Diseño estructural de la cubierta de la estación elevada ferroviaria de Santa Fe, Ciudad de México (México). Comprobación estructural, proceso constructivo y valoración

Abstract

[EN] The subject matter of the work performed is the design of the canopy of an elevated station in Santa Fe, Mexico. This station is included in the project of the interurban train between Toluca and the Valley of Mexico. The roofing has been designed considering that the elevated station is already projected and, therefore, keeping in mind the architectonic and functional requirements that this fact implies. After a study of alternatives, it has been concluded that the optimal solution is a triangulated mesh. The shape of this mesh is reached through a surface which is generated by parameterized circular arcs. This mesh is supported by tripods distributed along the station. In order to assess the structural behaviour, it has been crated a model through software SAP2000. In this model are included the materials and the actions which have to be considered according to the Mexican norm, including a dynamic analysis due to the high seismicity in the zone. From this model have been obtained the forces caused by these actions at both tubular profiles of the mesh, and at the tripod bars, which are two H profiles, one tubular profile, and a box beam created by the confluence of both H profiles. With these forces it has been checked and verified using the calculations specified by the Mexican norm, that the canopy comply with the established safety structural requirements. Finally, in order to assess the viability of the hypothetical construction and the work's magnitude, it has been proposed a construction process, a works plan and an economic valuation.

[CA] L'objecte del treball desenvolupat ha sigut el disseny de la coberta de l'estació elevada ferroviària de Santa Fe a Ciutat de Mèxic, Mèxic. Aquesta estació s'inclou en el Projecte del Tren Interurbà de Passatgers Toluca-Vall de Mèxic. La coberta s'ha dissenyat considerant l'estació ja projectada i, per tant, tenint en compte els condicionants funcionals i arquitectònics que això comporta. Després d'un estudi de solucions, s'ha arribat a la conclusió que la solució òptima és una malla triangulada a la qual se li confereix forma mitjançant una superfície generada amb arcs de circumferència degudament parametritzats. Aquesta estarà recolzada sobre uns trípodes repartits al llarg de l'estació. Per avaluar el comportament estructural s'ha dut a terme un model mitjançant el programa SAP2000. En ell s'han inclòs les accions i materials dictats per les normes d'aplicació a Mèxic, inclòs un anàlisis dinàmic a causa de l'alta sismicitat de la zona. Gràcies a aquest model s'han pogut extraure els esforços causats per aquestes accions, tant en els dos tipus de perfils tubulars de la malla triangulada, com en els perfils dels trípodes que serveixen de suport, que són dos perfils en H, un tubular i un calaix format per la confluència de les dues H. A partir d'aquests esforços s'ha comprovat, amb la formulació establida per la norma mexicana, que la coberta compleix amb els requisits de seguretat estructural fixats. Finalment, per avaluar la viabilitat de l'obra i la magnitud del seu cost s'ha dut a terme un procés constructiu, un pla d'obra i una valoració econòmica.

[ES] El objeto del trabajo desarrollado ha sido el diseño de la cubierta de la estación elevada ferroviaria de Santa Fe en Ciudad de México, México. Esta estación se incluye en el Proyecto del Tren Interurbano de Pasajeros Toluca-Valle de México. La cubierta se ha diseñado considerando la estación ya proyectada y, por tanto, teniendo en cuenta los condicionantes funcionales y arquitectónicos que ello conlleva. Tras un estudio de soluciones, se ha llegado a la conclusión de que la solución óptima es una malla triangulada a la cual se le confiere forma mediante una superficie generada con arcos de circunferencia debidamente parametrizados. Ésta estará apoyada sobre unos trípodes repartidos a lo largo de la estación. Para evaluar el comportamiento estructural se ha llevado a cabo un modelo mediante el programa SAP2000. En él se han incluido las acciones y materiales dictados por las normas de aplicación en México, incluido un análisis dinámico debido a la alta sismicidad de la zona. Gracias a este modelo se han podido extraer los esfuerzos causados por estas acciones, tanto en los dos tipos de perfiles tubulares de la malla triangulada, como en los perfiles de los trípodes que sirven de apoyo, que son dos perfiles en H, uno tubular y un cajón formado por la confluencia de las dos H. A partir de estos esfuerzos se ha comprobado, con la formulación establecida por la norma mexicana, que la cubierta cumple con los requisitos de seguridad estructural fijados. Finalmente, para evaluar la viabilidad de la obra y la magnitud de su coste se ha llevado a cabo un proceso constructivo, un plan de obra y una valoración económica.