Estudio del comportamiento dinámico de puentes de ferrocarril y desarrollo de métodos de cálculo simplificado

Resumen

Durante los últimos años, y debido a la gran demanda del transporte por ferrocarril,
se están construyendo nuevas líneas así como mejorando otras ya existentes,
para poder dar cabida a trenes más veloces que hagan disminuir el tiempo del trayecto.
Las estructuras para ferrocarril de alta velocidad están sometidas a acciones
dinámicas elevadas, ya que al efecto clásico de la carga (aislada) móvil se viene a
sumar la resonancia que se manifiesta para velocidades por encima de 220 km/h.
Es por ello que, cuando se va construir una nueva estructura o reacondicionar una
ya existente, sea necesario realizar un profundo análisis mediante técnicas numéricas
de cálculo dinámico con modelos de elementos finitos o mediante modelos
analíticos o semianalíticos.
El hecho de analizar mediante técnicas complejas (como pueden ser modelos
tridimensionales de elementos finitos) todas y cada una de las estructuras de
una línea ya existente, puede acarrear un coste no asumible de tiempo y dinero.
Así pues, mediante este trabajo, el autor ha desarrollado algoritmos computacionales
para poder realizar un análisis preliminar mediante modelos más sencillos, y
sesgar así el número de casos que requieren un análisis más complejo.
En el presente documento se expone toda la base matemática necesaria para el
desarrollo de dichos programas, como son la descomposición modal, las soluciones
analíticas de la respuesta de una estructura hiperestática (puentes continuos y
pórticos intraslacionales) ante cargas móviles o la interacción vehículo-estructura.
Finalmente se muestran los resultados y conclusiones obtenidos de un análisis
que se ha llevado a cabo con las herramientas computacionales desarrolladas, ya
mencionadas anteriormente, en un total de 77 estructuras semienterradas reales
situadas en la línea Madrid-Zaragoza.