Estudio por elementos finitos de la transición vía con balasto - vía en placa

La transición entre la vía de balasto y la vía en placa supone un punto de debilidad en las líneas de alta velocidad que necesitan de su utilización. Esta debilidad procede del hecho de que la rigidez vertical de la vía es muy dispar conduciendo a su vez a distintas solicitaciones verticales, distintos esfuerzos y por tanto distintas necesidades de mantenimiento dentro de una zona relativamente corta. Por esto, se pretenderá diseñar la transición de la manera más gradual posible para que se puedan minimizar los problemas mencionados anteriormente. En esta tesina, se explican de forma general las partes de una vía de alta velocidad ya sean construidas con balasto o en placa, lo que se entiende por calidad geométrica de la misma y como se calculan las solicitaciones verticales dinámicas según distintas formulaciones. No obstante, se usa el análisis de Prud’homme con más profundidad en el cálculo de las cargas para darle un papel protagonista a la rigidez vertical de la vía. Los siguientes capítulos se centran en la transición. A partir de la experiencia de los túneles de Guadarrama, se calcula la longitud de transición en función de la velocidad y se divide la transición en cuatro zonas bien diferenciadas. Además se calculan las rigideces verticales en estas cuatro zonas según cálculos en elementos finitos y según las teorías de sistemas elásticos multicapa, dependiendo del tramo. Una vez analizada la transición, se formula el problema mecánico por elementos finitos y se modela el mismo siguiendo el mismo método. En el proceso de modelización, se analizan las características de los materiales, las condiciones de contorno, las cargas así como las mallas de cálculo. Una vez modelado el problema, se obtienen los resultados aportados por el código en términos de desplazamientos y tensiones verticales a lo largo de la transición. Estos resultados son comparados con los obtenidos mediante el análisis teórico de Zimmermann para ver la conveniencia del empleo de elementos finitos para la resolución de este problema. Por último se lleva a cabo un pequeño análisis de sensibilidad. Primeramente se modifican las rigideces de las placas de asiento para posteriormente modificar la distancia entre traviesas con el objetivo de ver el impacto que estas medidas tienen en los desplazamientos verticales máximos