Search

[EN] Short-to-medium span simply-supported (SS) railway bridges are prone to experience high levels of vertical acceleration due to train passage. The necessity of predicting accurately their dynamic behaviour for design, safety and maintenance reasons, requires a deep understanding of the train induced vibrations in these structures. A key factor of this phenomenon is the influence exerted by the ballast track on their dynamic response. This paper provides a detailed sensitivity analysis over a single-track bridge catalogue covering lengths of interest from 10 to 25 m considering two different typologies, (i) girder-deck bridges and (ii) slab-deck bridges. The effect of the vertical flexibility of elastic bearings is also analysed. A 2D Finite-Element (FE) track-bridge interaction model is implemented with the aim to evaluate the influence of the track parameters on the modal properties of the bridges and the dynamic response under train passages. The results obtained reveal the influence of the ballast shear stiffness and damping in the dynamic behaviour of the structures, especially in the case of the shortest girder bridges., The authors would like to acknowledge the financial support provided by the Junta de Andalucía and the European Social Fund through the contract USE-20617-D with the Universidad de Sevilla, and also the Spanish Ministry of Science and Innovation under research project PID2019-109622RB and Generalitat Valenciana under research project AICO2019/175.

Treball final de Màster Universitari en Enginyeria Industrial. Codi: SJA020. Curs acadèmic: 2019/2020 Aquest treball és un estudi on s’analitza el comportament dinàmic de ponts de ferrocarril de via única. Aquest tipus d’estructures són susceptibles d’experimentar acceleracions verticals excessives en el tauler, la qual cosa pot donar lloc a una desconsolidació prematura de la capa de balast, una pèrdua de la qualitat en les propietats de la via i a un augment dels costos de manteniment del tram. Amb aquesta finalitat s’estudia un pont ferroviari situat prop del municipi castellanomanxec d’Alcázar de San Juan. Resulta essencial disposar de models numèrics que puguen servir com a elements de presa de decisions. En aquest treball es configuren dos models numèrics en 2D d’un pont ferroviari real. Amb aquests es vol representar el comportament a flexió de l’estructura i reproduir el comportament dinàmic del pont sotmés al pas de composicions ferroviàries, amb via i sense via. Amb les dades de la resposta dinàmica d’aquest pont al pas de diversos trens, recollides en una campanya experimental que es portà a terme en 2019, es vol comparar aquesta resposta experimental amb una numèrica generada pels dos models proposats en aquest treball. Els models del pont en qüestió tenen característiques diferents: un incorpora la via i l’altre no la considera. Amb les comparacions numèriques i experimentals es vol analitzar quin efecte tenen la rigidesa i l’amortiment introduïts pels components de la via en la resposta del pont. Amb açò s’avalua la necessitat d’incloure-hi o no la via en aquest tipus de models numèrics. Com a part del treball s’inclou una recerca bibliogràfica en la qual s’estudien models de via numèrics proposats per altres autors. Es presta especial atenció al paper que tenen els diferents elements de la via (carril, travesses, balast...) i els valors que els hi donen. A més, se seleccionen els paràmetres més adequats per a utilitzar-los en aquest projecte. Amb la recerca bibliogràfica mencionada i les dades d’una prova de càrrega portada a terme sobre el pont d’estudi, es calibren els models i es porten a terme les simulacions de l’estructura sotmesa al pas de trens. Una vegada s’han obtingut les dades d’aquestes simulacions es comparen amb les dades experimentals. Amb açò es porta a terme l’anàlisi de sensibilitat de l’efecte que tenen la rigidesa i l’amortiment dels components de la via en el domini del temps i la freqüència. Finalment, s’extrauen conclusions sobre la conveniència o no d’incloure-hi la via en aquest tipus de models numèrics i les implicacions que açò suposa. Este trabajo es un estudio donde se analiza el comportamiento dinámico de puentes de ferrocarril de vía única. Este tipo de estructuras son susceptibles de experimentar aceleraciones verticales excesivas en el tablero, lo cual puede dar lugar a una desconsolidación prematura de la capa de balasto, una pérdida de la calidad en las propiedades de la vía y a un aumento de los costes de mantenimiento del tramo. A tal efecto se estudia un puente ferroviario situado cerca del municipio castellano-manchego de Alcázar de San Juan. Resulta esencial disponer de modelos numéricos que puedan servir como elementos de toma de decisión. En este trabajo se configuran dos modelos numéricos en 2D de un puente ferroviario real. Con ellos se pretende representar el comportamiento a flexión de la estructura y reproducir el comportamiento dinámico del puente sometido al paso de composiciones ferroviarias, con y sin vía. Con los datos de la respuesta dinámica de este puente al paso de varios trenes, recogidos en una campaña experimental que se llevó a cabo en 2019, se quiere comparar esta respuesta experimental con una numérica generada por los dos modelos propuestos en este trabajo. Los modelos del puente en cuestión tienen características diferentes: uno incorpora la vía y el otro no la considera. Con las comparaciones numéricas y experimentales se quiere analizar qué efecto tienen la rigidez y el amortiguamiento introducidos por los componentes de la vía en la respuesta del puente. Con esto se evalúa la necesidad de incluir o no la vía en este tipo de modelos numéricos. Como parte del trabajo se incluye una búsqueda bibliográfica en la que se estudian modelos de vía numéricos propuestos por otros autores. Se presta especial atención al papel que tienen los diferentes elementos de la vía (carril, traviesas, balasto...) y los valores que se les dan. Además, se seleccionan los parámetros más adecuados para utilizarlos en este proyecto. Con la búsqueda bibliográfica mencionada y los datos de una prueba de carga llevada a cabo sobre el puente de estudio, se calibran los modelos y se llevan a cabo las simulaciones del paso de trenes. Una vez se tienen los datos de estas simulaciones, se comparan con los datos experimentales. Con esto se lleva a cabo el análisis de sensibilidad del efecto que tienen la rigidez y el amortiguamiento de los componentes de la vía en el dominio del tiempo y la frecuencia. Finalmente, se extraen conclusiones sobre la conveniencia o no de incluir la vía en este tipo de modelos numéricos y las implicaciones que ello supone.

