Estudio dinámico de puentes de ferrocarril de tipo arco con tablero inferior

Abstract

El objeto de este trabajo es estudiar el comportamiento de los puentes arco con tablero inferior, en función de distintas tipologías de arcos y diferentes disposiciones de los tirantes. Por ello vamos a estudiar el efecto que producen las cargas dinámicas, fruto del paso de un ferrocarril, como influye dicha solicitación en los desplazamientos y aceleraciones verticales del tablero, el coeficiente de impacto, los modos de vibración y las diferentes frecuencias naturales de la estructura. En primer lugar hemos procedido al diseño geométrico del puente a estudiar, realizando un modelo numérico a partir de uno base existente, el Puente Reina Sofia, situado en Palma del Río, Córdoba, Andalucía, España. Una vez tenemos dicho modelo, al que hemos cambiado las dimensiones del tablero ya que tenemos que incluir una sección de tipo ferroviario, a diferencia del existente que es de tipo carretero. Procedemos a elaborar los diferentes modelos variando la disposición de los arcos y tirantes hasta obtener un total de 20 modelos distintos, y así obtener diferentes respuestas de la estructura de forma que podamos realizar una comparativa y observar diferentes resultados y formas de comportamiento en función de que variemos unos elementos y otros. Cuando tengamos estos resultados, los estudiamos, analizamos y comparamos para establecer unas conclusiones de los aspectos más relevantes, como pueden ser desplazamientos y aceleraciones verticales del tablero, el coeficiente de impacto, los modos de vibración y las diferentes frecuencias naturales de la estructura. La idea ha sido obtenida mediante una búsqueda de información sobre un campo tan interesante como es el estudio de puentes, en concreto en los libros de D. Javier Manterola ‘Puentes: Apuntes para su diseño, cálculo y construcción [1], por supuesto, consejo del tutor de este trabajo y profesor de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Sevilla, Antonio Martínez de la Concha, quien me ha guiado en este trabajo

The aim of this work is to study tied-arch bridge performance, based on various arch typologies and various cable-stay types. Therefore we are going to study dynamic loads effects on the differents bridges, due to train transit. How affects to vertical displacements and accelerations on the bridge deck, the impact coefficient and the differents natural frequencies and its normal modes. First of all, we proceed with geometry design, making a numeric model of an existing bridge call “Puente Reina Sofia”, located in Palma del Río, in Cordoba, Spain. Important aspect to consider is that we need to change the deck section because it is a road bridge and we are going to analyse a railway bridge. Once this has been done, we make the 20 different models, combining various arch typologies with cable-stays types. Thus we have different results to study and compare about how they change on account of various models of arch and cable-stays. Lastly, we will present conclusions and results of this analisys, related to the main parameters we determinated in the first paragrah, as they are: vertical displacements and accelerations on the bridge deck, the impact coefficient and the differents natural frequencies and its normal modes. The idea of this work came out of a information reasearch about such an interesting field as it is the study of bridges, specifically from books of the great engineer Javier Manterola ‘Puentes: Apuntes para su diseño, cálculo y construcción’ [1], as a result of an important advice of the mentor of this work and professor of the engineering university school of Seville, Antonio Martínez de la Concha, who has guide me in this work.