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FERROCARRILES Y TRANSPORTE GUIADO4 CURSO - INGENIERA CIVIL
PARTE 2.- ESTRUCTURA DE LA VA
2ndiceGH7HPDV:
/D9tD)HUURYLDULD (O&DUULO /DV7UDYLHVDV /DV6XMHFLRQHV
/D3ODWDIRUPD /DV-XQWDV /D9tDVLQ-XQWDV%/6 /D9tDHQ3ODFD $SDUDWRVGH9tD
/DV&DSDVGH$VLHQWR
/$9$)(5529,$5,$:
Componentes
Camino de Rodadura
Va Material
Movimiento de Lazo
Ancho de Va
Glibos
Entreva
Componentes de la Va
Componentes de la Va
Va Ferroviaria
=
Va (Camino de Rodadura)
+
Instalaciones(Electrific, Sealizac. y Segur., Comun.)
Tipos de Va
Va en Balasto
Va en Placa
La Va Ferroviaria (Camino de Rodadura)
Dos Partes:
1. INFRAESTRUCTURA O PLATAFORMA
Conjunto de obras necesarias para construir la va:- natural: tierra, trinchera,- artificial: tneles, viaductos, puentes
2. SUPERESTRUCTURA
- dos carriles, cuya inclinacin y separacin relativa son mantenidas por las traviesas(piezas transversales), que estn apoyadas sobre una capa de balasto (de espesor variable) y dems capas de asiento.- otro material: sujeciones, etc
La Va Ferroviaria (Camino de Rodadura)
Funciones de los elementos:
- Carril:- Conduccin Guiado- Sustentacin de cargas: elemento resistente que recibe directamente las cargas a travs de las ruedas- Circuito elctrico (de retorno de traccin elctrica; sealizacin)
- Traviesas:- Mantener espacio entre carriles (ancho de va)- Mantener inclinacin de los carriles- Transmitir esfuerzos al balasto
- Capas de apoyo:- Reparten sobre la plataforma las cargas de los trenes- Arriostrar las traviesas (por rozamiento)- Aseguran evacuacin y evaporacin de las aguas- Absorben las vibraciones
La Va Ferroviaria (Camino de Rodadura)
Caractersticas de la Va:
- Flexibilidad: La rodadura acero acero es muy rgida, por lo que es necesario obtener cierta flexibilidad para absorber aceleraciones y reducir los esfuerzos de impacto (ocasionados por desnivelaciones)
- Continuidad Geomtrica en planta y en perfil: evita aceleraciones bruscas de los ejes del vehculo (tangencias y curvatura)
- Resistencia: Absorber y Transmitir elevadas cargas por eje delmaterial
- Inclinacin del carril haca el interior (1:20, excepcionalmente 1:40):mejora la estabilidad y reduce los desgastes de la llanta
Va m Cargas / Respuestas o Material (tractor, mvil, autopropulsado)
La Va Ferroviaria (Camino de Rodadura)
Caractersticas Mixtas:
- Juego de Va (j) = G - D
Ancho de Va (G)
Distancia entre bordes de pestaas (D) medida 10 mm
bajo el plano de rodadura Plano de Rodadura
Si j es grande o marcha senoidal peligrosaSi j es pequeo o la pestaa ejerce constantes rozamientos y presiones sobre el
carril: ruidos, peligro de descarrilamiento
Espaa: j = 9 mmEuropa: j 9,15 mmEEUU: j = 21 mm
Evita el roce continuado con el consiguiente desgaste
1
La Va Ferroviaria (Camino de Rodadura)
Caractersticas Mixtas:
- Sobreancho
El eje del material ataca en las curvas oblicuamente al carril, lo que obliga acrear un sobreancho en las curvas.
El sobreancho6es funcin del Radio de la curva5Frmulas empricas
S = - 0,012 (donde S y R en metros)
S = (R en metros y S en mm)
6
R(100 R) 2
27.000
Espacio adicional al juego de va (entre pestaa y carril) que mejora la inscripcin del vehculo en la curva
1
La Va Ferroviaria (Camino de Rodadura)
Caractersticas del Material:
- Calaje (dispositivo para limitar los movimientos de una carga): Eje montado
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La Va Ferroviaria (Camino de Rodadura)
Caractersticas del Material:
-Llantas (Forma; Pestaas interiores)- Cnicas
o Evitan tendencia al descarrilamientoo Compensan, en parte, en curva, los deslizamientos relativos
de una rueda y otra (la rueda exterior recorre un crculo de mayor dimetro que la interior)
- Inclinacin
1
La Va Ferroviaria (Camino de Rodadura)
Caractersticas del Material:
Deslizamiento relativo entrelas ruedas: 2e 2Sr / r
Mxima compensacin:2Sgj
Pregunta: Cul es el radio para el que no existe deslizamiento relativo?SDUDXQUDGLRLQILQLWRGHODFXUYD 5(&7$
r = radio de rodadura de la llanta = radio de la curvaj = juego de la va2e = ancho entre ejes de carriles = conicidad de la llanta
1
La Va Ferroviaria
Movimiento de Lazo trepidacin
galope o cabeceo
Movimiento de Lazo o serpenteo
balanceo
vaivn
choque lateral
1
La Va Ferroviaria
Movimiento de Lazo
Se produce en DOLQHDFLRQHVUHFWDV, cuando una rueda toma un cierto avance (p.ej: por irregularidades de la va), rueda sobre un crculo menor que la opuesta, con lo que se produce un efecto de llamada hacia el centro.
Se dice que el centro del eje est sometido a un movimiento de lazo
Efectos
Aceleraciones significativas, deterioro del confort de la marcha, disminucin del tiempo de fatiga del vehculo ferroviario (mayor a menoresfrecuencias)
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La Va Ferroviaria
Movimiento de Lazo
N x K = v / 2Sg/reActuacionesAumentar el ancho de va, aumentar dimetro de las ruedas, disminuir la conicidad
ndice de Sperling
Evala la estabilidad de la marcha de un vehculo. Da idea de lacomodidad. A menor ndice mayor comodidad
I = 2,7 10
a3 N7
Movimiento rmonico Simple
Y = k sen wt
< 1
Frecuencia de RVFLODFLyQGHun eje aislado+]N = v / 2Sg/re
Frecuencia de vehculo completo
K = 1
1 + (E/2e)E: empateRGLVWDQFLDHQWUHHMHVGHXQERJLH
r= radio de rodadura de la llanta= conicidad de la llanta2e= distancia entre ejes de carrilesa= valor mximo de la aceleracinmedida (cm2/s) en la direccinconsiderada, en la caja del vehculo
1
La Va Ferroviaria
Ancho de Va
Distancia medida entre las caras interiores de los carriles de uno y otro lado de la va.
Se mide en un plano situado 15 mm por debajo del plano de rodadura.
1
La Va Ferroviaria
Ancho de Va
Va Ancha:
- Internacional: 1,435 m (Conferencia de Berna 1907) (61,5% mundo)
- Convencional: 1,668 m RO 31/12/1844: Subercase y Santa Cruz
- Portugal: 1,665 m
- Argentina, Chile, India: 1,674 m (ancho Rennie)
Va Estrecha:
- FEVE: 1,000 m (ancho mtrico)
- FFCC mineros: 0,600 m
- Tranvas y metros ligeros
La Va Ferroviaria
Va Estrecha vs Va Ancha
Ventajas de la va estrecha: ECONOMCAS
- Empleo de curvas de menor radio y fuertes pendientes: mayor adaptacin al terrenomenores movimientos de tierra
gracias a la menor resistencia a la traccin por menor efectoaerodinmico, y en las curvas, a causa del menor deslizamientorelativo entre las ruedas de un mismo eje.
- Menores dimensiones de plataforma, terraplenes y desmontes
- Economa en las capas de asiento y traviesas
- Economa en tneles, puentes y obras de fbrica
- Menor peso del material rodante
2
La Va Ferroviaria
Va Estrecha YVVa AnchaInconvenientes de la va estrecha: EXPLOTACIN
- Menor capacidad de trfico
- Menor estabilidad de los vehculos, que implica menor velocidad delas circulaciones
- No constituyen una red completa: necesidad de estaciones de trasbordo con la red general
- Mayor coeficiente de explotacin (mayor a menor ancho)
2
La Va Ferroviaria
Cambiador de Ancho
Instalaciones en las que se realiza el cambio necesario en un vehculo ferroviario para adaptarlo a un ancho de va diferente.
Sistemas en Espaa:
1. Sistema Talgo2. Sistema Brava (Bogie de Rodadura de Ancho Desplazable Autopropulsado)
(patente CAF) http://www.youtube.com/watch?v=UiqUwq5piRU
El cambiador puede ser distinto para cada sistema o dual (para los dos sistemas)
http://www.fomento.es/MFOM/LANG_CASTELLANO/_ESPECIALES/ALTAVELOCIDAD/MADRID_SEGOVIA_VALLADOLID/TRAYECTO/VALLADOLID/cambiadordualcaftalgo_wmv_flv.htm
7$/*2%5$9$&$)
2
La Va Ferroviaria
Glibo de Material
Es el perfil transversal que como mximo puede tener el material mvilpara no golpear con la va y otras instalaciones anejas (andenes, tneles, puentes, etc)
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La Va Ferroviaria
Glibo Nacional Acondicionamiento de Carga
2
La Va Ferroviaria
Glibo de Obra
Define la posicin relativa de las obras de fbrica y obstculos respectoa la va y a l deben atenerse los proyectos de las obras que afecten a vas ferroviarias
2
La Va Ferroviaria
Entreva
Distancia entre los ejes de dos vas adyacentes
Velocidadmxima(km/h)
Entreva(mm)
LC 120 3,8LC 160 4LC 200 - 250 4,3LC 300 4,5UIC 300 4,3UIC 350 4,7
2
La Va Ferroviaria
Algunos Parmetros de Infraestructura
Fte: UIC
2
(/&$55,/: Funciones
Tipos de Carril
El Carril Vignoles
Estudio del perfil transversal del carril
Longitud y Peso del Carril
Eleccin del Carril
Fabricacin del Carril
Ensayos
Retirada Prematura del Carril
Desgaste Normal
Desgaste Ondulatorio
Funciones
1. Absorber, resistir y transmitir a las traviesas los esfuerzos que recibe delmaterial mvil, as como los de origen trmico
Esfuerzos Verticales:- Cargas Estticas (verticales): peso propio de los vehculos- Cargas Cuasiestticas: fuerza centrfuga no compensada- Cargas Dinmicas: sobrecarga por masas no suspendidas y suspendidas de los vehculos a causa de las irregularidades de la va o material, o de las oscilaciones del material
Esfuerzos Transversales:- Fuerza Centrfuga no compensada- Componente transversal de las fuerzas provocadas por el movimiento de Lazo
Esfuerzos Longitudinales:- Esfuerzos trmicos- Componente longitudinal del movimiento de lazo- Aceleraciones producidas en el arranque y frenado
