Comportamiento dinámico de tableros de puentes de ferrocarril de alta velocidad formados con elementos transversales a la dirección de la vía

Abstract

Hasta el momento todos los estudios realizados sobre el comportamiento dinámico de los puentes sometidos a las acciones de los trenes de alta velocidad, se han centrado básicamente en el análisis de los elementos estructurales principales con un mecanismo resistente a flexión. Es el caso de los puentes tipo viga. Son estos estudios los que han servido de base para establecer las normativas más actuales entre las que se encuentra el Eurocódigo 1991-2 o la futura normativa española IAPF. Sin embargo, la imparable construcción de nuevas líneas de alta velocidad está propiciando la aparición de nuevos condicionantes en el diseño de los puentes, que unidas a las ya de por si exigentes condiciones en el trazado de las líneas, está conduciendo al empleo de tipologías distintas a las de los puentes viga, como es el caso de los puentes arco y los puente en celosía con tablero inferior, además de otra serie de puentes en las que las limitaciones de gálibo vertical inferior, obligan a disponer el canto de los elementos portantes principales por encima de la rasante de la vía y a ambos lados de la misma, salvando el espacio entre ellos mediante la disposición de un tablero formado con elementos transversales sobre los que se dispone una losa de hormigón, que constituye la plataforma sobre la que discurre el tren. A pesar de recurrir cada día con mayor frecuencia al empleo de este tipo de tableros, no existen referencias documentales ni normativas que aborden la problemática especifica que éstos plantean, y en los que se rompa la hasta ahora línea de estudio del comportamiento dinámico unidimensional, ligado a los puentes viga, para abordar el estudio mucho más complejo del comportamiento bidimensional de los tableros. Además, las características propias de estos tableros, formados con elementos transversales de luces reducidas, rigideces moderadas y escasa masa, sometidos a la acción directa de los trenes, les hacen ser susceptibles de sufrir importantes desplazamientos y aceleraciones. En la presente tesis se establecen las bases analíticas y los métodos de cálculo dinámico, que con la suficiente generalidad permiten resolver cualquiera de las tipologías de tableros con elementos transversales empleados en la actualidad, incidiendo en los aspectos particulares que la actuación de la carga sobre una superficie introduce, al poder difundirse tanto en sentido transversal como en longitudinal. Asimismo, se evalúan las variables principales que definen este tipo de tableros y su incidencia en relación con los estados límites normativos: tanto en servicio, deformacionales y de aceleraciones, como en estado límite último, agotamiento y fatiga, para establecer finalmente, los criterios de diseño que permiten conducir a proyectar tableros con elementos transversales con un comportamiento dinámico adecuado.