Optimización en el diseño de zonas de transición en vías de alta velocidad usando métodos numéricos

Abstract

RESUMEN:Las zonas de transición son zonas muy problemáticas cuando se habla de mantenimiento de estructuras de vía. Con la llegada de la Alta Velocidad las cargas que transmiten las ruedas a la vía aumentan debido a los efectos dinámicos. Estas sobrecargas dinámicas repercuten en un rápido deterioro de las líneas y un menor tiempo entre operaciones de mantenimiento y renovación. Las zonas de transición son unas zonas sometidas a estos problemas. La interacción dinámica tren-vía en las zonas de transición ha sido analizada numéricamente usando un programa de elementos finitos. Se ha modelizado trenes de Alta Velocidad moviéndose entre una zona de vía sobre balasto y otra de vía en placa. Se ha simulado el movimiento del tren en las dos direcciones. Se han estudiado y desarrollado diferentes diseños de vía realizando las oportunas modificaciones para conseguir una reducción de las fuerzas dinámicas generadas. Las modificaciones comprenden la aplicación de carriles adicionales y traviesas de longitud variable en estas zonas así como combinaciones de estos. La combinación del uso de estas traviesas extralargas y los dobles carriles han obtenido los mejores resultados.

ABSTRACT:Track transitions are frequently a great problem in track structures maintenance. With arrival of high- speed lines the wheel loads increase due to dynamic effects. This results in faster track deterioration and shorter time between consecutive maintenance and renewal operations. Track transitions are a focus of these problems. The dynamic train-track interaction in transition zones has been analyzed numerically using the finite element special software. A high-speed vehicle moving on a track that consists of a slab and ballasted track has been modeled. The train travelling in both directions has been simulated. The effects of different track design modifications on reduction of the dynamic forces have been studied using the developed models. The modifications comprise of application of additional rails and sleepers with variable length in the transition zone as well as combination of these two modifications. The combined track modification with extra long sleepers in combination with double rails has shown the best performance.