Funciones
2. Guiado del material mvil, dando continuidad tanto en planta como enalzado
3. Conductor de corrientes de retorno cuando se utiliza la traccin elctrica
4. Conductor de las corrientes de sealizacin, cuando se emplean circuitos deva.
Importancia
- SEGURIDAD
- Renovacin anual 3 7 % longitud de la Red INVERSIONES(vida til 20 30 aos)
Forma
En los comienzos, el carril se apoyaba sobre dados de piedra, y para adaptarse a los esfuerzos presentaba una seccin variable, que le dio la denominacin de carril en vientre de pez
Seccin variable Dificultad de fabricacin Seccin Constante (doble T)
Algunos tipos de Carriles
Bull Head: Carril de doble cabeza
Ventajas- Simtrico- Fcil laminacin- Posibilidad de reutilizacin
Realidad
No posible reutilizacin por la deformacin de la cabeza
inferior por el uso de cojinetes y cuas
Tipos de carriles ms utilizados
Carril de garganta tipo Phoenix
Se emplean en vas colocadas en calzadas (puertos, playas, ciudades) sin que sobresalga del afirmado
Carril Vignole
Carril no simtrico. La cabeza y el Patn tienen distintas funciones
Tipos de carriles ms utilizados
Carril Vignole
Partes del Carril
- Cabeza
AlturaAnchuraBombeo (Radio de curvatura de la cabeza)Inclinacin de las caras lateralesInclinacin de las caras inferiores
- Alma
- Patn
Carril VignolePartes del Carril: Cabeza
Altura: necesaria para que a pesar del desgaste, el carril siga cumpliendo su misin hasta su renovacin
Teora de Hertz: la superficie contacto rueda-carril es una elipse (cono - cilindro), con una distribucin de tensiones en forma de paraboloide con una compresin mxima en el centro 50% mayor que la compresin media:
2max 1,5 150 /
P kg mmab
V S dEsta tensin mxima terica supera las tensiones admisibles y las de rotura
Elasto - Plasticidad: roturas y deformaciones superficiales, redistribucin de tensiones internas
Carril Vignole Teora de Hertz
max 1,5Pab
V S 2
313 1 1c r
P maE R R
ab
[
K [
donde
E = 2,1 x 106 kg/cm2
m = mdulo de Poisson = 3/10
x y h son funcin de la velocidad (mayores a menorvelocidad)
1 x 1,40,7 h 1,0
Para valores normales de P, Rry Rcel rea de contacto puede ser del orden de 1 cm25FHVHOUDGLRGHFXUYDWXUDGHOFDUULOHQHOSXQWRGHFRQWDFWR5UHVHOUDGLRGHFXUYDWXUDGHODUXHGDHQHOSXQWRGHFRQWDFWR
Carril Vignole
Partes del Carril: Cabeza
Altura: Vi se le da a la cabeza del carril una altura de unos 50 mm:
- equilibrio de masas con el patn (reduce las tensiones resultantes del enfriamiento posterior a la laminacin)- dimensin adecuada para prevenir los desgastes normales
Anchura (aceptable 60 70 mm)
1. Evitar la concentracin de la accin de las ruedas en zonas limitadas
2. Limitar la tendencia natural que el metal de la cabeza tiene a extenderse
3. Proporcionar, junto con la altura, una seccin transversal suficiente quesoporte el proceso de desgaste
4. Permitir la realizacin de un trazado correcto del perfil de acuerdo con elalma, dejando un margen suficiente para la colocacin de las bridas
Carril Vignole
Partes del Carril: Cabeza
Bombeo: 300 mm (experimental)
- necesario para centrar las tensiones
Inclinacin de las caras laterales: 1/20
Garantiza que, en las alineaciones rectas, no se presenten contactos con las pestaas de las ruedas, y que en las curvas de radio reducido (en las que el contacto es inevitable) se aumenta la superficie de contacto disminuyendo las tensiones Inclinacin de las caras inferiores: 1/3 1/4
En funcin de las exigencias derivadas del dimensionamiento, mantenimiento y conservacin de las juntas, facilitando el acuerdo con el alma.
Carril Vignole
Partes del Carril: Patn
Anchura:
Condicionan la rigidez del carril en sentido transversal y suresistencia al vuelco
Un patn ancho transmite menores presiones a la traviesa pero limita la flexibilidad para la instalacin de la va en curvas
1,1 b h 1,2 bDonde:
b: anchoGHOSDWtQh: cantoGHOFDUULO
Espesor y Forma de las alas
Condicionado por el laminado y por el equilibrio de masas a existir entre y porel equilibrio de masas a existir entre cabeza, alma y patn.
La inclinacin facilita el trabajo de bridas y uniones y ahorra material
Carril Vignole
Partes del Carril: Alma
Espesor
Debe resistir los esfuerzos cortantes, la corrosin y las tensiones elevadas que se presentan en las proximidades de los agujeros de las bridas
Espesor 16 mm
Radios de acuerdo con la cabeza y el patn
Del orden de 15 35 mm.
-Valores menores crean concentraciones de tensiones que dan lugara laaparicin de fisuras-Valores mayores reducen la anchura de la superficie de contacto de las bridas
Estudio del Perfil Transversal
Importancia: Evitar incrementos de tensiones internas
Mtodos:
- Anlisis y Estudios en servicio: lento- Extensometra: analiza contorno exterior pero no interior- Mtodos Fotoelsticos: son los utilizados
Conclusiones de los mtodos fotoelsticos:
- Puntos de fatiga residual mxima en la superficie de rodaduracentro: tensiones de compresinextremos: tensiones de traccin
- Mxima tensin tangencialen la cabeza a 5 7 mm de profundidad
- Reparto de masas:cabeza: 35 40 %alma: 27 22 %patn: 38 %
Longitud y Peso del Carril
Longitud:
-Condicionada por:- el proceso de laminacin- efectos trmicos (dilataciones y contracciones)- longitud til de los lingotes:O = 18 36 metros en EspaaO = 60 metros en Alemania
Peso: Refleja sus condiciones resistentes
La denominacin de los carriles se hace refirindose a su peso.
En Espaa:UIC- 54 (54 kg/ml)UIC- 60 (60 kg/ml)
8,&,QWHUQDWLRQDO8QLRQRI5DLOZD\V2UJDQL]DFLyQ0XQGLDOGH&RRSHUDFLyQGH(PSUHVDV)HUURYLDULDV
Eleccin del Carril
Criterios Terico Prcticos - Experimentales
Variables a tener en cuenta:
velocidad, carga por eje, radio de las ruedas, densidad del trfico, trazado, etc.
Ideas Bsicas
1. El peso por metro lineal debe aumentar al aumentar velocidad, carga por ejey densidad de trfico, a igualdad de las restantes variables
2. Un aumento de la seccin del carril implica una disminucin de la resistenciaa la rodadura y de los gastos de explotacin
3. Una red ferroviaria debe mantener en explotacin un limitado nmero deperfiles
Eleccin del Carril
Criterios Terico Prcticos - Experimentales
Criterios Prcticos:
- Tipo de carril en relacin con la densidad del trfico de las lneasa) < 30.000 TBR/da 46 50 kg/m
b) 30.000 60.000 TBR/da 50 60 kg/m
c) > 60.000 TBR/da 60 kg/m
Anlisis tcnico econmico
Criterios ExperimentalesSHVRSRUPHWUROLQHDOSSPO
0,203 6
4
SSP 2,5l , (Congreso El Cairo, 1968) (3: carga por eje en T/m), (Yershov) (Y: velocidad maxima en km/h)2, 2
l 31,046 , (Shulga) (Q: densidad maxima de trafico 10 / )
SSP l 1
P
SSP l v
SSP Q TKBC Kaoa Q
Y36KDMXQLDQ]D ORFRPRWRUDVYDJRQHV
Fabricacin del Carril
Antecedentes
- Madera
- Hierro
- 1883 Consolidacin de los carriles de Acero
-Dctiles oMuy blandos oGrandes Desgastes- Duros: Preferible el desgaste de la rueda al del carril
Cualidades: Exigencias Contradictorias
1. Dbil resistencia a la rodadura (carril liso), con mxima adherencia(carrilrugoso)
2. Carril exento de fragilidad (carril blando), muy resistente al desgaste(carrilduro)
3. Carril con gran elasticidad (carril flexible), con mnima resistencia a larodadura(carril rgido)
Fabricacin del Carril
Tendencia
- Utilizacin de carriles duros
- Clasificacin: carriles de dureza normal (cargas de rotura a traccin 70 85 kg/mm2), carriles duros (> 90 kg/mm2)
Fabricacin
Objetivo:
Bsqueda de la formacin de la perlita y la sorbita, componentes que, sin ser muy duros, son muy tenaces y, por tanto, aptos para resistir golpes, choques y desgastes.
Fabricacin del Carril
Proceso
- Colada
- Lingotes
- Blooming laminacin
- Enfriamiento
- Acabado
- Corte y Perforacin de los agujeros de las bridas, en su caso.
Se debe garantizar:
- regularidad en la composicin qumica
- mxima eliminacin de segregaciones e inclusiones gaseosas
- perfecta resistencia a la abrasin y a los choques
- perfecta soldabilidad
Ensayos a realizar antes de la recepcin del Carril: Probeta
cabeza pie
Longitud til : 20 30 m
LINGOTE
ensayo de choque
macroscpico
qumico
traccin
Brinell
macroscpico
ensayos
Ensayos a realizar antes de la recepcin del Carril
Anlisis Qumico
Las fbricas efectan anlisis qumicos de cada colada.
