Quadrante y su revolucionario puente ferroviario en Nigeria

En Nigeria hay en marcha un importante proyecto de infraestructura y la empresa portuguesa Quadrante está diseñando los puentes de su línea ferroviaria. Con las potentes herramientas de diseño de Allplan Bridge, Quadrante está diseñando 480 km de línea ferroviaria que se extiende desde Kano a Maradi y de Kano a Dutse. Pero este proyecto es mucho más que una simple aventura de transporte; es la prueba de cómo un software de diseño de puentes innovador puede mejorar drásticamente la eficacia y tiempos de un proyecto. 
 

Quadrante ha marcado un nuevo hito en la industria al hacer uso de Allplan Bridge para diseñar 1 km de puentes de vigas en dos horas. Este cambio es crucial, especialmente si se tienen en cuenta los problemas de seguridad de la zona. Su objetivo no era solo construir una línea ferroviaria, sino llevar a cabo el proyecto con la máxima eficiencia y el mínimo retraso, contribuyendo a que se terminasen los 130 puentes de viga rápidamente y con éxito.

Antecedentes del proyecto

Este proyecto es pionero en conectar Nigeria y Níger y actualmente se encuentra en una fase de diseño y construcción avanzada. Estimado en 1,82 millones de dólares americanos, este proyecto cubre los costos de adquisición y construcción de una línea ferroviaria de vía única y ancho estándar que se extenderá desde Kano, en el norte de Nigeria, hasta Maradi, en el sur de Níger. Hay también un ramal desde Kano a Dutse y también al norte de Nigeria.

En total la línea de ferrocarril mide 387 km entre la sección de Kano a Marado con el ramal de Dutse, lo que son 93 km más. El proyecto también incluye 20 estaciones de tren, 5 bases de mantenimiento y talleres, 52 puentes ferroviarios, 75 pasos superiores y 6 pasos inferiores. Teniendo en cuenta que el proyecto se ubica en las zonas menos pobladas e inseguras del norte de Nigeria, ha sido necesario hacer cambios en todos los elementos del proyecto. La planificación detallada tiene como objetivo maximizar la eficiencia constructiva al minimizar los documentos-leyenda para así adaptarse al terreno y las dificultades logísticas. Quadrante está gestionando los aspectos de diseño detallados del proyecto, con elementos como puentes, pasos superiores y pasos inferiores diseñados con BIM.

© Quadrante

Estandarización = Eficiencia

En lo que referente al diseño de puentes, Quadrante es especialmente eficiente, en parte por su predisposición para desarrollar su capacidad y conocimientos de Allplan Bridge, que usan para crear una platilla del modelo. Haciendo esto incluyen varios elementos únicos como elementos laminares verticales, que se usan para generar las operaciones booleanas, una forma de cálculo utilizada para construir las uniones entre los elementos de losa prefabricados. Además, este proceso también requiere la importación de la alineación de la línea de ferrocarril desde la plataforma colaborativa Bimplus usando LandXML. El modelo usa los puntos, las líneas de referencia y las diferentes secciones transversales a lo largo del tablero para crear una estructura completa, teniendo en cuenta pequeños cambios en las extremidades del tablero y el posicionamiento de las vías y los caminos peatonales.

Para el modelo 3D, los componentes principales son las vigas, pilas y vigas de conexión. Las pilas y estribos se crean para cada apoyo, introduciendo estos últimos con un punto de referencia del SmartPart. El tablero se crea mediante las vigas de conexión que necesitan iniciarse en un punto de referencia. Estos puntos de referencia se introducen usando los elementos de viga conectados al eje principal del puente. Todo el proceso da como resultado órdenes de enlaces independientes para cada vano. Se pueden crear uniones entre elementos prefabricados usando plantillas y operaciones booleanas. A pesar de la estructura compleja, el modelo es adaptable, permitiendo así que las transformaciones rápidas se ajusten a las acotaciones de los elementos del puente. Este modelo funciona como una plantilla para crear modelos de puentes extras con vanos adicionales que se pueden añadir rápidamente con la ayuda del archivo TCL.

