Generador de Puentes Arco
Una vez el usuario decida entre un modelo u otro existen las siguientes tipologías:
Arco rígido (elementos BEAM)
- Tres posibilidades distintas en cuanto a la posición del tablero:
o De tablero superior (incluye caso tangente y secante)
o De tablero intermedio
o De tablero inferior
- Número ilimitado de arcos
- Posibilidad de arriostramientos entre arcos
Arco laminar (elementos SHELL)
- Arco de tablero superior (sólo pilares), incluye caso tangente
Para ambos casos:
- Puentes simétricos o no simétricos
- Elección de la posición y número de filas de los pilares arco-tablero
- Pilares sobre el terreno
- Arco biempotrado o biarticulado
- El puente está dividido en tres partes que se denominan:
o Entrada o zona izquierda.
o Central.
o Salida o zona derecha.
Todas las partes tienen directriz recta y en alzado son parábolas o rectas.
En los puentes generados (modelos 3D) se mantienen las mismas convenciones empleadas en el módulo de puentes y son aplicables todas las utilidades de generación de cargas existentes en el mismo.
1 VENTANA DE GENERACIÓN DE PUENTES ARCO
1.1 TIPOLOGÍAS
Las tipologías admisibles son las que se pueden generar como Bridge Section, es decir los puentes de tipo losa y los puentes de tipo cajón.
1.2 UTILIZACIÓN DEL GENERADOR
Antes de llamar al generador de puentes, el usuario ha tenido que definir las siguientes magnitudes:
- Sistema de unidades a emplear.
- Materiales: Hormigón, Acero para armar, Acero para cables.
- Tipos de elementos para el puente, arcos, pilares, tirantes y arriostramientos (en caso de que vayan a existir)
- Secciones transversales para cada uno de ellos y el espesor para el caso de arco laminar.
- Constantes reales y Beam & Shell Properties asociadas.
A continuación se llama a la pantalla del generador con el comando ~BRAC, NombreFichero
o utilizando el menú con el path (según sea el caso de vigas o placas):
Civil Preprocessor > Bridges Prep > Predesigned bridges > Arch Bridges > Beam
O
Civil Preprocessor > Bridges Prep > Predesigned bridges > Arch Bridges > Shell
1.3 PANTALLAS DE INTRODUCCIÓN DE DATOS
En los gráficos siguientes se reproducen las pantallas para introducción de datos, una para BEAM y otra para SHELL, la explicación de cada uno de ellas se puede ver en los esquemas y en el apartado siguiente.
1.4 EXPLICACIÓN DE LOS DATOS
Haciendo referencia a los gráficos adjuntos (uno para el caso de elementos viga y otro para el de placas) en cuanto a parámetros geométricos, los datos que se necesitan son los siguientes:
1.4.1 PESTAÑA GENERAL
Se introducirán los datos generales y básicos de nuestro puente, dependiendo de la elección del usuario en el menú, se generará un arco de vigas o placas:
Punto Inicial y tolerancia para situación de nudos:
La tolerancia EPS nos servirá para evitar nodos muy cercanos y elementos de longitud no deseada. La tolerancia EPS2 decidirá cuándo el arco será tangente con la parte inferior del tablero del puente. El puente será de canto constante (como sucede en la mayoría de los puentes en arco), por ello sólo se podrá elegir un tipo de sección con SecTr.
|
XLi, YLi |
Coordenadas en planta del punto inicial de la izquierda. |
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EPS |
Tolerancia general entre nodos. |
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EPS2 |
Tolerancia para identificar el caso de la tangencia entre arco y tablero |
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SecTr |
Sección transversal del puente (constante) |
Parámetros de mallado y del modelo:
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EIType |
Tipo de los elementos del puente (necesariamente SOLID45). |
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EIMat |
Material de los elementos. |
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SIZEV, SIZET, SIZEL, SIZEH |
Tamaños de las divisiones (vertical, transversal, longitudinal y en aligeramientos). |
Características de los arcos:
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ArElType |
Tipo de elemento del arco. |
|
ArMat |
Tipo de material del arco. |
|
BSArch |
Beam & Shell Property del arco |
Características de los pilares:
El parámetro PeSize nos servirá para especificar el tamaño de los elementos de los pilares. El número de divisiones será automáticamente calculado al número entero más próximo.
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tPil |
Tipo de elemento de los pilares. |
|
mPil |
Tipo de material de los pilares. |
|
BSPil |
Beam & Shell Property de los pilares. |
|
PeSize |
Tamaño del elemento de los pilares |
Características de los tirantes: (sólo para caso BEAM)
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tHT |
Tipo de elemento de los tirantes. |
|
mHT |
Tipo de material de los tirantes. |
|
rHT |
Constante real de los tirantes |
Características de los arriostramientos: (sólo para caso BEAM)
|
tBrac |
Tipo de elemento de los arriostramientos. |
|
mBrac |
Tipo de material de los arriostramientos. |
|
BSBrac |
Constante real de los arriostramientos. |
Opciones:
|
Symm Y/N |
Si es 1 el puente es simétrico (caso por defecto). Es asimétrico en caso contrario. |
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Cables Y/N |
Si es 1 el puente se crean los arcos, pilares y tirantes (caso por defecto). Si es 0 no es colgante, sólo se crea el tablero. |
|
Tied Y/N |
Si es 1 el tablero es inferior (sólo para caso BEAM). Si es 0 puede ser del resto de los tipos (caso por defecto). |
|
Bracing Y/N |
Si es 1 se crean arriostramientos entre los arcos (sólo para caso BEAM y si existen 2 ó más arcos) |
1.4.2 PESTAÑA IZQUIERDA
En esta pestaña se definirán los datos correspondientes a la entrada (zona izquierda) del puente, desde el inicio hasta antes del comienzo
del arco como muestran las figuras anteriores. Las distancias de los tramos definidos en el vector DL indicarán la separación de los pilares al terreno y el vector ZTL definirá la cota de cada uno de tales pilares tal como se indica en la figura:
Todos los parámetros de esta pestaña son válidos tanto para el caso de arco de elementos viga como para de elementos placa.