La composicin qumica debe tener unos porcentajes determinados de cada compuesto (C Mn Si P S)
Propiedades de los elementos:
- C: aumenta la dureza y estabilidad al desgaste (0,1%C pdesgaste 8-10%); pero a mayor cantidad de C aumenta la fragilidad (dificulta el enderezado en fro)
- Mn: aumenta la dureza y resistencia al desgaste (1/3 < que con el C, pero menores riesgos de fragilidad)
- Si: anlogo al Mn, pero su exceso puede producir riesgos de fragilidad
- S y P: proporcionan extrema fragilidad. No son deseables
Ensayos a realizar antes de la recepcin del Carril
Calidad Procedimiento de Elaboracin C (%) Mn (%) Si (%) mx P (%) mx S (%) mxProcedimiento Thomas 0,37-0,55 0,70-1,20 0,35 0,8 0,05Procedimiento Bessemer 0,40-0,50 0,80-1,20 0,35 0,06 0,06Procedimiento Siemens- Martn bsico 0,40-0,55 0,80-1,20 0,35 0,05 0,05Procedimiento LD 0,40-0,60 0,80-1,20 0,35 0,04 0,05Procedimiento elctrico 0,40-0,60 0,80-1,20 0,35 0,05 0,05A 0,60-0,75 0,80-1,30 0,5 0,05 0,05B 0,50-0,70 1,30-1,70 0,5 0,05 0,05B 0,45-0,65 1,70-2,10 0,4 0,03 0,03
Corriente
Dura
Recomendacin UIC de la composicin qumica
Ensayos a realizar antes de la recepcin del Carril
Peso
El peso de los carriles se determina suponiendo una U = 7,85 gr/cm3
El peso real de 20 carriles elegidos al azar no puede ser inferior ms que en un 2% respecto del peso terico
Tolerancias Geomtricas
En los perfiles destinados a los aparatos de va (cambios, etc.), las tolerancias se pueden reducir a la mitad
Ensayos a realizar antes de la recepcin del Carril
Choque
- Se efectan en la proporcin de 1 por cada 2 -3 lingotes.
- Se deja caer un martillo de 1.000 kg. desde una altura variable entre 0,10 0,15 P (altura en metros siendo P el peso por metro lineal del carrilexpresado en Kg), sobre un cupn de 1.300 mm, apoyndose por su patn en dos apoyos separados un metro.
- Los cupones deben resistir sin fisuras los ensayos prescritos
Ensayos de Traccin
- Proporcin: 1 por colada
- Carga de rotura:
- Acero Normal: 70 85 kg/mm2
- Acero Duro: > 90 kg/mm2
- Alargamiento de rotura:
- Acero Normal: > 14%
- Acero Duro: > 10%
Ensayos a realizar antes de la recepcin del Carril
MacroscRpia
- Ensayos de macro-estructura y de macrografa
- Objetivo: Detectar la presencia de S y P
- Proporcin:
-Mnimo: 2 ensayos por cada 500 toneladas
-Mximo: 2 ensayos por colada
- Procedimiento: Se somete una lmina del carril a la accin de un papel de citrato de plata, impregnado con cido sulfrico. Si existe S P, se produce H2S (cido sulfKdrico) o H3P (fosfamina) que se impresiona de negro en la plata
Dureza Brinell: Resistencia al desgaste
- Proporcin: 1 ensayo por colada sobre las mismas lminas que el anterior
- Objetivo: Informacin
- Espaa: Dureza Brinell > 270
Contra ensayos y Garanta
Contra ensayos
-Realizados por la siderXrgiapara comprobar los ensayos realizados
Garanta
- Hasta 31 de diciembre del ao N+5, siendo N el ao de fabricacin.
Retirada Prematura de un Carril Defectos
- 20 25%: Defecto de carcter metalrgico (composicin/fabricacin)
- 75 80%: Agresiones exteriores (trfico soportado: fatiga), Corrosin.
Lugares habituales
- Extremos de los cupones, agujas y tramos en curvas
- 60% en los extremos, 40% en las secciones intermedias
- Cerca del mar, tneles, etc.
Tipos
- Roturas (35 40 % de los defectos)
- Fisuras (55 65 % de los defectos)
Fisuras
- Localizacin: variable, frecuentes fisuras horizontales y verticales de cabeza y fisuras verticales del alma
-Detectables por observacin directa, electrnica o ultra snica-No producen roturas frgiles generalmente
Retirada Prematura de un Carril
Roturas
- 35 40 % de los defectos
- Se presentan en:
- zonas dbiles de la seccin transversal
- secciones con fallos de laminacin
- soldaduras
- secciones taladradas (agujeros de las bridas)
- en los extremos del carril
- Autotemple o Piel de Serpiente: manchas en las zonas de frenado y aceleraciones, debidas a los cambios de velocidad que provocan fuertes rozamientos que elevan la temperatura del carril, del cual al enfriarse se despega la lmina superior de la cabeza, dando lugar a escamas.
Retirada Prematura de un Carril
- Mancha Oval: Fisura transversal en la cabeza, que se propaga por fatiga a partir de una inclusin slida o gaseosa en la masa del carril yque puede acabar rompiendo. La superficie del carril presenta una mancha oval plateada muy caracterstica. Rotura peligrosa: frgil. Da lugar a descarrilamientos
52x
oY Y Frmula de la ORE que cuantifica la progresin superficial de la fisura transversal
Yo: rea de la mancha oval respecto a la cabeza inicialx : millones de TBCY : rea de la mancha oval 50% rea de la cabeza del carril
- Causas posibles:a) Distintos enfriamientos trmicosb) Defecto en la laminacin
- Recomendacin ORE: Retirar el carril cuando la seccin transversal de la mancha supere el 50% de la superficie til de la cabeza
25(2IILFHGH5HFKHUFKHVHWG(VVDLV2ILFLQDGH,QYHVWLJDFLyQ\(QVD\RV
Mancha Oval:
Desgaste Normal
- Causa: Arrancamiento de la materia que produce el paso de las cargas, dando lugar a una disminucin de la seccin til y resistente de la cabeza.
- Gran influencia del radio de curvatura en planta de las alineaciones.
- Desgaste en curva superior al desgaste en recta
- Experimentalmente (UIC):
d k R D d: ndice de desgasteD: 1 2k: caracterstica de la lneaR: radio de curvatura en planta
Su incidencia en la circulacin es menor (excepto en altas velocidaGes)
Desgaste Ondulatorio
- Deformaciones de longitud de onda variable, en la cabeza del carril, detectndose a simple vista por la presencia de franjas brillantes (crestas) intercaladas entre franjas de coloracin normal (valles).
- Tipos de desgaste:a) Corto: longitudes de onda 45 60 mm y amplitud: 0,4 mmb) Largo: longitudes de onda 500 2000 mm y amplitud 5 mm
- Desgaste Ondulatorio Corto Frecuente en sistemas metropolitanos Efectos:
aumento en las cargas dinmicas (y por tanto, en los desgastesdel carril y la llanta) incremento de la resistencia a la rodadura o mayor consumoenerga ruido molesto
Solucin: $PRODGRFHSLOODGRGHORVFDUULOHV- Desgaste Ondulatorio Largo
/$675$9,(6$6: Funciones
Colocacin en la va
Criterios de Eleccin
Materiales
Traviesas de Madera
Traviesas Metlicas
Traviesas de Hormign
Armado
Pretensado
Traviesas en la Red Espaola
Funciones
1. Mantener la estabilidad de la va mediante la adecuadaabsorcin (carril) y transmisin de esfuerzos (balasto plataforma). Impide el movimiento transversal de la va.
2. Mantener el ancho de va
3. Facilitar el asiento del carril con su correspondiente inclinacin(cajeo en la traviesa o placa con inclinacin)
4. Evitar la conduccin elctrica en relacin a:
a) El retorno de la corriente de traccin
b) Los circuitos de va, de la sealizacin e instalaciones deseguridad
Colocacin en la Va
- Por norma general: a 60 cm de distancia entre ellas
- Variaciones:
- En los aparatos de va, que llevan cada uno unas distancias entre traviesas especficas
- Para evitar que una soldadura de carril caiga encima de una traviesa
- A mayor alejamiento las traviesas se levantaran al paso del tren
- A mayor acercamiento se incrementa el costo por km de la obra
Criterios de Eleccin (I)
1. Aspectos tcnicos
- Forma, dimensiones y pesoo Estabilidad vertical, transversal y longitudinal
- Elasticidad o Compensar la rigidez- Regularidad o Garantizar geometra de la va- Adaptacin a la barra larga soldada (BLS) y al bateo
- Adecuacin al trfico (TBR, velocidad) o condiciona caractersticas geomtricas y estructurales
- Grado de aislamiento elctrico
- Comportamiento frente a accidentes, vibraciones y ruido
Criterios de Eleccin (II)
2. Aspectos econmicos
- Costes de fabricacin y transporte
- Gastos de almacenamiento, manipulacin y mantenimiento
- Vida til
- Posibilidad de reutilizacin
Materiales
1. Madera
2. Metal
3. Hormign:
a) Armado monobloque
b) Armado en dos bloques (traviesas mixtas)
c) Pretensado
Resistencia a la fatigaResistencia al choqueElasticidad
Traviesas de Madera
Naturaleza
- rboles de vegetacin normal, cortados en vida en la poca de paralizacin de la savia
- Roble, haya y pino
Inconveniente
- Degradacin y Envejecimiento
Necesitan tratamiento
Traviesas de MaderaForma y Dimensiones
- La seccin transversal no est rgidamente limitada (mejorar rendimiento del rbol); obligatorio cara inferior plana y caras laterales en ngulo aproximadamente recto.
