This thesis describes high-speed railway system in Spain. At the first part it concerns on the history of high-speed rails in the world, its legislation and the contribution of EU. The second part concentrates on the evolution in Spain, high speed infrastructure and trains. Mainly it analyzes the price policy.

This thesis describes the position of rail transport in Spain and focuses mainly on the current development of high-speed rail transport. Attention is paid to the AVE system, which is operated by the newly built infrastructure, but also to the other high-speed trains to run on conventional lines with Iberian gauge. The aim is to highlight the progress achieved in this area, capture a network built and planned high-speed lines, the transition to neighboring states and the process of integration of Spain into the Trans-European transport networks. In analyzing the tariff policy, the paper deals with basic and preferential tariffs applied by Renfe Operadora in the sphere of high-speed long-distance passenger trains.

High-speed railways provide fast, comfortable and environmentally friendly transportation for passengers. However, they are fraught with high investment costs that decrease the willingness of governments to construct new lines. This thesis proposes a new way of building high-speed railways to decrease investment costs, where power from overhead wire is, for the majority of a journey, substituted with power from batteries located on the train sets. Not only can the construction and maintenance costs for the overhead wire itself be reduced; as tunnels can be narrowed when no overhead wire is needed, tunnelling costs decrease as well. An algorithm using dynamic programming is devised which calculates the optimal placement of overhead wire given a velocity and altitude profile of a journey, which is then applied on the planned Swedish high-speed line Ostlänken. The cost savings amount in total to approximately 5.689 billion SEK. It is a significant reduction in absolute terms, but is likely even higher, as the cost estimates for electrification are conservative. More studies on this aspect is needed to obtain more exact estimates. / Höghastighetståg erbjuder snabba, bekväma och miljövänliga passagerartransporter. Dock kräver dess banor höga investeringskostnader som kan avskräcka för nybyggnationer. För att minska dessa kostnader föreslår denna uppsats ett nytt sätt att bygga höghastighetsbanor på, där kontaktledning byggs på endast delar av sträckan. Där kontaktledning inte byggs drivs tågen av batterier placerade ombord. Utöver lägre kostnader för konstruktion och underhåll av själva kontaktledningen kan också kostnaden för tunneldrivning reduceras, då diametern på tunnlar kan minskas när ingen kontaktledning krävs. I rapporten presenteras en metod med dynamisk programmering för att beräkna den optimala placeringen av kontaktledningssträckor givet en hastighets- och höjdkurva för en bana. Metoden appliceras på den planerade höghastighetsbanan Ostlänken, där kostnadsbesparingarna beräknas uppgå till ungefär 5,689 miljarder SEK. Det är en signifikant besparing i absoluta mått som troligen är ännu större i verkligheten, eftersom de uppskattade kostnaderna för elektrifiering är konservativa. Det behövs fler studier kring dessa kostnader för att kunna erhålla mer exakta uppskattningar av kostnadsbesparingar.

A soil-steel composite bridge is a structure comprised of corrugated steel plates, which are joined with bolted connections, enclosed in friction soil material on both sides and on the top. The surrounding friction soil material, or backfill, is applied in sequential steps, each step involving compaction of the soil, which is a necessity for the construction to accumulate the required bearing capacity. Soil-steel composite bridges are an attractive option as compared with other more customary bridge types, owing to the lower construction time and building cost involved. This is particularly true in cases where gaps in the form of minor watercourses, roads or railways must be bridged. The objective of this master thesis is the modelling of an existing soil-steel composite railway bridge in Märsta, Sweden with the finite element software Plaxis. A 3D model is created and calibrated for crown deflection against measurement data collected by the Division of Structural Engineering and Bridges of the Royal Institute of Technology (KTH) in Stockholm, Sweden. Once the 3D model is calibrated for deflection, two 2D models with different properties are created in much the same way. In model 1, the full axle load is used and the soil stiffness varied, and in model 2 the soil stiffness acquired in the 3D model is used and the external load varied. The results are compared to measurement data. In 2D model 1 an efficient width of 1,46 m for the soil stiffness is used in combination with the full axle load, and in 2D model 2 an efficient width of 2,85 m is used for the external load, in combination with the soil stiffness acquired in the 3D model. Aside from this, parametric studies are performed in order to analyse the effect of certain input parameters upon output results, and in order to analyse influence line lengths. Recreating the accelerations and stresses in the existing bridge using finite element models is complicated, and the results reflect this. Below are shown the discrepancies between model results and measurement data for the pipe crown. The scatter in the measurement data has not been taken into consideration for this; these specific numbers are valid only for one particular train passage. For crown deflection, the 3D model shows a discrepancy of 4%, 2D model 1 5% and 2D model 2 8% compared with measurement data. For crown acceleration, in the same order, the discrepancy with measurements is 1%, 71% and 21% for maximum acceleration, and 46%, 35% and 28% for minimum acceleration. For maximum crown tensile stress, the discrepancy is 95%, 263% and 13%. For maximum crown compressive stress, the discrepancy is 70%, 16% and 46%.

