Comparative Discussions

5.1 Introducción

El presente capítulo tiene por objeto definir el plan de medición de las vibraciones dinámicas ambientales y de las cargas de tráfico ferroviario, así como su estimación económica, sobre el Puente S/N-400, en el p.k 63+983, de la línea de alta velocidad Madrid- Sevilla, definido en el apartado 4.6.

Determinando así las aceleraciones en la estructura, como las frecuencias propias fundamentales, tasas de amortiguamientos y las formas modales.

5.2 Plan de medición

Se instrumentan diferentes puntos de la estructura, ubicados en la cara inferior de las vigas por debajo del tablero y la deformación en el alma del carril.

Para la medición de las deformaciones unitarias se utilizan galgas extensiométricas directamente adheridas al hormigón, en la fibra inferior de la viga y según la dirección longitudinal de la misma.

Las aceleraciones de obtienen a través de un sistema de adquisición de datos que recoge las mediciones procedentes de los sensores inalámbricos ubicados en cada uno de los 20 puntos de la estructura. Dichas unidades inalámbricas se encuentras sincronizadas entre ellas, consiguiendo así un sistema más eficiente que los sistemas de medida tradicionales con cables. Es necesario realizar cortes de vía para la instalación de los equipos, pero asegurando la explotación normal de la línea.

Para llevar a cabo los ensayos, se requiere de un piloto de seguridad, responsable de estar en comunicación con el CPS y el Puesto de Mando de Circulación y de elaborar el programa de trabajos donde se define la localización de los equipos a instalar.

Debido al uso de comunicación inalámbrica, el procedimiento es mucho más sencillo, consiguiendo la obtención de datos en un tiempo de aproximadamente 15 minutos de duración.

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5.3 Presupuesto

A continuación, se detalla un presupuesto aproximado de las actividades previstas y del post- procesado de las mediciones realizadas

Lo que hace un total de VEINTITRES MIL DOSCIENTOS CINCUENTA EUROS (23.250 €) sin IVA.

CONCEPTO PRECIO CANTIDAD TOTAL

Preparación del modelo 80€/hora 10 días 6.400,00 €

Inspección previa estructura 800€/hora - 800,00 €

Piloto de seguridad 410 €/agente 5 días 2.050,00 €

Equipo de medida inalambrico 2.500 € - 2.500,00 €

Galgas extensiométricas 1.000 € - 1.000,00 €

Software para post-proceso 2.500 € - 2.500,00 €

Redacción de informes 100€ /hora 10 días 8.000,00 €

Capítulo 6: Conclusiones

Las conclusiones que se han obtenido de la realización de este proyecto son:

§ Las aceleraciones son mayores cuanto menor es la masa y la frecuencia asociada.

§ Las estructuras con luces comprendidas entre los diez y treinta metros son las más susceptibles de sufrir aceleraciones superiores a las máximas establecidas, especialmente cuando su frecuencia asociada es baja.

Sin embargo, la mayor parte de los puentes reales de la línea de alta velocidad Madrid- Sevilla poseen frecuencias y masas medias, por lo que pocos puentes son susceptibles de tener problemas dinámicos.

Se aprecia también que para este rango de luces las aceleraciones máximas establecidas se empiezan a superar en velocidades cercanas a los 250 km/h, lo que se explica debido a que dichas estructuras fueron proyectadas para una velocidad máxima de 250 km/h, hasta donde se tienen aceleraciones admisibles, mientras que hoy en día los trenes circulan a velocidades superiores.

§ Estructuras mayores a treinta metros, a pesar de las frecuencias asociadas tan bajas que tienen, mantienen las aceleraciones sufridas dentro de los límites establecidos por la normativa gracias a múltiples factores como la actuación de varios ejes sobre el puente desfasados entre sí o, en menor medida, las altas masas que tienen, por lo que, en general, los efectos dinámicos no resultan preocupantes.

§ La envolvente de trenes universales HSLM-A no siempre representa adecuadamente a los trenes reales que circulan por las líneas reales, generando situaciones en las que el análisis dinámico queden del lado de la inseguridad.

Esto se pone de manifiesto para determinados rangos de luces y determinados tipos de trenes.

Sin embargo, las situaciones en las que no se produce un ajuste correcto coinciden con segundos y terceros fenómenos resonantes, por lo que no condicionan el diseño.

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§ Los valores del factor de amplificación dinámica obtenidos a través de los momentos son similares a los obtenidos a través de los desplazamientos, siempre que se estudien en el centro de vano, puesto que dicha similitud, en parte, se pierde en otros puntos. El número de modos considerados para el análisis afecta a la relación entre ambos métodos, siendo constante al considerar un único modo de vibración. Para mayor número de modos de vibración la relación entre ambos deja de ser constante.

§ Los métodos simplificados de tipo espectral aportan resultados similares al análisis paramétrico en situaciones resonantes, aunque pueden presentar problemas de ajuste entre los 200-250 km/h.

Sin embargo, por regla general, estos métodos son una buena aproximación para las situaciones resonantes, teniendo la gran ventaja de su sencillez y rapidez.

§ El análisis paramétrico resulta válido en puentes con vía perfectamente centrada, donde los resultados son similares a los obtenidos de los modelos tridimensionales, sin embargo, en puentes con vía descentrada pierden cierta validez debido a que no se recogen los efectos transversales que sí recogen los modelos 3D.

Bibliografía

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[13] J. Domínguez, Dinámica de puentes de ferrocarril para alta velocidad: métodos de cálculo y estudio de la resonancia. Tesis Doctoral. Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos de Madrid (UPM), 2001.

[14] M. Barco, Evaluación dinámica de puentes existentes en la línea de AV Madrid-Sevilla. Tesis Máster. Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos de Madrid (UPM), 2017.

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