- Longitudes normales de traviesa: o 1,80 2,00 m (va mtrica)o 2,30 2,60 m (va internacional o convencional)
- Mayor peso posible para asegurar la mayor estabilidad y evitar el levantamiento (peso medio 80 kg)
Clasificacin UIC
Traviesas de Madera
Fabricacin
- Corte
- Desecacin: al aire, horno, vapor, aceite. Necesario para cualquier tratamiento previo
- Entalladura (rebaje y cajeado)
- Impregnacin (creosota):resistencia a la putrefaccin.Dos procedimientos:
Bethell: impregna paredes y rellenalos huecos
Ruping: impregna paredes
Problemas
- Mecnicos
- Meteorolgicos: Grietas
- Biolgicos: Putrefaccin
Ubicacin
- Pasos a nivel, en la longitud de los contracarriles
- Aparatos de va y de dilatacin
- Tramos metlicos
- Tneles con humedad
Traviesas de Madera
Caractersticas tcnicas
- Regular adaptacin a la BLS
- Existen buenas sujeciones
- Velocidad mxima: 120 200 km/h
- Aislamiento elctrico eficaz
- Buen comportamiento en descarrilamientos (no se parten fcilmente)
Caractersticas econmicas
- Precio variable sometido a la especulacin
- Conservacin delicada
- Vida til: 20 aos
- Valor residual ~ 0
- Regeneracin problemtica
Traviesas Metlicas
Naturaleza
Acero o Fundicin
Forma y Dimensiones
e
c
b
a
df
Traviesas Metlicas
Fabricacin
Colada
Laminacin
Corte, conformacin de extremos, realizacin de taladros ysoldadura de las placas de asiento
Tratamiento contra la corrosin
Problemas
Fuerte agresin en terrenos yesferos
Frecuentes roturas si la nivelacin no es la adecuada
Traviesas Metlicas
Caractersticas tcnicas
- No buena adaptacin a la BLS
- Bastante ruidosas
- Aislamiento elctrico no eficaz
- Buena absorcin de esfuerzos transversales y longitudinales
- Velocidad mxima: 160 km/h
Caractersticas econmicas
- Precio definido (no especulacin)
- Fcil almacenaje
- Vida til: 30 - 50 aos
- Valor residual considerable
Traviesas Hormign
Ventajas
Mayor duracin (2 3 vecesms que las de madera)
Constancia de lascondiciones fsicas
Mayor resistencia en losdesplazamientos de va
Inconvenientes
Mayor coste
Peor manejo: mayor peso(300 kg)
Dificultades de aislamientoen ambos hilos de la va
Traviesas Hormign Armado: Monobloque
Traviesas Hormign Armado: MixtasR%LEORTXH
Naturaleza
Acero + Hormign
- Caractersticas del hormign:
Contenido en cemento del orden de400kg/m3 \resistencia GH500 kg/cm2
Armaduras de 8 y 16 mmGHGLiPHWUR
Fabricacin
Armaduras o ridos o Cemento o Dosificacin o Hormign o Transporte del hormign fresco y alimentacin de las tolvas o Moldeo o Desmoldeo oTransporte y curado de las traviesas frescas o Descarga y acopio o Control de fabricacin o Control de recepcin o Carga y Expedicin
Traviesas Hormign Armado: MixtasR%LEORTXH
Ensayos de Recepcin
- Control de calidad del hormign
- Comprobacin de aspecto exterior
- Comprobacin de tolerancias
- Ensayos de flexin sobre traviesas terminadas
- Control de fisuracin
Traviesas Hormign Armado: MixtasR%LEORTXHCaractersticas tcnicas
- No vlidas para trfico pesado
- Se adaptan bien a la va con BLS
- Aislamiento dudoso y con dispositivos especiales
- Mal comportamiento frente a descarrilamientos (rotura o deformacin de la riostra)
- Velocidades: 160 - 300 km/h
- No mantienen bien el ancho de va (pequea rigidez vertical y transversal de la riostra)
- Peligro de corrosin de la riostra
Caractersticas econmicas
- Precio definido y estable (no especulacin)
- Dificultades de manipulacin
- Problemas de bateo
- Sustituciones no previstas: prematura corrosin de la riostra
- Vida til: 25 30 aos
- Valor residual escaso
Traviesas Hormign Pretensado
Tipos
Pretensado: la tensin a las armaduras al comienzo de la fabricacin Postesado: la tensin a las armaduras al final de la fabricacin
Forma y Dimensiones
Peso # 300 kgLongitud#2,60 mAnchura # 30 cm
Pretensado:Postesado:
Traviesas Hormign PretensadoCaractersticas tcnicas
- Excelente sujecin longitudinal y transversal de la va
- Mantienen el ancho de va
- Utilizable en tneles y ambientes hmedos
- Fabricacin ms complicada
- Peso mayor
- Bien adaptada a la va con BLS
- Gran rigidez o dbil reparto de esfuerzos o necesidad de aumentar su elasticidad o placasde asiento elastomricas
Caractersticas econmicas
- Precio definido y estable (no especulacin)
- Necesidades de conservacin mnimas
- Vida til ~ 50 aos
- Valor residual escaso
Traviesas Especiales
- Traviesas de Puentes
- Traviesas metlicas de juntas
- Aparatos de va
- Traviesas soporte de electrificaciones que se hacen por el tercer carril
Traviesas en la Red Espaola
Traviesas en la Red Espaola
- Va en balasto:
I. Modelos de ancho fijo UIC: utilizados en LAV
II. Modelos Polivalentes: utilizados en LC (2 monobloque y 1 bibloque)
III. Modelo tres carriles: Traviesa de ancho mixto
- Va en placa:
I. Traviesa bibloque
II. Solucin de bloques independientes (Getafe y Castelln)
III. Va de tres carriles con carril embebido
Traviesas en la Red Espaola
1. Modelos de ancho UIC:
Tipo AI-88 y AI-89
- LAV Madrid Sevilla- Hormign monobloque pretensado (armaduras pre y postesas)- Peso: 295 kg- 2,60 m largo, 30 cm ancho y 22 cm alto- Separacin 60 cm (entre ejes)
Tipo AI- 99- LAV Madrid Barcelona, Ramal Toledo, Madrid Valladolid, Madrid -
Crdoba- Hormign monobloque pretensado- Peso: 315 kg- 2,60 m largo, 30 cm ancho y 24 cm alto
Traviesas en la Red Espaola
2. Modelos polivalentes:
Tipo PR-90 y PR-01
- Hormign monobloque- Vara la sujecin a emplear- Peso: 295 315 kg- 2,60 m largo, 30 cm ancho
Otros modelos
- Bibloque PB91: para rehabilitaciones- Bibloque Stedef y Bloque Tranosa: para va en placa
Son traviesas aptas para los dos anchos, el internacional y el espaol
Traviesas en la Red Espaola
3. Modelo tercer carril: Ancho mixto
Tipo AM-00
- Tramo Tardienta Huesca. LAV Zaragoza Huesca- Seccin rectangular- Anclajes al tresbolillo para facilitar su fijacin- Peso: 400 kg- 2,75 m largo, 30 cm ancho y 23 cm altura
Otros modelos
- Bibloque PB91: para rehabilitaciones- Bibloque Stedef y Bloque Tranosa: para va en placa
/$668-(&,21(6: Funciones
Caractersticas Bsicas: Funcionales y Econmicas
Elementos de las Sujeciones
Fijaciones Rgidas
Fijaciones Elsticas
Capas de Asiento
Clasificacin de las Sujeciones
Criterios de Eleccin
Sujeciones ms utilizadas
Ensayos
Funciones
1. Mantener unidos el carril y la traviesa
2. Absorber y transmitir eficazmente las cargas verticales yhorizontales. Evita los movimientos de contraccin y dilatacindel carril
3. Evitar el vuelco del carril
4. Mantener el ancho de va
5. Proporciona a la traviesa un complemento de aislamientocuando sta no es plenamente aislante
Caractersticas Bsicas Funcionales
1. Frecuencia propia de vibracin mucho mayor que la del carrilpara evitar aflojamientos
2. Alta resistencia al deslizamiento longitudinal del carril sobre latraviesa
3. Curva elstica de respuesta bastante horizontal que posibilitaque se conserve el esfuerzo cuando haya relajamiento en elapretado
4. Elevada resistencia a torsin para dificultar el giro relativo entreel carril y la traviesa
5. Elevada resistencia a la intemperie que la haga inmune frente alos efectos climticos
6. Aislamiento elctrico suficiente
7. Capacidad de apriete
Caractersticas Bsicas Econmicas1. Pocas piezas
2. Fcil montaje y desmontaje
3. Duracin elevada que permita su renovacin simultnea con los otroscomponentes fundamentales de la superestructura (carril y traviesas)
Elementos de las sujeciones
1. Elementos de fijacin (fijaciones)a) Rgidas: elementos transmisores de esfuerzos rgidos, se
deforman plsticamente, elevados costes de mantenimiento. Esnecesario reapretarlas
b) Elsticas: los elementos transmisores que transmiten losesfuerzos son elsticos y pueden deformarse y recuperarse,consiguiendo mantener la calidad y menores costes demantenimiento. Permite movimientos verticales del carrilamortiguando la energa de los choques
2. Placas de asiento
- Clavo de seccin cuadrada u octogonal, cuya cabeza se apoya sobre el patn del carril
- Material: acero
- Colocacin: golpes de martillo
- Resistencia al arranque por rozamiento
- Ventajas: Facilidad de fabricacin Bajo coste Facilidad de instalacin Posibilidad de reclavado
- Inconvenientes Desapretado
- USA
Fijaciones Rgidas
1. Escarpias
Fijaciones Rgidas
2. Tirafondos- Elemento de acero
- Cuerpo troncocnico, provisto de un filete helicoidal y terminado en una cabeza redonda
- Se utiliza para fijar el carril o la placa metlica de asiento a la traviesa de madera
- Se utilizan en Europa y gran parte del mundo
- Colocacin:
Taladro de dimetro inferior en latraviesa
Apriete hasta contacto Dos al exterior y uno al interior
alternando (con esfuerzos reducidosslo dos)
Fijaciones Rgidas
2. Tirafondos
- Ventajas Las mismas que las escarpias:
Facilidad de fabricacin Bajo coste Facilidad de instalacin Posibilidad de reclavado
Mayor resistencia a esfuerzos verticales
- Inconvenientes Desapretado
- Recuperacin del anclaje:1. Estaquillado: introducir estaquillas en los
taladros de las traviesas de madera2. Espiral Vortok. Muelle que se introduce en los
taladros de las traviesas de madera cuando lasujecin presenta cierta flojedad
9
Fijaciones Elsticas
3. Clavos
- Sencillos o dobles
- Barra de acero especial de seccin cuadrada o circular, plegada de manera que hace presin sobre el patn del carril
- Con el tiempo se produce un desclavado
- En ferrocarriles nrdicos y centroeuropeos
Fijaciones Elsticas
4. Grapas y Abrazaderas
- Se emplean con todo tipo de traviesas
- Pieza constituida por una lmina de acero elstico, plegada o recortada con la forma adecuada, que proporciona la fuerza elstica de la sujecin por su trabajo a flexin
