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Estudio del comportamiento a medio y largo plazo de las estructuras ferroviarias de balasto y placa

Autor:

Descripción

Las nuevas líneas de ferrocarril de alta velocidad sitúan el foco de interés investigador en la tecnología ferroviaria, uno de cuyos elementos principales es la propia vía, encargada de transmitir las cargas de los ejes del ferrocarril al terreno o estructuras y mantener la seguridad y comodidad del tráfico guiado. La constitución de la vía clásica sobre balasto está formada por el emparrillado de vía


Características

  • ISBN: 978-84-7790-528-8
  • Páginas: 147
  • Tamaño: 17x24
  • Edición:
  • Idioma: Español
  • Año: 2013

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Contenido Estudio del comportamiento a medio y largo plazo de las estructuras ferroviarias de balasto y placa

Las nuevas líneas de ferrocarril de alta velocidad sitúan el foco de interés investigador en la tecnología ferroviaria, uno de cuyos elementos principales es la propia vía, encargada de transmitir las cargas de los ejes del ferrocarril al terreno o estructuras y mantener la seguridad y comodidad del tráfico guiado. La constitución de la vía clásica sobre balasto está formada por el emparrillado de vía (carriles, sujeciones y traviesas) asentado en el balasto que, a su vez, apoya sobre la plataforma (obra de tierra o estructura). Esta difiere de la de la vía en placa, esencialmente en la sustitución de la banqueta de balasto por una base rígida continua o placa, generalmente de hormigón. El objetivo que se persigue con la vía en placa es disminuir de manera drástica la deformación permanente de la geometría, en planta y alzado, del camino de rodadura (constituido por el conjunto de los dos carriles), como consecuencia del tráfico. De esta forma las intervenciones de mantenimiento y renovación de la vía clásica se pueden reducir al control y sustitución de carriles y sujeciones al término de su vida útil. El comportamiento a medio y largo plazo de la vía, para un tipo de tráfico y condiciones del medio (geológicas, geotécnicas, ambientales) depende de su concepción (constitución) y ejecución. Estas han sido optimizadas en la vía clásica sobre balasto a lo largo del tiempo (más de 150 años de antigüedad), así como la maquinaria y resto de medios necesarios para su instalación, mantenimiento y reparaciones. Además, la concepción del material móvil forma con la vía clásica un sistema vía / material también optimizado. Por tanto la vía en placa debe comportarse frente a los vehículos de forma similar a la vía clásica, salvo en deformaciones permanentes de la geometría. Esto tiene su repercusión en la rigidez vertical y transversal del camino de rodadura. Así resulta inevitable el análisis de la concepción de la vía en placa, punto que se echa en falta en la documentación de las diversas patentes del mercado. El objetivo de este trabajo ha sido realizar una investigación sobre el diseño y comportamiento de la vía en placa desde distintos enfoques y abarcando asimismo tanto la respuesta a corto plazo como a largo plazo. Para ello se comenzó por seleccionar tres tipologías significativas de vía en placa así como la vía sobre balasto de referencia. Las tipologías de vía en placa consideradas han sido la de losa continua RHEDA2000, la de losas discontinuas pretensadas de AFTRAV, y la de doble nivel elástico de STEDEF. La vía sobre balasto de referencia ha sido la empleada por ADIF en la línea de alta velocidad Madrid-Barcelona.

Tabla de contenidos

1 Resumen     

2 Caracterización mecánica y estudio del deterioro de los sistemas de vía en placa y balasto.   
 

2.1 Introducción     
2.2 Caracterización mecánica y evaluación de las acciones dinámicas transmitidas por tráficos a la losa y plataforma de las vías     
       2.2.1 Modelos numéricos     
       2.2.2 Casos estudiados     
       2.2.3 Resultados     
       2.2.4 Conclusiones     
       2.2.5 Bibliografía     
2.3 Caracterización del deterioro de losa y elementos de vía en placa     
       2.3.1 Objetivos del estudio     
       2.3.2 Vía en placa prefabricada (pretensada y discontinua)     
       2.3.3 Vía en placa continua armada     
       2.3.4 Conclusiones     
       2.3.5 Bibliografía     
2.4 Caracterización de aspectos geotécnicos de plataforma, modelos y sistemas     
       2.4.1 Introducción     
       2.4.2 Modelos de análisis     
       2.4.3 Resultados del estudio     
       2.4.4 Conclusiones     
       2.4.5 Bibliografía     


