SUJECIÓN DEL RIEL.doc

7/23/2019 SUJECIÓN DEL RIEL.doc

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SUJECIÓN DEL RIEL

Las sujeciones del riel son elementos que hacen posible la continuidadestructural de la vía. Las funciones de las sujeciones, son:

4 Fijar los rieles a los durmientes4 Asegurar la invariabilidad del ancho de la vía4 Facilitar la transferencia de las cargas estáticas y dinámicas del material

rodante. irafondo

!n elemento importante de las sujeciones es la placa de asiento, que reduce la

presi"n específica transmitida por el riel protegiendo así al durmiente.

#ntre los tipos de sujeciones, los más comunes son:4 Las sujeciones rígidas clásicas, que son elementos clavados, como las escarpias

o atornillados como los tirafondos.por uno de sus e$tremos y por el otro sirve desujeci"n sobre el patín del riel.

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4 %lavos elásticos, que combinan la sencille& de los elementos clavados con la

ventaja de la elasticidad, incrementando su conservaci"n y facilitando sumontaje. #ntre este tipo de sujeciones se tiene a %alvos 'or(en, )fle$, #lasticfle$, *)fle$, etc.4

+ujeciones elásticas de lámina o grapa, que presenta una chapa de aceroelástico, denominado grapa o lámina elástica que es unida a otros elementoscomo una chapa de gaucho, casquillo aislante de plástico, mediante un tornillode acero o tirafondo en caso de tener durmiente de madera. #ntre los principalestipos de estas sujeciones, están las sujeciones -, %L, %/, 0eybac( , etc.4 +ujeciones elásticas de clip, que cuentan con un elemento soporte de diferente

forma para poder sujetar el patín del riel. La principal sujeci"n de este tipo es la1andro.4 2tros tipos de sujeci"n son la sujeci"n de cu3a y cojinete, sujeciones elásticas

de lámina o grapa, etc.

4. 5#-#AL'A'#+

#l camino de rodadura de las vías f6rreas está constituido por diversoselementos. La infraestructura se forma a partir de la plataforma y lasuperestructura que, a su ve&, está integrada por los carriles, las traviesas y elbalasto. Los carriles se fijan a las traviesas, las cuales descansan sobre elbalasto. La superestructura se completa con una serie de accesorios,

com7nmente denominados peque3o material de vía, y que constituyen elconjunto de pie&as más numeroso de aqu6lla.

#l carril es el elemento resistente del camino de rodadura y su funci"n es la desoportar directamente las cargas de las ruedas y guiar los vehículos. Asimismo,debe servir como elemento conductor de las corrientes de se3ali&aci"n.

Las traviesas mantienen la separaci"n de los carriles, conservando el ancho devía y transmiten los esfuer&os soportados por los carriles al balasto.

La sujeci"n

Los elementos que permiten fijar el carril a la traviesa conforman, en suconjunto, la sujeci"n.



#l balasto transmite y reparte sobre la plataforma lo más uniformemente posiblelas cargas originadas por el paso de los vehículos y evacua las aguas de lluvia.Asimismo, arriostra las traviesas por ro&amiento para evitar el despla&amientode la vía.

se presenta el principio de construcci"n del camino de rodaduradonde se aprecian todos los elementos de que consta.

• carril• sujeci"n• traviesa• balasto• plataforma

8. +!*#%9-: '#F-%9-, F!-%2-#+ %AA%#;+%A+

+e denomina sujeci"n al conjunto de elementos cuyo objeto es dar continuidadestructural a la vía. La sujeci"n se constituye a partir de los elementos que fijanel carril asegurando una posici"n estable del mismo sobre la traviesa. Laimportancia de la funci"n de la sujeci"n se ha ido incrementando con eltranscurso del tiempo a medida que las velocidades y cargas por eje

aumentaban y, consecuentemente, crecían los esfuer&os a transmitir de loscarriles a las traviesas, así como las e$igencias del estricto mantenimiento delancho de vía y de aislamiento el6ctrico entre los dos hilos del carril.

• Fijar los carriles a las traviesas• Asegurar la invariabilidad del ancho de vía• Facilitar la transferencia a la infraestructura de las acciones estáticas y

dinámicas ejercidas por el material rodante sobre la estructura de la

vía.



#ntre las características básicas, de tipo general, de las sujeciones se destacanlas siguientes:1oseer resistencia mecánica y elasticidad adecuada e invariable a lo

largo de la vida de la sujeci"n.

< 'otar al sistema del correcto aislamiento el6ctrico entre los dos hilosde carril en líneas electrificadas o dotadas de sistemas de se3ali&aci"nque lo hagan necesario.< #star constituida por el menor n7mero posible de elementos y que6stos a su ve& tengan una geometría sencilla, de modo que se facilitesu fabricaci"n, montaje, conservaci"n y sustituci"n en caso dedeterioro.< +u coste debe ser bajo, tanto en fabricaci"n como en su e$plotaci"n.< +u duraci"n " vida de trabajo debe ser elevada.