- Sujecin regulable. Debe ser inspeccionada y reapretada perdicamente
Placas de Asiento
Funciones
- Establecen la relacin entre el carril y la traviesa ampliando la superficie de apoyo del carril
- Contribuyen a la correcta posicin e inclinacin del carril
- Evitan desplazamientos del carril
- Clasificacin (segn su posicin en la va) Placas de junta Placas intermedias
- Colocacin: sobre la traviesa
Clasificacin de las Sujeciones
1. Directas
a) Apoya directamente el carril en la traviesa
Traviesa de madera Traviesa metlica
Clasificacin de las Sujeciones
1. Directas
b) El carril apoya en la traviesa a travs de una placa de asiento
Unin con tirafondos y traviesa de madera Unin con clavos y traviesa de madera
Clasificacin de las Sujeciones
2. Indirectas
Unen el patn del carril con la placa y otro elemento une la placa con la traviesa
3. Mixtas
Formadas por dos elementos: uno une el patn del carril con la traviesa y el otro la placa de asiento con la traviesa
Criterios de Eleccin
Factores a destacar:
Trfico
Geometra y estructura de la va
Tcnicas de construccin y Conservacin
Tipo de traviesa: Generalmente se asocian las sujeciones a las traviesas paragarantizar el buen funcionamiento solidario de ambos
Se suelen hacer ensayos de laboratorio para comprobar el funcionamiento
1
Sujeciones ms utilizadas segn tipo de traviesa
1. RN
- Se utiliza en las traviesas mixtas
- Grapa elstica que aprieta el carril contra la traviesa y funciona a modo de muelle absorbiendo las deformaciones de las placas de asiento de los carriles
- Da aislamiento elctrico
1
Sujeciones ms utilizadas segn tipo de traviesa
2. HM (Vossloh)
- Se utiliza en traviesas monobloque
Caractersticas:
-Forma de la grapa elstica-Forma de la placa acodada sobre la que ejerce presin la grapa elstica-ALVlamientoHOpFWULFR-Insercin del tirafondo
1
Ensayos
1. Arranque
- Determina el esfuerzo mximo de arranque y la curva elstica del proceso
2. Elemento elstico
- Da las curvas elsticas que proporcionan los recorridos y fuerzas de apriete en cualquier circunstancia de ajuste, aunque ste sea imperfecto
3. Elemento amortiguador de la sujeccin- Da las curvas elsticas (carga/asiento) de las placas del material
elastmero que se ponen entre el carril y la traviesa
/$6&$3$6'($6,(172: Funciones
Estructura
Balasto
Sub-base
Dimensionamiento
Clculo de Espesores
Funciones
1. Amortiguar y repartir los esfuerzos que transmiten las traviesas
2. Constituir un lecho elstico que permite una rodadura suave
3. Permitir el establecimiento de la nivelacin y peralte y susajustes
4. Facilitar las correcciones de alineacin
5. Evitar las fugas de corrientes(conviene evitar contactos entre el balasto y el carril para prevenir fugas decorriente de electrificacin y/o sealizacin)
6. Mejorar el saneamiento facilitando la evaporacin del agua
7. Posibilitar el drenaje
8. Estabilizar horizontalmente la va
EstructuraGHODV&$3$6'($6,(172
a) &DSDVXSHULRURGHDSR\R%DODVWRb) &DSD,QIHULRU6XEEDVH
Balasto
Tamao:
- Si es mayor de 6 cm o incompatibles con las mquinas de mantenimiento de la va
- Si es menor de 3 cm o drenaje ineficaz, menor grado arriostramiento transversal
- Gravilla 10/30 para trabajos de conservacin y relleno
Forma:
- Balasto lajoso o bateado difcil- Balasto redondeado o menor estabilidad- Solucin: Piedra machacada de forma ms o menos cbica
Funciones principales:
- Drenaje
- Arriostramiento transversal y longitudinal de la va
- Permite restituir las caractersticas geomtricas de la va una vez deteriorada
Naturaleza:
- Roca de cantera. El mejor comportamiento es el de las rocas silceas: duras, resistentes al desgaste. (nota: rocas calizas para vas secundarias)
Balasto
Resistencia y Reologa
- Asientos: El balasto es el responsable del 70 80% de la flecha de la va.
El asiento ser menor cuanto ms compactado est el balasto- Resistencia y Elasticidad:
El mdulo de elasticidad vara con el estado tensional y la naturaleza de laplataforma, pero no depende de la granulometra
E = 15 41 kN/cm2 para V = 10 50 N/cm2 Coeficiente de Poisson 0,16 0,20 Material resistente al desgaste Material resistente a los efectos del hielo - deshielo
Estado:
- Limpio porque la suciedad y el polvo anulan las posibilidades de drenaje y saneamiento
Capa Inferior o Sub-baseFunciones:
1. Grada los efectos hacia la plataforma
2. Evita el punzonamiento de la plataforma por el balasto
3. Evita la contaminacin del balasto
4. Facilita el saneamiento, el drenaje, y la proteccin contra el hielo
Composicin (de arriba a abajo): granulometra de 0-3 cm
1. Capa de sub-balasto: grava arenosa compactada al 105% de la densidadseca correspondiente al ptimo ProctorNormal. Existe siempre. En lasplataformas de pedraplnsirve de capa de igualacin y reparto
2. Capa de fundacin: gravilla anticontaminante compactada al 100% de ladensidad seca correspondiente al ptimo ProctorNormal. Para la circulacinde la maquinaria durante la obra. Se suprime en plataformas con buenacapacidad portante
3. Capa anticontaminante: arena. En plataformas de baja calidad4. Fieltro anticontaminante (geotextil). En plataformas de media y baja
calidad (con muchos finos), como elemento aislante entre su capadeterminacin, llamada tambin de forma, y la estructura de subbase, paraevitar que los finos asciendan
DimensionamientoVHJ~Q8,&R1RUPDWLYDGH5(1)(9tD159
Las dimensiones de la capa de balasto y de la subbase son funcin de:
a) Caractersticas de los suelos que constituyen la plataforma
b) Caractersticas de la plataforma (capa de forma)
c) Condiciones climatolgicas de la zona
d) Caractersticas del trfico (velocidad y TBR) en el tramo
e) Caractersticas de la superestructura
DimensionamientoCaractersticas de los suelos que constituyen la plataforma
CLASIFICACIN DE LOS SUELOS SEGN UIC (Identificacin geotcnica)
CLASE DE SUELO
0-1. Suelos orgnicos sin asentar 0-2. Suelos finos0-3. Suelos tixotrpicos (por ej: arcillas expansivas) 0-4. Materiales solubles 0-5. Materiales descompuestos 0-6. Suelos mixtos minero orgnicos
QS0
Suelos difcilmente mejorables, inadecuados para realizar las capas subyacentes a la de forma, o esta misma
1-1. Suelos que contienen ms del 40% de finos 1-2. Rocas muy evolutivas (yesos, margas, esquistos alterados) 1-3. Suelos que contienen del 15 al 40 % de finos 1-4. Rocas evolutivas (yesos, esquistos no alterados) 1-5. Rocas blandas
QS1Suelos que pueden mejorarse con un buen drenaje
2-1. Suelos que contienen del 5 al 15 % de finos 2-2. Arenas conteniendo menos del 5% de finos, pero uniformes 2-3. Rocas de dureza media QS1 si las condiciones hidrogeolgicas e hidrolgicas son buenas
QS2 Suelos medianos
3-1. Suelos que contienen menos del 5 % de finos 3-2. Rocas durasQS2 si las condiciones hidrogeolgicas e hidrolgicas son buenas
QS3 Suelos buenos
1
Dimensionamiento
Caractersticas de la plataforma
Se determina por su capacidad portante, que depende, especialmente, de las condiciones de la capa de forma.
3ODWDIRUPDGHPDODFDSDFLGDGSRUWDQWH3: CBR 5 3ODWDIRUPDGHFDSDFLGDGSRUWDQWHPHGLD3: 5 < CBR 20 3ODWDIRUPDGHFDSDFLGDGSRUWDQWHEXHQD3: CBR> 20
Condiciones climatolgicas
Helada: para prevenir sus efectos
la capa de forma no debe estar constituida por suelos quecontengan elementos de dimetro inferior a 0,02 mm en cantidadmayor del 10%, si su coeficiente de uniformidad tiene el valor de5, ni al 3% para un coeficiente de uniformidad de 15
Espesor de la capa de balasto + sub-balasto > 40FP(en Espaa 20 30 cm)
1
11
Dimensionamiento
Caractersticas del trfico
Clculo del WUiILFRILFWLFLRGLDULRPHGLR (Tf2):
2 1f fT S T donde 1f v m m t tT T K T K T
UICGrupo Trfico ficticio diario medio (TBR)
1 > 120.000 2 85.000 120.000 3 50.000 85.000 4 28.000 50.000 5 14.500 28.000 6 7.000 14.500 7 3.500 7.000 8 1.500 3.500 9 < 1.500
= 1,00SDUD lneas sin trfico de viajeros o con pste trfico esencialmente local= 1,10SDUD lneas con trfico de viajeros en trenes v 120 km/h= 1,20SDUD lneas con trfico de viajeros en trenes 120 < v < 140 km/h= 1,25SDUD lneas con trfico de viajeros en trenes con v > 140 km/h
7Y 7%5YLDMHURV7P 7%5PHUFDQFtDV7W 7RQHODGDVORFRPRWRUDV.P VDOYRSDUDYtDVFRQWUiILFRSUHSRQGHUDQWHGHHMHVGHW!.P .W HVHOWUiILFRPiVDJUHVLYR6GHILQHODVFDUDFWHUtVWLFDVFRPHUFLDOHVGHODYtD
TBR
TBR
TBR
TBR
TBR
TBR
TBR
TBR
TBR
TBR
TBR
TBR
TBR
1
Dimensionamiento
Caractersticas de la superestructura
Separacin de las traviesas, tipo y longitud
Clculo de Espesores
Se utilizan bacos que, en funcin de las variables anteriores, definen los espesores de las diferentes capas de asientoDVtFRPRRWURVSDUiPHWURVFRPRHODQFKRGHHQWUHYtDDHQ\ODORQJLWXGGHKRPEURV+$FWXDOPHQWHOas lneas de AVse estn montando con 30 cmde balasto y 25 cmde sub-balasto
159
/$3/$7$)250$: Aspectos Bsicos
Funciones
Clases de Plataformas
Plataformas Naturales
Saneamiento y Drenaje
Criterios Constructivos
Deformaciones y Movimientos de la Plataforma
Cuas de Transicin
Plataformas Artificiales
3
4
Aspectos Bsicos
Capa ms profunda de la va: condiciona y encarece los trabajosde mantenimiento
El incremento de velocidades, trficos y cargas planteaproblemas a plataformas construidas hace aos
Sensibilidad climtica en las plataformas arcillosas Se recomienda hacer plataformas para va doble para una
previsible ampliacin
5
Funciones
Proporciona apoyo a la va e instalaciones Recibe y absorbe los esfuerzos estticos y dinmicos que le
transmite el material y los de origen trmico, y debe actuar anteellos como un cimiento resistente y sin asientos plsticos. Nodebe deformarse.
