Diseño de columnas de tuberías de acero prefabricadas rellenas de hormigón para estaciones de metro de arco de vigas...

Área de la Ciencia:

• Ingeniería civil
• Ciencias del medio ambiente
• Ciencias de los materiales

Sus antecedentes:

• La rápida expansión del tránsito ferroviario subterráneo en China plantea preocupaciones sobre las altas emisiones de carbono de la construcción del metro.
• Las columnas de tubería de acero prefabricadas rellenas de hormigón (PCSPC) se utilizan cada vez más en proyectos de metro.

Objetivo del estudio:

• Examinar sistemáticamente las emisiones de carbono de los PCSPC durante la construcción del metro utilizando una metodología de evaluación del ciclo de vida (ACV).
• Desarrollar un marco analítico para la optimización sinérgica de las emisiones de carbono y los costes de los PCSPC.
• Minimizar las emisiones de carbono y los costos al tiempo que se garantiza la integridad estructural.

Principales métodos:

• Evaluación del ciclo de vida (ECV) aplicada a una estación de metro de Beijing construida con el método de arco de haz de pila (PBA).
• Ajuste sistemático de los parámetros de diseño (diámetro de la columna, espesor de la pared, resistencia del hormigón).
• Análisis de elementos finitos para verificar los modos de daño y el rendimiento.

Principales resultados:

• La producción de PCSPC representa el 98,845% de las emisiones totales de carbono, siendo los materiales (88,724%) el mayor contribuyente.
• Las placas de acero y el refuerzo tienen un impacto significativo en las emisiones de carbono; el hormigón y el cemento tienen una menor sensibilidad.
• Los parámetros de diseño optimizados redujeron las emisiones de carbono en un 10,32% y los costos en un 21,55%, al tiempo que cumplieron con los requisitos de carga.

Conclusiones:

• La fase de producción de PCSPC es fundamental para reducir las emisiones de carbono relacionadas con la construcción.
• La optimización de los parámetros de diseño ofrece una estrategia viable para la construcción sostenible y rentable del metro.
• La investigación adicional sobre la selección de materiales y los procesos de fabricación puede mejorar los esfuerzos de reducción de emisiones.