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PONTIFICIA UNIVERSIDAD JAVERIANA

Uso de la metodología BrIM (Bridge

Information Modeling) como herramienta

para la planificación de la construcción de un

puente de concreto en Colombia

Juan Sebastián Gaitán Cardona

09/12/2013

FACULTAD DE INGENIERÍA

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA

CIVIL BOGOTÁ D.C.

Presentado por:

Juan Sebastián Gaitán Cardona

C.C. 1.030.576.413 de Bogotá

Director:

Adriana Gómez Cabrera

I.C., M.I.C.

Pontificia Universidad Javeriana

Facultad de Ingeniería

Departamento de Ingeniería Civil

Bogotá D.C.

Diciembre de 2013

Dedicatoria A mi familia y amigos, gracias por contar con su apoyo.

Uso de la metodología BrIM (Bridge Information Modeling)

I

Tabla de contenido Tabla de contenido .................................................................................................................. I

Listado de Figuras ................................................................................................................ III

Listado de Tablas ................................................................................................................... V

1 Introducción ................................................................................................................... 1

2 Objetivos ........................................................................................................................ 3

2.1 Objetivos específicos ............................................................................................... 3

3 Estado del arte ................................................................................................................ 5

4 Marco teórico ................................................................................................................. 7

4.1 Definición de BrIM (Bridge Information Modeling) .............................................. 8

4.2 Cuantificación de costos y materiales ..................................................................... 9

4.3 Definición de 4D Y 5D ......................................................................................... 10

4.4 Programas empleados ............................................................................................ 10

4.4.1 Autodesk® Revit Structure® 2012 ................................................................ 10

4.4.2 Autodesk® Revit Structure Extensions® 2012 ............................................. 10

4.4.3 Autodesk® Navisworks® 2012 ..................................................................... 11

4.4.4 Autodesk® Quantity Takeoff® 2012 ............................................................. 11

5 Marco Práctico ............................................................................................................. 13

5.1 Localización geográfica del puente ....................................................................... 13

5.2 Tipología del puente .............................................................................................. 14

5.3 Descripción de la estructura .................................................................................. 14

5.3.1 Superestructura ............................................................................................... 14

5.3.2 Subestructura .................................................................................................. 15

5.3.3 Cimentación ................................................................................................... 15

6 Metodología ................................................................................................................. 17

6.1 Elaboración de modelo paramétrico (3D) ............................................................. 17

6.1.1 Modelación de superficie topográfica ............................................................ 18

6.1.2 Modelación de elementos estructurales ......................................................... 20

6.1.2.1 Viga, creación y sustitución de los elementos ............................................ 24

6.1.2.2 Pedestal, topes y tapas, creación y sustitución de los elementos................ 28


II

6.1.2.3 Estribo, creación y sustitución de los elementos ........................................ 31

6.1.2.3.1 Viga cabezal, espaldar ............................................................................ 31

6.1.2.3.2 Aletas ...................................................................................................... 33

6.1.2.3.3 Apoyo y losa de aproximación ............................................................... 34

6.1.2.4 Cimentación, creación e introducción de los elementos ............................ 37

6.2 Modelación del refuerzo estructural de acero ....................................................... 39

6.2.1 Plantilla de refuerzo estructural ..................................................................... 39

6.2.2 Consideraciones preliminares del modelado del refuerzo de acero ............... 41

6.2.2.1 Anfitriones de refuerzo validos .................................................................. 41

6.2.2.2 Recubrimiento de armadura ....................................................................... 41

6.2.3 Modelado del refuerzo de acero ..................................................................... 42

6.3 Simulación del proceso constructivo en el tiempo (4D) ....................................... 48

6.4 Cuantificación de materiales y costos (5D) ........................................................... 55

7 Análisis ......................................................................................................................... 63

7.1 Análisis del modelo topográfico ............................................................................ 64

7.2 Análisis del modelo conceptual ............................................................................. 64

7.3 Análisis de la modelación del refuerzo estructural de acero ................................. 65

7.4 Análisis de la simulación del proceso constructivo ............................................... 66

7.5 Análisis de la cuantificación de materiales y costos ............................................. 66

8 Conclusiones y Recomendaciones ............................................................................... 69

9 Referencias ................................................................................................................... 71

10 Anexos ......................................................................................................................... 73


III

Listado de Figuras Figura 1 – Ubicación general del puente (Google Earth) _________________________________________ 13

Figura 2 – Ubicación del puente (Google Earth) ________________________________________________ 14

Figura 3 – Menú extensión RevitStructure 2012 para puentes _____________________________________ 17

Figura 4 – Integración del modelo Civil 3D con RevitStructure _____________________________________ 18

Figura 5 – Filtro de la superficie y corredor del modelo Civil 3D ____________________________________ 18

Figura 6 – Configuración y delimitación del corredor ____________________________________________ 18

Figura 7 – Configuración de la geometría horizontal ____________________________________________ 18

Figura 8 – Configuración de la geometría vertical ______________________________________________ 19

Figura 9 – Configuración de las secciones _____________________________________________________ 19

Figura 10 – Configuración de la superficie topográfica __________________________________________ 19

Figura 11 – Representación del modelo topográfico ____________________________________________ 19

Figura 12 – Generación del terreno y calzada en Revit ___________________________________________ 20

Figura 13 – Ubicación de la posición de las pilas y estribos _______________________________________ 20

Figura 14 – Dimensionamiento de la losa _____________________________________________________ 21

Figura 15 – Dimensionamiento de la calzada __________________________________________________ 21

Figura 16 – Dimensionamiento de las barreras de trafico ________________________________________ 21

Figura 17 – Dimensionamiento secundario de las barreras de trafico _______________________________ 22

Figura 18 – Distribución de conjunto de vigas __________________________________________________ 22

Figura 19 – Dimensionamiento de viga _______________________________________________________ 22

Figura 20 – Dimensionamiento de pedestales__________________________________________________ 23

Figura 21 – Dimensionamiento de estribo 1 y 2 ________________________________________________ 23

Figura 22 – Modelo 3D generado por la extensión de Revit _______________________________________ 24

Figura 23 – Vigas empleadas _______________________________________________________________ 24

Figura 24 – Secciones trasversales típicas de la viga ____________________________________________ 25

Figura 25 – Transición de secciones __________________________________________________________ 25

Figura 26 – Distribución y transición de secciones en la viga ______________________________________ 26

Figura 27 – Sustitución de vigas en el modelo __________________________________________________ 27

Figura 28 - Pedestales empleados ___________________________________________________________ 28

Figura 29 – Sección pedestal, tope y tapa externo ______________________________________________ 28

Figura 30 – Sección pedestal interno _________________________________________________________ 29

Figura 31 – Distribución de pedestales _______________________________________________________ 29

Figura 32– Sustitución de apoyos en el modelo ________________________________________________ 30

Figura 33 – Estribo, viga cabezal y espaldar ___________________________________________________ 31

Figura 34–Viga cabezal y espaldar, elementos del barrido _______________________________________ 32

Figura 35 – Viga cabezal y espaldar, formas sólidas y vacías ______________________________________ 32

Figura 36 – Viga cabezal y espaldar, forma vacía superior _______________________________________ 33

Figura 37 – Estribo, aletas _________________________________________________________________ 33

Figura 38 – Aleta, perfil parametrizado _______________________________________________________ 34

Figura 39 – Estribo, apoyo y losa de aproximación ______________________________________________ 34

Figura 40 – Apoyo y losa de aproximación, perfil _______________________________________________ 35

Figura 41 – Apoyo y losa de aproximación, elementos del barrido _________________________________ 35

Figura 42 – Sustitución de estribos en el modelo _______________________________________________ 36

Figura 43 – Caisson, módulo de anillo ________________________________________________________ 37

Figura 44 – Caisson, matriz lineal ___________________________________________________________ 38


IV

Figura 45 – Incorporación de cimentación ____________________________________________________ 38

Figura 46 – Herramienta, Editor de familias ___________________________________________________ 40

Figura 47 – Herramientas para dibujo y parametrización de las familias de refuerzo estructural _________ 40

Figura 48 – Parámetros de forma de armadura ________________________________________________ 40

Figura 49 – Navegador de formas de armaduras _______________________________________________ 41

Figura 50 – Recubrimiento y ubicación de armadura ____________________________________________ 42

Figura 51 – Herramienta de modelación de refuerzo plano _______________________________________ 42

Figura 52 – Corte transversal y longitudinal del refuerzo en uno de los extremos de la viga _____________ 43

Figura 53– Refuerzo de acero en viga 1 _______________________________________________________ 44

Figura 54 – Refuerzo de acero en viga 2 ______________________________________________________ 44

Figura 55 – Refuerzo de acero en viga3 _______________________________________________________ 45

Figura 56 – Exportación del modelo Revit a Navisworks. _________________________________________ 48

Figura 57 – Cronograma de construcción _____________________________________________________ 49

Figura 58 – TimeLiner – Navisworks® ________________________________________________________ 50

Figura 59 – Elemento enlazado, TimeLiner ____________________________________________________ 50

Figura 60 – Elementos presentes en la simulación. ______________________________________________ 51

Figura 61 – Construcción de los caissons 1 y 4. _________________________________________________ 51

Figura 62 – Construcción de los caissons 2 y 5. _________________________________________________ 51

Figura 63 – Construcción de los caissons3 y 6. _________________________________________________ 52

Figura 64 – Construcción de los estribos 1 y 2. _________________________________________________ 52

Figura 65 – Construcción de los pedestales, tapas y topes de los estribos 1 y 2. _______________________ 52

Figura 66 – Construcción de la viga 1. ________________________________________________________ 53




Figura 70 – Construcción de losa. ___________________________________________________________ 54

Figura 71 – Construcción de las barreras de tráfico. _____________________________________________ 54

Figura 72 – Construcción de la calzada sobre el puente __________________________________________ 55

Figura 73 – Ventana Takeoff _______________________________________________________________ 56

Figura 74 – Ventana de propiedades para cuantificación ________________________________________ 56

Figura 75 – Ventana Workbook _____________________________________________________________ 58

Figura 76 – Modelo5D - Quantity Takeoff _____________________________________________________ 58


V

Listado de Tablas Tabla 1 – Tabla de evolución (Dibujo Manual, CAD, BIM) _________________________________________ 7

Tabla 2 – Ubicación geográfica del puente ____________________________________________________ 13

Tabla 3 – Procedimiento para la generación de la superficie topográfica y calzada ____________________ 19

Tabla 4 – Procedimiento para la generación preliminar del modelo 3D del puente ____________________ 23

Tabla 5 – Diámetro barras de refuerzo _______________________________________________________ 39

Tabla 6 – Longitudes y curvaturas de barras de refuerzo _________________________________________ 39

Tabla 7 – Tabla de barras acero para viga de 20 m _____________________________________________ 46

Tabla 8 – Modelo 4D para simulación de proceso constructivo, paso a paso _________________________ 55

Tabla 9 – Resumen de APU empleados _______________________________________________________ 57

Tabla 10 – Reporte de cantidades y presupuesto _______________________________________________ 60

Tabla 11 – Presupuesto final _______________________________________________________________ 62

Tabla 12 – Consolidado de la implementación de la modelación de los elementos ____________________ 63

Tabla 13 – Comparación de cuantificaciones de elementos en concreto _____________________________ 67


VI


1

1 Introducción

En los próximos años la construcción de infraestructura aumentará de forma considerable,

debido al plan de concesiones viales 1 promovido por el gobierno, que consiste en el

desarrollo de 30 proyectos viales que dispondrán de 44 billones de pesos para su

realización. La importancia de realizar una gestión correcta de la planificación, diseño,

construcción y mantenimiento de estos proyectos, es evidente.

A nivel internacional se han desarrollado investigaciones para la implementación de nuevas

tecnologías que permiten gestionar integralmente los proyectos, en específico los

relacionados a la construcción de puentes (Shin, Lee, Oh, & Chen, 2011), (Shim, Yun, &

Song, 2011), (Halfawy, Hadipriono, Duane, & Larew, 2005).Finlandia es un país que

durante los últimos años ha mantenido indicadores altos de competitividad en temas de

infraestructura2, esto se debe a la calidad e innovación que presentan sus investigaciones en

sistemas que facilitan la participación, colaboración, comunicación y coordinación de todos

los participantes en el análisis de cada etapa del proyecto. Estos sistemas están liderados

por un grupo denominado “5D-Bridge” (Teemu Kivimäki, 2010), que encabeza parte del

desarrollo de metodologías innovadoras debido al trabajo en equipo de compañías privadas,

instituciones del estado, consultores, contratistas y fabricantes de software que se ocupan de

brindar las pautas para la modelización de puentes y la gestión que se debe realizar durante

las etapas del proyecto.

Estas investigaciones dan como resultado metodologías enfocadas directamente a la

integración de todas las etapas de construcción de un puente, pasando desde el diseño y

construcción hasta el mantenimiento y operación de la estructura. Este proceso de

generación y gestión de datos durante el ciclo de vida del puente se conoce como BrIM

(Bridge Information Modeling).

El uso de BrIM se basa en la generación de una representación inteligente de los

componentes de la estructura que acogen información detallada y necesaria de todas las

etapas del ciclo de vida del puente.