3 Análisis de los ELS en estructuras e interacción longitudinal     vía-estructura     

3.1 Introducción     
       3.1.1 Motivación     
       3.1.2 Antecedentes     
       3.1.3 Alcance     
3.2 Revisión de limitaciones en los ELS en estructuras con vía en placa.     
       3.2.2 Método de cálculo     
       3.2.3 Resultados 1. Limitaciones en función del tipo de vía.     
       3.2.4 Resultados 2. Análisis comparativo     
       3.2.5 Conclusiones del análisis de Estado Límite de Servicio     
3.3 Análisis de interacción longitudinal de vía-estructura en el CE de vía en placa.     
       3.3.1 Leyes de comportamiento longitudinal     
       3.3.2 Limitaciones a verificar     
       3.3.3 Casos de estudio     
       3.3.4 Resultados del análisis de la interacción longitudinal     
       3.3.5 Conclusiones del análisis de interacción longitudinal     
3.4 Bibliografía     

4 Interacción Vehículo-Vía     

4.1 Introducción     
4.2 Dinámica de vehículos incluyendo dinámica de vía: circulación en vía recta con irregularidades (CEIT)     
4.3 Dinámica de vehículos incluyendo dinámica de vía: circulación en curva (UPV/EHU)     
4.4 Dinámica eje/vía (CEIT)     
      4.4.1 Dinámica vertical de la vía     
      4.4.2 Modelización de vía en SIMPACK     
      4.4.3 Conclusiones     
4.5 Efectos sobre el desgaste ondulatorio (UPV/EHU)     
      4.5.1 Cálculo del desgaste ondulatorio     
      4.5.2 Conclusiones     
4.6 Bibliografía     

5 Transmisión de vibraciones al terreno y estructuras próximas a través de los sistemas de vía en placa y balasto     

5.1 Introducción     
5.2 Modelo numérico     
5.3 Comportamiento dinámico de la vía     
5.4 Vibraciones producidas por tren de alta velocidad     
5.5 Zonas de transición     
5.6 Conclusiones     
5.7 Bibliografía     

6 Análisis de costes por ciclo de vida de las vías sobre balasto y en placa.     

6.1 Resumen     
6.2 Introducción     
6.3 Metodología: coste de ciclo de vida     
      6.3.1 Descripción del modelo de costes     
      6.3.2 Selección de modelo analítico de costes: Valor actual neto     
      6.3.3 Tasa de descuento     
      6.3.4 Inflación     
      6.3.5 Espacio temporal de aplicación del modelo     
      6.3.6 Definición del problema y selección de alternativas a estudiar     
      6.3.7 Definición de la estructura de costes y producto     
6.4 Análisis de costes y variables significativas     
      6.4.1 Costes de inversión     
      6.4.2 Distribución de los costes de inversión en el tiempo     
      6.4.3 Costes de mantenimiento     
      6.4.4 Distribución de los costes de mantenimiento en el tiempo     
      6.4.5 Costes de renovación     
      6.4.6 Costes de merma de efectividad     
6.5 Influencia de los parámetros.     
      6.5.1 Influencia del ratio de inversión de vía en placa/vía en balasto     
      6.5.2 Influencia del coeficiente de tráfico     
      6.5.3 Influencia del ratio de mantenimiento de vía en placa/vía en balasto     
      6.5.4 Influencia de la función de costes de renovación     
      6.5.5 Influencia del ciclo     
      6.5.6 Estudio de sensibilidad de la inflación     
6.6 Evaluación de resultados     
6.7 Conclusiones     
6.8 Referencias     

7 Guía de concepción: Recomendaciones para la evaluación y diseño de una vía en placa     

7.1 Introducción     
      7.1.1 Motivación     
      7.1.2 Antecedentes     
      7.1.3 Alcance     
7.2 Plataforma para vía en placa     
      7.2.1 Estabilidad en el tiempo de la calidad geométrica de la vía     
      7.2.2 Estabilidad en el tiempo de la plataforma     
      7.2.3 Estabilidad de la plataforma y geometría de la vía     
      7.2.4 Deterioro de la placa en función de la estabilidad en el tiempo de la plataforma     
7.3 Viaductos para vía en placa     
      7.3.1 Interacción longitudinal vía-estructura     
      7.3.2 Limitaciones de ELS     
7.4 Medidas antivibratiorias     
7.5 Bibliografía

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