Evacuacin de todo tipo de aguas (lluvia, subterrneas, etc)El agua altera y disminuye la capacidad resistente de la plataforma, lo que da lugar a desprendimientos, erosiones superficiales, asientos diferenciales, aumento de volumen en suelos arcillosos, problemas en suelos susceptibles de heladas, deslizamientosHWF
6
Clases de Plataforma
Artificiales u obras de fbrica (tneles, puentes, pasos a distintonivel)
Naturales (en desmonte, a nivel, en terrapln, a media ladera)
7
Plataformas Naturales
Desmontes: Formadas por el propio terreno
Terrapln: Formadas por suelos de aportacin
Media Ladera: Caso intermedio
La plataforma debe asentar sobre un terreno de suficiente consistencia, para lo cual es necesario eliminar previamente la tierra vegetal y aquellas capas de terreno que no tengan capacidad portante.
/D FDSD VXSHULRU GH OD SODWDIRUPD VH GHQRPLQD&$3$'()250$, y est provista de pendientes transversales para la evacuacin de las aguas pluviales
8
Plataformas Naturales: Taludes
Consideraciones Generales
Los taludes de los desmontes y terraplenes deben ser estables- Los suelos tienen un ngulo de talud estable que depende de su naturaleza
(ngulo de rozamiento interno) y de su grado de humedad.
-Enlastrincherasenterrenosrocososdebe alterarse lo menos posiblelaestabilidaddelosmacizos,yevitarlacoincidencia entre el ngulo del talud y el buzamiento de los estratos de la roca
-En ocasiones, pueden proyectarse taludes verticales, aunque no es conveniente, ya que cualquier desprendimiento afectara a la va
-En las rocas estratificadas hay que comprobar la existencia de capas intermedias de arcillas que, por efecto de la lluvia, pueden facilitar la aparicin de planos de deslizamiento
9
Plataformas Naturales: Taludes
Valores Prcticos
Taludes en DesmontesNaturaleza del Suelo Talud
Granito 1h : 5v Cuarcita y areniscas 1h : 4v Pizarras y conglomerados 1h : 4v a 1h: 3v Gravas y acarreos 1h : 1v Tierra seca con arcilla 1h : 1v a 1,3h : 1v Tierra compacta seca 1h : 1v a 2,5h : 1 v Arcilla bien drenada 1,5h : 1v a 2,5h : 1v Arcilla hmeda 2 h: 1 v a 4 h : 1 v Turba 2,5 h : 1 v a 5 h : 1 v
Taludes en terraplenes y pedraplenes
Valores de referencia:Pedraplenes: 1,25 h : 1vTerraplenes: 1,50 h : 1v
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Plataformas Naturales: Seccin transversalDimensiones
Las plataformas antiguas tienen anchuras (entre cunetas laterales) del orden de 6 12 metros (dependiendo si es va nica o doble)Las nuevas plataformas de alta velocidad estn entre 12 16 metros
Inclinacin transversal
Valores habituales son de 3 a 5 %, segn la va est en recta, curva o sea una va de estacin
Plataformas Naturales: Naturaleza
Dependiendo del tipo de suelo, segn su capacidad para ser utilizados como plataformas ferroviarias, se distinguen los WLSRV GH VXHOR46464646LQDGHFXDGRVPDORVUHJXODUHV\EXHQRV
11
Plataformas Naturales: Seccin transversal
Las cunetas pueden estar sin revestir, ser prefabricadas u hormigonadasinVLWX
Saneamiento y Drenaje
Saneamiento Superficial
- Drenaje transversal: para las aguas superficiales de cauces definidos- Drenaje superficial: para las aguas de escorrenta de diversas reas de cuenca
en la que se ha construido la va ferroviaria.
Se proyectan para evacuar el caudal mximo correspondiente a un determinado perodo de retorno.
El drenaje superficial est formado por cunetas, cuya finalidad/es es/son:
- Recoger, evacuar las aguas de escorrenta de los taludes en desmonte- Recoger y evacuar las aguas procedentes de la propia plataforma filtradas a
travs del balasto- Controlar el nivel fretico
Las cunetas pueden ser de explanacin (desmonte), de guarda (coronacin de desmonte), de tnel y de pie de terrapln.
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Saneamiento y Drenaje
Drenaje de la plataforma
Parte del agua superficial penetra en la plataforma, por lo que es necesario disponer de drenes subterrneos.
Los drenes estn formados por una zanja en la que se colocan tubos (con juntas abiertas, perforados, ranurados, de material poroso). La zanja se llena con material filtro y se aislan de las aguas superficiales sellando su parte superior con un material impermeable.
1
Saneamiento y Drenaje
Drenaje profundo
Su objetivo es cortar las corrientes subterrneas de agua.
Pretende guiar la corriente subterrnea a un cauce natural prximo
Puede ser longitudinal o transversal
1
Criterios Constructivos
Algunas consideraciones
Con alturas mayores de 15 m los terraplenes tendrn deformaciones y asientos, por lo que, en estos casos, es necesario hacer un estudio tcnico econmico que compare la solucin de terrapln con la de viaducto.
&RURQDFLyQ: 0,30 m CBR > 8
1~FOHR: 2,50 m CBR > 5
%DVH: CBR> 5
1
Deformaciones y Movimientos de la Plataforma
- Debidas a la propia infraestructura:
i. Mal dimensionamiento de las capas de asientoii. Valoracin errnea de la capa portante de la plataforma
Producen:
- Falsos asientos de las traviesas- Palomitas: manchas blancas en el balasto por ascenso de
finos
Solucin:
i. Redimensionamiento de las capasii. Sustitucin de la capa de formaiii. Estabilizacin de la plataforma con cal, cementoHWF
1
Deformaciones y Movimientos de la Plataforma
- Ajenas a la propia infraestructura:
a) Desprendimientos: bolos procedentes de las trincheras, debido adiscontinuidades en la plataforma y al aguaSolucin:i. Evitar la erosin del agua (drenes, cunetas, riegos
asflticos, gunitados, hidrosiembra, etc.)ii. Evitar que el bolo caiga a la plataforma: inyecciones,
bulonados, telas metlicas, tneles artificiales, etc.
b) Movimientos de la Plataforma: asociado a la existencia de arcillay aguaSolucin:
i. Eliminar el aguaii. Disminuir las pendientes y alturas de los taludes
1
Plataformas Artificiales: Puentes
Clasificacin
- Segn la luz: tajea, alcantarilla, pontn, puentes y viaductos- Segn el material: de hormign, metlica, mixta
Diferencia entre los puentes de ferrocarril y los de carretera
Los puentes de ferrocarril:
- Soportan mayores cargas: son menos esbeltos, y se suele acudir a soluciones de vigas de doble T o cajones
- Se conoce la lnea de actuacin de las cargas, por lo que se puede distribuir mejor el material del puente
Acciones
-Peso propio, trfico, entorno (viento, acciones trmicas, ssmicas, etc.)
1
Plataformas Artificiales: Puentes
Clculo de la estructura: algunas consideraciones
Se tienen en cuenta los esfuerzos dinmicos.
Para calcularlos, se tiene en cuenta el esfuerzo esttico mayoradocon un coeficiente entre 1,2 a 1,8En el arranque de un tren se producen unos esfuerzos contrarios al avance estimados en el 30% de las cargas que gravitan sobre cada rueda tractora. En el frenado se estima la fuerza en un 25% de la carga sobre todas las ruedas.
Hay que tener en cuenta el glibo del ferrocarril
Cuas de Transicin
Son necesarias en la unin de las plataformas naturales con las artificiales, ya que aparece una inestabilidad en el balasto debido a la diferencia de rigidecesde los distintos materiales, agravado por la dilatacin del puente.
2
Plataformas Artificiales: Tneles
El hilo de contacto de la catenaria va en la clave del tnelLa seccin viene condicionada por la maquinaria de excavacinNo se deben poner traviesas bibloque ya que el ambiente es hmedo y corrosivo.
/$6-817$6: Las Juntas: Funciones
Caractersticas
Partes
Tipos de Juntas
Disposicin en la va
Inconvenientes
Las Juntas: Funciones
Solidarizar los carriles, para que acten como una viga continuatanto en planta como en alzado
Presentar una resistencia a la deformacin similar a la de loscarriles
Permitir la dilatacin de los carriles y los movimientoslongitudinales, impidiendo que en los extremos hayamovimientos relativos laterales o verticales
La separacin entre carriles sucesivos es, debido a los efectos dinmicos, el punto ms dbil de la va. Debido a la discontinuidad se pueden dar choques, deformaciones del carril, aplastamiento de balasto, movimientos de la va, aumento de la resistencia a la rodadura e disminucin del confort.
SOLUCIN
Caractersticas Simples: formadas por el menor nmero de elementos Fcil montaje y desmontaje Duraderas en su funcionalidad
PartesBridas
Piezas que materializan la unin de los carrilesEn Espaa se han utilizado bridas cortas de cuatro tornillosSe colocan en cada una de las caras del alma de los extremos del carril que han de unir
TornillosFijan las bridas al carril, hacindolas solidarias con los carrilesLos dimetros deben de estar bien estudiados:
dimetro del tornillo < dimetro bridaPara evitar aflojamientos se pueden usar arandelas o forros
ConexionesCables que aseguran la continuidad de las corrientes de sealizacin y electrificacin
BRIDAS SOBRE PUENTE
Tipos de Juntas
Junta apoyada simple
- Unin sobre la traviesa
- Inconveniente: los golpes que recibe la traviesa la hacen bascular, quedando falsamente apoyada sobre el balasto.
Tipos de Juntas
Junta suspendida o al aire- Unin entre dos traviesas contiguas
- Mayor elasticidad y evita el efecto yunque
- La brida puede desarticularse
Junta semisuspendidaFXDQGRODEULGDDOFDQ]DODVWUDYLHVDV
Tipos de Juntas
Junta apoyada doble- Apoyada sobre dos traviesas
- Mayor resistencia a los desplazamientos horizontales y verticales.
- Inconvenientes: ms rgidas, mayor consumo de metal, fijaciones especiales, dificultan el trabajo de bateado
Disposicin en la va
- Pareadas o a escuadra o cabalgamiento- Alternadas o desfasadas o balanceo
Inconvenientes
- Acciones dinmicas que producen:a) Golpe de martillo, acenta la forma en Vb) Deformaciones y roturas en los extremos del carril
- Roturas de bridas y carriles en los agujeros por la concentracin de tensiones en los mismos
- Incrementa los gastos de conservacin de la va
- Incrementan la resistencia a la rodadura
- Prdida de confort
/$9$6,1-817$6%/6: Antecedentes y Evolucin
Tensiones, Esfuerzos y Desplazamientos
Consideraciones Constructivas
Fabricacin
Ventajas BLS %DUUD/DUJD6ROGDGD
Antecedentes y Evolucin
Su implantacin se inici en lugares donde no haba problemas de dilatacinacusada (poca oscilacin trmica, movimientos coaccionados)
Inconvenientes a su implantacin:- Creencia en la teora de la libre dilatacin: desplazamiento inadmisible
Si la va funcionase en rgimen de libre dilatacin, los deslizamientos que habra que absorber con las juntas seran excesivamente grandes
- Creencia de funcionamiento de la va como viga biempotradaSi no hubiese posibilidad de desplazamientos se presentaran tensiones bastante considerables
5 1
1000 50
10
L mCCD
$4 #
0,5 mL L D' '4 #
LE EL
V D' '4 7 250 2,1 101000
L cmE N cmL m
'
210.500N cmV
Carril de 54 kg, seccin 70 cm2y compresiones de 700 kNo V =700 kN/70cm2=0000 N/cm2Posibilidad de pandeo.
T
T
Antecedentes y Evolucin
Inconvenientes a su implantacin:
- Razones tcnicas
1. La soldadura de carriles en la va no tena buen nivel de calidad2. Las sujeciones rgidas se aflojaban prematuramente en carriles
soldados
Tensiones, Esfuerzos y Desplazamientos
Una va sometida a movimientos de origen trmico, produce por rozamiento, una fuerza variable que puede llegar, por suma y acumulacin de esfuerzos, a evitar que, a partir de cierto punto, el emparrillado formado por los carriles y las traviesas se desplace.
Un tramo de una barra larga, sometido a variaciones de longitud por causas trmicas, est sometido sobre sus extremos a una fuerza que se opone a su deslizamiento, y que conforme se acerca al centro del tramo, va creciendo hasta llegar a un punto en que el esfuerzo debido a la dilatacino contraccin es igual al esfuerzode rozamientoque aFumuladamenteejerce el resto de la va.En el tramo, por tanto, existir una zona central que no se mueve, con dos tramos en los extremos llamados GHUHVSLUDFLyQ, que se desplazan, no libremente, porque el balasto se opone parcialmente a su movimiento.
Tensiones, Esfuerzos y Desplazamientos
Clculo de los tramos de respiracin
Se cumple que al final de la zona de respiracin, desde cada unode losextremos libres, la fuerza de rozamiento (rL) es igual a la fuerza debida ala variacin de temperatura (F=VS)
E SLr
D '4 L: longitud de respiracinr: resistencia al deslizamiento:
traviesa madera: 5000 N/mltraviesa bibloque: 7500 N/mltraviesa hormign: 10.000 N/ml
S: seccin eficaz del emparrillado (traviesas + carriles)#2 x seccin carril
T
Tensiones, Esfuerzos y Desplazamientos
Clculo de los tramos de respiracin
E SLr
D '4
Diagrama de esfuerzos
L vara entre 100 y 300 mT
Tensiones, Esfuerzos y Desplazamientos
Curva de MovimientoDiagrama de esfuerzos
Tensiones, Esfuerzos y Desplazamientos
Desplazamientos del extremo de la barra
Este desplazamiento es la mitad del que habrasi el tramo de respiracin estuviera en rgimen de dilatacin libre
Tensiones, Esfuerzos y Desplazamientos
Conclusiones
a) La parte central:- No sufre desplazamientos- Est sometida a las mximas tensiones trmicas
b) Las partes extremas:- Sufren tensiones menores y gradualmente decrecientes a medida
que se aproximan al extremo libre- El desplazamiento mximo es la mitad del que existira segn la
teora de la libre dilatacin, aplicada a la longitud de respiracin estrictamente y no a todo el tramo soldado.
Tensiones, Esfuerzos y Desplazamientos
Conclusiones
Existen problemas derivados de la histresis de las zonas de respiracin: la situacin que se crea al disminuir la temperatura despus de haber aumentado no es la de partida. Pero estos problemas no son graves
1
Consideraciones Constructivas
Longitud
Interesa soldar tramos lo ms largos posibles en los que la longitud total sea al menos mayor que 2 veces la longitud de respiracin
Peso Propio
Interesa que sea lo ms elevado posible, asegurando la va frente al pandeo
Resistencia al desplazamiento transversal
A mayor resistencia mejor se comporta la va. Interesa:- Vas pesadas- Fuerte rozamiento en el balasto- Evitar radios muy reducidos en planta
Deformaciones
Limitar los fallos de nivelacin y alineacin
1
Consideraciones Constructivas
Resistencia a la deformacin de las uniones
Asegurar que no pierda eficacia el apriete (mejor uniones elsticas) y resistencia a torsin elevada
Liberacin de tensiones
Conseguir que todos los puntos de la BLS sean fijados a la misma temperatura para conseguir tensiones uniformes a cualquier temperatura y se mantengan dentro de los lmites admisibles.
Temperatura de neutralizacin de tensiones:
Si temperatura de fijacin alta o rotura del carrilSi temperatura de fijacin baja o pandeo
Juntas de dilatacinLa dilatacin de la longitud de respiracin (100 -300 m) es apreciable, por lo que tiene que ser absorbida por unas juntas especiales, que reciben el nombre de DSDUDWRVGHGLODWDFLyQ
max min 52L
T TT
1
Fabricacin
Soldadura en taller
Se realiza una soldadura elctrica por resistencia en taller de 3 a 8 barras elementales, tras esta operacin estos tramos, a veces soldados con una longitud de 144 a 288 metros se llevan al tajo donde se sueldan entre s in situ
1
FabricacinSoldadura in situ
Se descargan en la va barras elementales de carriles (18 - 36 m) y se sueldan all mismo con un proceso aluminotrmico.
Consiste en colar en un molde, que envuelve los extremos de los carriles, un metal de fusin obtenido mediante una reaccin aluminotrmica(reaccin del aluminio con xido de hierro)La composicin de la soldadura debe corresponder al acero que se quiere obtener
Actualmente hay mquinas para realizar la soldadura elctrica en va.
Inconvenientes:-Duracin elevada de la soldadura (15 minutos)-Precio 3 4 veces mayor que en taller-Menos segura, presenta fallos
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Ventajas de la BLS- Menor conservacin: Continuidad en las caractersticas de resistencia y solicitacin de la va
puesto que no hay puntos de discontinuidad ni en las tensiones, ni en los esfuerzos, ni en los parmetros geomtricos
- Menos roturas y fallos de carril, pues hay menos juntas
- Aumenta la vida til del carril en un 20 25%
- La BLS admite mayores cargas, trficos ms intensos y mayores velocidades
- Mejores condiciones de explotacin del material mvil, se reduce la frecuencia de torneado de las llantas (se desgastan menos al no haber juntas)
- Conservacin de la va ms simple: no hay juntas
- Aumenta el confort de la marcha: no se produce cabalgamiento
- No se necesitan juntas de conexin para dar continuidad al circuito elctrico de la va (sin embargo, para la corriente de sealizacin es necesario provocar discontinuidades mediante juntas)
- Se eliminan los puntos dbiles de los taladros para las bridas
- Menores resistencias la rodadura, que se traduce en menores necesidades energticas
/$9$(13/$&$: Aspectos Bsicos
Caractersticas y Funciones de los componentes
Componentes
Ventajas
Inconvenientes
Tipologas de va en placa
Una va frrea de alta velocidad debe poseer las siguientescaractersticas: elasticidad, amortiguamiento, mnima conservacin ylimitada sonoridad al paso de los trenes
La va en placa, evita la deformabilidad permanente y creciente delbalasto, bajo las cargas del trfico a velocidades altas.
De modo general, una va sobre placa de hormign es un sistemaformado por una serie de elementos clsicos en la va sobre balasto:carril, sujecin y en ocasiones traviesas, junto a otros que le confierensu carcter especfico: una placa de hormign, que puede presentardistintas caractersticas, y un elemento denominado elastmero, quedesempea un papel fundamental en el proceso tenso deformacionalde la va como sistema
Aspectos Bsicos
La va en placa, evita la deformabilidad permanente y creciente delp , p ybalasto, bajo las cargas del trfico a velocidades altas.
- Caractersticas a considerar:
1. Elasticidad y amortiguamiento que proporciona el balasto2. El reparto uniforme de presiones sobre la plataforma
Caractersticas y Funciones de los componentes
Balasto0DWHULDO(ODVWyPHUR (elasticidad)Placa de hormign (asiento uniforme y reducidadeformabilidad)R3ODFD3ULQFLSDO
3ODFDGH%DVH (suelo estabilizado con betn,cemento) entrela placa de hormign y lainfraestructura(apoyo uniforme de lainfraesWUuctura, reduce efecto de surgenciayaminora los efectos de las heladas)
- Componentes:
3ODWDIRUPD3ODFDGH%DVH3ODFD3ULQFLSDO(ODVWyPHUR7UDYLHVD6XMHFLyQHOiVWLFD\&DUULO
Plataforma
La causa principal de rotura de las plataformas es el fenmeno de surgenciaoSXPSLQJ que produce una socavacin progresiva bajo la placa debido a:-Agua libre bajo la placa-Suelo susceptible de entrar en suspensin-Cargas fuertes y frecuentesEs importante la calidad de la plataforma sobre la que asienta la placa.
Es necesario eliminar el agua libre bajo la placa, mediante un drenaje eficaz, bien sea superficial o profundo.
Adems, si el suelo natural posee baja capacidad portante, hay que mejorarlo mediante subbases de zahorras granulares, macadam, suelo-cemento, etc.
En el caso de suelos susceptibles a la helada, es preciso prever una capa calorfuga, que puede ser hormign poroso o producto sinttico
Componentes
Placa Base
Se sita sobre la plataforma:
- Proporciona un mayor reparto de las cargas sobre el terreno- Disminuye el efecto de surgencia- Aminora los efectos de las heladas, al formar una proteccin de la plataforma- Da uniformidad de sustentacin a la placa principal
Se recomienda un espesor del orden de 15 cm (no inferior a 10 cm) por razones constructivas
Se emplean bases de suelo estabilizado con betn, cemento, cal yhormign pobre
Componentes
Placa Principal
Constituye el conjunto que soporta los carriles, los cuales se fijan en ella por medio de los elementos de sujecin, cumpliendo por tanto, de forma general y en combinacin con el elastmero, las funciones del balasto y las traviesas
Caractersticas del hormign: -Resistencia mecnica > 350 kg/cm2-Docilidad-Adaptacin a las exigencias de puesta en obra (temperatura, espesor de las
tongadas, naturaleza de los ridos)- Relacin a/c entre 0,4 0,6
Componentes
Elstomero
- Absorben fuertes cargas mediante pequeas deformaciones, siendo norma general el empleo de elementos de caucho interpuesto entre el carril y la capa principal
Componentes
Traviesa, en su caso
a) Hormigonar la placa una vez colocadas las traviesas, de tal forma que stasquedan embebidas en aqulla al producirse el fraguado del hormign,constituyendo un conjunto solidario y monoltico.
b) Interponer algn elemento de relacin, de naturaleza elstica, entre la placaprincipal, en general hormigonada in situ y las traviesas que soportan loscarriles.
Sujecin Elstica
La sujecin es la misma que en las vas de balasto pero se ancla directamente en la placa.
Carril
Existen mejores condiciones de trabajo, por lo que las exigencias respecto a la seccin del carril se reducen
Ventajas
- Por su estructura continua proporciona una rodadura muy uniforme
- Los trabajos de conservacin son mnimos, limitndose a reponer los carriles con excesivo desgaste, las piezas de sujecin deterioradas por fatiga y los elementos de elastmero inservibles por envejecimiento.
- Puede soportar grandes cargas por eje
- Reduce las presiones transmitidas a la plataforma, lo que es gran utilidad cuando el terreno es malo
- Reduce los asientos localizados
- En los tneles reduce la altura del glibo, con el consiguiente ahorro en la excavacin
- En los tramos de puentes, al reducir la carga muerta de la estructura, permite una mayor luz entre apoyos
Ventajas
- En los tneles es casi insustituible la va en placa por la dificultad que en ellos tienen los trabajos de conservacin, a pesar de utilizar mquinas, pues hay que tener en cuenta la toxicidad de los gases que desprenden
- No es necesario el uso de herbicidas
- Se reduce el ancho de la explanacin al carecer de banqueta y no necesitar del espacio que ocupa el talud que forma el balasto
- Ante un descarrilamiento no sufre daos importante, cuando por el contrario, el mismo accidente en una va en balasto supone un gasto estimable, aparte de los trastornos en la circulacin
1
Inconvenientes
- Al ser ms cara su construccin es necesario hacer un mayor desembolso inicial. No obstante, al carecer prcticamente de conservacin, a largo plazo puede hasta incluso resultar ms rentable que la va convencional, teniendo en cuenta adems el aumento progresivo que tendr la mano de obra encargada de efectuar los trabajos de conservacin
- Es ms ruidosa
- Slo se puede construir en doble va o de nueva construccin, ya que el hormign no permite hasta su fraguado el paso de circulaciones. Para su colocacin en una va en servicio se tendra que prever una interrupcin total de la circulacin, en los dos sentidos, de ms de 30 das por km de va, lo que no es aceptable para su explotacin.
- La reparacin de los desperfectos es ms difcil que en la va convencional
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Comparacin va en placa vs va en balasto
Revista de Obras Pblicas
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Tipologas de va en placa
1. Sistema de Construccin en capas
Construcciones en capas, con estructuras monolticas sin traviesas o de traviesas mslosa portante, o estructuras con traviesas apoyadas directamente sobre la losaportante
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Tipologas de va en placa
2. Sistema de Construccin de bloques recubiertos de elastmero
Construcciones con bloques o traviesas recubiertos de elastmero que se introducenen la losa soporte
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Tipologas de va en placa
3. Sistema de Construccin flotante
Construcciones flotantes sobre elastmeros, ya sean traviesas o losas
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Tipologas de va en placa
4. Sistema de Construccin Especial
Construcciones especiales, como el carril embebido en material elstico
$3$5$726'(9$: Aparatos de Va
El Desvo
La Travesa
El Escape
Partes del desvo: cambio, cruzamiento
Clases de desvos
Cambio de agujas
Conjunto de aparatos que tienen como misin asegurar la continuidadde la va en cruces y bifurcaciones
Una de las piezas principales es la $*8-$. Una aguja se compone de unaparte fija en la conexin de las dos vas que se llama FRUD]yQ yunapartemvil que permite el paso hacia una u otra va que se denominaHVSDGtQ.
Aparatos de Va
Dentro de los aparatos de va tenemos: desvos, bifurcaciones, travesasy combinaciones de aparatos de va (escapes, haz, diagonal.)
Un desvo es un aparato de va que permite la separacin de una vaen dos o varias, cuyos ejes se acuerdan tangencialmente con el de laprimera formando un ngulo muy pequeo con l
Est compuesto por las siguientes partes:
&DPELR en el que se separan, dos a dos, los cuatro carriles delasdos vas
&DUULOHVGHXQLyQRLQWHUPHGLRV que conectan el cambio con elcruzamiento
&UX]DPLHQWR en el que se materializa el corte del carril derecho(izquierdo) de la va directa con el carril izquierdo (derecho) de lasvas desviadas
El Desvo
Clasificacin
'HVYtR5HFWR aqul que se ubica en una va general recta
'HVYtR&XUYRa) Interior: se ubica en una va general curva
b) Exterior
Lo normal son los desvos rectos, ya que son puntos crticos de mantenimiento y movimiento.
El Desvo
VG (va general)
VD (va desviada)
VG
VD
VG
VD
VD
VG
convergente divergente
Permiten el cruzamiento de dos vas en oblicuo o perpendicularmentecon continuidad de sus direcciones respectivas
Travesa
Travesa de unin simple: el tren puede continuar su trayectoria ocambiar de una va a otra
Travesa de unin doble: permite todos los itinerarios posibles(continuidad o cruce y cambio de va)
unin simple unin doble
EscapeHabituales en todas las estaciones. Permiten el paso de una va a otra paralela. Pueden ser simples (compuestos de dos desvos rectos), o dobles (permiten el cambio en dos sentidos, se componen de cuatro desvos)
escape simple escape doble: bretelle
Otras combinaciones
BifurcacinSu configuracin es la misma que la del desvo, con la diferencia en que la velocidad en la bifurcacin es alta, ya que es la separacin de una va en dos vas generales. Las caractersticas son distintas a las del desvo: mayores radios y menor ngulo
escape simple escape doble: bretelle
Partes del Desvo: el Cambio
- El cambio est formado por dos agujas unidas solidariamente en el interior de la va por un tirante que al desplazarlo se dirige hacia un itinerario u otro.
- Las agujas son flexibles, de longitudes entre 9 20 metros, con perfiles que facilitan su adaptacin y permiten mayores velocidades. No tienen inclinacin.
-Los carriles exteriores son las FRQWUDDJXMDV. Son carriles normales cepillados en su parte inicial para permitir el acoplamiento. Tienen la inclinacin normal de la va (1/20).
Partes del Desvo: el Cruzamiento
- Partes: Corazn (taln y punta), Patas de liebre, Contracarriles y LagunaCorazn (taln y punta), Patas de liebre, Contracarriles y Laguna
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Partes del Desvo: el Cruzamiento- Tipos de cruzamiento:
De carriles: el corazn est formado por dos carrilesunidos en la punta (punta mvil).- Ventaja: rigidez es la misma que en las vas colaterales- Inconveniente: desgaste mayor que en las vas lateralespor lo que requieren un tratamiento trmico para darlemayor dureza
Monobloque: fabricado con acero almanganeso para darle gran dureza yresistencia al desgaste- Ventaja: puede regenerarse yreutilizarse. Es soldable. Granresistencia al desgaste. Muy tenaz- Inconveniente: ms caro
Clases de Desvos- Los desvos se nombran por las tangentes del ngulo de cruzamiento.
Tangentes normales son:
0,16 0,34: Estaciones de Clasificacin 0,09 0,11: Estaciones medias de la red (vmax= 120 -140 km/h) 0,05 0,035 0,015: Estaciones alta velocidad (AVE: 0,027)
Desvo tipo A: velocidad mximas VG: 140 km/h y VD: 30 Nm/h.Su corazn no admite la soldadura a la barra larga, por lo que es necesario intercalar aparatos de dilatacin. Desvo tipo B: velocidad mxima VG: 160 -140 Nm/h y VD: 30, 45 y 60km/h segn modelos. No necesita aparatos de dilatacin. Desvo tipo C: velocidad mxima VG: 200 Nm/h y VD: 45, 50 y 60Nm/hsegn modelo. Admite soldadura Desvo tipo V: velocidad mxima VG: 200 Nm/h y VD: 100 Nm/h. Desvo tipo AV: velocidad mxima VG: 300 km/h y VD: 160 km/h. Agujade perfil bajo, traviesa de hormign.
- Tipos de desvos:
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Cambios de Agujas- Elctricos
Accionados a distancia desdelas estaciones o Centros deControl de Trfico (CTC)
- Mecnicos
Accionados desde laestacin mediante uncable de acero
- Manuales
Accionados a pie de cambio.Existe un indicador quesegn suposicin indica si elcambio est hecho a vadirecta o a YtDdesviada
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