Usando esta metodología, planificar la construcción de la estructura tendría un cambio

radical debido a que las herramientas disponibles permiten visualizar en el tiempo la

ejecución del proceso constructivo y realizar la estimación de cantidades y costos (Rauno

Heikkilä, 2005), (Marzouk & Hisham, 2012). Procesos laboriosos que están propensos a

errores de apreciación, omisiones e inexactitudes debido a la metodología tradicionalmente

empleada, que tiene como procedimiento la extracción de información de representaciones

bidimensionales. Escenario que se revierte al hacer uso de un modelo 5D, que se puede

1Elespectador. "Arranca plan de concesiones de cuarta generación, anuncia Gobierno", [en línea]. Septiembre

2012, Mayo 2013, Disponible en la Web: http://www.elespectador.com/economia/articulo-375624-arranca-

plan-de-concesiones-de-cuarta-generacion-anuncia-gobierno 2Informe de Competitividad Global del Foro Económico Mundial 2012-2013


2

utilizar para la planificación, diseño, construcción y operación de la estructura apoyado en

una forma innovadora para el diseño virtual (Azhar, 2011) del puente.

La elaboración de este proyecto de grado permitirá indicar los beneficios de la metodología

BrIM, para mejorar el rendimiento y desarrollo de la etapa de planificación, necesaria para

ejecutar la construcción del puente, y como esta podría llegar a satisfacer las necesidades de

la industria constructora, que son: mejorar la calidad, reducir costos, dar herramientas para

un control adecuado de la construcción, acortar los tiempo de diseño y producción.


3

2 Objetivos

Implementar las metodologías BrIM para la planeación del proceso constructivo de un

puente en concreto, determinando las ventajas y desventajas del desarrollo de un modelo

5D en este tipo de proyectos.

2.1 Objetivos específicos

Visualizar el proyecto de construcción en un modelo 3D elaborado en Autodesk®

Revit para encontrar posibles incompatibilidades contra los diseños y planos

obtenidos.

Cuantificar los materiales requeridos en el proceso constructivo, apoyado en la

herramienta Autodesk® Quantity Takeoff.

Representar el orden del proceso constructivo del puente en un modelo 4D, virtual

en el tiempo, apoyado en la herramienta Autodesk® Navisworks.

Simular en el tiempo los costos asociados a la construcción de cada uno de los

elementos del modelo paramétrico, obteniendo un modelo 5D, apoyado en la

herramienta Autodesk® Navisworks.

Analizar las ventajas y desventajas del uso de la metodología BrIM.


4


5

3 Estado del arte

Durante las utlimas decadas el desarrollo de investigaciones en relación a la planificación

de la construcción de un puente ha sido potenciado por el progreso de las diversas

herramientas informaticas para apoyar los diversos aspectos (por ejemplo, planificación,

diseño, detalle, cálculo, fabricación, gestión de proyectos, operaiblidad)relacionados al

ciclo de vida de construcción de un proyecto. Aspectos que suelen ser afrontados

individulamente generando complicaciones por la necesidad tediosa y propensa a errores de

reprocesar información. (Shirole, y otros, 2009)

A continuación se presentan algunas investigaciones relacionadas al uso de las

metodologías BrIM:

Bridge Information Modeling (BrIM) and model utilization at worksites in

Finland (Teemu Kivimäki, 2010)

Presenta la organización y análisis de la experiencia adquirida en la aplicabilidad de la

metodología BrIM, y su influencia en los presentes y futuros diseños elaborados para la

construcción de puentes en Finlandia.

Concluyendo en que aunque el diseño y gestión de la construcción de puentes a través

de modelos virtuales está disponible desde hace varios años, su utilización reiterada se

evidenciara en la transición inevitable para el uso masificado de BrIM, lo que implicara

el aumento de información disponible a emplear en los modelos (familias) y mayores

avances en el desarrollo de los programas.

Analysis and Design of Reinforced Concrete Bridge Column Based on BIM (Shin,

Lee, Oh, & Chen, 2011)

En este estudio, el sistema de análisis y diseño se propuso a través de la aplicación de

PLM (Project Lifecycle Management) 3 y BIM (Building Information Modeling)

aplicado a un puente de concreto reforzado. Hay varias tareas y pasos en la industria de

la construcción, que puede unificar y controlar bajo el sistema PLM, en tanto BIM es

clave, porque es un método de modelado 3D que incluye información sobre los

procesos de trabajo consecutivos, la planificación, diseño, construcción y

mantenimiento. Concluyendo que la aplicación de tecnologías mejora la productividad

y que la clave está en fortalecer la interoperabilidad entre diferentes diseños y de

modelos para mejorar las practicas actuales. Sugiriendo una guía de diseño de modelos

de información 3D.

3Product Lifecycle Management (PLM), en español: Gestión del Ciclo de Vida de Productos: es el proceso

que administra el ciclo de vida completo de un producto desde su concepción, pasando por su diseño y

fabricación, hasta su servicio y eliminación.


6

Application of 3D Bridge Information Modeling to Design and Construction of

Bridges (Shim, Yun, & Song, 2011)

Se analizó el uso de un modelo de objetos 3D como mecanismo para incorporar

elementos paramétricos para el análisis de la estructura y el proceso de diseño.

Proporcionando información para desarrollar un sistema de automatización sobre los

procedimientos requeridos para la buena ejecución de la metodología en el diseño y

construcción de un puente.

Se analizaron modelos digitales paramétricos en 4D y 5D durante cuatro años para

sugerir una guía de diseño para la implementación de la metodología, para que los

cambios actuales en los programas y procesos sean eficaces en el mejoramiento de las

técnicas de construcción de puentes.

Applications of Building Information Modeling in Cost Estimation of

Infrastructure Bridges (Marzouk & Hisham, 2012)

En el documento se presenta el uso de BrIM en los cálculos detallados de estimación de

costos y flujo de efectivo. Para las estimaciones detalladas de los costos, se presenta una

metodología que depende de la información de los elementos del modelo. Se incorpora

información a los elementos referente a: nombre del contratista / subcontratista /

proveedor, la numeración de material, etc. Mediante el uso de un programa desarrollado

por el lenguaje C#, la información añadida es exportada a una hoja de Excel, además de

otros atributos inteligentes de los elementos del modelo, como ID, volumen, longitud, el

tipo de material, etc. Facilitando la ejecución de estimaciones detalladas para su

posterior revisión. Para finalizar realizan la vinculación de la información obtenida en

la hoja de Excel mediante un macro a un modelo 4D, para simular el flujo de efectivo

empleado a una fecha definida.


7

4 Marco teórico

La metodología BrIM (Bridge Information Modeling) se fundamenta en el extenso uso que

se ha hecho de BIM (Building Information Modeling). Aunque tienen los mismos

fundamentos y objetivos su principal diferencia radica en el desarrollo y evolución de las

herramientas disponibles para la ejecución del modelado de información, debido a las

notorias diferencias en cuanto a la tipología de estructuras. Adicionalmente la experiencia

derivada del uso de estas a nivel global tiene una gran discrepancia, mientras que BIM lleva

años siendo aplicada a proyectos de construcción, BrIM surgió de la necesidad de mejorar

el trabajo de planeación y control sobre los proyecto de infraestructura.

Estas metodologías surgen como solución a los inconvenientes que se han presentado

durante la elaboración de diseños durante las últimas décadas, a causa que las herramientas

empleadas han evolucionado, desde el dibujo manual técnico al dibujo asistido por

computador, a razón de los avances tecnológicos.

A continuación se presenta una tabla de evolución que compara aspectos relevantes de las

metodologías implementadas para la representación de diseños de construcción:

Dibujo Manual CAD BIM/BrIM

Era Antes 1982 1982 al actual Posterior al 2000

Herramienta Triangulo y escuadra AutoCAD software Revit

Producto Dibujo a mano técnico Dibujo digital técnico Base de datos en objetos

constructivos

Método

Líneas, arcos, círculos,

sombreado y texto

Líneas, arcos, círculos,

sombreado y texto

Paredes, vigas,

columnas, ventanas,

puertas

Formato

2D y vistas isométricas 2D, 3D y objetos sólidos 2D, 3D, 4D (tiempo), 5D

(balance económico y

tiempo), nD (energía,

materiales, etc.)

Resumen del

producto

No hay datos calculado

en el dibujo técnico

descrito

No hay datos calculado

en el dibujo técnico

descrito

Base de datos en la

estructura de forma

digital, que puede

interactuar con otros

modelos y en

aplicaciones BIM

Manera en que

la información

es utilizada

Profesionales altamente

capacitados y calificados

deben interpretar y

utilizar la información

manualmente



deben interpretar y

utilizar la información

manualmente



en utilizar la

información en un

formato informatizado

con BIM Tabla 1 – Tabla de evolución (Dibujo Manual, CAD, BIM) 4

4Autodesk Currículo Estructural 2013 – Unidad 1: Introducción del BIM Estructural


8

4.1 Definición de BrIM (Bridge Information Modeling)

Se podria definir BrIM como el conjunto de sistemas, métodos y medios de

almacenamiento digital utilizable para generar el modelo de información de un puente que

permite combinar la información asociada con el diseño y construcción desde varias

disciplinas. BrIM permite a los usuarios acceder y ver la información asociada a un

proyecto usando diferentes modelos, tales como; geométrico, estructural, fisico, y

constructivo(Herman, Trotta, & Peterson, 2012).

Los siguientes modelos son lo que hacen parte de la integración que tiene como fin obtener

un modelo común, aportando la información que luego será interrelacionada en un conjunto

consolidado de datos, y con posibilidad de ser empleada de una manera practica en la

actividades de construcción:

El modelo geométrico proporciona una conexión entre el diseño de la carretera y el

diseño del puente. El modelo geométrico es la columna vertebral de BrIM, ya que

representa los atributos espaciales más básicos del modelo. Componentes y

perspectivas son controlados por este modelo. Un modelo geométrico se compone

de elementos que describen la distribución horizontal y vertical de las

características estructurales dentro de la estructura del puente. Por ejemplo, las

vigas se pueden representar como un elemento que se ajusta al diseño horizontal de

la vía que puede ser de una tangente horizontal, curvada o segmentos de espiral.

Cada segmento de este elemento está influenciada por la geometría vertical

predefinida para producir una ubicación final en el espacio. Por lo general, los

elementos descritos se limitan a las líneas de referencia que representan una

colección de subcomponentes. Por ejemplo, una línea de referencia viga controla la

ubicación, colocación y dimensiones de los elementos secundarios relacionados

(aisladores, placas de brida, refuerzos, etc.) dentro del modelo.(Herman, Trotta, &

Peterson, 2012)

El análisis estructural requiere una disposición estricta de los componentes que

contienen una multitud de atributos para almacenar las propiedades físicas, para el

posterior análisis del diseño. El análisis estructural y el modelo de diseño incluyen

aquellos componentes que pueden incluir suposiciones hechas sobre las

características físicas de la estructura. Un modelo de análisis estructural del puente

puede ser representado por una amplia variedad de detalles y/o componentes. En el

pasado, este modelo se ha mantenido independiente de puntos de vista geométrico,

físico o de la construcción. A veces se simplifica el modelo basado en la

complejidad de la estructura que se está construyendo. Esto se debe, en parte, a la

potencia de cálculo disponible para el ingeniero. Los modelos más complejos

requieren más tiempo para crear y requieren más potencia computacional para

procesar. El tipo y nivel de detalle del modelo en las realizaciones se escala

fácilmente para ayudar al usuario en función de la aplicación de los datos. Por


9

ejemplo, mediante BrIM se podría utilizar el modelo para crear un análisis de

elementos finitos mediante herramientas externas.(Herman, Trotta, & Peterson,

2012)

El modelo físico es una representación geométrica 3D precisa de los componentes

estructurales dentro de la estructura del puente. Este modelo puede incluir

componentes con detalles hasta del elemento más pequeño de la estructura de un

puente. En algunos casos, este detalle será suficiente para calcular las cantidades

volumétricas para la estimación de costos y la planeación de la construcción. Los

modelos de este tipo podrían ser transformados para su uso en representaciones en

3D, animaciones o entornos virtuales.(Herman, Trotta, & Peterson, 2012)

Los modelos de construcción, están revolucionando el sector de la ingeniería civil

debido a la transferencia de datos a los equipos y maquinaria de construcción. El

modelo de construcción incluiría, por ejemplo, los datos indicando la información

del modelo geométrico y las dimensiones estructurales del puente al detalle, de

manera unificada. Tradicionalmente, todo lo necesario para diseñar y construir la

estructura del puente se encuentra en planos, fragmentado la información que es

suministrada a los involucrados en la construcción, etc. Además parte de la

información presentada en la documentación tradicional, se está volviendo

innecesaria. Por ejemplo, el gran número de secciones transversales presentadas

de la carretera puede ser información obsoleta, ya que la maquinaria puede ser

programados directamente a cambiar su movimiento de la cuchilla para seguir un

modelo digital del terreno (DTM) a través de unos dispositivos de control digitales

programables.(Herman, Trotta, & Peterson, 2012)

Como se puede concebir, BrIM proporciona un sistema de modelado que permite utilizar la

información completa, organizada y coordinada de varios aspectos del diseño y

construcción de un puente. Dicha información sería aprovechada por los distintos usuarios

involucrados en la concepción de un proyecto, según disponga los requerimientos

particulares de cada uno de los implicados.

4.2 Cuantificación de costos y materiales

Durante el proceso de estimación de costos, los responsables de cuantificar las cantidades y

costos suelen comenzar con la lectura e interpretación de los dibujos presentados en los

planos. Este método aumenta la posibilidad de error humano y sigue cualquier inexactitud

que pueda haber en los dibujos originales. El tiempo empleado en la cuantificación varía

según el proyecto, bajo los procedimientos tradicionales la gran parte del tiempo de

elaboración de un presupuesto, se invierte únicamente en la cuantificación de materiales.

