Structural safety analysis of the aqueducts 'Coll de foix' and 'Capdevila' of the Canal of Aragon and Catalonia

The Canal of Aragon and Catalonia (CAC) is 134 km long and irrigates 105,000 ha (131 irrigation user communities) and it is owned by the River Ebro’s Water Agency. The aqueducts are located between km 67 and 71 of the canal and were designed by the civil engineer Félix de los Ríos Martín in 1907. The cross-section of both aqueducts, Coll de Foix and Capdevila, was extended within the framework of the project by Fernando Hué Herrero in 1962 in order to reach design flows of 26.1 m3/s and 25.7 m3/s, respectively. The structural performance of the aqueducts has been satisfactory; nevertheless, the hydraulic capacity has reduced over the years. As a result, the irrigation user communities have expressed the need to extend the cross-section of the aqueducts to meet the irrigation demands. Given the age of the structure and the different design considerations at the time, it is paramount to verify the structural reliability of the aqueducts in the new load configuration. Therefore, the objective of this contribution is to present the structural safety analysis conducted and to describe the new extended cross-section for both aqueducts (maintaining the original structural typology).Peer ReviewedPostprint (published version

Análisis de la seguridad estructural de los acueductos de Coll de Foix y Capdevila del Canal de Aragón y Cataluña

El Canal de Aragón y Cataluña (CAyC) es una infraestructura singular que actualmente irriga unas 105.000 ha (131 comunidades de regantes), siendo éste propiedad de la Confederación Hidrográfica del Ebro. Su recorrido empieza en Olvena, donde recoge agua del río Ésera (pantano de Joaquín Costa, Huesca), y desemboca en el río Segre (Lleida) tras recorrer 134 km. Los primeros diseños datan del siglo XVIII (época de Carlos III) con el objetivo de ejecutar un canal navegable e industrial; si bien, su materialización empieza en 1896, bajo la dirección del ingeniero de Caminos D. Rogelio de Inchaurrandieta, y como infraestructura para el regadío. En los km 67 y 71 del CAyC se emplazan los acueductos de Coll de Foix (69,70 m) y Capdevila (70,20 m), respectivamente. Ambos fueron diseñados por el ingeniero de Caminos D. Félix de los Ríos Martín en 1907. Sin embargo, la sección transversal del canal fue ampliada en el marco de un proyecto firmado por el ingeniero D. Fernando Hué Herrero en 1962 con el fin de alcanzar un caudal de diseño de 26,1 m3/s y 25,7 m3/s, respectivamente. Actualmente, la sección hidráulica en ambos acueductos responde a una sección de hormigón armado de 4,20 m de ancho en la base y unos cajeros de 3,10 m de altura unidos por riostras de sección cuadrada 0,20x0,20 m2 cada 2,0 m de distancia. El canal se apoya en una alineación de 7 arcos elípticos de 8,50 m de luz, en el caso del acueducto de Coll de Foix; siendo de 8 arcos, de 8,30 m, en el acueducto de Capdevila. Todos los arcos están ejecutados con obra de fábrica. Actualmente, se plantea una ampliación de la sección del canal motivada por una pérdida de capacidad hidráulica fruto de: (1) un coeficiente de rugosidad distinto al previsto en el proyecto original; (2) una variación de la pendiente hidráulica del CAyC aguas abajo de ambos acueductos fruto de cambios en la rasante del mismo y, (3) por un incremento de las demandas de agua de los usuarios que se traduce en la necesidad de incrementar el caudal circulante. El objetivo de esta ponencia es doble: (1) llevar a cabo un análisis estructural con el fin de evaluar el coeficiente de seguridad de ambos acueductos y proponer medidas para su conservación y (2) plantear y analizar la viabilidad estructural de varias alternativas de ampliación. Para este objetivo se ha llevado a cabo un levantamiento de daños, estudios topográficos y geotécnicos y análisis estructural con modelos no lineales.Postprint (published version

Análisis de la seguridad estructural de los acueductos de Coll de Foix y Capdevila del Canal de Aragón y Cataluña

El Canal de Aragón y Cataluña (CAyC) es una infraestructura singular que actualmente irriga unas 105.000 ha (131 comunidades de regantes), siendo éste propiedad de la Confederación Hidrográfica del Ebro. Su recorrido empieza en Olvena, donde recoge agua del río Ésera (pantano de Joaquín Costa, Huesca), y desemboca en el río Segre (Lleida) tras recorrer 134 km. Los primeros diseños datan del siglo XVIII (época de Carlos III) con el objetivo de ejecutar un canal navegable e industrial; si bien, su materialización empieza en 1896, bajo la dirección del ingeniero de Caminos D. Rogelio de Inchaurrandieta, y como infraestructura para el regadío. En los km 67 y 71 del CAyC se emplazan los acueductos de Coll de Foix (69,70 m) y Capdevila (70,20 m), respectivamente. Ambos fueron diseñados por el ingeniero de Caminos D. Félix de los Ríos Martín en 1907. Sin embargo, la sección transversal del canal fue ampliada en el marco de un proyecto firmado por el ingeniero D. Fernando Hué Herrero en 1962 con el fin de alcanzar un caudal de diseño de 26,1 m3/s y 25,7 m3/s, respectivamente. Actualmente, la sección hidráulica en ambos acueductos responde a una sección de hormigón armado de 4,20 m de ancho en la base y unos cajeros de 3,10 m de altura unidos por riostras de sección cuadrada 0,20x0,20 m2 cada 2,0 m de distancia. El canal se apoya en una alineación de 7 arcos elípticos de 8,50 m de luz, en el caso del acueducto de Coll de Foix; siendo de 8 arcos, de 8,30 m, en el acueducto de Capdevila. Todos los arcos están ejecutados con obra de fábrica. Actualmente, se plantea una ampliación de la sección del canal motivada por una pérdida de capacidad hidráulica fruto de: (1) un coeficiente de rugosidad distinto al previsto en el proyecto original; (2) una variación de la pendiente hidráulica del CAyC aguas abajo de ambos acueductos fruto de cambios en la rasante del mismo y, (3) por un incremento de las demandas de agua de los usuarios que se traduce en la necesidad de incrementar el caudal circulante. El objetivo de esta ponencia es doble: (1) llevar a cabo un análisis estructural con el fin de evaluar el coeficiente de seguridad de ambos acueductos y proponer medidas para su conservación y (2) plantear y analizar la viabilidad estructural de varias alternativas de ampliación. Para este objetivo se ha llevado a cabo un levantamiento de daños, estudios topográficos y geotécnicos y análisis estructural con modelos no lineales