Una vez que el modelo 3D esté listo, el equipo continuará con la extracción de los dibujos 2D para cada puente. El proceso de diseño se ha optimizado para minimizar los dibujos específicos de cada puente. Solo se producirán para cada puente tres o cuatro dibujos geométricos generales, mostrando el puente al completo. Los dibujos estandarizados se usan para los detalles como pilas y cimentaciones, que se parametrizan en base al alzado y la altura.

Con este flujo de trabajo, el equipo es capaz de crear en dos horas un modelo completo y riguroso de un puente ferroviario de un kilómetro. Según Quadrante, no se puede conseguir esta velocidad y precisión con cualquier otro software. Así es cómo Quadrante hace uso de Allplan Bridge para definir un nuevo estándar en la eficiencia del diseño de puentes.

© Quadrante

Modelado rápido de los elementos variables

La aplicación de Quadrante de Allplan Bridge para diseñar pasos superiores empieza con su plantilla estándar. La mayoría de estas estructuras están formadas por tres vanos continuos de vigas en I prefabricadas. Estas emplean una losa prefabricada que sirve como encofrado para el tablero de hormigón lo que asegura una funcionalidad integral de todos los componentes de la plataforma. Una característica única es la ausencia de apoyos simples, como las vigas que reposan directamente en los estribos y los dinteles, simplificando así el diseño. Los estribos se definen en Allplan Bridge, excepto por las losas de transición que se colocan usando un punto de referencia. Para darle forma a las losas prefabricadas, se usará un modelo como «cortadora».

En términos de modelado, los pasos superiores presentan retos únicos debido a sus curvaturas variables, profundidades y capas del asfalto. Para mantener la eficiencia constructiva, Quadrante decidió mantener uniforme el grosor de la losa del tablero y conseguir la curva vertical variando el grosor de la capa bituminosa. Esto se ha conseguido con una operación booleana entre el tablero y la capa del asfalto, dando como resultado un grosor variable en la capa del asfalto. Las vigas, pilas y los estribos se añaden para completar la estructura. A pesar de las similitudes con el flujo de trabajo del diseño de puentes, los pasos superiores requieren un ajuste cuidadoso debido a sus diferencias geométricas y curvaturas verticales.

© Quadrante

Visualización para aumentar la seguridad

Quadrante utiliza Allplan Bridge para modelar el paso inferior y su terreno colindante, ofreciendo una representación visual completa del proyecto. Para fomentar una comprensión integral de la solución entre las diferentes partes interesadas, optaron por modelar tramos de carreteras y vías férreas a lo largo de los pasos inferiores. En este proceso, el equipo trabajó con un paso inferior tipo marco de geometría constante. Esto ha incluido elementos como una sección transversal cerrada, la sección transversal para los muros de contención (sin la losa superior), la barrera de hormigón, así como las vías y traviesas para el puente.

© Quadrante

Modelado del armado eficiente

Como los puentes de este proyecto son modulares, Quadrante ha sido capaz de modelar de forma eficiente el armado con Allplan. Al modelar el armado en un vano y reutilizarlo durante el proyecto, se ha ahorra mucho tiempo y se han minimizado los errores.

Pero esto también tiene otros beneficios: con todo el armado modelado de esta manera, se pueden generar de forma fácil y rápida los documentos-leyenda del doblado de barras exactos en el formato solicitado por el cliente. Como toda la información está incluida en el modelo, los documentos-leyenda se pueden crear en unos pocos clics.

© Quadrante

Superando los límites

El revolucionario enfoque de Quadrante al usar la tecnología de Allplan Bridge demuestra su compromiso por superar los límites del diseño de puentes. Al integrar Allplan Bridge en sus proyectos, desde el diseño de puentes de vigas y viaductos al modelado de los armados del puente y la visualización de los pasos inferiores, Quadrante ha conseguido optimizar el nivel de eficiencia y exactitud del diseño. Estos avances no solo contribuyen a la entrega exitosa de proyectos complejos como la línea férrea de Kano-Maradi-Dutse, sino que también preparan el camino para futuras soluciones innovadoras.

Échale un vistazo al proceso de Quadrante en acción registrándote para ver la presentación de Quadrante en ALLPLAN Build the Future Infrastructure Digital Conference.