1ara conseguir mantener la posici"n relativa de carril y traviesa, las sujecionesdeben absorber una serie de esfuer&os que transmite el carril. #stos esfuer&osdependen de las cargas y características dinámicas del material m"vil, así comode la geometría y estado de conservaci"n de la línea, de las variacionest6rmicas y de otra serie de factores. 1or tanto, los sistemas de sujeci"n debenestar dise3ados de forma que sus componentes sean capaces de resistir estosesfuer&os y transmitirlos al conjunto de estructura de la vía.

#n recta act7an sobre el carril los esfuer&os verticales ejercidos por las ruedas,los longitudinales debidos a las tensiones t6rmicas y os transversalesproducidos por el movimiento de la&o e impactos debidos a irregularidadesgeom6tricas de las ruedas y de la vía.

#n curva surgen otra serie de esfuer&os que las pesta3as de las ruedastransmiten al hilo e$terior del carril y que son debidos a la aceleraci"ncentrifuga,al ro&amiento de las pesta3as con la cabe&a del carril, al cabeceo o galope de

los bogies y a la aceleraci"n de %oriolis cuando se producen cambios decurvatura en el tra&ado.



1or otra parte, en la concepci"n de un sistema de sujeci"n deben tenerse encuenta otra serie de condiciones funcionales, entre las que podemos destacarlas siguientes:

< La fuer&a de apriete del carril sobre la traviesa debe ser tal que elesfuer&o de ro&amiento entre ambos supere a la resistencia aldesli&amiento, en direcci"n longitudinal a la vía, de la traviesa sobre elbalasto. #ste esfuer&o debe mantenerse con valores suf=cientes a lolargo de la vida de la sujeci"n.> La frecuencia propia de vibraci"n de las sujeciones debe ser muchomayor que la del carril, de forma que al paso de los ejes no se pierdael contacto entre ambos. Además, el recorrido elástico de loselementos de apriete debe ser suficiente para que la sujeci"n

mantenga una reacci"n elástica aun cuando est6 sometida a ladeformaci"n má$ima prevista.< #l montaje y desmontaje de las sujeciones debe poder reali&arse conmedios mecánicos de alto rendimiento. #sto resulta especialmentenecesario en las operaciones de liberaci"n de tensiones de los carrilescontinuos soldados para reducir al má$imo los períodos de corte devía. Además, la colocaci"n de los carriles debe resultar sencilla yprecisa y la sujeci"n debe mantener sus características elásticas aundespu6s de varios montajes y desmontajes.

< #l control del apriete debe ser sencillo de reali&ar y debe poderefectuarse sin desmontar la sujeci"n. #n caso de deterioro debe serposible sustituir con facilidad el componente defectuoso.

?. %2@12-#-#+ %LA+F%A%9- '# LA+ +!*#%2-#+

1ara establecer una clasificaci"n de los diferentes tipos de sujeciones serápreciso conocer todos aquellos elementos individuales que pueden formar partede la misma, independientemente de que alg7n tipo de sujeci"n pueda prescindirde alguno o varios de ellos. Los elementos que pueden formar parte de unasujeci"n son básicamente los que se citan a continuaci"n <



#lementos de anclaje a la traviesa. +e trata de los elementos queunen el conjunto de la sujeci"n a la traviesa.< 1laca de asiento. #lemento que se sit7a entre el carril y la traviesa,que puede ser rígida para reducir la presi"n específica transmitida por

el carril, protegiendo a la traviesa, o elástica para amortiguar losesfuer&os sobre la traviesa y dotando a la vía de una cierta elasticidad.< #lementos de anclaje de la placa. +e trata de aquellos elementos quemantienen la placa unida a la traviesa.< #lementos de anclaje a la placa. +e trata de los elementos que unen elconjunto de la sujeci"n a la placa.< #lementos de anclaje del carril. +on los elementos que mantienen elcarril en contacto con la placa de asiento o la traviesa, si la anterior noe$iste.

< #lementos elásticos, aislantes y de guía del carril.

%LA+F%A%9- '# LA+ +!*#%2-#+ A#-'#-'2 A L2+#L#@#-2+ !# LA %2-+!#- +! %2L2%A%9-

#n funci"n de los elementos que forman parte de la sujeci"n así como de sudisposici"n, las sujeciones se pueden clasificar en:

< +ujeciones directas. #n este tipo de sujeci"n la funci"n de fijaci"n del

carril y, en su caso, la placa, a la traviesa es ejercida por un 7nicoelemento o conjunto de elementos, trabajando en paralelo cone$istencia o no de elementos au$iliares.