Por lo que sería una gran ventaja la utilización de modelos virtuales para la estimación de

costos, a razón de que las mediciones, conteos y cálculos se generan directamente de la

información consolidad del modelo, y no únicamente de dibujos. Considerar el uso de los


10

programas que aplican esta metodología, dosifica el esfuerzo realizado cuando se debe

reprocesar la información a causa de modificaciones dimensionales o características de los

elementos, reduciendo el error humano debido a que los cambios ejecutados repercuten

automáticamente en las cantidades contenidas del modelo. (Marzouk & Hisham, 2012)

4.3 Definición de 4D Y 5D

El modelo que permite realizar la planificación constructiva del proyecto se denomina 4D y

el que facilita la cuantificación de cantidades y costos del proyecto se denomina 5D.

Los modelos 4D y 5D son compuestos por el modelo 3D que representa la combinación de

la geometría para métrica de los objetos con la programación y el análisis de costos

respectivamente.

Como se mencionó anteriormente el modelo 4D, consta del modelo 3D combinado con la

programación o programaciones del proyecto. Lo que permite visualizar las fases

constructivas a las personas involucradas en la planificación y construcción de la obra,

mediante la simulación prevista. Documentando el proceso de construcción para la libre

consulta, evaluación y modificación de los interesados en la organización y coordinación de

las actividades a realizar.

El modelo 5D consta del modelo 3D combinado con los análisis de costos y cantidades del

proyecto, lo que permite visualizar el progreso de las actividades de construcción y sus

costos relacionados con el tiempo de ejecución de estas.

4.4 Programas empleados

A continuación se hará una breve descripción de cada uno de los programas empleados para

el desarrollo del proyecto.

4.4.1 Autodesk® Revit Structure® 2012

El software Autodesk® Revit Structure® integra un modelo físico editable para desarrollar

el análisis, diseño y documentación de alguna estructura a construir.

Permite crear modelos propios o importados de otro software, conformando conexiones

entre modelos que facilitan la gestión de cambios del diseño a partir de los elementos

paramétricos con que se construye el modelo virtual.

4.4.2 Autodesk® Revit Structure Extensions® 2012

La extensión de Revit® permite ampliar las capacidades de Autodesk® Revit Structure®

en aspectos importantes para la construcción del modelo virtual que incluye: análisis

estructural, modelado de refuerzo, interoperabilidad y la documentación de construcción.

Adicionalmente facilita el modelado de puentes a partir de los criterios definidos por el

usuario, tales como la creación o importación de la geometría de la carretera y la definición

de los parámetros básicos de la conformación estructural del puente, entre ellos la forma y

disposición de estribos, pilares, barandas, vigas, etc.


11

4.4.3 Autodesk® Navisworks® 2012

El software Autodesk® Navisworks® constituye un modelo basado en diseños 3D con las

herramientas de visualización y programación para compartir información detallada del

proyecto, a cada una de las partes que contribuyen en este durante el tiempo de

construcción, creando un modelo 4D.

El modelo 4D generado por el programa permite integrar distintos modelos en uso solo, a

través del cual se pueden detectar potenciales dificultades al simular el proceso constructivo

con el fin de prever y evitar inconvenientes, falencias e inconsistencias antes del comienzo

de la obra.

4.4.4 Autodesk® Quantity Takeoff® 2012

El software Autodesk® Quantity Takeoff ® combina la información del modelo virtual de

un proyecto con datos relacionados a la cuantificación de costos y cantidad de materiales

referentes a los elementos integrantes de la construcción planificada.

Utilizando el programa se aprovechan los datos concernientes a las propiedades de los

elementos paramétricos empleados para medir, contar y asignar los precios a los objetos del

proyecto.


12


13

5 Marco Práctico

5.1 Localización geográfica del puente

El proyecto corresponde a la construcción de la doble calzada entre la ciudad de Bogotá y

Villavicencio. En el sector del Tablón en el PK37.2 de la vía existente.

Coordenadas geográficas

Latitud 4°21'49.98"N

Longitud 73°53'58.74"O

Datum BOGOTÁ y MAGNA-SIRGAS

Tabla 2 – Ubicación geográfica del puente

Figura 1 – Ubicación general del puente (Google Earth)


14

Figura 2 – Ubicación del puente (Google Earth)

El puente se encuentra ubicado en el alineamiento denominado Desvió 3, que concierne a

una calzada paralela a la vía existente. Se planea el diseño y construcción con el objetivo de

darle continuidad a la calzada debido a la topografía que ha sido generada por un obstáculo

natural correspondiente a una quebrada que desemboca en el rio negro.

5.2 Tipología del puente

Los puentes de vigas rectas representan la tipología sencilla y más usada, en proporción con

otros tipos de puentes. Esto debido a la poca complejidad del diseño, dada la amplia

experiencia y uso recurrente de este tipo de puentes en los proyectos de construcción vial y

la amplia variedad de sistemas de construcción que se han implementado para solventar las

necesidades particulares de cada proyecto.

El comportamiento estructural de esta tipología se fundamenta en la forma como las vigas

rectas soportan las cargas a través de las tensiones internas provocadas por la flexión del

elemento, que a su vez transmiten las cargas a los apoyos que pueden ser estribos o pilas,

dependiendo de la cantidad de tramos planificados.

5.3 Descripción de la estructura

La estructura es un puente recto de vigas simplemente apoyadas de una luz de 20.0m, que

se requiere para el paso de la vía sobre un cauce existente.

5.3.1 Superestructura

La superestructura está conformada por:

Una losa con un ancho de 12.8m que sostiene; la calzada, dos barreras de trafico

tipo new jersey, y un andén peatonal de 1.20m con su respectiva baranda de

seguridad.

Una calzada de 10.9m, con un espesor de 0.05m.

Cada barrera de trapico tiene una altura 0.90m y una anchura de 0.35m.


15

Cuatro vigas rectas en forma de I, con una altura de 1.15m, separadas entre ejes una

distancias de 3.15m.

5.3.2 Subestructura

La subestructura está compuesta por dos estribos de concreto con similar configuración,

conformadas por:

Un espaldar con un espesor de 0.30m.

Una viga cabezal de 1.20m de altura por 1.80m de base.

Cuatro pedestales alineados con cada una de las vigas.

Dos topes ubicados en la parte externa de las vigas exteriores.

Dos tapas ubicadas en los extremos del estribo.

Dos aletas ubicadas a los costados de la estructura, con paredes de 0.35m y cuya

geometría varía dependiendo de las condiciones del terreno.

5.3.3 Cimentación

Seis caissons de concreto de 1.50m de diámetro que hacen parte del apoyo de la

viga cabezal, tres en cada estribo.


16


17

6 Metodología

Se implementaron los programas para la generación del modelo y manipulación de este

para obtener la información relacionada a la construcción del puente. El proceso de

construcción del modelo y manipulación de este es presentado a continuación.

6.1 Elaboración de modelo paramétrico (3D)

La construcción del modelo inicia a partir del diseño geométrico de un proyecto de

infraestructura, que en determinados lugares sugiera la construcción de una estructura que

permita el libre paso de los vehículos a circular. En este caso un puente.

A partir del proyecto vial generado y representada en Auto CAD Civil 3D® se obtiene

información relevante para el diseño como lo es la ubicación de los elementos estructurales

en abscisado, topografía, peraltes de tramo, etc.

La principal herramienta para generar la representación del puente en un modelo 3D, se

obtiene a partir de las extensiones que Autodesk® tiene disponible es su plataforma virtual.

En este caso particular se usa Autodesk Revit Software Extensions para Autodesk® Revit®

Structure 20125, el cual permite aumentar las opciones de operatividad del programa para

realizar labores de manera más sencilla como el modelado, el refuerzo de concreto, la

interoperabilidad y la documentación de toda la construcción del proyecto.

Figura 3 – Menú extensión RevitStructure 2012 para puentes

5https://students.autodesk.com/?nd=revit_extensions

https://students.autodesk.com/?nd=revit_extensions


18

6.1.1 Modelación de superficie topográfica

Se dispuso de la extensión de Revit Structure 2012 para le representación del terreno y

calzada del proyecto. Se realizó la integración con el proyecto de Civil 3D, la extensión

permitió extraer las superficies y calzadas presentes en el modelo Civil. Es necesario

mantener los dos programas en ejecución durante la integración del modelo.

Luego de la integración, se debe manipular la información extraída para generar el modelo.

Es importante estar familiarizado con la geometría y el diseño de la vía para la correcta

introducción de la información que se realiza mediante el siguiente procedimiento:

Figura 4 – Integración del modelo Civil 3D con

RevitStructure

Figura 5 – Filtro de la superficie y corredor del modelo

Civil 3D

1. El proyecto en Civil 3D se ejecuta a la vez que el proyecto en Revit Structure. Mediante la

herramienta de integración entre los programas mencionados se cargan las superficies y

corredores existentes en el modelo Civil al modelo Revit, luego se debe realizar un filtro del

corredor(es) y superficie(s) que se deseen utilizar.

Figura 6 – Configuración y delimitación del corredor

Figura 7 – Configuración de la geometría horizontal

2. Al importar el corredor, se importan todas

sus propiedades como el abscisado, se puede

delimitar la zona de trabajo de la calzada

seleccionando el inicio y fin de algún

3. Del tramo de corredor seleccionado se puede

verificar la geometría horizontal.


19

segmento del corredor.

Figura 8 – Configuración de la geometría vertical

Figura 9 – Configuración de las secciones

4. Del tramo de corredor seleccionado se

puede verificar la geometría vertical, y

seleccionar el terreno que representara la

topografía del sitio.

5. En cada una de las secciones del tramo

seleccionado anteriormente, se establece las

propiedades de la calzada. Como son los

peraltes respectivos, el ancho y la distancia

al eje de la estructura del puente. Donde el

(1) representa el costado izquierdo y el (2) el

costado derecho.

Figura 10 – Configuración de la superficie topográfica Figura 11 – Representación del modelo topográfico

6. Se configura la representación de la

topografía adyacente al corredor,

limitándola y/o seleccionando la respectiva

superficie.

7. Se consolida la representación del modelo

topográfico en coordenadas reales y con la

respectiva superficie establecida.

Tabla 3 – Procedimiento para la generación de la superficie topográfica y calzada


20

Figura 12 – Generación del terreno y calzada en Revit

6.1.2 Modelación de elementos estructurales

La extensión de Revit Structure 2012 además de generar la topográfica y calzada, permitió

modelar el puente. Para lograrlo fue necesario tener claridad sobre la tipología y

dimensiones básicas del diseño de los componentes del puente.

Para este proyecto en particular, se tenía como base la documentación (planos y memorias

estructurales) elaborada de manera tradicional, lo que facilito la concepción de la estructura

y su posterior representación en el modelo 3D.

Por defecto la extensión tiene incorporadas familias para la generación del modelo. En

varios casos estos elementos no alcanzaban a representar el detalle esperado, lo que limita

la concepción e inventiva del diseñador en el momento de seleccionar el tipo de

componentes a emplear. Para solucionar esto fue necesario crear nuevos elementos que se

ajustaran a las especificaciones del diseñador y hacer inclusión de estos posteriormente.

La generación del modelo 3D del puente se presenta a continuación;

Figura 13 – Ubicación de la posición de las pilas y estribos

1. Se define la cantidad de estribos y pilas del puente, para este proyecto el puente únicamente

está apoyado en estribos.


21

Figura 14 – Dimensionamiento de la losa

2. Para el tablero del puente se establece el espesor y ancho de la losa en general, pero en las

zonas donde se ubican las vigas se incorporan unos parámetros adicionales. El ancho total de la

losa se debe definir por las distancias entre los bordes de la calzada y de la losa.

Figura 15 – Dimensionamiento de la calzada

3. Se debe indicar el espesor, un sobre ancho en cada costado de la calzada y la extensión de esta

a partir del eje de estribo.

Figura 16 – Dimensionamiento de las barreras de trafico

4. A las barreras de tráfico seleccionadas se les asigna un dimensionamiento básico, en relación a

su altura y anchura. En el caso de la barrera de tráfico tipo new jersey es necesario especificar

parámetros adicionales que describan la geometría de la cara interna de misma.


22

Figura 17 – Dimensionamiento secundario de las barreras de trafico

5. Para definir los parámetros adicionales se accede a la opción “More parameters”, el cual

ejecuta una ventana adicional que permite la incorporación de alturas y anchos de cada uno de

los puntos de quiebre de la cara interna de la barrera.

Figura 18 – Distribución de conjunto de vigas

6. La distribución del conjunto se vigas se define a partir de las distancias que deben tener el eje

de las vigas exteriores en relación a los bordes de la calzada y la extensión de estas a partir del

eje de los estribos.

Figura 19 – Dimensionamiento de viga

7. Se utiliza uno de los elementos por defecto que utiliza la extensión de Revit, en este caso una

viga de concreto en I, en la cual se indican los parámetros de la viga a emplear. Pero estos

elementos serán reemplazados posteriormente debido a que no representan exactamente la viga

que se desea utilizar para este proyecto. Proceso que será descrito más adelante.


23

Figura 20 – Dimensionamiento de pedestales

8. Los pedestales están representados en 2 partes, la parte superior que representa el neopreno y

la parte inferior representa la caja de concreto que parte de la cara superior del estribo y ajusta

su altura en razón de la posición de la viga.

Figura 21 – Dimensionamiento de estribo 1 y 2

9. Los estribos indicados solo fueron generados para darle continuidad a la generación del

modelo mediante la extensión, ya que ninguna de las familias por defecto podía representar el

tipo de estribo sugerido por el diseñador. Tabla 4 – Procedimiento para la generación preliminar del modelo 3D del puente

El modelo generado aunque representa la estructura de un puente, queda a consideración

del equipo de estructuras realizar las modificaciones requeridas en el modelo para satisfacer

los criterios de diseño empleados. Entre los que esta la sustitución de elementos.


