Resumen de Influence of Track Typology on the Dynamic Response of Short-Span High-Speed Railway Bridges

Elena Pilar Martínez, Gonzalo Sanz-Díez de Ulzurrun Casals, Carlos Zanuy Sánchez

• español

  Es bien conocido que los viaductos para ferrocarril de alta velocidad de luces cortas pueden sufrir importantes efectos dinámicos debido al paso de las cargas de los ternes. Los continuos avances tecnológicos en el ámbito de la ingeniería ferroviaria han dado lugar a nuevos tipos de vía distintos de la tradicional vía sobre balasto formada por una capa de balasto sobre la que descansan las traviesas que van unidas a los carriles. En particular, nuevos diseños de vía en placa sin balasto han surgido como una solución eficaz con bajos costes de mantenimiento, gran estabilidad y excelente calidad geométrica. Aunque existen diferentes tipos de vía en placa, se pueden clasificar en función de su grado de interacción con la estructura del puente, desde monolíticos a independientes. En el presente artículo, se estudia numéricamente la respuesta dinámica de puentes cortos teniendo en cuenta la interacción vía-puente para distintos tipos de vía, incluyendo explícitamente los componentes de la vía en los modelos. Se han considerado dos tipos de vía en placa (monolíticamente unida al tablero del puente o independiente de éste), así como una vía en balasto convencional, en puentes isostáticos de luces cortas en el rango de 15-25 m, sometidos a las acciones ferroviarias de puentes de alta velocidad, incluyendo los trenes envolventes de la normativa y trenes comerciales, con velocidades de circulación entre 200 y 360 km/h, en pasos de 10 km/h. En total, se han resuelto 2448 casos numéricos. El estudio muestra que las flechas y aceleraciones producidas en el tablero por las cargas móviles se pueden reducir cuando se sustituye la vía en balasto por sistemas de vía en placa, especialmente para velocidades superiores a 300 km/h. Además, se ha obtenido que los dos sistemas extremos de vía en placa analizados dan resultados bastante análogos, siendo el sistema monolítico el que resulta en flechas algo menores y aceleraciones algo mayores.

• English

  It is known that short-span high-speed railway viaducts are prone to suffer significant dynamic effects due to the passage of moving train loads. Recent technological advances in railway engineering have resulted in track typologies different from the conventional ballasted track consisting of discrete sleepers fastened to the rails and resting on a ballast bed. In particular, ballastless track has been identified as an effective solution due to reduced maintenance costs, high track stability and excellent geometric quality. Though different track typologies are available in the market, they can be classified as monolithic or independent according to the interaction degree with the bridge girder. In the present paper, the dynamic behaviour of short-span bridges is numerically studied by taking into account the track-bridge interaction by modelling explicitly the components of the track. Two types of ballastless track (monolithic continuous slab and independent short slabs) and conventional ballasted track are considered on simply supported bridges with span length in the range of 15-25 m subjected to envelope and commercial train loads at speeds between 200 and 360 km/h. In total, 2448 numerical cases have been analyzed. The study shows that dynamic deflections and accelerations produced at the bridge girder by moving train loads can be reduced when the ballasted track is replaced to ballastless track systems, especially for the critical speeds higher than 300 km/h. Moreover, it is shown that the two ballastless track systems lead to very similar results, with the monolithic system resulting in slightly smaller bridge deflections and also moderately larger accelerations.