Aportaciones a la investigación relativa a las zonas de transición de rigidez ferroviaria, mediante la optimización constructiva de la transición.

Abstract

En las líneas ferroviarias, las denominadas zonas de transición están situadas entre las estructuras civiles y los terraplenes. Debido a la diferencia de rigidez entre ambos elementos, se producen asientos diferenciales que resultan en un daño directo a la vía, ya que la sobreexcitación dinámica que sufren los vehículos ferroviarios en dichas zonas acelera la degradación vertical de la vía. Los administradores han intentado sin éxito resolver este problema mediante el uso de cuñas de transición granulares. Este tipo de soluciones consisten en disponer entre la estructura y el terraplén una serie de capas de materiales tratados con cemento y/o de mejores prestaciones mecánicas, con la finalidad de materializar una transición de rigidez que se traduzca en un perfil de asientos adecuado y progresivo. No obstante, presentan inconvenientes no deseables al resultar soluciones muy costosas que requieren estrictos controles de calidad para su correcta ejecución.

Es en este marco es donde surge el reto científico de la presente Tesis Doctoral, que pretende desarrollar una nueva solución para optimizar la transición de rigidez en las zonas de transición ferroviarias. El diseño de la nueva solución pasará por un proceso de selección de alternativas propuestas, que serán sometidas a diferentes fases de evaluación del comportamiento estructural exigido, a través de la obtención de resultados, tanto analíticos de la simulación numérica de diferentes soluciones, como experimentales de los ensayos de un banco de pruebas construido para materializar las cuñas de transición a escala, teniendo en cuenta los condicionantes técnico-económicos requeridos, hasta dar con la solución óptima mediante losas de hormigón prefabricado y proceder a su validación como cuña prefabricada de transición de rigidez mediante su implementación en un escenario real.

Adicionalmente, se estudió si la nueva cuña sería válida para ser instalada en entornos urbanos, ya que se pensaba que la transmisión de las vibraciones a través del hormigón podría ser demasiado elevada. Para ello, se realizó un estudio comparativo entre el comportamiento vibratorio empleando la nueva cuña prefabricada frente a las tradicionales cuñas granulares para comprobar cuál sería la mejor solución para entornos urbanos.