Túneles urbanos y Estación de Girona: “Auscultación y ...€¦ · •Tramos de 6 vanos de 20 m...

Índice

• Estación

–Descripción, Geología

–Afecciones

–Optimización procedimiento constructivo y modelización “just in time”

Estación de Girona - Descripción

• LONGITUD = 600 m

• ANCHO = 55 m

• PROFUNDIDAD DE EXCAVACIÓN = 25 m

• NIVEL FREÁTICO A 5 m DE LA SUPERFICIE

• PANTALLAS DE h=1’20m EJECUTADAS CON HIDROFRESA

Estación de Girona - Descripción

Estación de Girona - Geología

Relleno

Cuaternario

Arcillas

Gravas

Arenas

• Edificios

– Telescopio Sur

• Antigua Estación de Olot

– Telescopio Norte

• Viaducto

– Cuerpo de estación

Estación de Girona - Afecciones

Problemática:

• Viaducto construido posiblemente año 1974

• Distancia a pantallas de 3,80 m

• Abatimiento del nivel freático

• Poca información estructural

• Vanos hiperestáticos asientos diferenciales

• Conexión ferroviaria España - Francia

Estación de Girona - Viaducto


Asientos causados por: - Excavación previa para muretes-guía

- Ejecución de bataches de pantallas

- Deformación lateral pantalla durante excavación estación

- Abatimiento del nivel freático

Descripción:

• Longitud 5 Km

• Doble viaducto excepto zona de Estación con 5 viaductos paralelos

• Tramos de 6 vanos de 20 m continuos

• Apoyos a media madera

• Losa aligerada de 1,25 m de canto


Información disponible:

• Artículo en la revista Obras Públicas número 3106, de febrero de 1974, El viaducto ferroviario de Gerona, de Ramón Argüelles.

• Artículo, Viaducto de ferrocarril en Gerona, de Carlos Fernández Casado, Javier Manterola Armisen y Leonardo Fernández Troyano. Realizaciones Españolas (ATEP).

• Informe “Viaducto de Gerona PK 205/560”, de la línea de Tarragona a Barcelona y Francia, realizado por TIFSA en febrero del 2009.


Actuación:

- Caracterización geométrica y mecánica. Levantamiento topográfico y extracción de testigos.

- Caracterización comportamiento estructural. Prueba de carga del viaducto.

- Evaluación estructural del viaducto

- Toma de decisiones


Prueba de carga:

- Rigideces reales de la estructura

- Grado de fisuración


Modelización estructural:

- Cargas reales (Locomotoras)

- Asientos diferenciales


Umbrales Tablero:

- Umbral amarillo. Control de fisuración. Asiento diferencial máximo 19 mm

- Umbral naranja. Coeficientes de seguridad de acciones 1,5 frente a rotura. Asiento diferencial máximo 37 mm. Aplicación apeo.

- Umbral rojo. Coeficientes de seguridad de acciones 1, coef. de materiales 1,5. Asiento diferencial máximo 46 mm. Parada inmediata.


Umbrales Pilas:

- Umbral amarillo. Agotamiento apoyos. Giro long. =0,009, giro transv. = 0,014

- Umbral naranja. Plastifica pila. Giro long. >0,015. Apeo . Reparación posterior pila.

- Umbral rojo. Coeficientes de seguridad de acciones 1, coef. de materiales 1,5. Giro long > 0,09. Parada inmediata.


Instrumentación pilas: - Prismas y teodolitos robotizados - Regletas para nivelación de precisión - Electroniveles


Control continuo desplazamientos Actuaciones en apeos NO automática siempre decisión personal técnico


Índice

• Estación

–Descripción, Geología

–Afecciones

–Optimización procedimiento constructivo y modelización “just in time”

Estación de Girona – Optimización proced. constructivo

Objetivo: Túnel central para paso tuneladora antes de excavación total de la estación.