24

Figura 22 – Modelo 3D generado por la extensión de Revit

Los elementos resaltados (vigas, pedestales, estribo) debieron ser reemplazados para

cumplir con el diseño propuesto originalmente, debido a que los componentes que la

extensión contiene por defecto no permitieron representar de manera eficaz el diseño

planificado. Adicionalmente falta incluir la cimentación profunda.

A continuación se desarrollara el proceso de creación y sustitución de cada uno de los

elementos.

6.1.2.1 Viga, creación y sustitución de los elementos

Al generar el modelo mediante la extensión, se utiliza la viga por defecto de sección

uniforme. Es de gran importancia que al introducir la información del dimensionamiento de

la sección transversal sea igual en los parámetros comunes (altura, ancho) a la viga de

diseño, ya que durante el proceso de creación del modelo algunos componentes del puente

requieren las dimensiones de la viga, debido a que afectan la posición y tamaño de

elementos, como por ejemplo, la altura de los pedestales y/o la posición de la viga cabezal.

Figura 23 – Vigas empleadas

Viga por defecto de

sección uniforme

Viga generada de

sección variable


25

Fue necesaria la creación de la viga de sección variable para representar de la mejor manera

la geometría de la viga recomendada por el diseñador. Para la creación de este elemento es

necesario utilizar la plantilla de “Armazón estructural”.

Como base se utilizó la familia de la viga de sección uniforme en la que se realizaron las

modificaciones para generar una viga de sección variable. Estas modificaciones

consistieron en que la sección trasversal de la viga fuera de forma rectangular. (Extremos y

parte central), y los demás tramos mantuvieran la sección en forma de I. Debido a esto se

conforman zonas de transición entre secciones.

Figura 24 – Secciones trasversales típicas de la viga

La creación de la viga con sección variable se logró mediante el uso de “fundido de

barrido”, que consiste en establecer la sección inicial y final (previamente parametrizadas)

de un elemento y establecer los parámetros del recorrido (camino) entre una sección y otra.

Figura 25 – Transición de secciones

Este procedimiento se repite a lo largo de la viga modificando las secciones de inicio y fin

del barrido. Luego, se establecen las longitudes de transición de cada tramo.

Adicionalmente se incluirán orificios en los tramos macizos de los extremos de la viga para

facilitar la inserción de elementos para el posterior posicionamiento de las vigas.

El proceso de sustitución inicialmente fue de cargar la familia al proyecto e insertar la viga

de sección variable a un costado del puente y cambiar los parámetros para que concuerden

la inclinación de la viga con la pendiente de la calzada. Luego se desplazaba a la posición

correcta de manera manual sobre cada pedestal. Este procedimiento genero problemas ya

que se generaban pequeñas imprecisiones del posicionamiento y contacto de los extremos

de la viga.


26

Figura 26 – Distribución y transición de secciones en la viga

Por tal motivo se resolvió, emplear un procedimiento alterno que consistía en cambiar el

nombre dentro del proyecto del elemento tipo viga con el nombre que se identifica la viga

de sección variable. Inmediatamente se procede a cargar la familia, a lo cual el programa

advertirá si desea reemplazar la familia ya existente, se realiza la confirmación. Este

proceso permite que los parámetros incluidos en las vigas generadas por la extensión, se

trasladen a las vigas incluidas por el usuario, impidiendo errores de transcripción de datos y

reduciendo el esfuerzo de desplazar las vigas a una posición de forma manual.


27

Figura 27 – Sustitución de vigas en el modelo


28

6.1.2.2 Pedestal, topes y tapas, creación y sustitución de los elementos

Al igual que la generación de las vigas, la extensión genera unos elementos para los

pedestales por defecto, fue necesaria la creación de un componente para representar de la

mejor manera la geometría de los pedestales, topes y tapas recomendada por el diseñador.

Figura 28 - Pedestales empleados

Para la creación de este elemento se usó como base la plantilla de “Modelo Genérico”

A diferencia de los pedestales creados por defecto a través de la extensión de Revit®, que

son elemento sin conexión entre sí, la familia generada los agrupa en un solo elemento. La

diferencia principal radica en la adición de las tapas y topes ubicados al costado exterior de

los pedestales que soportan las vigas externas.

La creación se logró mediante el uso de “fundido”, que consiste en establecer una sección

inicial (previamente parametrizadas) de un elemento y establecer el parámetro de recorrido

(camino) de la sección. Procedimiento realizado para los pedestales internos y externos,

Figura 29 – Sección pedestal, tope y tapa externo

Pedestales, Topes, Tapas

generadas

Pedestales simples por

defecto


29

Figura 30 – Sección pedestal interno

Adicionalmente a estos elementos se les añadieron parámetros para realizar su correcta

distribución sobre el respectivo estribo, de tal forma que la separación entre los elementos

modelados fuera coincidente con la distribución de las vigas.

Figura 31 – Distribución de pedestales

El procedimiento para incorporar esta componente al modelo, consistió en extraer de los

pedestales creados por la extensión, la altura total de cada uno. La cual sería asignada al

respectivo pedestal de la familia creada. Se insertó el componente y se ubicó sobre la viga

cabezal del estribo. Se hicieron los ajustes necesarios del tamaño y distribución de los

pedestales, topes y tapas. Por último se incorporaron los neoprenos.


30

Figura 32– Sustitución de apoyos en el modelo


31

6.1.2.3 Estribo, creación y sustitución de los elementos

Para realizar la generación de una familia que representara los diferentes componentes del

estribo, se debió realizar el modelado de cada elemento de manera diferente, e

incorporarlos en un solo conjunto.

A continuación se explica el proceso de creación del estribo separado en los siguientes

elementos.

Viga cabezal y espaldar

Aletas

Apoyo y losa de aproximación

6.1.2.3.1 Viga cabezal, espaldar

Figura 33 – Estribo, viga cabezal y espaldar

La construcción de este elemento debió ser compleja debido a los parámetros que influyen

en su dimensionamiento. Por lo que se utilizó una metodología de intersección de diferentes

formas para generar los elementos.

La viga cabezal y el espaldar del estribo se generaron a partir del mismo elemento

compuesto por una forma sólida generada con la herramienta “barrido”, que consiste en un

perfil transversal parametrizado. Esta sección se reproduce a lo largo de un camino de

longitud constante, con lo que se genera un elemento sólido.

Para delimitar la geometría final del elemento, se usaron formas vacías que cumplen la

función de crear formas negativas, que cortan geometría sólida. Las formas vacías que se

generaron a los costados cumplieron la función de ajustar el largo total del barrido

anteriormente creado, y la forma vacía superior permite definir la altura del espaldar en el


32

eje del estribo y además realizar el ajuste para representar las inclinaciones de la parte

superior del estribo que deben concordar con el peralte de la calzada.

Figura 34–Viga cabezal y espaldar, elementos del barrido

Figura 35 – Viga cabezal y espaldar, formas sólidas y vacías

Camino de barrido

Perfil


33

Figura 36 – Viga cabezal y espaldar, forma vacía superior

6.1.2.3.2 Aletas

Figura 37 – Estribo, aletas

La construcción de este elemento se generó a partir de la herramienta “extrusión”. Las

aletas del estribo se generaron a partir del mismo elemento que consiste en un perfil

parametrizado, que permite modificar libremente la geometría de la aleta para ajustarse

fácilmente a las condiciones del terreno.


34

Figura 38 – Aleta, perfil parametrizado

6.1.2.3.3 Apoyo y losa de aproximación

Figura 39 – Estribo, apoyo y losa de aproximación

La losa de aproximación y su respetivo apoyo se generaron a partir del mismo elemento

compuesto por una forma sólida generada con la herramienta “barrido”, que consiste en un

perfil transversal parametrizado. Esta sección se reproduce a lo largo de un camino de

longitud variable, limitado en sus extremos por las cara interna de las aletas, con lo que se

genera un elemento sólido.


35

Figura 40 – Apoyo y losa de aproximación, perfil

Figura 41 – Apoyo y losa de aproximación, elementos del barrido

Para finalizar, después de haber generado cada uno de los elementos del estribo por

separado, se consolidan y se relacionan los parámetros comunes. Dando como resultado el

estribo establecido en el diseño.

Se repite el procedimiento de sustitución antes descrito para la sustitución de algún

elemento del modelo, como en su momento se realizó para la inserción de las vigas de

sección variable.

Con esto se finaliza la concepción estructural de la superestructura y la subestructura.

Camino de barrido

Perfil


36

Figura 42 – Sustitución de estribos en el modelo


37

6.1.2.4 Cimentación, creación e introducción de los elementos

La cimentación sugerida consistió en la implementación de caissons, conformados por

módulos de un metro (1m) de altura.

El objeto creado consistió en una estructura que representaría el anillo externo de

contención de la excavación, que posteriormente seria rellenado.

Figura 43 – Caisson, módulo de anillo

El anillo exterior se generó a partir de una intersección de formas, con la herramienta

“fundido” se concibió una forma sólida que cambia a lo largo de una longitud, fundiéndose

desde una forma inicial a una forma final, en este caso las formas eran circunferencia de

diferente diámetro, para concebir la forma final de anillo hueco se utilizar la misma

herramienta pero aplicada a la creación de una forma vacía. El proceso se repite para

representar el relleno del anillo.

Finalizada la concepción del módulo se procede a generar el caisson, el cual implementara

el modulo creado para multiplicarlo y ajustar su tamaño al sugerido para la cimentación.

El proceso de multiplicación se realizó a través de la herramienta “matriz lineal” que

permite reproducir una cantidad establecida de algún elemento a una separación definida.


38

Figura 44 – Caisson, matriz lineal

Se inserta la familia del caisson en el modelo, para luego realizar la ubicación de cada uno

de estos. Se define la cantidad de módulos en función de la longitud de la cimentación

sugerida.

Figura 45 – Incorporación de cimentación


39

6.2 Modelación del refuerzo estructural de acero

Para la generación del refuerzo estructural se describirá a continuación el procedimiento

utilizado, usando las herramientas disponibles del programa.

6.2.1 Plantilla de refuerzo estructural

Parte fundamental de lograr un dibujo eficiente y preciso de los elementos de refuerzo

estructurales la definición de las propiedades básicas de la figuración y tamaño, como lo

son los diámetros comerciales, los radios de curvatura y la longitud de los ganchos.

Esto se debe configurar en la plantilla utilizada para realizar los dibujos de las armaduras

estructurales.

En la siguiente tabla se presentan los diámetros y codificación de las barras de refuerzo

utilizadas:

Código Diámetro

mm Pulgadas

#3 9.50 3/8”

#4 12.70 1/2”

#5 15.90 5/8”

#6 19.10 3/4"

#7 22.20 7/8”

#8 25.40 1” Tabla 5 – Diámetro barras de refuerzo

En la siguiente tabla se presentan las curvaturas y longitudes de los ganchos en función del

diámetro y ángulo para las barras de refuerzo utilizadas:

Código

Diámetro

de

curvatura

(mm)

Ganchos

90° 135° 180°

D. Curvatura

(mm)

Longitud

(mm)

D.

Curvatura(mm)

Longitud

(mm)

D. Curvatura

(mm)

Longitud

(mm)

#3 60.0 60.0 150.0 40.0 105.0 60.0 125.0

#4 80.0 80.0 200.0 50.0 115.0 80.0 150.0

#5 95.0 95.0 250.0 65.0 140.0 95.0 175.0

#6 115.0 115.0 300.0 115.0 205.0 115.0 200.0

#7 135.0 135.0 375.0 135.0 230.0 135.0 250.0

#8 155.0 155.0 425.0 155.0 270.0 155.0 275.0 Tabla 6 – Longitudes y curvaturas de barras de refuerzo

Con las herramientas de dibujo se crearon cada una de las formas de los refuerzos

estructurales a emplear, a cada elemento se le coloco una acotación para especificar los

parámetros de la forma diseñada, y a cada acotación se le adjudico una etiqueta, de no hacer

esto las barras no se podrían considerar paramétricos. De igual forma en la ventana de

parámetros de forma se especifica el ángulo con que termina y empieza el dibujo, además

de los otros parámetros dimensionales previamente creados u asignados.


40

La forma principal de verificar si el refuerzo dibujado cumple los requisitos para ser

utilizado en el modelo, es usando la herramienta “Estado de forma”, que al no reportar

algún error o inconsistencia indica la correcta y completa construcción del dibujo.

Figura 46 – Herramienta, Editor de familias

Figura 47 – Herramientas para dibujo y parametrización de las familias de refuerzo estructural

Figura 48 – Parámetros de forma de armadura


41

Terminada la creación del dibujo de los refuerzos diseñados, se cargan las familias al

modelo, dando disponibilidad inmediata para el uso de estas.

Figura 49 – Navegador de formas de armaduras

6.2.2 Consideraciones preliminares del modelado del refuerzo de acero

Para iniciar el dibujo del refuerzo es necesario hacer la verificación y definición de los

siguientes aspectos:

6.2.2.1 Anfitriones de refuerzo validos

Para lograr dibujar el refuerzo se deben tener las siguientes consideraciones en relación con

el anfitrión:

1. Un anfitrión de refuerzo es válido si la familia tiene asignada en el parámetro

“Material” en el modelo este configurado como concreto.

2. Los siguientes tipos de familias son válidos como anfitriones: Armazón estructural,

Pilares estructurales, Cimentación estructural, Conexiones estructurales, Suelos, Muros,

Losa de cimentación, Cimentación de muro, Borde de losa.

3. Los elementos del tipo de familia, modelo genérico podrán alojar refuerzo la sección

transversal siempre y cuando esta opción sea permitida.

6.2.2.2 Recubrimiento de armadura

El recubrimiento de la armadura se define con relación a las caras del anfitrión

correspondiente, y lo que permiten es controlar el desfase interno de la armadura con

relación a las caras expuestas del elemento. Es importante definir correctamente este


42

parámetro debido a que puede afectar considerablemente la geometría final de las

armaduras.

