Diseño estructural de viaductos de luces medias en líneas de Hyperloop. Aplicación a un viaducto sobre el río Adaja en el T.M. de Olmedo (Valladolid)

Abstract

[ES] Este Trabajo Fin de Máster trata sobre el comportamiento estructural de viaductos de luces medias para líneas de Hyperloop. En él se estudian soluciones basadas en una estructura continua de vanos múltiples, para la cual se proporcionan criterios de diseño obtenidos mediante modelos teóricos de nivel de complejidad creciente. El trabajo parte de una panorámica actual de la tecnología del Hyperloop en sus aspectos fundamentales, analizándolos en relación a otros medios de transporte como el ferrocarril, el avión y el barco, para los servicios de pasajeros y de mercancías; dándole importancia a las propuestas de infraestructura de las diferentes empresas dedicadas al desarrollo de dicha tecnología. Tras esta visión general, el estudio se enfoca en viaductos de luces medias, partiendo de los estudios previos realizados por profesores del Dpto. de Mecánica de Medios Continuos y Teoría de Estructuras de esta Escuela, relativos a tubos autoportantes de 25 mm de espesor y 4 metros de diámetro. Para ello, se evalúa mediante modelos de barras y modelos lámina diferentes configuraciones de viaductos con luces del vano central que van desde los 28 m a los 84 m. En los modelos de barras se han estudiado sus ELS de confort y ELU de resistencia e inestabilidad, mientras en los modelos lámina este se centra en la inestabilidad del tubo como lámina y las tensiones producidas por las acciones en una configuración con imperfecciones. Se obtiene que es posible configuraciones con luces del vano central de hasta 70 m, siendo necesario anillos rigidizadores cada 7 m; y que para los casos donde se necesiten luces mayores, será necesario la colocación de nuevos elementos que aporten mayor rigidez al conjunto. Para poner de manifiesto la posibilidad de proyectar una infraestructura para este nuevo medio de transporte, se realiza un anteproyecto de viaducto para el hyperloop, con un vano central de 63 m de luz, en la actual localización del cruce por el río Adaja en Olmedo (Valladolid) de la línea del AVE Galicia-Madrid.

[EN] This Master's Thesis explains the structural behavior of the medium spans of viaducts for the Hyperloop lines. It studies solutions based on a continuous structure of multiple spans, for which design criteria obtained through theoretical models where increasing complexity is provided. The project is based on a current overview of the Hyperloop technology in its fundamental aspects, analyzing it in relation to other means of transport such as railways, planes and ship, for passenger and freight services; focusing in the infrastructure proposals of the different companies dedicated to the development of this technology. After this overview, the study focuses on viaducts of medium spans, based on the previous studies carried out by professors of the Department of Mechanics of Continuous Media and Theory of Structures of this University, related to self-supporting tubes of 25 mm thickness and 4 meters in diameter. To do this, different configurations of viaducts with central spans which range from 28 m to 84 m are evaluated using bar models and sheet models. In the bar models, their comfort SLS and resistance and instability ULS have been studied, while in the sheet models this focuses on the instability of the tube as a sheet and the stresses produced by the actions in a configuration with imperfections. The result shows that it is possible to configurate with central span lights up to 70 m, being necessary rigidizing rings every 7 m; and for those cases where larger lights are needed, it will be necessary to place new elements that provide greater rigidity to the whole. To highlight the possibility of designing an infrastructure for this new means of transport, a preliminary viaduct project is carried out for the hyperloop, with a central span of 63 m of light, in the current location of the crossing by the Adaja River in Olmedo (Valladolid) of the Galicia-Madrid AVE line.