Interacción vehículo-estructura y efectos de resonancia en puentes isostáticos de ferrocarril para líneas de alta velocidad

En esta Tesis se han estudiado diversos aspectos del comportamiento dinamico de Puentes Isostaticos de Ferrocarril situados en Lineas de Alta Velocidad. En primer lugar se ha llevado a cabo un estudio del Estado del Conocimiento en el ambito de la Dinamica de Puentes de Ferrocarril, con un enfasis particular en lo relativo a cargas verticales sobre puentes isostaticos. El estudio realizado incluye una breve sintesis de la evolucion del Calculo de Puentes desde sus origenes y de los avances mas significativos experimentados por la disciplina en las ultimas decadas. Se ha llevado a cabo tambien un resumen de las hipotesis y formulacion matematica de los modelos numericos mas comunmente empleados para el calculo dinamico de puentes isostaticos de via unica. Los modelos descritos incluyen el Modelo de Cargas Puntuales, Modelo de Cargas Repartidas y los Modelos de Interaccion Completo y Simplificado. Ademas, de los trabajos de revision expuestos en los parrafos anteriores, las tareas de investigacion mas destacables de entre las acometidas en esta Tesis son las siguientes. 1,- Estudio de algunos factores determinantes en la prediccion de la respuesta de puentes isostaticos. Dichos factores incluyen el numero de modos a considerar en el modelo y el reparto de cargas a traves de la via y elementos estructurales. 2,- Analisis del comportamiento de cuatro tipologias habituales en puentes isostaticos de ferrocarril. Las tipologias analizadas incluyen el puente mixto, dos variantes de puentes de vigas pretensadas y el puente de losa maciza pretensada. A partir de un dimensionamiento basado en un calculo estatico equivalente se ha estudiado el rango de luces en el que estas tipologias resultarian aptas para su uso en lineas de alta velocidad. 3,- Investigacion de la posibilidad de aparicion de fenomenos de resonancia en lineas con velocidad de explotacion inferior o igual a 220 km/h. Valoracion de la posibilidad de utilizar el metodo de calculo basado en el coeficiente de impacto en dichas lineas. Importancia de la Interaccion Vehiculo-Estructura en dichas situaciones. 4,- Presentacion de la formulacion adimensional de las ecuaciones correspondientes al Modelo de Cargas Puntuales y Modelo de Interaccion Simplificado. Obtencion de Formulas de Semejanza Generalizadas en ambos casos. 5,- Estudio de la reduccion de la respuesta prevista por los Modelos de Interaccion respecto de los Modelos de Cargas Constantes en situacion de resonancia. Dicho estudio consta de tres etapas: identificacion de los parametros fundamentales que influyen en la respuesta, determinacion de rangos realistas de variacion de dichos parametros y, por ultimo, analisis de la sensibilidad que la reduccion de la respuesta presenta ante variaciones de los mismos. 6,- Analisis de las tendencias mostradas por la fueza de interaccion rueda-carril en situacion de resonancia. Identificacion de los factores que podrian favorecer una disminucion excesiva de la fuerza de interaccion. 7. - Estudio de los efectos de interaccion vehiculo-estructura al paso de tres composiciones reales de alta velocidad sobre puentes isostaticos. Valoracion de la influencia de la interaccion en situaciones de resonancia a velocidad inferior a 220 km/h. Las conclusiones generales de la Tesis senalan la importancia de tener en cuenta los fenomenos de resonancia en el calculo dinamico de puentes isostaticos, asi como la conveniencia de emplear para ello Modelos de Interaccion.