Figura 50 – Recubrimiento y ubicación de armadura6

6.2.3 Modelado del refuerzo de acero

La modelación del refuerzo de la estructura se realizó mediante las herramientas básicas de

Revit®.

Figura 51 – Herramienta de modelación de refuerzo plano

Procedimiento de cómo se realiza el dibujo del refuerzo estructural en los elementos

anfitriones:

1. Se debe crear una vista en corte del elemento a reforzar.

2. Empleando la herramienta “Armadura” .

3. Al seleccionar la herramienta se activa el navegador de formas de armaduras, del

cual se escoge la forma de armadura a utilizar.

4. De la pestaña “Orientación de colocación”, seleccionar alguno de las siguientes

opciones;

Paralela a plano de trabajo

Paralela a recubrimiento

Perpendicular a recubrimiento

El cual definirá la forma como se alinea el refuerzo colocado en el anfitrión

5. La armadura se ajustara a la sección utilizada, para revisar y editar longitudes y/o

propiedades del refuerzo se deben usar otras vistas creadas.

6 Manual del usuario, Revit Structure 2011, Pag 415


43

El procedimiento anterior aplica para la ubicación de un único refuerzo, en caso de que este

elemento se replique a lo largo del anfitrión, la mejor manera de agilizar el proceso de

adición, es el uso de las herramientas del “Conjunto de armaduras”, cuyas opciones se

describen brevemente a continuación:

Número fijo: Número de barras es constante e introducido por el usuario, el

espaciado entre refuerzos es ajustable.

Espaciado máximo: Espaciado máximo de barras es constante e introducido por el

usuario, el número de barras cambia según la distancia de desarrollo del conjunto de

barras.

Número con espaciado: Número de barras y el espaciado son introducidos por el

usuario.

Espaciado libre mínimo: Espaciado mínimo de barras es constante e introducido

por el usuario, el número de barras cambia según la distancia de desarrollo del

conjunto de barras.

Estos procedimientos se aplican en todo el elemento a reforzar, creando gran variedad de

vistas para la creación de la totalidad del refuerzo.

Es recomendable tener experiencia en el dibujo bidimensional del refuerzo de estructuras,

ya que esto facilitara la concepción y creación de las vistas y cortes que se deben emplear

para dibujar de manera correcta el refuerzo del elemento, ya que proporcionalmente al

avance del dibujo estructural, la visibilidad de los conjuntos de armaduras implicara un

grado más alto de complejidad debido a la concentración de dibujos.

Figura 52 – Corte transversal y longitudinal del refuerzo en uno de los extremos de la viga


44

Figura 53– Refuerzo de acero en viga 1

Figura 54 – Refuerzo de acero en viga 2

Se presenta a continuación la tabla de barras de acero para la viga de sección variable que

fue reforzada.


45

Figura 55 – Refuerzo de acero en viga3

Tabla de barras de acero para viga de 20m

Forma Diámetro de

barra Cantidad

Longitud

barra Peso total

Forma

Diámetro de

barra Cantidad

Longitud

barra Peso total

Forma de armadura 1 1/2" 5 3.07 m 15.26 kg

V4 1/2" 9 3.60 m 32.21 kg


V5 1/2" 4 1.01 m 4.02 kg


V5 1/2" 4 1.36 m 5.41 kg


V5 1/2" 4 1.37 m 5.45 kg

V1 1/2" 3 1.74 m 5.19 kg

V5 1/2" 4 1.38 m 5.49 kg

V1 1/2" 3 1.81 m 5.40 kg

V7 1/2" 1 3.79 m 3.77 kg

V1 1/2" 3 1.85 m 5.52 kg

V7 1/2" 1 3.81 m 3.79 kg

V1 1/2" 3 1.89 m 5.64 kg

V7 1/2" 1 3.84 m 3.82 kg

V1 1/2" 4 1.88 m 7.48 kg

V7 1/2" 1 3.87 m 3.85 kg

V1 1/2" 4 1.89 m 7.52 kg

V7 1/2" 1 3.88 m 3.86 kg

V1 1/2" 4 1.92 m 7.64 kg

V7 1/2" 1 3.88 m 3.86 kg

V1 1/2" 13 1.59 m 20.55 kg

V7 1/2" 1 3.90 m 3.88 kg

V1 1/2" 13 1.60 m 20.68 kg

V7 1/2" 1 3.91 m 3.89 kg

V1 1/2" 14 1.88 m 26.17 kg

V7 1/2" 1 3.92 m 3.90 kg

V1 1/2" 14 1.89 m 26.31 kg

V7 1/2" 1 3.92 m 3.90 kg

V3 1/2" 1 2.94 m 2.93 kg

V7 1/2" 1 3.92 m 3.90 kg

V3 1/2" 1 2.95 m 2.94 kg

V7 1/2" 1 3.94 m 3.92 kg

V3 1/2" 1 3.11 m 3.10 kg

V7 1/2" 1 3.94 m 3.92 kg

V3 1/2" 1 3.11 m 3.10 kg

V7 1/2" 1 3.95 m 3.93 kg

V3 1/2" 1 3.24 m 3.23 kg

V7 1/2" 1 3.95 m 3.93 kg


46

V3 1/2" 1 3.25 m 3.24 kg

V7 1/2" 1 3.96 m 3.94 kg

V3 1/2" 1 3.32 m 3.31 kg

V7 1/2" 1 7.27 m 7.23 kg

V3 1/2" 7 2.94 m 20.46 kg

V7 1/2" 1 7.27 m 7.23 kg

V3 1/2" 7 2.94 m 20.46 kg

V7 1/2" 1 7.43 m 7.39 kg

V3 1/2" 7 2.95 m 20.53 kg

V7 1/2" 1 7.54 m 7.50 kg

V3 1/2" 7 2.95 m 20.53 kg

V7 1/2" 1 7.54 m 7.50 kg

V3 1/2" 28 2.94 m 81.83 kg

V7 1/2" 1 7.57 m 7.53 kg

V3 1/2" 28 2.95 m 82.11 kg

V7 1/2" 1 7.57 m 7.53 kg

V4 1/2" 1 2.85 m 2.84 kg

V7 1/2" 1 7.58 m 7.54 kg

V4 1/2" 1 2.85 m 2.84 kg

V7 1/2" 1 7.59 m 7.55 kg

V4 1/2" 1 3.01 m 3.00 kg

V7 1/2" 1 7.59 m 7.55 kg

V4 1/2" 1 3.01 m 3.00 kg

V7 1/2" 1 8.99 m 8.94 kg

V4 1/2" 1 3.11 m 3.10 kg

V7 1/2" 1 8.99 m 8.94 kg

V4 1/2" 1 3.11 m 3.10 kg

V7 1/2" 1 9.00 m 8.95 kg

V4 1/2" 1 3.20 m 3.19 kg

V7 1/2" 1 9.00 m 8.95 kg

V4 1/2" 1 3.20 m 3.19 kg

V7 1/2" 1 9.00 m 8.95 kg

V4 1/2" 1 3.30 m 3.29 kg

V7 1/2" 1 9.01 m 8.96 kg

V4 1/2" 1 3.30 m 3.29 kg

V7 1/2" 1 9.02 m 8.97 kg

V4 1/2" 1 3.38 m 3.36 kg

V7 1/2" 10 1.07 m 10.64 kg

V4 1/2" 1 3.38 m 3.36 kg

V7 1/2" 11 0.49 m 5.36 kg

V4 1/2" 1 3.47 m 3.45 kg

V9 1/2" 7 1.35 m 9.40 kg

V4 1/2" 1 3.47 m 3.45 kg

V9 1/2" 7 1.35 m 9.40 kg

V4 1/2" 1 3.55 m 3.53 kg

V9 1/2" 7 1.37 m 9.54 kg

V4 1/2" 1 3.56 m 3.54 kg

V9 1/2" 7 1.38 m 9.61 kg

V4 1/2" 9 3.60 m 32.21 kg

V9 1/2" 27 1.35 m 36.24 kg

V4 1/2" 9 3.60 m 32.21 kg

V9 1/2" 27 1.38 m 37.04 kg

V4 1/2" 9 3.60 m 32.21 kg

Peso total del acero = 994.25 kg

Tabla 7 – Tabla de barras acero para viga de 20 m


47


48

6.3 Simulación del proceso constructivo en el tiempo (4D)

La simulación representara secuencialmente el orden constructivo de los componentes de la

estructura.

El primer paso consistió en exportar el modelo Revit® a un formato compatible con

Navisworks®. Esto se realizó con el fin de poder vincular los componentes a un

cronograma.

Figura 56 – Exportación del modelo Revit a Navisworks.

La planificación de la construcción consistió en representar cada uno de los elementos

modelados como una actividad, en un cronograma relacionando la duración necesaria para

la construcción de dicho elemento. Lo cual fue realizado mediante Project® y presentada a

continuación.


49

Figura 57 – Cronograma de construcción


50

Luego de haber exportado el modelo e importado a Navisworks®, se debe realizar lo

mismo para incorporar el cronograma, esto se realiza a través de la herramienta TimeLiner.

Esta herramienta despliega una ventana que permitirá realizar el enlace y configuración de

la simulación. En la pestaña de “Orígenes de datos”, se debe hacer el enlace con la o los

cronogramas necesarios para el completo desarrollo de la obra. En la pestaña “Tareas”, se

realiza y constituye el vínculo entre el cronograma y el modelo, lo que implica enlazar los

elementos del puente que se han de construir a cada una de las tareas consignadas en el

cronograma, que adicionalmente requieren la especificación del tipo de tarea (construcción,

temporal, demolición).

Figura 58 – TimeLiner – Navisworks®

Figura 59 – Elemento enlazado, TimeLiner

El resultado de la simulación es presentado a continuación, a través de la secuencia de

construcción de cada uno de los elementos modelados anteriormente:


51

Figura 60 – Elementos presentes en la simulación.

Figura 61 – Construcción de los caissons 1 y 4.

Figura 62 – Construcción de los caissons 2 y 5.


52

Figura 63 – Construcción de los caissons3 y 6.

Figura 64 – Construcción de los estribos 1 y 2.

Figura 65 – Construcción de los pedestales, tapas y topes de los estribos 1 y 2.


53

Figura 66 – Construcción de la viga 1.




54


Figura 70 – Construcción de losa.

Figura 71 – Construcción de las barreras de tráfico.


55

Figura 72 – Construcción de la calzada sobre el puente

Tabla 8 – Modelo 4D para simulación de proceso constructivo, paso a paso

6.4 Cuantificación de materiales y costos (5D)

Para realizar la cuantificación de cantidades y el cálculo de costos se empleó el programa

Autodesk Quantity Takeoff®.

El primer paso consistió en exportar las visualizaciones del modelo Revit® a un formato

compatible (*.dwf), con el que se regenera el proyecto en Quantity Takeoff ®. Los

elementos que se deseen cuantificar deben ser visibles al momento de realizar la

exportación, en caso contrario los elementos no visibles no serán cuantificados.

Al crear un nuevo proyecto se debe especificar la configuración referente al sistema de

unidades (métrico) y la moneda a emplear ($). Para luego seleccionar el catálogo con que se

definirá la estructura organizativa del proyecto, el cual contiene agrupaciones

preestablecidas para contener los objetos del modelo, con lo que se facilitara la definición

de materiales y medidas para la cuantificación de cada elemento. Se enlaza el archivo de

extensión *.dwf generado anteriormente, con lo que se procede a crear el proyecto.

Se debe seleccionar la visualización del modelo 3D que contenga todos los elemento a

cuantificar, con el propósito de agregarlos al catálogo definido. En este punto depende del

usuario si desea utilizar la estructura organizativa preestablecida o definir la libre

distribución de los objetos en grupos. Se realizó la agrupación por tipo de familia, con el fin

de representar las agrupaciones.

Consolidada la información en las respectivas agrupaciones, se procede a definir como se

cuantificaran los objetos. En la ventana “Takeoff”, se define el tipo de cuantificación

(Count, Linear, Area, Volume), que va en conjunto con el parámetro que indicara la

cantidad. Este parámetro está conectado a las propiedades de cada objeto, las cuales fueron

definidas durante la creación de las respectivas familias en el modelo de Revit®.


56

Figura 73 – Ventana Takeoff

Para incorporar los precios se debe ingresar a las propiedades de cada categoría u elemento,

en la pestaña de costos se ingresa el valor del análisis de costos para cada uno de los

procedimientos (Materiales, Mano de obra, Transporte, Equipos), y cuyo valor debe estar

relacionado a la cuantificación respectiva.

Figura 74 – Ventana de propiedades para cuantificación


57

Los precios asignados a cada elemento se relacionan en la siguiente tabla, que presenta los costos desglosados de cada uno de los

análisis de precios unitarios (APU) requeridos.

