https://hdl.handle.net/10481/32328 Fri, 17 Apr 2026 06:54:14 GMT 2026-04-17T06:54:14Z https://hdl.handle.net/10481/104957 Dynamic Identification of Steel Truss Structures and Parametric Inference Using Optimally Placed Strain Gauges Sánchez López-Cuervo, Antonio Luis Las infraestructuras civiles son vitales para el desarrollo de las sociedades: impulsan el crecimiento económico, reducen la pobreza y mejoran la calidad de vida de los ciudadanos. Es por ello que evitar el deterioro debido a la exposición a factores medioambientales, el incremento en cargas de uso y los sucesos extremos, supone un auténtico reto político y social. Un mantenimiento eficaz es crucial para garantizar la seguridad, la capacidad de servicio y la durabilidad de estas estructuras, por lo que la monitorización de la salud estructural (SHM) está cobrando cada vez más importancia. Entre las técnicas de SHM, una de las más ampliamente utilizadas es el seguimiento de los parámetros modales obtenidos mediante la monitorización de vibraciones con acelerómetros. Sin embargo, estos sensores presentan ciertas limitaciones, como la alta sensibilidad a las condiciones climáticas. El presente TFM explora el análisis modal de deformaciones como alternativa a la monitorización de vibraciones basada en acelerómetros. El estudio se centra en la optimización de la colocación de las galgas extensiométricas mediante el uso del algoritmo de Independencia Efectiva (IE). El objetivo principal de esta investigación es validar dicho algoritmo en estructuras reales a través de dos casos de estudio: una estructura de laboratorio y una pasarela peatonal real. La metodología implica el desarrollo de Modelos de Elementos Finitos (MEFs) en SAP2000, la implementación del algoritmo de IE en Python y la aplicación del análisis modal operacional (OMA) en ambas estructuras. El estudio también incorpora la inferencia bayesiana mediante el método de Monte Carlo Markov Chain para actualizar el MEF de la estructura de laboratorio basándose en los parámetros modales identificados mediante el OMA. Los resultados demuestran la aplicabilidad de galgas extensiométricas en la realización de OMA basado en deformaciones, y la eficacia del algoritmo de IE para la colocación óptima de estos sensores, proporcionando valiosos conocimientos para la aplicación práctica de sistemas monitorización de la salud estructural en infraestructuras del mundo real.; Infrastructure is vital for societal development, driving economic growth, reducing poverty, and enhancing quality of life. However, infrastructure faces challenges such as deterioration and damage due to environmental factors, operational loads, and extreme events. Effective maintenance is crucial for ensuring the safety, serviceability, and durability of these structures, making Structural Health Monitoring (SHM) increasingly important. Among SHM techniques, Vibration-Based Monitoring (VBM) is widely used, traditionally employing accelerometers to assess modal properties. However, these sensors have certain limitations, such as reduced sensitivity to local defects. This Master Thesis explores strain modal analysis as an alternative to accelerometers-based VBM. The study focuses on optimizing the placement of Strain Gauges (SGs) by the use of the Effective Independence (EfI) algorithm. The primary objective of this research is to validate the EfI method in real structures through two case studies: a laboratory steel frame and an in-operation pedestrian footbridge. The methodology involves the development of Finite Element Models (FEMs) in SAP2000, the implementation of the EfI method in Python, and the application of Operational Modal Analysis (OMA) on both structures. The study also incorporates Bayesian Inference using the Markov Chain Monte Carlo (MCMC) method to update the steel frame FEM based on modal parameters identified by OMA. The results demonstrate the applicability of SGs in conducting deformation-based OMA and the effectiveness of the EfI algorithm for the optimal placement of these sensors. These findings offer valuable insights for the practical application of SHM systems in realworld infrastructure. Tutores: Enrique García Macías Juan Chiachío Ruano https://hdl.handle.net/10481/104957 https://hdl.handle.net/10481/57389 Efectos del ripado de vía y modelos de cargas en la respuesta dinámica de puentes de ferrocarril de alta velocidad Martín Luque, Juan Manuel The aim of this project is the analysis of the influence of the lateral displacement of the railway track in the dynamic behavior of railway bridges. Three case studies have been explored: a double-track concrete box bridge (Rodenillo bridge), a bow-string composite bridge (Santa Ana bridge) and a long-span curved concrete box bridge (Rio Frio bridge). Results confirm that the effect is not negligible, and it should be considered in new design and assessments for increased train speeds.; El objeto de este proyecto es el análisis de la influencia del desplazamiento lateral en la vía, en la respuesta dinámica de puentes de ferrocarriles de alta velociad. Este desplazamiento viene dado en forma de ripado, o en forma de excentricidad (en puentes en curva). Mediante tres casos de estudio, se verifica que este efecto no debe ser ignorado, y que se requiere atención en fase de diseño. https://hdl.handle.net/10481/57389 https://hdl.handle.net/10481/57387 Interacción suelo-estructura en pérgolas de ferrocarril de alta velocidad Cuadros Mantas, Francisco The number of high-speed railway lines in Spain has increased in the last years. Many of them runs quasi-parallel to existing ones, which were built in the 19th century. This has caused the intersection of lines almost parallel. To solve the problem, pergola bridges are the optimal solution. The objetive of this work is to analyze a real high-speed railway pergola bridge, including the soil-structure effect coming from piled foundations. A combined formulation is proposed with a modal projection technique to compute the equivalent modal damping rates coming from geometrical damping. Numerical tests confirm that pergola bridges are succeptible to important soil-structure interaction effects.; En este trabajo se analizan los efectos producidos por la interacción suelo-estructura en la respuesta dinámica de una pérgola de ferrocarril de alta velocidad. Se aplica subestructuración y análisis modal. Se estudia un caso en el que las cimentaciones son pilotes individuales. Se presenta una metodología que permite calcular el amortiguamiento modal equivalente que indude la interacción suelo-estructura. Los resultados demuestran que, debido al elevado número de cimentaciones individuales existentes, la pérgola es una estructura que disipa de manera importante mediante este mecanismo de liberación de energía al suelo. https://hdl.handle.net/10481/57387 https://hdl.handle.net/10481/47565 Dynamic analysis of concrete arch bridges under high speed train loads. Case study: viaduct over the Almonte river Macías Infantes, María This work analyses the dynamic response of high-speed railway (HSR) bridges through a case study: the viaduct over the Almonte River on the HSR line from Madrid to Lisbon. The main objective is to develop a methodology for the dynamic analysis of HSR arch bridges based on the semi-analytic method proposed by Martinez-Castro et al. and analyze their specific behavior. Firstly, it is refered the way the dynamic study of HSR bridges is treated in instructions. Also the semi-analytic method is described. Secondly, five different finite element models of the Almonte bridge are developed, including one considering the soil-structure interac- tion. Finally, the dynamic response of the bridge is analysed through the different models and conclusions are drawn on the suitability of the different models.; Este trabajo analiza la respuesta dinámica de puentes arco de hormigón, para ferrocarril de alta velocidad a través de un caso de estudio: el viaducto sobre el río Almonte, en la línea de alta velocidad Madrid-Lisboa. El principal objetivo es el desarrollo de una metodología, basada en una solución semianalítica para el problema de paso de cargas móviles, capaz de tener en cuenta la interacción suelo-estructura. La interacción se considera mediante el análisis en modelo de elementos de contorno y cálculo de las matrices de impedancia dinámica de las cimentaciones del arco. De forma analítica,se proyecta la matriz de amortiguamiento sobre los diferentes modos de vibración, obteniéndose las tasas de amortiguamiento modal equivalentes. El análisis demuestra que tener en consideración la interacción suelo-estructura en este tipo de puentes arco es recomendable, pues permite aminorar los efectos dinámicos de forma justificada. https://hdl.handle.net/10481/47565 https://hdl.handle.net/10481/44103 Una estrategia de aceleración basada en submuestreo para el análisis dinámico de puentes de ferrocarril de alta velocidad Mohamed Mohamed, Omar La finalidad de este proyecto es introducir una estrategia de aceleración en el calculo dinámico de puentes de ferrocarril de alta velocidad. La estrategia de aceleración propuesta consiste en el submuestreo de la linea de carga, combinado con una solución semianalítica al problema de paso de cargas móviles sobre un puente. Para plantear un caso de estudio realista, se ha seleccionado un puente recto de sección cajón, preparado para doble vía El viaducto se denomina "Viaducto del Rodenillo" se ubica en la linea de alta velocidad Madrid-Levante. La modelización ha sido llevada a cabo mediante el programa SAP2000, y el uso de un software independiente de análisis dinámico mediante solución semianalítica en el tiempo al problema de paso de cargas móviles Los resultados obtenidos demuestran que la redacción de tiempos es considerable, con un alto grado de fiabilidad. A partir de los mismos se verifica la estrategia propuesta.; The aim of this project is the exploration of an acceleration technique for the dynamic analysis of railway bridges for high speed trains. The acceleration strategy consists on the sub-sampling of the load line, combined with a semi-analytic solution in the time domain for the moving load problem. The study case is realistic: the Rodenillo viaduct, in the high-speed railway line Madrid-Levante (Spain). The numerical tests confirm that the proposed acceleration technique allows time reductions with accurate results. https://hdl.handle.net/10481/44103