Influencia de las irregularidades en el contacto rueda carril en el comportamiento frente a fatiga de puentes metálicos ferroviarios. Aplicación al puente sobre el río algar (alicante)

Resumen

Las infraestructuras ferroviarias, elemento clave en el desarrollo económico y social de un país, requieren una inversión en mantenimiento superior a otro tipo de infraestructuras debido a los estándares de calidad que se requieren para su correcto funcionamiento. A pesar de ello, asegurar la no aparición de defectos, en la práctica, es una tarea imposible de acometer, especialmente, en vías con una larga vida útil consumida y con limitados recursos disponibles para su mantenimiento. La aparición de ciertos defectos puede agravar seriamente el estado de la vía, especialmente en secciones complejas como pueden ser los puentes, túneles o transiciones. Por ello es de vital importancia conocer como estos defectos afectan a la normal operación de la infraestructura o a la evolución de los mismos, de forma que se permita optimizar las labores de mantenimiento para asegurar el buen funcionamiento de la infraestructura a medio y largo plazo. La presente tesis doctoral, desarrolla como ciertos defectos de vía, susceptibles de aparecer en tramos sobre puentes metálicos, pueden llegar a afectar a la dinámica de la estructura y a la fatiga de los distintos elementos que conforman la estructura, pudiendo provocar patologías más graves. Realiza además un análisis de las posibles metodologías para prevenir los daños producidos por esta afección. Se inicia con una recopilación del estado del arte en lo referente al análisis dinámico de estructuras, modelización numérica y patologías rueda-carril. Asimismo, se estudia la normativa relacionada con la temática de la presente investigación. Posteriormente, para simular el comportamiento de la estructura, se han realizado una serie de modelos numéricos donde se simula el efecto del vehículo y las distintas patologías consideradas. Estos modelos permiten obtener el comportamiento dinámico de la estructura y los ciclos de carga soportados por los principales elementos. Una vez expuesta y validada la metodología, tras un estudio inicial genérico de un puente tipo, se particulariza el estudio a un caso concreto, el puente sobre el río Algar, cuyo modelo es calibrado con resultados de una campaña de datos experimentales. Con este modelo se han simulado distintos escenarios, que permiten obtener una aproximación a la afección de las distintas patologías y a los distintos grados de afección de cada una de ellas. Finalmente, se aporta un análisis que, junto con los resultados obtenidos, nos ha permitido plantear una metodología para prevenir la afección de estos defectos a la estructura. Esta metodología está basada en la auscultación en tiempo real de la estructura, herramienta nos permitirá conocer el estado estructural del puente en general, y la vida restante a la fatiga en particular. Para ello, se requiere de la aplicación de nuevas tecnologías junto con metodologías que permitan generar un sistema 100% autónomo y sin intervención humana.