Resumen Análisis de Precio Unitario - DICIEMBRE 2008

ITEM Descripción un Equipo Material Transporte Mano de Obra Total

1.4.020 Base asfáltica - incluye imprimación m3 $ 15,653.00 $ 312,374.00 $ 39,445.00 $ 38,868.00 $ 406,340.00

2.2.010 Pilote de concreto fundido in situ, de diámetro 1.50 metros m3 $ 175,684.00 $ 444,246.00 $ 9,915.00 $ 240,927.00 $ 870,772.00

2.2.030 Concreto Clase A -f'c = 350 Kg/cm2 (vigas) m3 $ 212,768.00 $ 401,142.00 $ - $ 47,950.00 $ 661,860.00

2.2.040 Concreto Clase C -fc = 280 Kg/cm2 (tableros) m3 $ 148,483.00 $ 384,499.00 $ - $ 18,889.00 $ 551,871.00

2.2.050 Concreto Clase D -fc = 210 Kg/cm2 (estructuras) m3 $ 170,537.00 $ 280,274.00 $ - $ 29,668.00 $ 480,479.00

2.3.010 Acero de Refuerzo (Grado 37 Y 60) kg $ - $ 2,923.00 $ - $ 381.00 $ 3,304.00

2.3.011 Acero de refuerzo #47 ml $ - $ 2,905.46 $ - $ 378.71 $ 3,284.18

2.5.005 Neopreno Dureza D 60 60*40*3 cm sencillo un $ - $ 476,409.00 $ - $ 5,075.00 $ 481,484.00

2.5.009 Neopreno Dureza D 60 55x35x6 cm 3 capas platinas 1/8" un $ - $ 957,957.00 $ - $ 5,075.00 $ 963,032.00

Tabla 9 – Resumen de APU empleados

7Nota: Para el ítem Acero de refuerzo #4 (2.3.011), debido a la complejidad para la cuantificación del ítem a través del peso, debió ser relacionado con la

longitud, ajustando los precios del APU (2.3.010) Acero de refuerzo (Grado 37 y 60) a un metro (1m) de barra de refuerzo #4 (0.994 kg/ml).


58

Para finalizar en la ventana “Workbook”, se visualiza el reporte final que relaciona la

cuantificación de cada uno de los elementos presentes en el modelo con sus respectivos

costos de construcción. En esta etapa se pueden realizar de ser necesario los ajustes

directamente a los precios e ir controlando el presupuesto total de la construcción

modelada.

+ Figura 75 – Ventana Workbook

Figura 76 – Modelo5D - Quantity Takeoff


59

El reporte puede ser exportado y ajustado a criterio del usuario en relación a la información que se desee presentar. A continuación se

presenta el reporte del presupuesto para el puente modelado.

WBS ITEM Descripción Cantidad EQUIPO MATERIAL TRANSPORTE MANO DE OBRA

Costo Total Costo Un Costo Costo Un Costo Costo Un Costo Costo Un Costo

PTE 2 $ 260,962,742.22

PTE 2.Cimentación $ 136,054,305.38

PTE 2.Cimentación.Caissons

profundos $ 136,054,305.38

PTE 2.Cimentación.Caissons

profundos.Caisson 1.50 2.2.010 Caisson 156.246 m³ $ 175,684.00 $ 27,449,854.37 $ 444,246.00 $ 69,411,488.83 $ 9,915.00 $ 1,549,175.26 $ 240,927.00 $ 37,643,786.93 $ 136,054,305.38

PTE 2.Masas conceptuales $ 9,297,416.90

PTE 2.Masas

conceptuales.Barrera de trafico $ 4,734,082.66

PTE 2.Masas

conceptuales.Barrera de

tráfico.New Jersey

2.2.050 Barreras 9.853 m³ $ 170,537.00 $ 1,680,273.76 $ 280,274.00 $ 2,761,494.85 $ 0.00 $ 0.00 $ 29,668.00 $ 292,314.05 $ 4,734,082.66

PTE 2.Masas

conceptuales.Calzada $ 4,563,334.24

PTE 2.Masas

conceptuales.Calzada.Capa de

rodadura

1.4.020 Capa de

rodadura 11.23 m³ $ 15,653.00 $ 175,788.43 $ 312,374.00 $ 3,508,064.60 $ 39,445.00 $ 442,980.56 $ 38,868.00 $ 436,500.65 $ 4,563,334.24

PTE 2.Masas conceptuales.Losa $ 0.00

PTE 2.Masas

conceptuales.Losa.Losa 2.2.050 Losa 0 m³ $ 148,483.00 $ 0.00 $ 384,499.00 $ 0.00 $ 0.00 $ 0.00 $ 18,889.00 $ 0.00 $ 0.00

PTE 2.Modelos genéricos $ 65,161,836.42

PTE 2.Modelos

genéricos.Apoyos $ 4,642,541.03

PTE 2.Modelos

genéricos.Apoyos.Pedestales,

Topes, Tapas

2.2050 Pedestales,

Topes, Tapas 6.211 m³ $ 170,573.00 $ 1,059,366.24 $ 280,274.00 $ 1,740,678.84 $ 0.00 $ 0.00 $ 296,668.00 $ 1,842,495.95 $ 4,642,541.03

PTE 2.Modelos

genéricos.Estribo $ 60,519,295.38


60

PTE 2.Modelos

genéricos.Estribo.Estribo 1 2.2.050 Estribo 1 50.175 m³ $ 170,573.00 $ 170,573.00 $ 280,274.00 $ 14,062,866.34 $ 0.00 $ 0.00 $ 296,668.00 $ 14,885,442.22 $ 29,118,881.56

PTE 2.Modelos

genéricos.Estribo.Estribo 2 2.2.050 Estribo 2 54.13 m³ $ 170,573.00 $ 170,573.00 $ 280,274.00 $ 15,171,217.22 $ 0.00 $ 0.00 $ 296,668.00 $ 16,058,623.60 $ 31,400,413.83

PTE 2.Neoprenos $ 9,630,192.00

PTE 2.Neoprenos.Neopreno

ppal $ 7,704,256.00


ppal.Neopreno 1 2.5.009

Neopreno

principal 8 ea $ 0.00 $ 0.00 $ 957,957.00 $ 7,663,656.00 $ 0.00 $ 0.00 $ 5,075.00 $ 40,600.00 $ 7,704,256.00

PTE 2.Neoprenos.Neopreno sec $ 1,925,936.00


sec.Neopreno 2 2.5.005

Neopreno

lateral 4 ea $ 0.00 $ 0.00 $ 476,409.00 $ 1,905,636.00 $ 0.00 $ 0.00 $ 5,075.00 $ 20,300.00 $ 1,925,936.00

PTE 2.Refuerzo Estructural $ 15,876,135.13

PTE 2.Refuerzo

Estructural.Acero $ 15,876,135.13

PTE 2.Refuerzo

Estructural.Acero.V1 2.3.011

#4 : Forma

V1 555.38 m $ 0.00 $ 0.00 $ 2,905.00 $ 1,613,378.48 $ 0.00 $ 0.00 $ 379.00 $ 210,488.96 $ 1,823,867.44

PTE 2.Refuerzo


#4 : Forma

V2 245.918 m $ 0.00 $ 0.00 $ 2,905.00 $ 714,392.87 $ 0.00 $ 0.00 $ 379.00 $ 93,203.06 $ 807,595.93

PTE 2.Refuerzo


#4 : Forma

V3 1077.355 m $ 0.00 $ 0.00 $ 2,905.00 $ 3,129,717.49 $ 0.00 $ 0.00 $ 379.00 $ 408,317.70 $ 3,538,035.19

PTE 2.Refuerzo


#4 : Forma

V4 725.605 m $ 0.00 $ 0.00 $ 2,905.00 $ 2,107,882.79 $ 0.00 $ 0.00 $ 379.00 $ 275,004.33 $ 2,382,887.12

PTE 2.Refuerzo


#4 : Forma

V5 119.824 m $ 0.00 $ 0.00 $ 2,905.00 $ 348,089.05 $ 0.00 $ 0.00 $ 379.00 $ 45,413.34 $ 393,502.39

PTE 2.Refuerzo


#4 : Forma

V7 1661.792 m $ 0.00 $ 0.00 $ 2,905.00 $ 4,827,505.89 $ 0.00 $ 0.00 $ 379.00 $ 629,819.18 $ 5,457,325.07

PTE 2.Refuerzo


#4 : Forma

V9 448.515 m $ 0.00 $ 0.00 $ 2,905.00 $ 1,302,934.95 $ 0.00 $ 0.00 $ 379.00 $ 169,987.04 $ 1,472,921.99

PTE 2.Vigas $ 24,942,856.40

PTE 2.Vigas.Viga 20m $ 24,942,856.40

PTE 2.Vigas.Viga 20m.Viga

20m 2.2.030 Viga 37.686 m³ $ 212,768.00 $ 8,018,374.99 $ 401,142.00 $ 15,117,437.68 $ 0.00 $ 0.00 $ 47,950.00 $ 1,807,043.73 $ 24,942,856.40

Costo Total $ 38,724,803.78 $ 145,386,441.87 $ 1,992,155.81 $ 74,859,340.76 $ 260,962,742.22

Tabla 10 – Reporte de cantidades y presupuesto


61


62

El costo de la obra debió ser ajustado de acuerdo a la inflación observada en el lapso

comprendido entre Diciembre del 2008, época en que se establecieron los precios de los

análisis de precios unitarios empleados en el presupuesto, a Septiembre del 2013, periodo

en el que se está construyendo el puente.

Subtotal DIC-2008 $ 260,962,722.22

Subtotal SEP-20138 $ 296,166,593.45

Administración 10.00% $ 29,616,659.34

Imprevistos 3.00% $ 8,884,997.80

Utilidad 8.00% $ 23,693,327.48

I.V.A. / Utilidad 16.00% $ 3,790,932.40

TOTAL OBRA $ 362,152,510.47 Tabla 11 – Presupuesto final

8IPC (Dic 2008 – Sep. 2013) = 13.49%


63

7 Análisis

El modelado de información se puede convertir en una herramienta valiosa para la

planificación, diseño y construcción de puentes. La experiencia adquirida en relación a

nuevas metodologías de trabajo que se podrían implantar en el trabajo de la ingeniería civil

enfocada al ciclo de vida de la construcción de un puente, fueron la integración y

socialización de información bajo parámetros establecidos que facilitan el análisis de todos

los que componen el proyecto, además de que cada parte puede usar el mismo modelo para

examinar y realizar sus respectivas actividades, lo que impide la propagación de errores

cuando cada parte trabaja con información fragmentada o desactualizada.

La principal dificultad quedo evidenciada en la destreza para el buen uso de las

herramientas que los programas tienen a disposición. Debido a que las plataformas de

trabajo tradicionales, varían considerablemente con las plataformas de trabajo que están

enfocadas en el uso del modelado de información, lo que genera obstáculos para el fácil

entendimiento y un libre desarrollo de la creación de objetos y su disposición espacial. Lo

que evidencia que para el uso de estos programas es importante contar con experiencia y/o

estudios, que permitan usar explorar el potencial real de la metodología y los programas

empleados.

La siguiente tabla consolida la información sobre los componentes del puente que han sido

modelados durante este proyecto. Indicando el alcance y la implementación en cada uno de

los respectivos modelos:

(N.A.) No Aplica

(X) Elemento modelado e implementado en el respectivo modelo

Componente

Modelación conceptual Modelación

de refuerzo

Simulación

4D

Cuantificación

y costos 5D Extensión

Revit Usuario

Estribos x x

x x

Cimentación

x

x x

Vigas x x x x x

Neoprenos x x N.A. x x

Apoyos (Pedestales,

topes y tapas) x x

x x

Losa x

N.A. x

Barrera de trafico x

N.A. x x

Calzada x

N.A. x x

Tabla 12 – Consolidado de la implementación de la modelación de los elementos


64

7.1 Análisis del modelo topográfico

El modelo topográfico se basó en la información proveniente del modelo Civil 3D®, para

este proyecto su uso fue poco relevante, principalmente por el alcance establecido.

Mientras se desarrolló el proyecto se encontraron ejemplos de la modificación del terreno

para la planificación de las obras que se tendrían que realizar. En un proyecto más complejo

que tenga en cuenta las obras secundarias relacionadas al movimiento de tierras, la

visualización de los cambios en la topografía del terreno, presentara virtualmente los

posibles cambios del terreno en un lapso de tiempo definido, el cual podría afectar en la

concepción de las obras posteriores.

A modo de ejemplo, se evidencia en el dimensionamiento de las aletas de acompañamiento

del estribo, que tienen la función de confinar el material próximo a la estructura. Al

efectuar la excavación de la cimentación y la construcción de los estribos es necesario

realizar modificaciones en la topografía, tales modificaciones deberían ser indicadas antes

de iniciar la etapa de construcción, con lo que se evitaría que la disposición final del terreno

estuvieran a criterio del equipo constructor, cuyas decisiones podrían estar afectando el

dimensionamiento final de las aletas y generando imprevistos en obras contiguas.

7.2 Análisis del modelo conceptual

El modelo conceptual se generó con la extensión Revit® y con aportes del usuario. La

creación de este modelo es transcendental debido a que representa el núcleo principal del

proyecto, ya que el modelo virtual consolida todos los elementos que se prevén construir.

La principal ventaja de utilizar la extensión Revit®, es la posibilidad de enlazar el diseño

geométrico creado en Civil 3D® al diseño estructural del puente, con el fin de que los

elementos a construir estén asociados espacialmente a la estructura de la calzada. Para

generar un modelo que se ajuste a los criterios del diseñador, será necesario personalizar los

elementos que requiera utilizar en el modelo, debido a que la extensión aunque permite una

facilidad de la creación e integración completa de los elementos, limita las posibilidades

debido al uso por defecto de una cantidad limitada de objetos.

Cuando fue necesario crear nuevos objetos para integrarlos en el modelo, fue importante

examinar las familias que por defecto eran usadas por la extensión Revit®, ya que daban

indicios e ideas para la manipulación de las herramientas y formas para concepción del

elemento. El caso más significativo se presentó en el desarrollo de la familia para la

creación de los estribos, fue la que represento el mayor reto de modelar debido a que era la

estructura con mayor complejidad y variedad de parámetros modificables, además de ser

uno de los elementos principales del puente.

Estudiando las familias se logró entender el uso de las formas vacías, que facilitaron la

limitación espacial de algunos objetos, ya que antes de hacerlo se tenía la suposición que

una familia estaba conformada por un único elemento, el cual era invadido de parámetros

para generar los debidos ajustes, en cambio se pudo concluir que la forma más práctica de

crear un elemento complejo era a través de pequeños elementos simples que se integran y

ocasionalmente comparten algún parámetro.


