Assessment of Ground-Borne Vibrations from Urban Rail Transit

Abstract

[EN] The Master's Thesis focuses on ground-borne vibrations caused by rail transit operating in urban environments, i.e., a class of relatively light and slow-moving trains that often run close to buildings and facilities. Specifically, the work begins with a review of existing knowledge on urban rail-induced ground vibrations: generation and propagation, possible sources, mitigation measures, and common vibration characterization models.

Then, a mostly analytical methodology is developed to characterize and analyze the vibrations from the wheel-rail contact (source) to their propagation to a nearby structure (receiver). The theoretical development considers both quasi-static effects due to the moving vehicle weight and dynamic effects due to impacts caused by defects at the wheel-rail interface.

Finally, the developed methodology is applied to the case of a section of a new streetcar line not yet built that will cross the DTU campus in Lyngby (Denmark). Some of the objectives during the realization of the case study are to quantify and characterize the vibrations from the project's specific characteristics and to study how different elements in the track-ground-structure system affect the vibration transmission, among them the mitigation elements to be installed.

[ES] El TFM se centra en las vibraciones del suelo causadas por el transporte ferroviario que opera en entornos urbanos, es decir, una clase de trenes relativamente ligeros y de movimiento lento que con frecuencia circulan cerca de edificios e instalaciones. En concreto, el trabajo comienza con un estudio de los conocimientos existentes sobre las vibraciones del suelo inducidas por el ferrocarril urbano: generación y propagación, posibles fuentes, medidas de mitigación y modelos habituales de caracterización de vibraciones.

A continuación, se desarrolla una metodología mayormente analítica con la que caracterizar y analizar las vibraciones desde el contacto rueda-carril (fuente emisora) hasta su propagación a una estructura cercana (receptor). En el desarrollo teórico se consideran tanto los efectos cuasiestáticos debidos al peso del vehículo en movimiento como los efectos dinámicos a causa de las impactos provocados por defectos en la interfaz rueda-carril.

Por último, se aplica la metodología desarrollada al caso de un tramo de una nueva línea de tranvía aún no construida que cruzará el campus de la DTU en Lyngby (Dinamarca). Algunos de los objetivos durante la realización del caso de estudio son cuantificar y caracterizar las vibraciones a partir de las características específicas del proyecto y estudiar cómo distintos elementos en el sistema vía-suelo-estructura afectan a la transmisión de vibraciones, entre ellos, los elementos de mitigación que serán instalados en el tramo en cuestión.