< +ujeciones indirectas. #n este tipo de sujeci"n el anclaje de la placaa la traviesa se reali&a por medio de elementos o grupo de elementosindependientes de los que cumplen la funci"n de fijar el carril a laplaca, pudiendo e$istir o no elementos accesorios.

+ujeciones mi$tas. #n este tipo de sujeci"n la placa se fija a latraviesa por medio de elementos o grupos de elementos que act7ans"lo sobre la placa Bcaracterística de las sujeciones indirectasC, peroademás e$isten otros elementos o conjunto de los mismos que act7ansimultáneamente como anclaje del carril y de la placa a la traviesaBcaracterística de sujeci"n directaC. #n la Figura 8./, se muestra unesquema de este tipo de sujeciones.



La ventaja que pueden presentar las sujeciones directas es que, generalmente,poseen un peque3o n7mero de pie&as, por lo que resultan más sencillas de

montar que las indirectas y mi$tas, que constan de un n7mero similar entre ellaspero siempre superior a las directas.

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#n funci"n de la naturale&a de los elementos que forman parte de la sujeci"n,las sujeciones se pueden clasificar en 44

< +ujeciones rígidas. +e trata de sujeciones en las que la transmisi"nde esfuer&os entre el carril y la traviesa se reali&a a trav6s deelementos rígidos.< +ujeciones elásticas. +on aqu6llas en las que la transmisi"n deesfuer&os del carril a la traviesa se efect7a por medio de elementos oconjunto de elementos fle$ibles, cuya misi"n puede ser: de fijaci"n delcarril a la traviesa, de fijaci"n del carril a la placa y de fijaci"n de laplaca a la traviesa. Las sujeciones elásticas pueden dividirse en dossubgrupos: simples o doblemente elásticas. Las simples serían

aquellas cuyos componentes solamente desarrollan una de lasfunciones indicadas anteriormente. #n las sujeciones doblementeelásticas, tanto la sujeci"n del carril a la placa, como la de 6sta a latraviesa, se reali&a por medio de elementos o conjuntos de elementoselásticos.

#sta clasificaci"n, de uso generali&ado en toda la bibliografía consultada, puedecausar cierta confusi"n, ya que, entendiendo la elasticidad como aquellapropiedad que tiene los materiales de recuperar la deformaci"n sufrida al cesar

el esfuer&o aplicado sobre el mismo, ambos grupos de sujeciones se podríanclasificar bajo la denominaci"n de elásticas. La variable que se trata dediferenciar al hacer esta clasificaci"n es la magnitud del despla&amiento sufridopor la sujeci"n sometida a esfuer&os, aplicando el concepto de rígidas a aquellassujeciones que sufren despla&amientos muy cortos, pero recuperables y, portanto elásticos, mientras que las sujeciones elásticas son aquellas capaces deabsorber mayores despla&amientos, por tanto, sería más acertado diferenciar



entre sujeciones rígidas y fle$ibles.

Las sujeciones rígidas tienen el inconveniente de la rapide& con la que seproduce su deterioro, debido, por un lado, a la acci"n de cargas dinámicas y, por

otro, al propio paso del tiempo. #n este tipo de sujeciones, la absorci"n deenergía tiene un carácter acumulativo, lo que se traduce en deformaciones concarácter permanente y progresivo y, por tanto, dará lugar a la aparici"n deholguras y desajustes como consecuencia de la rigide& de los elementosincapaces de seguir las e$igencias de movimiento debido a las solicitaciones.1or el contrario, las sujeciones elásticas son capaces de deformarse y recuperarluego esta deformaci"n al tener alta fle$ibilidad como conjunto, siempre que nose superen sus propiedades elásticas, lo que le permite una vida mucho máslarga y una rodadura más suave.

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#n funci"n de la forma en que se materiali&a el anclaje de los elementos queforman parte de la sujeci"n, se pueden presentar los siguientes casos:< Adherencia entre metal y hormig"n.< %lavado sobre madera o materiales sint6ticos.< #fecto de tornillo entre: metal y madera, metal y material sint6tico o

metal y metal BroscadoC.< #fecto de cu3a entre: metal y metalG metal y madera o metal y materialsint6tico BacodalamientoC.< #fecto de tope entre: metal y hormig"n o metal y metal.< +oldadura entre metal y metal.

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#n este apartado se reali&ará una revisi"n de los principales sistemas desujeci"n elásticos directos, que son los más com7nmente empleados en laactualidad.



La ventaja fundamental de las sujeciones de carril elásticas sobre las rígidasconsiste en permitir movimientos verticales del carril al paso de lascirculaciones,amortiguándose la energía de los choques que se producen. #stos movimientos

deben e$istir sin ning7n juego entre el carril y la traviesa y, para ello, se dise3anunos componentes elásticos Bgrapas, clips, ...C encargados de apretar el carrilsobre la traviesa que funcionan como un muelle, absorbiendo las deformacionesde las placas de asiento de los carriles.