Trazado del puente:
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DL |
Vector con las longitudes en planta del tramo izquierdo. |
|
PL1 |
Pendiente al comienzo en % (pendiente positiva es ascendente) del tramo izquierdo. |
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ZL1 |
Cota del extremo inicial del tramo izquierdo. |
|
ZL2 |
Cota del extremo final del tramo izquierdo. |
|
ZTL |
Vector de las cotas de los pilares izquierdos del tablero al terreno. |
1.4.3 PESTAÑA CENTRAL
Ésta es la pestaña principal ya que en ella se definirá la situación de los arcos respecto del tablero.
Trazado del puente:
El vector DC llevará a su vez las distancias entre cada pilar (figura a: tablero superior) o entre cada tirante (figura b: tablero inferior) o de ambas (figura c: tablero intermedio):
|
DC |
Vector con las longitudes en planta del tramo central. |
|
PC1 |
Pendiente al comienzo en % (pendiente positiva es ascendente) del tramo central. |
|
ZC1 |
Cota del extremo inicial del tramo central. |
|
ZC2 |
Cota del extremo final del tramo central. |
Arcos:
Los parámetros ArchWdth y ArchDiv son sólo válidos para el caso de elementos SHELL al igual que DA que sólo se define para elementos BEAM. En el caso de elementos viga se podrá generar un número ilimitado de arcos cuya posición en ordenadas “y” vendrá dada por el vector DA. Es importante saber que el origen está situado tal como indica la figura para una correcta colocación de los arcos. Por ejemplo si DA = (3,0,-3) se crearán arcos en las posiciones y = 3, y = 0 e y = -3.
Variando los valores de zAL, zAR y PAL obtenemos las diferentes posiciones del arco respecto del tablero del puente, para llegar al caso de tangencia deberá modificarse el valor de la tolerancia EPS2 definida en la pestaña general:
Para el caso del arco con elementos SHELL sólo se admiten los casos de tablero superior o tangente (el arco no traspasará el tablero del puente). Cuando el programa detecte este caso saldrá un mensaje de error:
|
ArchWdth |
Ancho del arco laminar (sólo para SHELL) |
|
ArchDiv |
Número de divisiones del ancho del arco laminar (sólo para SHELL) |
|
DA |
Vector de las ordenadas “y” de los arcos rígidos (sólo para BEAM) |
|
zAL |
Cota del extremo inicial del arco |
|
zAR |
Cota del extremo final del arco |
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PAL |
Pendiente al comienzo del arco en % (pendiente positiva es ascendente). |
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Beam Y/N |
Si se selecciona Yes se crea un elemento viga en la intersección arco-tablero (caso de tablero intermedio, sólo para BEAM) |
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Support |
Apoyos en el arco: Fixed, biempotrados; Two-Hinged, biarticulado |
El parámetro Beam Y/N sólo vale para la opción de arco con elementos BEAM, el usuario puede decidir colocar o no una viga en la intersección del arco y el tablero del puente en el caso de que el tablero sea intermedio:
Pilares:
Sólo para el caso de generar el arco con elementos SHELL, el usuario podrá elegir la posición de las filas de pilares arco-tablero Prows, el valor máximo dependerá del número de divisiones que tenga el ancho del arco laminar ArchDiv. En las figuras se muestran varias de las posibilidades:
|
PRows |
Vector con las posiciones de las filas de pilares entre tablero y arco. |
En caso de generar el arco con elementos BEAM, la posición de las filas de pilares arco-tablero irá ligada a posición de cada arco rígido, tal como se muestra en la figura:
Para todos los casos, los pilares siempre estarán localizados en la zona inferior del tablero del puente (en rojo):
Los pilares están definidos por dos nodos: uno está localizado en la zona inferior del tablero del puente y el otro en el arco. Si el pilar no es completamente vertical es porque la posición “y” de los nodos mencionados es diferente. Para corregirlo el usuario deberá cambiar la posición del arco o modificar la sección del puente.
1.4.4 PESTAÑA DERECHA
En esta pestaña se definirán los datos correspondientes a la salida (zona derecha) del puente, desde el inicio hasta antes del comienzo
del arco. Las distancias de los tramos definidos en el vector DR indicarán la separación de los pilares al terreno y el vector ZTR definirá la cota de cada uno de tales pilares tal como se indica en la figura:
Todos los parámetros de esta pestaña derecha son válidos tanto para el caso de arco de elementos viga como para de elementos placa.
Trazado del puente:
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DR |
Vector con las longitudes en planta del tramo derecho. |
|
PR1 |
Pendiente al comienzo en % (pendiente positiva es ascendente) del tramo derecho. |
|
ZR1 |
Cota del extremo inicial del tramo derecho. |
|
ZR2 |
Cota del extremo final del tramo derecho. |
|
ZTR |
Vector de las cotas de los pilares derechos del tablero al terreno. |
Comandos relacionados: