Orden TMA/698/2023, de 27 de junio, por la que se aprueba la instrucción sobre los registros de la actividad de vigilancia de infraestructuras ferroviarias, REVINFE-23

2. Características

Antes de realizar cualquier prueba de carga se hará una recopilación y revisión de la información disponible y una inspección detallada sobre el estado del puente y las circunstancias que conlleven su realización.

En los puentes en servicio deberán determinarse las características geométricas, físicas y mecánicas de los distintos elementos estructurales en el caso de que no se dispongan.

Igualmente, antes de la realización de la prueba se deberá disponer de un proyecto de prueba de carga en el que se recojan todas las especificaciones necesarias para su ejecución tales como trenes y estados de carga, puntos de instrumentación, medios auxiliares necesarios, valores previstos en los distintos aparatos de medida, criterios de estabilización de las medidas, tratamiento de los valores remanentes, criterios de validación y aptitud de la prueba, material ferroviario a utilizar, etc. En puentes de nueva construcción, el proyecto de prueba de carga formará parte del proyecto de construcción del puente y podrá ser adaptado previamente a la realización del ensayo una vez conocidas las cargas reales a utilizar.

En todos los puentes se realizarán pruebas de carga que reproduzcan los estados de carga más desfavorables teniendo en cuenta los trenes de carga disponibles y las condiciones habituales de explotación de la línea. Las pruebas serán estáticas y dinámicas a distintas velocidades, incluyendo la velocidad máxima autorizada, velocidad intermedia, velocidad resonante cuando sea posible de acuerdo a los trenes de carga utilizados, pruebas de frenado (con frenado de emergencia en aquellos casos en que el material rodante esté dotado de sistemas antibloqueo de ruedas) y las cuasi-estáticas a las velocidades mínimas que permitan los trenes de carga.

La velocidad máxima autorizada a la que se realiza la prueba de carga viene limitada por la velocidad máxima de circulación, que depende del estado de la vía en el momento del ensayo, o por la máxima velocidad del material móvil con el que se realiza la prueba de carga.

El tipo de magnitudes a medir y calcular durante la prueba, así como el número y la situación de los puntos de medida serán los adecuados para permitir la correcta evaluación del comportamiento de la estructura en sus diversos estados de carga. En general se medirán desplazamientos verticales en centros de vanos y apoyos y deformaciones unitarias en centros de vano, complementándose en las pruebas dinámicas con medidas de aceleraciones que permitan estimar los modos propios de vibración fundamentales y las frecuencias propias asociadas, así como las tasas de amortiguamiento y coeficientes de amplificación dinámica.

En los casos de puentes con gran número de vanos similares o de varias obras iguales e independientes podrán realizarse pruebas simplificadas con reducción en el nivel de instrumentación o de los estados de carga. En todo caso se probarán todos los vanos existentes. Se consideran vanos similares los de idéntica solución estructural y cuyas diferencias de luz no superen el 10 %. También son de aplicación estas pruebas en la comprobación de refuerzos locales.

El diseño de la instrumentación y el planteamiento de la prueba se realizará de forma que se minimice la influencia de factores externos (temperatura, humedad, viento en el caso de estructuras sensibles a su acción, etc.), tanto sobre la estructura como sobre los equipos de medida.

El equipo de medida permitirá el registro el archivo automático y continuo de las medidas que se realicen y su visualización en tiempo real, incluyendo la temperatura, la humedad y el viento si fuera necesario. Deberá estar debidamente verificado y calibrado.

El nivel de carga alcanzado durante las pruebas estáticas deberá ser representativo de las máximas acciones de servicio. Para ello las solicitaciones estáticas obtenidas en las secciones críticas deberá alcanzar unos porcentajes adecuados para poder evaluar la aptitud de la estructura acordes con el tipo y características geométricas de la propia estructura y con las cargas disponibles para la realización de las pruebas estáticas. Estos porcentajes no deben superar nunca el 70 % de los valores estáticos teóricos producidos por el tren de cargas ferroviario del proyecto constructivo. Se puede superar este 70% en determinados casos en puentes existentes cuando se justifique, como por ejemplo en el caso de transportes excepcionales.

Durante la prueba se inspeccionará el comportamiento de los elementos relevantes del puente, realizando una inspección completa al final de ésta. En estructuras de hormigón se controlará cualquier proceso de fisuración previo o sobrevenido durante la prueba.

El ensayo se realizará con cargas formadas por vehículos ferroviarios y, en su caso de forma excepcional y únicamente para la prueba dinámica, cuando así se justifique, con excitadores dinámicos con capacidad suficiente para excitar la estructura de tal manera que se garantice que los niveles de tensiones y deformaciones en los puntos principales de la estructura, y aceleraciones en el tablero (en su caso), sean equivalentes a los obtenidos con el tráfico ferroviario.

