Diseño Óptimo de Vigas de Sección I AASHTO Tipo V en Puentes de Viga Continua (30–35–30 m) Mediante NSGA-II

Abstract

Se desarrolló y validó un flujo computacional integrado para optimizar vigas prefabricadas pretensadas tipo I en puentes de viga continua. El procedimiento enlazó un modelo paramétrico en Grasshopper, el análisis estructural automático vía API-Sofistik y las verificaciones en Calcpad; la búsqueda de soluciones se efectuó con G + PrecastBeam y el algoritmo NSGA-II de Wallacei (100 individuos, 50 generaciones, 5 000 evaluaciones). Cada alternativa se valoró con una función que minimiza el costo del concreto, del acero y una penalización por incumplir AASHTO-LRFD. Para luces de 30 m y 35 m la sección optimizada redujo el peso propio un 9 %, el volumen de concreto un 7 % y el costo total un 14 % frente a la viga PCI estándar, manteniendo razones demanda-capacidad < 0,80 y factores de seguridad a cortante > 3. El frente de Pareto evidenció la coherencia entre ahorro de material y cumplimiento normativo; la solución elegida concentró el acero pasivo en la fibra inferior y aumentó ligeramente la excentricidad del tendón, equilibrando los momentos de servicio sin añadir torones. El estudio confirma que la combinación de diseño paramétrico y optimización estructural produce vigas prefabricadas más livianas y económicas sin comprometer la seguridad y ofrece una metodología replicable a otras superestructuras prefabricadas.