65

Este proyecto llevo a concluir que hay que enfocarse en la correcta creación de las familias,

ya que de estas dependerá en gran medida la adaptabilidad del modelo a las exigencias y

creatividad del diseño. Por ejemplo, generar elementos complejos, con gran cantidad de

variables, aumenta la posibilidad de la propagación de errores, en relación a que algunos

parámetros pueden ser expresados con fórmulas matemáticas que tienen dependencia de

otros parámetros, y como tal pueden expresar valores irreales. Además que para el usuario

la actividad de ajustar los parámetros se vuelve compleja, debido al desgaste de revisar los

cambios efectuados en el elemento a medida que se van realizando los ajustes de cada

parámetro.

Una de las principales ventajas, que genero inicialmente dificultades resueltas por la

experiencia adquirida fue el uso reiterado de las vistas en alzado, cortes y 3D, ya que las

visualizaciones de un objeto son limitadas cuando se implementa el diseño tradicional,

basado en dibujos creados a partir de elementos básicos del dibujo en computadores. La

posibilidad de generar diferentes puntos de vista de un mismo elemento, que se actualizan

de forma inmediata cuando ocurre un cambio en este, facilita los procesos de revisión y

control de la conformación estructural del puente, porque agiliza el proceso de inspección

de la disposición del elemento en la estructura y su interacción con otros elementos.

Como conclusión al crear un modelo 3D, se tiene la ventaja de visualizar todos los

elementos como un conjunto, permitiendo la exploración del modelo detalladamente a

partir de la disposición de gran variedad de vistas. Lo que podría generar menor

incertidumbre en el momento de conocer la concepción de la estructura, solucionando el

inconveniente que tradicionalmente ocurre cuando se deben extraer fragmentos de

información de varios dibujos, para generar una visual imaginaria de la estructura completa.

7.3 Análisis de la modelación del refuerzo estructural de acero

La modelación del acero de refuerzo de los elementos estructurales del puente se realizó

con las herramientas incluidas en la plataforma Revit®. Esta parte del proyecto fue la que

represento más inconvenientes y dificultades para efectuar.

Parte importante de la incorporación del refuerzo, es la representación correcta de los

parámetros relacionados a la figuración del acero, refiriéndose a estos como los diámetros

de curvatura, longitudes de desarrollo, geometrías de los ganchos y demás. Puesto que el

objetivo de modelar el refuerzo, es visualizar la interacción de estos en conjunto al estar

incorporados en la estructura de concreto. Por lo que el acero debe figurarse con las

condiciones reales con que será fabricado y dispuesto en obra, para evitar reajustes al

momento de la construcción.

Para cumplir estas condiciones fue necesario crear una plantilla para la creación de las

familias de barras de refuerzo que incorporen los parámetros referentes a la normatividad

con que se realizó el respectivo diseño, ya que las plantillas existentes tienen parámetros de

otras normatividades. Realizado este ajuste, ya el dibujo de la geometría de cada barra se

vuelve un procedimiento típico, conformado por dibujar el esquema geométrico del

refuerzo y asignar las respectivas acotaciones.


66

Incorporar en los elementos estructurales el refuerzo fue una actividad compleja, en parte a

lo dispendioso que era visualizar los objetos cuando el dibujo tenía un avance significativo

y la variedad de vistas que se debían introducir para verificar la forma como se estaba

disponiendo el refuerzo dentro del elemento.

Para elementos como las vigas que incorporaban en su alineación la pendiente de la

calzada, la ubicación del refuerzo genero imprecisiones a causa del alcance de las

herramientas dispuestas no facilitaba la colocación del acero a lo largo del eje del elemento

que se encontraba inclinado. Las vigas al compartir el mismo diseño y distribución de

refuerzo, se tenía planteado que generar el refuerzo de una sola viga era suficiente, ya que

este podía ser copiado y situado en los demás elementos, pero al realizar esta operación se

generaban inconsistencias en relación a que el elemento anfitrión (viga), rechazaba algunos

elementos de las armadura conformada.

Cuando el refuerzo requería variar su geometría de forma gradual en zonas donde la

sección sufría alguna transición, no había una herramienta que facilitara tal oficio,

originando la creación de elementos únicos, quedando apartados de los conjuntos de

armaduras que facilitan la manipulación de la geometría.

7.4 Análisis de la simulación del proceso constructivo

El modelo para la simulación del proceso constructivo se generó con el programa Autodesk

Navisworks®. La creación de este modelo permitió representar de una manera visual el

proceso constructivo que se encuentra descrito en los cronogramas de construcción, ya que

facilitaba asociar los elementos virtuales a una secuencia constructiva en el tiempo.

La concepción del modelo no revistió dificultades, a causa del alcance de la simulación,

que consistió en la asignación de elementos a una tarea específica del cronograma.

Una de las ventajas fue la posibilidad de enlazar varios cronogramas al mismo modelo, lo

que permitiría examinar la posible interacción entre las partes involucradas en la

construcción del puente, puesto que al generarse de manera visual la ejecución de

actividades de cada grupo de trabajo, se puede examinar si en cierto momento la ejecución

de alguna actividad puede interferir con otro frente de la obra. Lo que conlleva a realizar un

trabajo integrado y organizado de las partes implicadas.

7.5 Análisis de la cuantificación de materiales y costos

El modelo para la cuantificación de materiales y costos se generó con el programa

Autodesk Quantity Takeoff®. La generación de este modelo no fue complejo debido a la

implementación básica que se le dio. Consistió principalmente en la agrupación de

elementos a discreción del usuario y la asignación de los precios a las cantidades definidas.

La principal ventaja se evidencio en la facilidad para el análisis del presupuesto, debido a

que la estructura organizativa permitía consultar directamente los subtotales de cada uno de

los grupos. Además de poder consultar de forma independiente el costo global de cada una

de las actividades.


67

Las desventajas se evidenciaron en el proceso de asignación de precios, ya que el

procedimiento típico exige la digitación del mismo precio en reiteradas ocasiones para

diferentes elementos que comparten el mismo APU, lo que podría generar dificultades en

caso de realizar modificaciones, ya que el reproceso de estar digitando valores propaga la

probabilidad de equivocarse.

A continuación se presenta una tabla de comparación entre los elementos del puente

compuestos de concreto, permitiendo encontrar la diferencia entre los valores calculados

entre lo cuantificado en el modelo BrIM, a lo obtenido en su momento de forma manual:

un

Viga cabezal y

espaldarm³ 39.10 50.18

Apoyos

(Pedestales,

topes y tapas)

m³ N.A. 3.07

Aletas m³ 4.54 N.A.**

Losa de

aproximaciónm³ 8.94 N.A.**

Viga cabezal y

espaldarm³ 39.10 54.13

Apoyos

(Pedestales,

topes y tapas)

m³ N.A. 3.14

Aletas m³ 4.54 N.A.**

Losa de

aproximaciónm³ 8.94 N.A.**

m³ 9.118%

m³ 3.818%

m³ N.A.

m³ 8.394%

Modelo BrIMTradicional

53.25

57.27

Vigas

Losa

Barrera de trafico

Estribo 1 52.58

Estribo 2 52.58

*N.A. (No Aplica)

** Cuantificación del elemento incluida en otro objeto

8.912%

1.272%

ElementoCantidad % de

Diferencia

156.25

37.69

N.A

9.85

171.93

36.30

62.17

9.09

Cimentación

Tabla 13 – Comparación de cuantificaciones de elementos en concreto

Por otra parte algunos APU debieron ser ajustados, a causa de que los tipos de

cuantificación asignados presentaban restricciones e impedían relacionar los precios,

principalmente las unidades entre lo cuantificado y precio de pago no coincidían. Por

ejemplo, inicialmente el APU de “Pilote de concreto fundido in situ, de diámetro 1.50

metros”, tenía asignado como unidad la cantidad de metros lineales relacionados a la

longitud de la respectiva cimentación, pero el modelo no disponía de ese parámetro para su


68

respectiva cuantificación. Por lo que se requirió ajustar el APU a la unidad de cubicación

(m³) con la que si fue posible la correlación entre cantidad y precio.

Para la cuantificación del acero empleado se agruparon las dos problemáticas antes

descritas, por un lado se generó una agrupación de elemento por cada familia de refuerzo

empleada, lo que implica una amplia cantidad de elementos compartiendo el mismo APU y

que eventualmente requerirían un ajuste de precios dispendioso, además la cuantificación

del acero empleado en peso (kg) se encuentra imposibilitada, a causa de que entre las

propiedades intrínsecas de la familia, no existía ninguna que relacionara el peso de dicho

elemento, lo que generaba en el modelo de cuantificación la incapacidad de relacionar

directamente un parámetro de la familia a una cantidad que caracterizara el peso. La

solución fue ajustar el APU de “Acero de Refuerzo (Grado 37 Y 60)” con unidad de

kilogramos, creando el APU de “Acero de refuerzo #4” con unidad de metro lineal, ajuste

ejecutado reiteradamente para los diferentes diámetros.


69

8 Conclusiones y Recomendaciones

El modelado de información se puede convertir en una herramienta valiosa para la

planificación, diseño y construcción de puentes de diferentes tipologías, pero es

necesario tener bases estructuradas sobre el uso del software y experiencia en la

representación y dibujo de los componentes del puente.

Incorporar la visualización de la topografía genera facilidades para la concepción

del dimensionamiento y estructura de elementos relacionados a la construcción del

puente (Aletas, obras de contención, taludes temporales).

Los elementos (familias) con las que se representan los componentes del puente

siempre deben considerar la geometría variable debido al diseño geométrico de la

calzada.

Los elementos estructurales son generados considerando la geometría cambiante de

la calzada, lo que permite mayor precisión en la concepción de la forma y

dimensiones de estos.

Al crear un modelo 3D, se tiene la ventaja de visualizar todos los elementos como

un conjunto, permitiendo la exploración del modelo detalladamente a partir de la

disposición de gran variedad de vistas. lo que podría generar menor incertidumbre

en el momento de conocer la concepción de la estructura.

Los elementos (familias) que se empleen no deberían contener una cantidad extensa

de parámetros ni de sub-elementos con el fin de facilitar el uso de estos. Porque al

crear un elemento con geometría compleja y/o con variedad de elementos, se

generan limitaciones debido a errores generados por inconsistencias en la fórmulas

utilizadas para la correlación de los parámetros. Además de un proceso molesto para

el usuario, en caso de que deba introducir los valores de forma manual, debido a la

posible complejidad de visualizar los cambios directamente en el modelo.

Una de las ventajas del programa y su uso en el dibujo del refuerzo estructural, es la

introducción de los parámetros de longitudes de gancho y radios de curvatura, para

los elementos de refuerzo estructural a utilizar. Lo que implica que los refuerzos

dibujados, representen la geometría real con que las barras de acero son figuradas,

debido a que durante el dibujo del refuerzo, por lo general no se consideran algunos

factores que pueden afectar la disposición de otros elementos.

Los elemento que presentan alguna inclinación, por ejemplo las vigas, se dificulta el

dibujo del refuerzo estructural debido a que las herramientas disponibles no

proporcionan facilidades para crear elementos con algún grado de inclinación,

debido a esto se empiezan a generar errores y complicaciones para cumplir con el

recubrimiento mínimo establecido.

Las herramientas presentan limitaciones para dibujar el refuerzo estructural en

elementos de sección variable, por ejemplo las vigas, porque en las zonas de

transición no se puede ubicar un conjunto de armaduras, a cambio se deben colocar


70

elementos sin relación entre sí, incitando a realizar ajustes manuales generando

errores de precisión.

La extensión de Revit® aunque facilita la generación del modelo, tiene el

inconveniente de generar elementos (losa, barreras de tráfico) que son de tipo masa

conceptual y cuyo fin es representar superficies y elementos de geometría compleja,

pero no pueden contener refuerzo estructural, lo que implica que el dibujo del acero

queda incompleto.

Para generar un diseño completo de un puente, es necesario que todos los elementos

generados y utilizados pertenezcan a familias que tengan habilitada la opción para

contener el refuerzo estructural.

La simulación del proceso constructivo es un recurso valioso para coordinar la

interacción de las diferentes actividades ejecutadas por los grupos de trabajo

involucrados en la obra, con el propósito de generar la organización integra y

coordinada de la construcción.

Los métodos de cuantificación utilizados por el programa empleado, aunque

facilitan la revisión y control, limitan las opciones que el usuario podría emplear

para realizar el análisis de costos de las obras a realizar.

Para mejorar el alcance de los modelos, es necesario optimizar la estructura con que

se crean las familias, ya que a partir de la concepción de parámetros, formas y

composición de los elementos, se lograría mejorar la generación de simulaciones y

técnicas de cuantificación de los respectivos modelos.


71

9 Referencias

Azhar, S. (2011). Building Information Modeling (BIM): Trends, Benefits, Risks, and

Challenges for the AEC Industry. Leadership and Management in Engineering.

Halfawy, M., Hadipriono, F., Duane, J., & Larew, R. (2005). Development of model-based

systems for integrated design of highway bridges . Institute for Research in

Construction.

Herman, G. A., Trotta, B. W., & Peterson, J. C. (2012). Bridge information modeling.

Marzouk, M., & Hisham, M. (2012). Applications of Building Information Modeling in

Cost Estimation of Infrastructure Bridges. International Journal of 3-D Information

Modeling, 17-29.

Rauno Heikkilä, M. J. (2005). On The Economy And Benefits Of 3-D Design Method In

Bridge Engineering. 22th International Symposium on Automation and Robotics in

Construction (ISARC 2005).

