Como parte del proyecto Eole, se está desarrollando una nueva línea RER E de tren al oeste de París que introducirá 55km de vías ferroviarias y nuevas estaciones para dar servicio a parisinos y habitantes de los alrededores. Con la inauguración prevista para 2024, la línea desembocará en el triángulo de Mantes-la-Jolie.
COGECI, una empresa de diseño francesa con gran experiencia, es la responsable del diseño de un nuevo viaducto de 600 metros de longitud en Mantes-la-Jolie para la nueva línea, que permitirá una mayor fluidez del tráfico ferroviario en la zona. COGECI utilizó el software BIM específico para diseño de puentes Allplan Bridge, y la experiencia les convenció de que este era el camino que seguir.
Antecedentes del proyecto
Este incluía la creación de apartaderos y un taller de mantenimiento cerca del puente, aunque las vías de ferrocarril existentes en las proximidades limitaban el espacio disponible para la nueva estructura. La forma en S del puente suponía que muchas de esas vías estarían situadas cerca de los soportes del puente, por lo que la exactitud de la ubicación era de suma importancia.
El viaducto en sí es un puente ferroviario de acero con vigas laterales, compuesto por tres tableros: cuatro vanos de una longitud de 200 metros, un vano inerte de 50 metros en el centro y, finalmente, 7 vanos que son la parte más importante. En cada extremo hay una rampa de acceso con muros de contención y terraplenes y, aunque la estructura es principalmente de acero, también incorpora una losa de hormigón armado. COGECI diseñó todos los elementos de hormigón armado del proyecto, incluidos los utilizados en los soportes, las pilas, los estribos y los muros de contención.
© Bouygues TP / Cogeci; armado del cimiento y el eje del pilote P4
Implementación de la metodología BIM para el diseño de puentes
El cliente solicitó el uso de esta metodología por varias razones, entre ellas, la mejora de la documentación del proyecto, de la calidad del diseño y la construcción, y de la comunicación entre todas las partes implicadas. Además, quería utilizar los datos generados durante el proyecto para el mantenimiento, la explotación y la demolición en el futuro.
Para este proyecto se estableció BIM Level 2, en el cual cada disciplina preparó un submodelo que luego se combinaba en un modelo federado utilizando IFC y open BIM, de forma que se pudo identificar con antelación cualquier conflicto entre las distintas disciplinas y crear rápidamente un modelo digital as-built. Esto también facilitó la visualización de las conexiones entre la estructura del puente y la estructura de los futuros apartaderos.
Había tres modelos principales del diseño del puente: el modelo de los cimientos de los pilotes, el modelo de ingeniería civil y el modelo del fabricante de acero. Gracias al uso de Allplan para la importación de los archivos IFC, COGECI pudo comprobar la interacción entre la estructura de hormigón armado y la de acero, así como la estructura en sí. El modelo de la estructura de acero se utilizó para modelar la losa de hormigón.
© Bouygues TP / Cogeci;; vista longitudinal de la estructura desde C0
Modelado del puente sencillo
Se utilizó un archivo LandXML para importar los datos de alineación del trazado de la vía mediante Bimplus, con el objetivo de ubicar los soportes con precisión. El archivo contenía 1.000 metros de vía, pero Allplan Bridge permitió variar fácilmente su trazado a pesar del tamaño del proyecto. Tras crear las secciones transversales de los dos carriles del puente, el resto de la vía pudo modelarse rápidamente extruyendo las secciones a lo largo del perfil longitudinal.
El peralte de la vía varía a lo largo del trazado, algo que en ocasiones resultaba complicado de percibir en zonas donde la pendiente era mínima. No obstante, el modelo 3D facilitó una visualización de la vía mucho más exacta, de manera que pudieron verse las secciones con peralte.
El modelo del puente se exportó a Allplan, donde se modelaron los soportes. Las pilas del puente son muy arquitectónicas, por lo que tienen una geometría atípica, pero las herramientas de modelado que ofrece el software BIM Allplan (como “Extrudir”, “Loft” y “Copiar a lo largo de un recorrido”) permitieron la comprensión de la compleja geometría de las pilas a un nivel más intuitivo.
A partir de aquí, la extracción de vistas bidimensionales del modelo para la producción de planos de encofrado y armado fue sencilla, y el software de diseño de puentes pudo generar rápidamente otros datos, como los volúmenes de hormigón y la superficie del encofrado.
© Bouygues TP / Cogeci; vista interior de la estructura de la cubierta RaPL
Conclusión
El viaducto de Mantes-la-Jolie ha sido la primera vez que COGECI ha utilizado Allplan Bridge y Allplan Engineering a gran escala, pero la experiencia les ha convencido para seguir utilizando este software BIM de diseño de puentes. El valor añadido que proporcionan las visualizaciones en 3D brindaron una visión de mayor calidad que los planos en 2D, así como un enfoque más organizado para la coordinación con otras disciplinas.