3. Criterios de validación de la prueba de carga

3.1 Pruebas estáticas.

Se verificará que el porcentaje de las flechas máximas obtenidas respecto de las previstas en el proyecto de prueba de carga sea:

3.2 Pruebas dinámicas.

En este tipo de pruebas se deberá realizar una interpretación de los resultados en consonancia con los trenes de carga y velocidades empleadas.

Las frecuencias naturales no diferirán de la calculada teóricamente en mayor medida de lo que corresponda a la diferencia existente entre las flechas experimentales y las teóricas. Las flechas son inversamente proporcionales a la rigidez de la estructura: cuanto más rígida es la estructura, menores son las flechas. En cambio, en lo relativo a las frecuencias, cuanto más rígida es la estructura las frecuencias son mayores, siendo la frecuencia proporcional a la raíz cuadrada de la rigidez. Por tanto, la relación entre la rigidez prevista y la real se puede estimar a partir de la relación existente entre los desplazamientos teóricos y medidos, así como de la existente entre el cuadrado de las frecuencias naturales de vibración previstas y medidas.

3.3 Validación de la prueba de carga.

Si se cumplen todas las exigencias anteriores, se considera que los resultados de la prueba son satisfactorios y por tanto es válida. En caso contrario se determinarán las causas en el correspondiente informe de la prueba, analizando si se justifica el resultado, de cara a la validez o no de la prueba.

En el caso de prueba simplificada en un vano, ésta se considerará válida, si los resultados obtenidos en éste, no se desvían más de un 10 % de los medidos en el vano al cual se hayan asimilado, una vez afectados estos últimos por la corrección debida a la diferencia de luces.

4. Aptitud del puente

Si la prueba de carga ha sido validada de acuerdo al apartado 3.3 es necesario evaluar la aptitud del puente en función de su estado y del comportamiento estructural (flechas, tensiones y deformaciones, fisuración, etc.) de sus elementos relevantes, aparatos de apoyo, equipamiento, etc.

Se comprobará que los valores de flechas y deformaciones remanentes obtenidos en la prueba de carga estática, expresados en forma de porcentaje respecto a los máximos medidos, cumplen lo siguiente:

En caso de que no se cumplan estos límites el puente se considerará no apto.

En el caso de los puentes metálicos calculados antes de la entrada en vigor de la «Instrucción relativa a las acciones a considerar en el proyecto de puentes de ferrocarril» de 1975 se deberá considerar adicionalmente los siguientes criterios para evaluar la aptitud, así como para determinar, en su caso, los plazos para su reparación o refuerzo:

Cuando la aparición de un cociente inferior a 1,30 se produzca en secciones próximas a los nudos, donde los momentos secundarios tengan especial relevancia, y siempre que dichos elementos no presenten daños visibles, se permitirá acometer las reparaciones y actuaciones de refuerzo en el mismo plazo que en el apartado b), siempre que se mantenga mientras tanto una adecuada vigilancia que permita detectar cualquier variación.

5. Caracterización dinámica

En las pruebas dinámicas a fin de caracterizar dinámicamente el puente se medirán las frecuencias naturales de flexión y los modos de vibración correspondientes, así como las frecuencias naturales de torsión y los modos de vibración correspondientes para aquellos puentes que así corresponda.

Asimismo, se determinará el amortiguamiento para las frecuencias naturales y modos obtenidos, mediante la medida del decremento logarítmico de las vibraciones residuales (cola libre de la vibración) después del paso del tren, separándose la señal de las distintas frecuencias en su caso.

Con todos los parámetros obtenidos en la prueba de carga se procederá a la calibración y actualización del modelo de cálculo, comprobando que las aceleraciones y deformaciones verticales del tablero sean admisibles.

6. Resultado de la prueba

El informe de la prueba deberá recoger una evaluación de la validación de la prueba de carga y aptitud del puente de acuerdo a lo indicado en los apartados 3 y 4 de este anexo. Será fechado y firmado por el director de la prueba.

Asimismo, se elaborará un acta de prueba de carga cuyo original será incluido en el registro de la actividad de vigilancia correspondiente en un plazo máximo de tres meses y que incluirá necesariamente los datos descritos en los párrafos anteriores. Será fechado y firmado por el director de la prueba.

Tanto el proyecto de la prueba de carga utilizado para el ensayo como copia del acta se incluirán como anexos al informe.

7. Modelo del acta

El acta de la prueba de carga contendrá al menos la siguiente información: identificación de la estructura (línea, tramo, punto kilométrico y coordenadas UTM), identificación del administrador de infraestructuras, identificación del director de la prueba de carga y entidad a la que pertenece, resultado (validación de la prueba de carga y aptitud del puente).

Será fechada y firmada por el director de la prueba de carga.