PANTALLA INTERIOR DE

PILOTES PARA PASO

TUNELADORA SIN EXCAVAR

TODA LA ESTACIÓN


- Bombeo - Excavación - Demolición parte superior pilotes


Fase 2 prevista

Fase 2 ejecutada

Instrumentación: Inclinómetros, convergencias. Terreno más rígido. Recálculo, retroanálisis y cambio de fase


Ménsulas apoyo posterior forjado autobuses


Previsto puntal intermedio no necesario a partir de retroanálisis inclinómetros pilotes


Excavación a PK1, ejecución forjado lateral y demolición pilotes


ejecución forjado central PK1


Excavación laterales, demolición pilotes y ejecución contrabóveda central

Determinación cotas excavación, taludes y bermas mediante MEF y comparación con instrumentación


Lado Parque

Lado Viaducto

Relleno antrópico

Arenas aluviales

Gravas aluviales

Gravas y Arenas

Limos arcillosos

Arenas y Gravas

Cuaternario Plioceno


Relleno

Aluvial

PG_A

PL_B

PG_A

PG_B

Material γ dry

[kN/m3]

γ sat

[kN/m3]

K

[m/día]

E50Ref

[kN/m2]

EOedRef

[kN/m2]

EurRef

[kN/m2] m ν

C

[kN/m2]

Φ

[°]

Psi

[°] R

Relleno 18 20 0.514 20000 - - - 0.3 10 40 0 0.6

Aluvial 18 20 0.514 50000 - - - 0.3 0 40 0 0.6

Pl_A 19 21 0.026 25000 25000 87500 1 0.2 15 28 0 0.6

Pl_B 19 21 0.026 50000 50000 175000 1 0.2 15 28 0 0.6

Pg_A 19 21 0.321 25000 25000 87500 1 0.2 10 35 0 0.6

Pg_B 19 21 0.321 50000 50000 175000 1 0.2 10 35 0 0.6

Modelo Constitutivo Mohr-Coulomb

Modelo Constitutivo Hardening Soil

Relleno antrópico

Arenas aluviales

Gravas aluviales

Geología General Geología Plaxis

Gravas y Arenas

Limos arcillosos

Arenas y Gravas

PG_A: Plioceno no cohesivo “somero” (por encima de 25 de profundidad) PG_B: Plioceno no cohesivo “profundo” (por debajo de 25 de profundidad) PL_A: Plioceno cohesivo “somero” (por encima de 25 de profundidad) PL_B: Plioceno cohesivo “profundo” (por debajo de 25 de profundidad)


Plaxis 2D: - Telescopio Sur: - Sección 1 - Sección 2 - PK 301+550 - PK 301+700 - PK 301+940 - Telescopio Norte: - Sección 1 - Sección 2

Plaxis 3D: - Zona “ancha” => sección tipo PK 301+700 - Zona “estrecha” => sección tipo PK 301+940

Telescopio Sur Telescopio Norte

Zona “Ancha” Zona “Estrecha” TS-SC2 TS-SC1 TN-SC2 TN-SC1

ZA-PK301+550 ZA-PK301+700 ZE-PK301+940


Plaxis 2D: Telescopio Sur / Sección 1

Plaxis 2D: PK 301+550


Plaxis 3D: Zona “ancha” => sección tipo PK 301+700


Estudio de la sección de PK 301+700

Plaxis 2D => Con y sin puntales inclinados provisionales

Puntales provisionales

Puntales provisionales


Fases de cálculo durante la excavación

Excavación 6 “con puntal”

Contrabóveda

Excavación 7 “con puntal”

Excavación 6 “sin puntal”


Resultados cálculo con puntales provisionales => FS frente a momentos = 1.3


Resultados cálculo sin puntales provisionales => FS frente a momentos = 1.15


Plaxis 3D => Sin puntales inclinados provisionales y excavación final en bataches


Plaxis 3D => Sin puntales inclinados provisionales y excavación final en bataches

Bataches de 6m FS frente al momento = 1.5




Resultados cálculo con bataches de 12m => FS frente a momentos = 1.35


Desplazamiento Plaxis entre la fase Excavación 5 y Excavación 6

Excavación 5

Excavación 6

Túneles urbanos y Estación de Girona – Conclusiones

• Necesidad de intensa instrumentación tanto de la propia obra como de las estructuras cercanas

• Importancia de la interpretación de la instrumentación. La instrumentación no es un notario sino una herramienta.

• Procedimiento constructivo inicial con criterios conservadores.

• Confirmación de los criterios de cálculo en base a la instrumentación

• Optimización del procedimiento constructivo inicial

• Herramientas potentes de cálculo para retroanálisis

• Jefe Infraestructura – ADIF: Mauro Bravo

• Director Obra – ADIF: Carlos Martínez

• Gerente – UTE AVE Girona: Joaquín Roura

• Jefe Obra – UTE AVE Girona: José M. González

• Asistencia DO – Acciona Ing.: Santiago Clemente

• Asistencia UTE – Bridge Technologies: Víctor Pujol

• Asesores UPC: Alberto Ledesma y Gonzalo Ramos

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