Treball final de Grau en Enginyeria en Tecnologies Industrials. Codi: ET1040. Curs acadèmic: 2017/2018 En aquest treball es realitza un estudi sísmic sobre una estructura històrica: un pont romà construït amb la tècnica de maçoneria situat en el municipi andalusí d’Alhama de Granada, en la província de Granada. Aquest ve motivat perquè l′estructura no gaudeix de cap tipus d′element o mecanismes de protecció, i mai s′ha realitzat un estudi en aquest sentit, tenint en compte a més que està situat en una de les zones més sísmiques de la Península Ibèrica. Tot açò unit al gran valor històric i cultural que representa aquest pont per al patrimoni del municipi. Tot i això, la rehabilitació d’aquesta estructura històrica encara representa, però, una assignatura pendent per a les administracions públiques competents, ja que el pont no compta amb cap estatus de monument protegit. Per aquest motiu, també s’espera amb aquest projecte aconseguir estudiar en profunditat l’estat del pont, la seua resposta dinàmica davant un sisme, per a poder dir si el pont corre perill de fallida a causa dels possibles terratrèmols de la zona i si, en aquest cas, calen mesures de rehabilitació severes. Açò serviria d’informació amb vista a una futura acció de rehabilitació per part de la Diputació de Granada, ja que si el pont finalment no corre perill de fallida, els costos de la dita acció serien bastant més baixos, i seria suficient amb una restauració menys agressiva. Per aquest motiu és important aquest treball. Per a realitzar l’estudi s’investiga sobre els materials del pont, la forma que té, les semblances amb altres construccions romanes, les patologies que pateix... Així, és necessari fer mesuraments experimentals in situ, tals com les dimensions del pont, per a l’elaboració del model, i utilitzar una tècnica d’ultrasons per a acabar de caracteritzar les propietats mecàniques del pont com ara el mòdul d’elasticitat, el mòdul de tall i el límit elàstic. Tot açò enfocat amb la finalitat de realitzar una anàlisi dinàmica de l’estructura per mitjà d’un estudi sísmic amb un programari electrònic, per a simular l’acció dels sismes sobre un model digital del pont en 3D, d’acord amb la normativa espanyola NCSE-02, i així estudiar les tensions produïdes, les parts més sol·licitades, els desplaçaments, etcètera, i poder dir amb seguretat si el pont corre o no perill de fallida a causa dels sismes.