Revista de Obras Públicas

Portada del Número 3546 (Monográfico)

Revista de Obras Públicas

2013 / Número 3546: Especial Túneles (Monográfico)

Comportamiento resistente de revestimientos de túnel de anillos de dovelas prefabricadas de hormigón

Load-bearing capacity of precast concrete segmental tunnel linings

Arnau, Oriol; Molins, Climents

Doctor Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos.Universitat Politècnica de Catalunya; Doctor Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos. Universitat Politècnica de Catalunya

Fuente: 2013, 160 (3546):7-20

Resumen en español

Este artículo presenta los resultados de una investigación llevada a cabo en el ámbito de la respuesta resistente de los revestimientos de túneles a base de anillos de dovelas prefabricadas de hormigón. La investigación arrancó con la realización de una prueba de carga in situ sobre un tramo experimental ubicado dentro de la línea 9 del Metro de Barcelona. Las conclusiones obtenidas sobre su comportamiento permitieron desarrollar modelos de simulación numérica tanto 2D como 3D bien contrastados con los resultados experimentales del ensayo. Esta investigación también incluye el estudio del comportamiento longitudinal del revestimiento, donde se determina hasta qué punto la compresión longitudinal inicialmente introducida por la tuneladora se va disipando en el tiempo por efecto de la fluencia del revestimiento, lo que condiciona la capacidad de interacción longitudinal entre anillos sucesivos. Finalmente, se presentan las implicaciones en el diseño del revestimiento resultado de tener en cuenta su respuesta 3D, tanto a acciones típicas de proyecto, que suelen ser repartidas, como ante acciones puntuales, que se producirían en condiciones especiales o accidentales.

Palabras clave:

Revestimiento de túnel, respuesta resistente, ensayo in situ, análisis estructural, simulación numérica


Abstract

This article presents the results of research carried out in the field of the structural response of tunnel linings made of precast concrete segments. The investigation began with the realization of a load test on a site located within an experimental section line 9 of the Barcelona Metro. The conclusions drawn about its behavior allowed the development of numerical models, both 2D and 3D, validated with the experimental results. This research also includes the study of the longitudinal behavior of the lining in order to determine the extent to which longitudinal compression initially introduced by the TBM is dissipated over time due to the influence of lining creep, which determines the longitudinal interaction between adjacent rings. Finally, the effect on the segmental lining design of taking into account its 3D response subjected to both, typical distributed design loads, or localized actions that would occur in special or accidental conditions is appraised.

Key words:

Tunnel lining, structural response, on-site testing, structural analysis, numerical simulation


Descargar artículo a texto completo en formato pdf Artículo a texto completo en formato PDF


Referencias bibliográficas
[1] Muir Wood, A.M., 1975. The circular tunnel in elastic
ground. Géotechnique, 25(1), 115-127.
[2] Blom, C.B.M., 2002. Design philosophy of concrete
linings for tunnels in soft soils. PhD Thesis. Technische
Universiteit Delft.
[3] Teachavorasinskun, S., Chub-uppakarn, T., 2010.
Influence of segmental joints on tunnel lining. Tunnelling
and Underground Space Technology, 25, 490-494.
[4] Molins, C., Marí, A., Aguado, A., (2005), Proyecto de
prueba de carga del revestimiento del túnel a base de
dovelas. III Congreso de la Asociación Científico-Técnica
del Hormigón Estructural.
[5] Molins, C., Arnau, O., (2011), Experimental and
analytical study of the structural response of segmental
tunnel linings based on an in situ loading test. Part 1: Test
configuration and execution. Tunnelling and Underground
Space Technology. Volumen 26, p. 764-777.
[6] Arnau, O., Molins, C., (2011), Experimental and
analytical study of the structural response of segmental
tunnel linings based on an in situ loading test. Part 2:
Numerical simulation. Tunnelling and Underground Space
Technology. Volumen 26, p. 778-788.
[7] Roelfstra, P.E., Wittmann, F.H., 1986. Numerical
Method to link Strain Softening with failure of Concrete.
Fracture Toughness and Fracture Energy of Concrete. Ed.
F.H.Wittmann, Elsevier Science, 163-175.
[8] Plizzari, G.A., Tiberti, G., 2006. Steel Fibers as
Reinforcement for Precast Tunnel Segments. Proceedings
of the ITA-AITES 2006 World Tunnel Congress and 32nd
ITA General Assembly. 6 pp.
[9] Blom, C.B.M., van der Horst, E.J., Jovanovic, P.S.,
1999. Three-dimensional Structural Analyses of the Shield-
Driven “Green Heart” Tunnel of the High-Speed Line South.
Tunnelling and Underground Space Technology, Vol 1, Nº
2, 217-224.
[10] Klappers, C., Grübl, F., Ostermeier, B., 2006.
Structural analyses of segmental lining – coupled beam
and spring analyses versus 3D-FEM calculations with shell
elements. Proceedings of the ITA-AITES 2006 World Tunnel
Congress, Safety in the Underground Space, 6 pp.
[11] Mo, H.H., Chen, J.S., 2008. Study on inner force and
dislocation of segments caused by shield machine attitude.
Tunnelling and Underground Space Technology 23, 281-
291.
[12] Arnau, O., Molins, C., Blom, C.B.M., Walraven,
J.C., (2012), Longitudinal Time-Dependent response of
segmental tunnel linings. Tunnelling and Underground
Space Technology, Volumen 28, p. 98-108.
[13] Arnau, O., Molins, (2012), Three dimensional structural
response of segmental tunnel linings. Engineering
Structures, Volumen 44, p.210-221.

Volver a la lista de artículos Volver a la página anterior


1 artículo publicado en esta revista por: Arnau, Oriol

Comportamiento resistente de revestimientos de túnel de anillos de dovelas prefabricadas de hormigón
2013, 160 (3546):7-20


1 artículo publicado en esta revista por: Molins, Climents

Comportamiento resistente de revestimientos de túnel de anillos de dovelas prefabricadas de hormigón
2013, 160 (3546):7-20

Realización del Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos con la participación del CINDOC.
Con la colaboración del CEDEX-CEHOPU y la Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos de Madrid

Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos (España) Centro de Estudios y Experimentación de Obras Públicas (CEDEX) Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos Asociación Española de Túneles y Obras Subterráneas (AETOS)

© Copyright: Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos (España)

Propiedad del Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos (España). Prohibida toda reproducción total o parcial sin citar la fuente.
Property of the Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos (Spanish Society of spanish engineers). Reproduction by whatever means of the whole or any part of the content is strictly forbidden without reference to source