This research aims to analyse the dynamic behaviour of Soil-Steel Composite Bridges when subjected by high-speed trains. the analyses of the dynamic response for these structures are needed since there is little research performed in the present field of knowledge. Since there is also in need to perform separate dynamic analysis for these structures to verify their dynamic response, the dynamic behaviour must be analysed. The research are performed in 2D FE-models in the commercial FE-program Brigade/PLUS since there is of interest to analyse if simplified 2D-models can predict the dynamic behaviour for these structures and verify against design criterions in regulatory documents. The research is performed by calibrating a reference model against collected field measurements from a constructed Soil-Steel Composite Bridge, SSCB, located in Märsta, Sweden, Märsta Bridge. The calibration process was made to ensure satisfactory results before continuing the research by analysing a future planned SSCB in a case study that is known to in the future be subjected by high-speed trains. The future planned bridge is the Björnbo Bridge located in Skutskär, Sweden. A static structural design is first made with existing methods to verify Björnbo Bridge for static load cases. Attempts is made to verify the Björnbo Bridge against dynamic criterions available in Eurocode documents and Swedish Transport Administration regulatory documents, which includes verifying accelerations limits for 10 different high-speed trains. Smaller analysis of fatigue for the Märsta Bridge and the Björnbo Bridge was also made to verify dynamic stresses from giving fatigue damages. Since the research is limited for SSCB for dynamic cases, parametric studies are performed for certain parameters identified from an international literature review of earlier studies in both static and dynamic analysis. The studied parameters are: Soil cover depth, Young's modulus for engineered backfill and different profiles impact. These parametric studies are made to be able to understand influence and sensitivities from the analysed parameters with the long-term goal to develop analysis methods and verifications for SSCB for dynamic load situations. The calibrated reference model showed that there are difficulties in calibrating acceleration levels that agrees with the field measurements from Märsta Bridge. The expected result from the analysis of the Björnbo bridge was to fulfil static structural design criterions and that the acceleration limits were below serviceability criterions for dynamic analysis according to Eurocode documents. Moreover, that the stresses did not give fatigue damages. From parametric studies, it has shown that the governing parameter is the Young's modulus for engineered backfill, which affects estimated accelerations in a fashion that was not expected in the beginning. The presumption to perform dynamic analysis with 2D FE-models has shown that all aspects that is needed to verify cannot be performed, such as bending in two directions or twisting mode shapes. Thus, there is in need to find ways to perform dynamic analysis for SSCB with efficient 3D-models. / Denna avhandling syftar till att undersöka det dynamiska beteendet hos rörbroar när dem belastas med höghastighetståg. Analyser av den dynamiska responsen för dessa konstruktioner är behövlig då det finns lite forskning som utförts inom kunskapsområdet. Då man även behöver genomföra separata dynamiska analyser för dessa konstruktioner för att verifiera  deras dynamiska beteende, så är det ett behov av att dess dynamiska beteende analyseras. Undersökningen är genomförd med FE-modeller i 2D i det kommersiella FE-programmet Brigade/PLUS då det är av intresse att analysera om förenklade 2D-modeller kan forutse det dynamiska beteendet för dessa konstruktioner och verifiera konstruktionen mot kriterier ställda i styrande dokument. Undersökningen genomförs genom att kalibrera en referens modell mot insamlade fältmätningar från en konstruerad rörbro i Märsta, Sverige, Märsta rörbro. Kalibreringsprocessen genomförs för att försäkra att godtagbara resultat erhålls innan undersökningen fortsätter med att analysera en planerad rörbro i en fallstudie som kommer belastas av höghastighetståg. Den planerade rörbron är Björnbo rörbro som skall konstrueras i Skutskär, Sverige. En statisk konstruktionsberäkning med befintliga metoder är först utförd för att erhålla dimensioner och verifiera Björnbo rörbro för ett statiskt lastfall. Därefter utförs försök att verifiera Björnbo rörbro mot dynamiska villkor tillgängliga i Eurokod och Trafikverkets styrande dokument, detta inkluderar att verifiera accelerationsnivåer för 10 olika höghastighetståg. Mindre analyser genomförs även för utmattning för Märsta rörbro och Björnbo rörbro för att verifiera den dynamiska spänningshistoriken inte orsakar utmattningsskador. Då forskningen är begränsad gällande dynamiska studier för rörbroar, så utförs även parametriska studier för parametrar identifierade från en internationell litteraturinventering av tidigare studerade fall för rörbroar gällande både statiska och dynamiska analyser. Dom studerade parametrarna är: Överfyllnadshöjd, Jordmodul för kringfyllning och olika profilers inverkan. Dessa parametriska studier är utförda för att förstå influensen och känsligheten i dessa parametrar med det långsiktiga målet att utveckla analysmetoder för att verifiera rörbroar även för dynamiska situationer. Den kalibrerade modellen visade att det var svårigheter att kalibrera in accelerationsnivåer som överensstämde med fältmätningar från Märsta rörbro. Det förväntade resultatet från Björnbo rörbro var att uppfylla statiska konstruktionsvillkor och att uppfylla accelerationskrav för bruksgränstillståndet för konstruktionen. Samt att kunna verifiera att utmattningen inte skulle utgöra ett problem. Från dom parametriska studierna så har det visat att den styrande parametern är jordmodulen för kringfyllningen, den påverkar accelerationsnivåer som inte var förväntat vid undersökningens påbörjan. Antagandet att utföra de dynamiska analyserna med 2D FE-modeller har visat att alla aspekter som ska verifierasinte kan utföras, så som böjande moment i två riktningar eller vridande mod former. Således, så finns ett behov av att finna vägar att utföra dynamiska analyser för rörbroar i effektiva 3D-modeller