+!*#%9- -

#ste tipo de sujeci"n puede funcionar en toda clase de traviesas, aunque suprincipal aplicaci"n es sobre las traviesas + 48 Bbibloque " mi$tas de acero y

hormig"nC para las que se desarroll" en un principio.

#sta sujeci"n está integrada por los siguientes componentes:< !na grapa de doble hoja con un bucle, fabricada en acero al cromomanganeso y con la hoja superior más larga que la inferior. +e trata delelemento principal de la sujeci"n y el que le confiere la propiedad elástica ala misma.< !n bul"n o tornillo de acero cuya cabe&a se ancla en la traviesa.< !na placa de caucho acanalada de /,I mm de espesor.

< !n sector de caucho que act7a como elemento amortiguador y protectorde la traviesa de hormig"n, en la parte más alejada del carril. ambi6n seutili&a un casquillo metálico fijo a la traviesa, en el caso de las metálicas yde madera.< !n casquillo aislante de plástico intercalado entre el tornillo y la grapa.

La parte elástica de la sujeci"n, la grapa, puede llegar a perder sus propiedadesy funcionar incorrectamente si, por error, se somete a un apretado e$cesivo a lostornillos que las fijan a las traviesas, originando sobre las mismas, tensiones

superiores a su límite elástico y deformándolas plásticamente. #n esta situaci"n,la sujeci"n funcionaría como una sujeci"n rígida con todos los inconvenientesque ello conlleva.



1ara evitar esta posibilidad, la rama superior de las grapas tiene una forma talque s"lo puede apoyar sobre el patín del carril en dos líneas paralelas que sedenominan de Jprimer contactoK y de Jsegundo contactoK. #l contacto del patíndel carril no debe llegar a producirse en esta segunda línea para no sobrepasar

la tensi"n admisible en la grapa, debiendo quedar un huelgo entre 6sta y elpatín, en su posici"n definitiva de apretado, de .8 a .I mm. #sta condici"n este"rica y en la realidad suele incumplirse frecuentemente.

Apretado correcto de una sujeci"n - 4?

La sujeci"n tiene un comportamiento elástico vertical en los dos sentidos. 1or unlado, ante esfuer&os verticales que tienden a separar el carril de la traviesa,responde de forma elástica la grapa con fuer&as crecientes con la deformaci"n.

por el otro lado, ante esfuer&os que intentan hundir el carril, será la placa deasiento la que se comprime elásticamente y, gracias a las acanaladuras queposee se evita su e$pansi"n en direcci"n transversal.

2tra funci"n de la grapa es resistir los esfuer&os transversales, los cuales, alsobrepasar un cierto valor, producen el desli&amiento lateral del carril sobre laplaca. #stos esfuer&os se transmiten a la hoja inferior de la grapa y secomponen con la tensi"n del tornillo sobre el bucle para dar una resultanteoblicua. La transmisi"n al hormig"n de este esfuer&o oblicuo se reali&a a trav6s

del sector de caucho, que por su naturale&a hace las veces de amortiguador.

#l aislamiento el6ctrico la sujeci"n - lo logra por medio de tres elementos:< la placa de caucho, que aísla el carril de la traviesa< el sector de caucho amortiguador, que aísla la grapa de la traviesa, y< el casquillo aislante, que aísla el tornillo de la grapa.

La sujeci"n 1)8 se desarroll" en #spa3a para sustituir a la sujeci"n -. Fueproyectada para evitar los problemas que presenta la vía montada con el

conjunto formado por la traviesa bibloque + y la sujeci"n -, especialmente enlo que se refiere al aislamiento el6ctrico entre sus dos hilos y a la conservaci"nde su ancho. #sta soluci"n resuelve el problema del aislamiento, incluso encondiciones atmosf6ricas desfavorables, y anula, casi por completo, la variaci"ndel ancho de vía que ocasiona la sujeci"n -. Lo que no puede evitar estasoluci"n es la modificaci"n del ancho debido al giro de las cabe&as de lastraviesas como consecuencia de sus asientos y de la falta de rigide& de la riostra



metálica que las une 4/)4M.

La sujeci"n 1)8 está compuesta por dos tornillos de fijaci"n a la traviesa quetransmiten su presi"n al patín del carril por medio de unas arandelas, unas

láminas elásticas y unas pie&as aislantes, interior y e$terior.

+ujeci"n 1)8

se aprecia la composici"n de la sujeci"n, cuyos elementos másimportantes son:< ornillos y arandela de la sujeci"n.< Lámina elástica metálica.

< 1ie&as aislantes e$terior e interior de poliamida refor&ada con fibra cortade vidrio.< 1laca de asiento del carril.

Las grapas aislantes interiores y e$teriores permiten conseguir un buenaislamiento el6ctrico del carril. 1or otra parte, la grapa e$terior cumple lafunci"nde transmisi"n de los esfuer&os transversales del patín del carril a losalojamientos de la traviesa, por lo que su dise3o es más robusto que el de la

grapa interior, que tan s"lo transmite esfuer&os verticales. #l apriete vertical seconsigue por fle$i"n de las láminas elásticas de acero que, inicialmente, sonplanas, pero que sometidas a un esfuer&o vertical, por el apretado de lostornillos, se deforman elásticamente hasta entrar en contacto con la superficiesuperior de las grapas aislantes, que es c"ncava 4N)8.

#l dise3o geom6trico de la sujeci"n 1)8 permite su acoplamiento a las cavidadese$istentes en las traviesas + para el alojamiento de la sujeci"n -, por lo que

la sustituci"n de una por otra se reali&a sin ninguna modificaci"n de la traviesa.

A continuaci"n, se relacionan las características ventajosas que la sujeci"n 1)8presenta frente a la sujeci"n -:< 1osee un tope para su apretado que elimina la ardua tarea de medir elpar a aplicar. +u estado de ajuste suficiente, para fijar el carril, seconsigue cuando está apretado hasta dicho tope.



< Las deformaciones de la lámina elástica y de la pie&a aislante sonpeque3as en comparaci"n al esfuer&o de apretado obtenido sobre elpatín del carril.< odo el conjunto de la sujeci"n presenta un buen comportamiento a la

fatiga de sus materiales.< La sujeci"n proporciona el ancho de vía en forma notablemente mejorque la sujeci"n -, ocasionando variaciones del orden de la quinta partedel valor de la amplitud que 6sta produce.< %onsta de 4O pie&as por traviesa en lugar de las 8/ que posee la -.< %omo consecuencia de esta mayor sencille&, el montaje y laconservaci"n presentan más facilidades.

1or otro lado, las principales desventajas de la sujeci"n 1)8 frente a la - son

los siguientes:< @enor recorrido elástico.< @ás sensibilidad a la acci"n del fuego.< 1recio de fabricaci"n más elevado.

La sujeci"n 1)8 se utili&a en #spa3a para vías con velocidades má$imas de 4M(mPh, pudiendo incluso utili&arse hasta 8 (mPh siempre que la geometría y elgrado de conservaci"n de las vía sean adecuados para esta velocidad.

+!*#%9- *)8

La sujeci"n *)8 se trata de una evoluci"n de la sujeci"n 1)8. +u origen seencuentra, básicamente, en la mejora del comportamiento de la sujeci"n 1)8ante las solicitaciones de fatiga, debidas a la acci"n conjunta de la fuer&a deapriete y las cargas que act7an sobre la vía, para así, incrementar su vida 7til

La variaci"n introducida sobre la sujeci"n 1)8 consiste en evitar el eventualcontacto de la placa metálica con la pie&a de plástico mediante la interposici"n

de escalones de apoyo sobre la cara superior de la pie&a. 'e esta manera, laplaca no transmitirá todos los esfuer&os verticales a la pie&a de plástico.ambi6n la *)8 presenta una mayor resistencia a los esfuer&os laterales que la1)8.

#l esquema de la sujeci"n, como se muestra en la Figura 8.O, es similar al de la1)8, estando formada por 88 pie&as por traviesa, entre las que destacan



básicamente:< ornillo y arandela de la sujeci"n.< Lámina elástica metálica de I " M mm.< 1ie&as aislantes *)8 de poliamida refor&ada con fibra corta de vidrio.

< 1laca de asiento elástica bajo carril.

La estructura general del sistema de sujeci"n *)8 del carril sobre la traviesa en laque este apoya a trav6s de una lámina elástica de asiento, se compone de dospie&as de plástico, una correspondiente al lado e$terior del carril respecto de lavía y otra que corresponde a su lado interior. Las 8 pie&as de plástico estánunidas a la traviesa por medio de sendos tirafondos con sus respectivasarandelas y tuercas. #stas 7ltimas aprietan, contra su asiento, a una placametálica elástica capa& de absorber, mediante su deformaci"n, el e$ceso de

presi"n producida por el par de apriete.

+ujeci"n *)8

#n la Figura 8.O, se puede observar que la pie&a *)8 dispone de unos escalonesde apoyo de la lámina metálica a uno y otro lado del tirafondo, los cualesfacilitanla capacidad de deformaci"n de dicha placa sin transmitir esfuer&os a toda la

cara superior de la pie&a aislante de plástico.

