Interacción vía-estructura en puentes de ferrocarril

Abstract

El estudio de la interacción entre vía y tablero de puente es necesario en el caso de las líneas con carril continuo soldado, y, especialmente, en las nuevas líneas de alta velocidad. Limitar las tensiones en el carril debidas a la presencia de viaductos importantes es fundamental para evitar el riesgo de una rotura del carril en servicio. Los aparatos de dilatación de vía, utilizados para reducir dichas tensiones, deben evitarse siempre que sea posible, por razones de mantenimiento de la infraestructura y comodidad de marcha. El análisis de la interacción vía-estructura permite calcular las tensiones en el carril debidas a este fenómeno, pudiéndose discriminar en qué casos es necesario disponer un aparato de dilatación. Por otro lado, el análisis posibilita la determinación de los desplazamientos del tablero, de la vía y relativos entre vía y soporte. La limitación de estos desplazamientos garantiza que no se producirán fenómenos de inestabilidad general de la vía por desconsolidación del balasto. En el presente proyecto se presenta una visión general del fenómeno de interacción, de la metodología que se aplica para su análisis, así como los resultados obtenidos gracias a la aplicación de un modelo numérico desarrollado específicamente para dicho análisis a partir de un programa MEF. Los resultados del cálculo permiten establecer si se respetan las limitaciones de tensiones y desplazamientos y eventualmente la necesidad de disponer aparatos de dilatación

The interaction between track and bridge deck or platform has to be examined when employing continuous welded rails and, particularly, in new high-speed lines. It is essential to reduce the stresses in the rail over large viaducts to prevent the risk of rail failure. The use of expansion joints to reduce these stresses should be avoided wherever possible for ease of maintenance of the infrastructure and passenger comfort. The analysis of trackstructure interaction allows the calculation of rail stresses under these circumstances and enables one to pinpoint where expansion joints are required. Furthermore this analysis makes it possible to the movements in deck and track and the relative movement between the rail and supports. A reduction of these movements impedes general track instability caused by the decompaction of bollast. The project gives a general overview of this interaction, the methodology employed in the analysis of the same and the results obtained from a specifically developed numerical model based on a finite element programme for this analysis. These results make it possible to ascertain whether stress and movement limits are being observed and, subsequently, the need to place expansion joints