Optimización heurística de bóvedas de hormigón armado para pasos de carretera

• Autores: A. Carbonell, J. Alcalá, F. González, Víctor Yepes Piqueras
• Localización: Ingeniería civil, ISSN 0213-8468, Nº 145, 2007, págs. 79-90
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • HEURISTIC OPTIMIZATION OF REINFORCED CONCRETE ROAD VAULTS
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• Resumen
  • español

    El artículo presenta la aplicación de tres técnicas de optimización heurística de una estructura tipo bóveda de hormigón armado empleada para la construcción de pasos de carretera: la búsqueda exhaustiva de máximo gradiente, la cristalización simulada y la aceptación por umbrales. La bóveda se define mediante 21 variables de decisión, siendo la fun- ción objetivo el coste económico. Todos los métodos se han aplicado a una bóveda de 4,25 m de diámetro y 1,40 m de altura en hastiales, con un relleno de tierras de 7,00 m. Se proponen dos movimientos específicos de búsqueda por entornos y un algoritmo para la calibración automática de la cristalización simulada y la aceptación por umbrales. Se comprueba la efi- ciencia de estas dos técnicas para el diseño automático y económico de las bóvedas de hormigón estructural, si bien la bús- queda exhaustiva reduce a la quinceava parte el tiempo de cálculo necesario. Las estructuras óptimas presentan una esbeltez importante en la bóveda, con relaciones canto/luz de 1/20. Se han encontrado ahorros cercanos al 8% respecto a estructuras calculadas de forma tradicional.

  • English

    This paper presents the application of three methods of heuristic optimization for the analysis of reinforced concrete road vaults used in the construction of road croases. The three methods used are the maximum gradient search, the simulated annealing and the threshold acceptance. The structure is defined by 21 design variables and the objective function is the cost of the structure. All methods are applied to a structure of 4.25 m of diameter of the vault, 1.40 m of height of the lateral walls and a total height of the fill of 7.00 m. The paper presents two original moves of neighbourhood search and an algorithm for the automatic calibration of the parameters of the simulated annealing and the threshold acceptance methods. These two techniques are then applied to the automatic design and economic optimization of the structural vaults of structural concrete. Although the running times of these two techniques are 15 times slower than the gradient research, cost resulta indícate a significant improvement. Optimum structures are quite slender as regards the vault, with a relation of depth I span of 1120. The optimization method indicates savings of about 8% with respect to a tradicional design.