#l elemento fundamental está constituido por la pie&a aislante que aprieta elpatín contra la traviesa, asegura el ancho de vía y juega un papel muyimportante en el aislamiento el6ctrico entre los carriles de los hilos de la vía.

La sujeci"n

La pie&a aislante *)8 dispone de nervios longitudinales y transversales en su

dise3o interior. Los longitudinales, en su cara superior están dispuestosortogonales al plano de ataque del patín y los transversales, perpendiculares a6stos.

#l 5rupo de @ateriales de la !niversidad de %antabria colabor" en el dise3o,optimi&aci"n y desarrollo de la +ujeci"n *)8 junto con #-F#, F+A,@2-'A59-, hQne)1oulenc, '+@ y 'u 1ont. #l trabajo del 5rupo de



@ateriales de la !niversidad de %antabria se centr", básicamente, en lacaracteri&aci"n mecánica de la sujeci"n, tanto estática, como dinámicamente 8/y 8I. #l resultado de este trabajo fue la optimi&aci"n del sistema de sujeci"n*)8, además de la definici"n del 1rocedimiento de 0omologaci"n.

+!*#%9- -AELA

La sujeci"n -AELA es de origen franc6s, deriva de la - y surge con la misi"nde sustituirla. +u configuraci"n geom6trica no permite su acoplamiento a losalojamientos previstos inicialmente para la -, ya que está concebida paraequipar traviesas bibloque nuevas BFigura 8.RC, que se utili&an en Francia inclusopara las líneas de alta velocidad.

#l dise3o de la sujeci"n -AELA resuelve las deficiencias apuntadas en la -:< +olventa el aislamiento el6ctrico de los hilo de la vía.< Anula las variaciones de ancho de vía.< 1roporciona, al carril, una uni"n elástica más sencilla y efica& comoconsecuencia de la sustituci"n de la grapa por una lámina doblementeelástica.< +implifica el apretado de la lámina.

4 Losa

8 Eloque hormig"n? iostra de acero/ Lámina microcelularI Ease de gomaM 0ormig"nN 1laca de elast"meroO ornillo de sujeci"nR +ujeci"n aislante+ujeci"n -AELA en traviesa bibloque

Los principales componentes de la sujeci"n -AELA para traviesa de hormig"n,tanto bibloque como monobloque.<



Anclaje de fijaci"n a la traviesa. #ste anclaje puede ser de tres tipos:o irafondo roscado en una espiga aislante protegida por medio de unaenvoltura metálica embutida en el hormig"n.o Sástago roscado que se ancla a la traviesa de la misma forma que el

tirafondo pero finali&a en una rosca y va provisto de tuerca he$agonal.o ornillo de anclaje similar al de grapa empleado en la sujeci"n -.< 5rapa elástica. +e trata de una lámina de acero especial y de formatrapecial, conve$a hacia arriba y con el borde de su base menos curvadoen la direcci"n del eje longitudinal del carril. +u doble curvatura le permiteamortiguar los movimientos verticales y hori&ontales del carril, encolaboraci"n con la pie&a tope aislante, sobre la que ejerce presi"nmediante el anclaje de la sujeci"n y la arandela, y con la placa de asientodel carril.

La sujeci"n

< ope aislante. +e trata de una pie&a fundamental de la sujeci"n, es depoliamida y e$iste con diferentes formas y bajo diversos tipos dentro deellas. #ntre sus funciones se pueden citar:o Aísla el carril de la sujeci"n.o 1ermite el montaje de diversos perfiles de carril, en una mismatraviesa.

o 1roporciona diferentes sobreanchos en curvas de peque3o radio.o 0ace posible el paso de una instalaci"n en vía ancha B4.MMO mmC aotra de ancho internacional B4./?I mmC, o viceversa, utili&ando elmismo perfil de carril e igual traviesa.< 1laca de asiento. +e coloca entre el carril y la traviesa y está formada poruna plancha acanalada de material elast"mero, cuya elasticidad debequedar ajustada a las que poseen la grapa y el tope, de modo que lasdeformaciones del conjunto permitan mantener una presi"n del carrilsobre la traviesa, que impida su despla&amiento. #$isten diversos

modelos de placas, con espesores de /.I, M.I y R. mm y provistos dediferentes acanaladuras para regular su elasticidad de conformidad conla carga por eje del material rodante, su velocidad de circulaci"n, el perfildel carril, etc. #l espesor de R mm es el que se emplea en las vías de altavelocidad para conseguir mejores características de amortiguaci"n de lasvibraciones que se producen por diversas causas a estas velocidades.



La disposici"n de los elementos de la sujeci"n evita el contacto del carril con latraviesa o con cualquier elemento metálico que toque con ella, produciendo sucompleto aislamiento el6ctrico.