Shim, C., Yun, N., & Song, H. (2011). Application of 3D Bridge Information Modeling to

Design and Construction of Bridges. Procedia Engineering.

Shin, H., Lee, H., Oh, S., & Chen, J. (2011). Analysis and Design of Reinforced Concrete

Bridge Column Based on BIM. Procedia Engineering.

Shirole, A. M., Riordan, T. J., Chen, S. S., Gao, Q., Hu, H., & Puckett, J. A. (2009). BrIM

for project delivery and the life-cycle: state of the art. Bridge Structures.

Teemu Kivimäki, R. H. (2010). Bridge information modelling (BrIM) and model utilization

at worksites in Finland. International Association for Automation and Robotics in

Construction.


72


73

10 Anexos

A continuación se mencionarán los anexos nombrados en este trabajo de grado:

Anexo A: Análisis de precios unitarios empleados.

Anexo B: Diagrama de flujo de los procedimientos ejecutados.


Anexo A

Análisis de precios unitarios empleados

2.2

2.2.010 m3 $ 870,772.00

TIPO Material Cantidad Valor Equipo Material Transportes Mano de Obra

EQ Equipo para pilotaje Hora 0.58 305,000.00$ 175,684.50$ -$ -$ -$

MT Concreto 280 kg/cm2 (4000 PSI) m3 1.10 369,600.00$ -$ 406,560.00$ -$ -$

MT Recargo por Tremie para C.H. 3500 PSI m3 1.10 15,000.00$ -$ 16,500.00$ -$ -$

MT Excavaciones varias sin clasificar m3 1.41 15,000.00$ -$ 21,186.44$ -$ -$

TR Transporte material M3-km 15.25 650.00$ -$ -$ 9,915.25$ -$

MO Cuadrilla vaciado concreto ( 1 Cap. +4 ofic. + 3 ayud) hora 2.94 55,120.00$ -$ -$ -$ 161,934.46$

MO Cuadrilla Formaleta 2 a 3 m2/hra (1 Capataz, 2 Oficiales, 4 ayu) hora 2.26 34,954.40$ -$ -$ -$ 78,992.99$

DIRECTO: $870,772 / m3 175,684.00$ 444,246.00$ 9,915.00$ 240,927.00$

2.2.030 m3 $ 661,860.00


EQ Formaleta Metalica ( $m2) m2 0.58 340,000.00$ 198,333.33$ -$ -$ -$

EQ Vibrador de concreto a Gasolina 1-1/2 hora 1.00 12,000.00$ 12,000.00$ -$ -$ -$

EQ cercha metalica día 2.00 600.00$ 1,200.00$ -$ -$ -$

EQ Gato metálico un/dia 2.00 40.00$ 80.00$ -$ -$ -$

EQ Andamio un/dia 2.00 577.50$ 1,155.00$ -$ -$ -$


MT Antisol Rojo (170kg) Sika - Curador/Desen kg 1.60 4,234.00$ -$ 6,774.40$ -$ -$



DIRECTO: $661,860 / m3 212,768.00$ 401,142.00$ -$ 47,950.00$

2.2.040 m3 $ 551,871.00






EQ Andamio 0 4.00 577.50$ 2,310.00$ -$ -$ -$





DIRECTO: $551,871 / m3 148,483.00$ 384,499.00$ -$ 18,889.00$

2.2.050 m3 $ 480,479.00






EQ Andamio 0 4.00 577.50$ 2,310.00$ -$ -$ -$

MT Concreto 210 kg/cm2 (3000 psi) m3 1.03 268,000.00$ -$ 276,040.00$ -$ -$




DIRECTO: $480,479 / m3 170,537.00$ 280,274.00$ -$ 29,668.00$

2.3

2.3.010 kg $ 3,304.00


MT Acero de Refuerzo kg 1.03 2,695.00$ -$ 2,775.85$ -$ -$

MT Alambre Negro #18 kg 0.05 2,936.00$ -$ 146.80$ -$ -$

MO Cuadrilla 1 ( 1 oficial + 2 ayudantes) hora 0.03 15,225.28$ -$ -$ -$ 380.63$

DIRECTO: $3,304 / kg -$ 2,923.00$ -$ 381.00$

2.5

2.5.005 un $ 741,487.00


MT Neopreno Dureza D 60 60*40*3 cm un 1.00 476,408.52$ -$ 476,408.52$ -$ -$

MO Cuadrilla 1 ( 1 oficial + 2 ayudantes) hora 0.33 15,225.28$ -$ -$ -$ 5,075.09$

DIRECTO: $741,487 / un -$ 476,409.00$ -$ 5,075.00$

2.5.006 un $ 963,032.00


MT Neopreno Dureza D 60 55x65x6 cm 3 capas platinas 1/8" un 1.00 957,957.00$ -$ 957,957.00$ -$ -$

MO Cuadrilla 1 ( 1 oficial + 2 ayudantes) hora 0.33 15,225.28$ -$ -$ -$ 5,075.09$

DIRECTO: $963,032 / un -$ 957,957.00$ -$ 5,075.00$

1.4

1.4.020 m3 $ 406,340.00


EQ Carro Imprimador Asfalto hora 0.038462 30,000 1,153.85$ -$ -$ -$

MT Emulsión Catiónica de Rompimiento Lento lt 10.256410 700 -$ 7,179.49$ -$ -$

MO Cuadrilla 1 ( 1 oficial + 2 ayudantes) hora 0.030769 15,225 -$ -$ -$ 468.47$

EQ Finisher hora 0.041667 90,000 3,750.00$ -$ -$ -$

EQ Compactador de llantas hora 0.041667 65,000 2,708.33$ -$ -$ -$

EQ Compactador Vibratorio hora 0.041667 75,000 3,125.00$ -$ -$ -$

EQ Carrotanque irrigador hora 0.125000 30,000 3,750.00$ -$ -$ -$

EQ Herramientas menores %Mo 0.030000 38,868 1,166.04$ -$ -$ -$

MT Mezcla densa en caliente MDC1 Base m3 1.300000 234,765 -$ 305,194.50$ -$ -$

TR Transporte materiales asfalticos M3-km 45.820000 750 -$ -$ 34,365.00$ -$

TR Traslado de equipo Gl 0.001000 5,080,000 -$ -$ 5,080.00$ -$

MO Cuadrilla Col.Asfalto(1 capataz+ 1 oficial + 3 ayud.) hora 0.800000 48,000 -$ -$ -$ 38,400.00$

DIRECTO: $406,340 / m3 15,653.00$ 312,374.00$ 39,445.00$ 38,868.00$

BASE ASFÁLTICA - INCLUYE IMPRIMACIÓN

CONCRETOS

PILOTE DE CONCRETO FUNDIDO IN SITU, DE DIÁMETRO F 1.50 METROS

CONCRETO CLASE A - F'C = 35.0 MPA

CONCRETO CLASE C - F'C = 28.0 MPA

CONCRETO CLASE D - F'C = 21.0 MPA

ACEROS

ACERO DE REFUERZO GRADO 60

ACTIVIDADES VARIAS

NEOPRENO DUREZA D 60 60*40*3 CM SENCILLO

NEOPRENO DUREZA D 60 55X65X6 CM 3 CAPAS PLATINAS 1/8"

RIEGOS Y PAVIMENTOS ASFÁLTICOS


Anexo B:

Diagrama de flujo de los procedimientos ejecutados

Planificación de la construcción de un puente mediante BrIM

Obtener el modelo Civil 3D, del tramos donde se encuentra

ubicado el proyecto

A través de la extensión representar la topografía y calzada en el modelo Revit

Generar el modelo conceptual del puente a través de la extensión de Revit, luego de haber definido

la tipología de la estructura

Revisar la tipologia y distribución de los elementos generados, para decidir si es

necesario realizar ajustes al modelo

Generar el refuerzo de los elementos de concreto reforzado

Adicionar detalles y elementos (p.ej. Barandas, Cimentación, Neoprenos,

etc)

Finalizado el modelo conceptual se procede a importar el modelo a Navisworks

Se genera la programación de la secuencia constructiva del puente

en Project

Finalizado el modelo conceptual se procede a importar el modelo a Quantity Takeoff

Se definen los APUs a emplear

Se importa la programación al modelo, para enlazar los elementos

del modelo a la programación

Se crea el modelo 4D, simulando el proceso constructivo del puente

Se definen las agrupaciones y tipo de cuantificación para cada uno de los

elementos del modelo, y se le asignan los costos del respectivo APU

asignado.

Se crea el modelo 5D, generando la documentación relacionada a la cuantificación y presupuesto del

proyecto

PUJ– BG Normas para la entrega de Tesis y Trabajos de grado a la Biblioteca General – Junio de 2013

1

ANEXO 3 BIBLIOTECA ALFONSO BORRERO CABAL, S.J.

DESCRIPCIÓN DE LA TESIS O DEL TRABAJO DE GRADO FORMULARIO

TÍTULO COMPLETO DE LA TESIS DOCTORAL O TRABAJO DE GRADO

Uso de la metodología BrIM (Bridge Information Modeling) como herramienta para la planificación de la construcción de un puente de concreto en Colombia

SUBTÍTULO, SI LO TIENE

AUTOR O AUTORES

Apellidos Completos Nombres Completos

Gaitán Cardona Juan Sebastián

DIRECTOR (ES) TESIS O DEL TRABAJO DE GRADO

Apellidos Completos Nombres Completos

Gomez Cabrera Adriana

FACULTAD

Ingeniería

PROGRAMA ACADÉMICO

Tipo de programa ( seleccione con “x” )

Pregrado Especialización Maestría Doctorado

X

Nombre del programa académico

Ingeniería Civil

Nombres y apellidos del director del programa académico

Maria Patricia León Neira

TRABAJO PARA OPTAR AL TÍTULO DE:

Ingeniero Civil

PREMIO O DISTINCIÓN(En caso de ser LAUREADAS o tener una mención especial):

CIUDAD AÑO DE PRESENTACIÓN DE LA TESIS O DEL TRABAJO DE GRADO

NÚMERO DE PÁGINAS

Bogotá 2013-22 93

TIPO DE ILUSTRACIONES ( seleccione con “x” )

Dibujos Pinturas Tablas, gráficos y

diagramas Planos Mapas Fotografías Partituras

x x

SOFTWARE REQUERIDO O ESPECIALIZADO PARA LA LECTURA DEL DOCUMENTO Nota: En caso de que el software (programa especializado requerido) no se encuentre licenciado por la Universidad a través de la Biblioteca (previa consulta al estudiante), el texto de la Tesis o Trabajo de Grado quedará solamente en formato PDF.

Autodeks Revit Structure 2012 Autodesk Navisworks Manage 2012

Autodek Quantity Takeoff 2012

PUJ– BG Normas para la entrega de Tesis y Trabajos de grado a la Biblioteca General – Junio de 2013

2

MATERIAL ACOMPAÑANTE

TIPO DURACIÓN (minutos)

CANTIDAD FORMATO

CD DVD Otro ¿Cuál?

Vídeo 0.5 1 x

Audio

Multimedia

Producción electrónica

Otro Cuál?

DESCRIPTORES O PALABRAS CLAVE EN ESPAÑOL E INGLÉS Son los términos que definen los temas que identifican el contenido. (En caso de duda para designar estos descriptores, se recomienda consultar con la Sección de Desarrollo de Colecciones de la Biblioteca Alfonso Borrero Cabal S.J en el correo [email protected], donde se les orientará).

ESPAÑOL INGLÉS

Cuantificación de cantidades de obra BrIM

Modelación de proyectos Bridge Information Modeling

BrIM Modeling construction projects

Modelación de proyectos de construcción Modeling of bridges

Modelación de puentes

RESUMEN DEL CONTENIDO EN ESPAÑOL E INGLÉS (Máximo 250 palabras - 1530 caracteres)

El objetivo de este trabajo es conocer la experiencia del uso de innovadoras metodologías para la

planificación de la construcción de un puente de concreto en Colombia. El resultado esperado es la

obtención de experiencia y conocimiento en el uso de la metodología BrIM, con el objetivo de

mejor el rendimiento y desarrollo de la planificación constructiva de este tipo de estructura. La

elaboración del proyecto se dividió en tres etapas: la construcción del modelo conceptual en

Autodesk Revit Structure, la simulación del proceso constructivo en Autodesk Navisworks, y la

cuantificación de materiales y costos en Autodesk Quantity Takeoff. La conclusión obtenida fue

que, el modelado de información se puede convertir en una herramienta valiosa para la

planificación, diseño y construcción de puentes de diferentes tipologías, pero es necesario tener

bases estructuradas sobre el uso del software y experiencia en la representación y dibujo de los

componentes del puente, con el fin de satisfacer las necesidades de la industria constructora, que

son: mejorar la calidad, reducir costos, dando herramientas para un control adecuado de la

construcción, acortando los tiempos de diseño y producción.

The objective of this study was to determine the experience of using innovative methodologies for

planning the construction of a concrete bridge in Colombia. The expected result is to obtain

knowledge and experience in the use of BrIM methodology, with the aim of better performance

and development planning of the construction of this type of structure. The development project

was divided into three stages: the construction of the conceptual model in Autodesk Revit

Structure, the simulation of the construction process in Autodesk Navisworks, and quantification

of materials and costs in Autodesk Quantity Takeoff. The conclusion was that information

modeling can become a valuable tool for planning, design and construction of bridges of different

types, but it must be freely structured on the use of software and experience in representing and

drawing the bridge components, in order to meet the needs of the construction industry, which are

to improve quality, reduce costs, giving tools for adequate control of construction, shortening the

design and production.

mailto:[email protected]

uso de la metodología brim (bridge information modeling ......brim, para mejorar el rendimiento y...

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