp. Depósito Legal: V-316-2012.

7 marzo, 2014
 
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Montaje de muros prefabricados

La prefabricación de muros con hormigón armado permite competir con los sistemas tradicionales de hormigón “in situ”. De hecho, numerosas casas de prefabricados se dedican a este menester por la gran versatilidad y ligereza del sistema, capaz de dar una gran calidad de acabados y presentando en numerosas ocasiones ventajas económicas.

Con estos sistemas, no se hace necesario el uso de paneles de encofrado, ni tampoco se tiene que renovar el tablero de madera fenólico de los paneles. Así, un muro prefabricado tipo podría colocarse mediante autogrúa en 10-20 minutos. Por contra, un muro tradicional de unos 6 m de altura y 15 m de longitud, tardaría unos 3 días en ejecutarse y precisaría de un andamio para ejecutar la segunda altura del muro. No son necesarias ni reglas alineadoras ni latiguillos o barras tipo dywidag.

Un aspecto relevante en este tipo de montajes es el relativo a la seguridad. Es muy importante que se realice un estudio del montaje y de cómo realizar tal operación (posicionamiento de grúas, manipuladores telescópicos, gatos y puntales de montaje, etc.). El diseñador de los prefabricados debe considerar las acciones de carga de viento, sismicas, lluvia con lavado de cimientos, y otras, para evitar que se desplome la estructura durante su montaje con el peligro que conlleva. Os sugiero una publicación de la Asociación Nacional  de la Industria del Prefabricado de Hormigón (ANDECE) denominada “Recomendaciones de seguridad en la ejecución de estructuras de edificación con elementos prefabricados de hormigón“.

Una buena alternativa a los muros nervados que vemos en las fotografías anteriores, es el muro doble prefabricado. Consiste en dos placas de hormigón armado de unos 6 cm de espesor unidas entre sí por celosías metálicas. Forman un sándwich que realiza a la vez función de encofrado, armado y acabado superficial del muro. En obra basta con rellenar con hormigón la parte central del mismo. Os dejo un dossier técnico de la firma Isotravis.

Os dejo un vídeo explicativo para que veáis el montaje. En este vídeo me gustaría que os fijaseis en las medidas de seguridad, para poder realizar un análisis crítico de las mismas. Desgraciadamente, los accidentes son graves si no se sigue un protocolo preestablecido en relación al montaje. Espero que sirva de ayuda su visualización para evitar errores irreparables.

23 febrero, 2014
 
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Universidad Politécnica de Valencia