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
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
Estación de Girona - Viaducto
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
Estación de Girona - Viaducto
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.
Estación de Girona - Viaducto
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
Estación de Girona - Viaducto
Prueba de carga:
- Rigideces reales de la estructura
- Grado de fisuración
Estación de Girona - Viaducto
Modelización estructural:
- Cargas reales (Locomotoras)
- Asientos diferenciales
Estación de Girona - Viaducto
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.
Estación de Girona - Viaducto
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.
Estación de Girona - Viaducto
Estación de Girona - Viaducto
Instrumentación pilas: - Prismas y teodolitos robotizados - Regletas para nivelación de precisión - Electroniveles
Estación de Girona - Viaducto
Control continuo desplazamientos Actuaciones en apeos NO automática siempre decisión personal técnico
Estación de Girona - Viaducto
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.
Estación de Girona – Optimización proced. constructivo
PANTALLA INTERIOR DE
PILOTES PARA PASO
TUNELADORA SIN EXCAVAR
TODA LA ESTACIÓN
Estación de Girona – Optimización proced. constructivo
- Bombeo - Excavación - Demolición parte superior pilotes
Estación de Girona – Optimización proced. constructivo
Fase 2 prevista
Fase 2 ejecutada
Instrumentación: Inclinómetros, convergencias. Terreno más rígido. Recálculo, retroanálisis y cambio de fase
Estación de Girona – Optimización proced. constructivo
Ménsulas apoyo posterior forjado autobuses
Estación de Girona – Optimización proced. constructivo
Previsto puntal intermedio no necesario a partir de retroanálisis inclinómetros pilotes
Estación de Girona – Optimización proced. constructivo
Estación de Girona – Optimización proced. constructivo
Excavación a PK1, ejecución forjado lateral y demolición pilotes
Estación de Girona – Optimización proced. constructivo
ejecución forjado central PK1
Estación de Girona – Optimización proced. constructivo
Excavación laterales, demolición pilotes y ejecución contrabóveda central
Determinación cotas excavación, taludes y bermas mediante MEF y comparación con instrumentación
Estación de Girona – Optimización proced. constructivo
Estación de Girona – Optimización proced. constructivo
Lado Parque
Lado Viaducto
Relleno antrópico
Arenas aluviales
Gravas aluviales
Gravas y Arenas
Limos arcillosos
Arenas y Gravas
Cuaternario Plioceno
Estación de Girona – Optimización proced. constructivo
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)
Estación de Girona – Optimización proced. constructivo
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
Estación de Girona – Optimización proced. constructivo
Plaxis 2D: Telescopio Sur / Sección 1
Plaxis 2D: PK 301+550
Estación de Girona – Optimización proced. constructivo
Plaxis 3D: Zona “ancha” => sección tipo PK 301+700
Estación de Girona – Optimización proced. constructivo
Estudio de la sección de PK 301+700
Plaxis 2D => Con y sin puntales inclinados provisionales
Puntales provisionales
Puntales provisionales
Estación de Girona – Optimización proced. constructivo
Fases de cálculo durante la excavación
Excavación 6 “con puntal”
Contrabóveda
Excavación 7 “con puntal”
Excavación 6 “sin puntal”
Estación de Girona – Optimización proced. constructivo
Resultados cálculo con puntales provisionales => FS frente a momentos = 1.3
Estación de Girona – Optimización proced. constructivo
Resultados cálculo sin puntales provisionales => FS frente a momentos = 1.15
Estación de Girona – Optimización proced. constructivo
Plaxis 3D => Sin puntales inclinados provisionales y excavación final en bataches
Estación de Girona – Optimización proced. constructivo
Plaxis 3D => Sin puntales inclinados provisionales y excavación final en bataches
Bataches de 6m FS frente al momento = 1.5
Bataches de 12m FS frente al momento = 1.35
Bataches de 18m FS frente al momento = 1.30
Estación de Girona – Optimización proced. constructivo
Resultados cálculo con bataches de 12m => FS frente a momentos = 1.35
Estación de Girona – Optimización proced. constructivo
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