Análisis numérico y experimental de las vibraciones ocasionadas por el paso de trenes de alta velocidad en el suelo y en estructuras cercanas a la vía

Résumé

En la presente tesis se presenta un modelo numérico para lapredicción de las vibraciones inducidas en el suelo y enestructuras cercanas a la vía por el paso de trenes de altavelocidad.Los problemas de interacción dinámica vehículo-vía yvía-suelo-estructura han sido desacoplados. Primero, se haresuelto la ecuación de movimiento que permite obtener la cargatransmitida por el tren al suelo a través de las traviesas.Después se ha introducido dicha fuerza en el terreno, y se haestudiado la propagación de las ondas en el suelo mediante laformulación del método de los elementos de contorno, y elcomportamiento dinámico de las superestructuras usando el métodode los elementos finitos. Todo esto se ha integrado en un únicomodelo que representa rigurosamente la interacción dinámicasuelo-estructura.A diferencia de la mayor parte de los modelos propuestos en laliteratura para caracterizar las vibraciones ocasionadas por eltráfico ferroviario, formulados en el dominio de la frecuencia ynúmero de onda y, por lo tanto, basados en la idea de que lageometría del suelo, la vía, y las estructuras cercanas semantiene homogénea en la dirección longitudinal de la vía, lametodología tridimensional desarrollada en esta tesis permiteobtener la solución a problemas que incluyen inclusiones en elterreno, obras de drenaje, pasos inferiores o túneles. Además, elmodelo propuesto permite la discretización real del problema, porlo que la geometría de la vía, los efectos del balasto y otrosefectos locales pueden ser tenidos en cuenta de un modopreciso.El modelo desarrollado se ha validado experimentalmente comparandolos niveles de vibración obtenidos numéricamente en traviesas, endistintos puntos del suelo y en las estructuras soporte de lacatenaria, con los registrados durante los ensayos de homologacióndel primer tramo de la línea de alta velocidad Córdoba-Málaga, ycon otros resultados experimentales existentes en la literatura.Los resultados de esta validaci