#l apretado definitivo se puede reali&ar manualmente con ayuda de una llavehasta anular la distancia e$istente entre le borde de la lámina elástica y lasuperficie del tope, con alguna d6cima de milímetro de diferencia o, tambi6n,pormedio de una atornilladora mecánica de par limitado, regulándolo entre 4I)8-Tm.

+ujeci"n -AELA para traviesa de hormig"n 8N

+!*#%9- 1A-'2L

+u inventor fue un ingeniero noruego, aunque la e$plotaci"n comercial esinglesa. La característica fundamental de esta sujeci"n es que no incluyenelemento roscado de apriete alguno, lo que disminuye mucho los requerimientosde mantenimiento del sistema. 1or este hecho, se ha llegado a decir que es unasoluci"n Jfit and forgetK, es decir instalar y olvidar, aunque esta consideraci"nresulta un tanto e$agerada.

La sujeci"n 1A-'2L puede ir montada sobre todo tipo de traviesas: madera,metálicas y de hormig"n. La sujeci"n sobre madera sería de tipo indirecto,mientras que las otras dos, hormig"n y metálica, lo serían de tipo directo.Actualmente, hay instalados unos ?I millones de este tipo de sujeciones, de loscuales dos tercios están sobre hormig"n, prácticamente el tercio restante enmadera y una minoría en traviesa metálica.

La sujeci"n 1A-'2L para traviesa de hormig"n queda representada en la

que estando formada por los siguientes componentes 8O:< 1ie&as de alojamiento de la grapa elástica embebidas en la traviesa enel proceso de su fabricaci"n.< 1laca elástica de asiento del carril fabricada en polietileno que poseeunos entrantes laterales para encajar en las cabe&as de las pie&as dealojamiento del clip para evitar un posible despla&amiento.< %lip elástico que trabaja a fle$i"n y torsi"n combinadas, fabricado de



barra de acero de alta calidad, aleado al siliciomanganeso y tratadot6rmicamente.< 1ie&a aislante fabricada en poliamida o en otro material plástico.5eneralmente se emplea sin recubrimiento metálico pero, en las

alineaciones curvas de peque3o radio, queda protegida por una láminametálica.

La sujeci"n 1A-'2L para traviesa de maderay está formada por los siguientes componentes:< 1laca metálica para asiento del carril de distintos modelos capaces dealojar dos, tres o cuatro grapas elásticas y fabricada en acero laminado, ode fundici"n moldeada. #n su parte central posee un plano con

inclinaci"n 4P8 donde asienta el carril y en sus costados laterales llevaconformados los alojamientos par los clips elásticos.< %lip elástico igual al empleado en la traviesa de hormig"n.< Anclaje de la placa metálica a la traviesa. +e pueden usar clavoselásticos o simples tirafondos. +eg7n la línea y el lugar de utili&aci"n seemplean dos, tres y hasta cuatro clips o tirafondos por cabe&a detraviesa.

La sujeci"n 1A-'2L para traviesa metálica.

+e trata de la e$presi"n más simplificada de este tipo de sujeci"n. #stácompuesta, e$clusivamente, por la grapa elástica que queda fijada a la traviesaen unos alojamientos reali&ados en ella durante su fabricaci"n mediante corte ypresi"n en el metal. #n las traviesas ya colocadas en vía, que no disponen deestos alojamientos, se suelda una placa metálica para asiento del carrilsemejante a la utili&ada en las traviesas de madera.

La sujeci"n ofrece una resistencia adecuada al despla&amiento longitudinal del

carril, ya que, por una parte, las grapas trabajan en sentido opuesto en amboslados del patín por la forma en que están colocadas y, por otra, el apriete queproporciona cada una de ellas sobre dicho patín está comprendido entre la mitady la tercera parte de la presi"n de contacto entre dicha grapa y su pie&a dealojamiento, por lo que los esfuer&os longitudinales transmitidos por el carril nollegan a despla&ar al clip de su posici"n correcta.



La principal ventaja de la sujeci"n consiste en la sencille& de su montaje ydesmontaje. %omo consecuencia, no se precisa personal especiali&ado paraestas operaciones, reduciendo el coste de la mano de obra empleado en estatarea, así como en la de mantenimiento.

1ara facilitar las operaciones de montaje y desmontaje de las grapas elásticas,la firma 1A-'2L dispone de dos herramientas específicas:

< #l 1anpuller es una herramienta manual consistente en un bra&o metálicoprovisto de una u3a m"vil y otra fija. 1ara introducir el clip en su hueco dealojamiento, se enfrenta su terminaci"n con 6l, se inserta la u3a m"vil enla onda del clip y se hace presi"n utili&ando la herramienta como palancay la cabe&a de la pie&a de alojamiento como punto de apoyo. 1ara

e$traerlo, se utili&a la u3a fija y se hace palanca con la traviesa comopunto de apoyo.

< #l 1andriver es una máquina motori&ada que puede montarse sobre lavía y despla&arse a lo largo de ella. @anejada por un solo operario puederetirar, simultáneamente, las cuatro grapas que lleva una traviesa, ocolocarlas una ve& que sus e$tremos han sido enfrentados con loshuecos de alojamiento.

Finalmente, puede indicarse que, dada la robuste& de la sujeci"n, su vida esprácticamente igual a la vida media del carril.

+!*#%9- 0@ B+UL 4C

+e trata de una sujeci"n de origen alemán cuyo nombre responde a las inicialesdel ingeniero autor del desarrollo, 0erman @aier. 'e este sistema e$isten variasversiones distintas, de entre las que destacan una directa, la +UL 4, que sedesarrolla en este apartado y la otra indirecta con placa nervada de acero,

denominada +UL 48 ?.

#n principio, la sujeci"n 0@ +UL 4 se fabrica para ser colocada en las traviesasmonobloque 'V de hormig"n en sus dos variantes, para carril de I/ y M (g,aunque, tambi6n, puede ser utili&ada con traviesas de madera y metálicas. Lafijaci"n a la traviesa, en el caso de que 6sta sea de madera o de hormig"n, sereali&a por medio de un tirafondo, mientras que, si se trata de traviesa metálica,



la fijaci"n se lleva a cabo por una tuerca roscada a un espárrago fijo a latraviesa.

La sujeci"n está compuesta por los siguientes componentes

+ujeci"n 0@ B+UL 4C W?4X

< 5rapa o clip elástico. +e trata de una pie&a de acero de secci"n circular yde geometría característica Bforma de letra griega 6psilonC, cuya misi"nes oprimir el patín del carril contra la traviesa a trav6s de la placa deasiento, trabajando en fle$otorsi"n.

< irafondo de acero galvani&ado y cromatado.< #spiga roscada de alojamiento del tirafondo. +u forma es troncoc"nica ytiene una rosca e$teriormente para mejorar la adherencia con elhormig"n de las traviesas, donde se coloca en el proceso de fabricaci"nde las mismas. #sta geometría permite, además, colocar un muellemetálico roscado e$teriormente si se necesita una mayor adherencia conel hormig"n. Sa provisto, tambi6n, de un fileteado interior a fin de alojar eltirafondo. #stá fabricada en un material plástico, siendo en la mayoría delos casos polietileno.

< 1laca acodada para guía del carril. #s una placa metálica de formaespecial con un codo en S en uno de sus e$tremos, que le permiteocupar un alojamiento en la traviesa con objeto de fijar su posici"n y, portanto, la del carril. La sujeci"n monta dos placas, una a cada lado delcarril que se interponen entre la traviesa y las grapas elásticas, quedandooprimidas por estas 7ltimas. Las placas tienen un orificio por el que pasael tirafondo de sujeci"n a la traviesa y varios resaltes, uno de los cualessirve de tope al apretado, el cual se considerará correcto, en el momentoque se estable&ca el contacto entre dicho nervio y la parte central del clip

elástico. 1lantilla aislante. +e trata de una plancha de polietileno que se colocaentre la placa acodada y la traviesa para asegurar el aislamiento el6ctricoentre los dos hilos.< 1laca de asiento del carril.



La sujeci"n se basa esencialmente en:< La forma y características de la grapa elástica que oprime el patín delcarril contra la traviesa a trav6s de su placa de asiento.

< La forma de la placa acodada guía del carril sobre la que ejerce supresi"n la grapa elástica.< #l aislamiento y facilidades de apoyo que proporciona la placa de asientodel carril y la plantilla aislante de la placa acodada guía.< La inserci"n del tirafondo de presi"n en la espiga roscada de materialplástico.

+e utili&an estas sujeciones en n7mero de dos por punto de sujeci"n y, si 6sta esde hormig"n, se emplean unas placas elásticas de asiento de material sint6tico,

dotadas de unos rebordes laterales que las fijan sobre la traviesa para evitar sumovimiento durante el montaje.



UNIVERCIDAD MICHOACANA

DE SAN

NICOLAS DE HIDALGO

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

TRABAJO: SUJECION DE

FERROCARRILES.

PROF: ADOLFO RAUL POSADAS

SANTIAGO OCHOA ALVARO.



22 DE MAYO DEL 2014.

UNIVERCIDAD MICHOACANA

DE SAN

NICOLAS DE HIDALGO

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

TRABAJO: SUJECION.

PROF: JOSE ADOLFO RAUL POSADAS

ALUMNO: JORGE ALEJANDRO GARCIA ANAYA.



22/MAYO/14

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SUJECIÓN DEL RIEL.doc