Transcript presentacion de via ferrea

CONOCIMIENTOS
BÁSICOS
DE VÍA FÉRREA
UBICACIÓN DEL ÁREA DE MANTENIMIENTO
DE VÍA DENTRO DEL IAFE
Área de
Mantenimiento
UBICACIÓN DEL GRUPO DE VÍA FÉRREA
DENTRO DEL IAFE
Tramo Caracas Cúa
Vía férrea
DATOS DEL TRAMO CARACAS-CÚA
LONGITUD TOTAL
41,377 Km
CANTIDAD DE TÚNELES
24
50%
Túnel más largo: Tazón ( 6,905 km )
CANTIDAD DE VIADUCTOS
27
20%
Viaducto más largo: Viaducto 5-3 ( 1,169 Km )
CANTIDAD DE TERRAPLENES 52
28%
Terraplén más largo: Terraplén 2 ( 1,948 km )
COMPONENTES DE LA VÍA FÉRREA DEL
TRAMO CARACAS-CÚA
El sistema de ferrocarril convencional es un sistema de transporte
terrestre en el que los vehículos se apoyan sobre el camino de
rodadura por intermedio de elementos rotativos metálicos.
En lo que se refiere a la vía férrea, se tiene que ésta se compone
de dos grandes elementos que son:
INFRAESTRUCTURA
SUPERESTRUCTURA
COMPONENTES DE LA VÍA FÉRREA
CUNETA
TALUD DE CORTE
CARRILES
TRAVIESAS
Superestructura
BALASTO
CAPA
ASFÁLTICA
CUNETA
Infraestructura
PLATAFORMA
COMPONENTES DE LA VÍA FÉRREA DEL
TRAMO CARACAS-CÚA
INFRAESTRUCTURA
Corte
Estructura de
asiento
Trinchera
Media ladera
Terraplén
INFRAESTRUCTURA
Obras de fábrica
Puentes
Túneles
Viaductos
Pontones
Muros
Drenaje
COMPONENTES DE LA VÍA FÉRREA DEL
TRAMO CARACAS-CÚA
CORTE
Es una explanación que se realiza cortando terreno natural con
grandes pendientes para llevarlo a la pendiente de proyecto.
Pueden ser en trincheras o media ladera.
MEDIA
LADERA
TRINCHERA
MEDIA LADERA
Se dice cuando en el corte queda de un lado del mismo, un talud
y del otro una depresión.
TRINCHERA
Es un corte en el que la explanación queda entre dos taludes
originado por el movimiento de tierras. En el tramo se pueden
encontrar con claridad dos (2) trincheras importantes como son
las llamadas Trinchera Norte y Trinchera Sur.
COMPONENTES DE LA VÍA FÉRREA DEL
TRAMO CARACAS-CÚA
TERREPLÉN
Es un proceso de explanación que se realiza construyendo una
plataforma de determinada altura mediante el relleno y la
compactación de capas sucesivas hasta llegar al nivel de la cota
predefinida en el proyecto. En el tramo se pueden encontrar con
estas características alrededor 51 terraplenes.
TERRAPLEN
COMPONENTES DE LA VÍA FÉRREA DEL
TRAMO CARACAS-CÚA
PUENTES
Son estructuras de gran envergadura que permiten el paso sobre
grandes cauces de agua (ríos, lagos, entre otros). En el tramo no
hay puentes.
VIADUCTOS
Son estructuras de gran envergadura que pueden ser de concreto
o metálicos en su plataforma, que permiten el paso en desnivel
(elevación) a través de otras vías, pasos de agua y terreno natural.
En el tramo existen veintisiete (27) viaductos en total, de los
cuales diecisiete (17) poseen la plataforma de acero y el resto (10)
tienen su plataforma de concreto.
COMPONENTES DE LA VÍA FÉRREA DEL
TRAMO CARACAS-CÚA
VIADUCTO 4-1
COMPONENTES DE LA VÍA FÉRREA DEL
TRAMO CARACAS-CÚA
TÚNELES
Son excavaciones longitudinales de gran magnitud realizadas con
maquinaria especial (Topas) a través de grandes cuerpos de tierra
como montañas, colinas o pequeños cerros. Nuestro tramo posee
24 túneles en total.
Portal Norte Túnel Sabaneta
COMPONENTES DE LA VÍA FÉRREA DEL
TRAMO CARACAS-CÚA
PONTONES
Constituyen una forma de drenar transversalmente a la vía
medianos cauces de agua (drenajes naturales de cerros,
riachuelos eventuales y otros), en su mayoría son de concreto. En
el trazado se pueden encontrar en el “tramo 6” que comprende
entre otros a la estación Cúa.
MUROS
Pueden ser de contención o portantes, su principio es el mismo
salvo que en los portantes se diseñan para soportar cargas
verticales adicionales. Pueden ser de tierra (presas), de piedra
(gaviones, piedra bruta) o de concreto, ya sea armado o
proyectado. En el tramo hay en su mayoría de contención de
concreto proyectado atirantados, y en otros casos de gaviones,
estos últimos utilizados en los drenajes adyacentes a la vía. Se
localizan en su mayoría en los denominados tramos “3 y 4”.
COMPONENTES DE LA VÍA FÉRREA DEL
TRAMO CARACAS-CÚA
DRENAJES
Los hay longitudinales, transversales y varios, como su nombre
lo indica su función es drenar las aguas provenientes tanto de
corrientes fijas como de lluvia.
En el tramo se pueden encontrar varios de ellos entre los que se
pueden mencionar están los longitudinales como las cunetas de
concreto, los brocales, los canales trapezoidales y canales de
diferente sección, los transversales como las alcantarillas,
sumideros, cajones de paso y otros.
Entre los llamados varios están todos los drenajes adyacentes al
tramo como obras de concreto para canalización de quebradas,
canales rectangulares y de forma variada, torrenteras entre otros.
COMPONENTES DE LA VÍA FÉRREA DEL
TRAMO CARACAS-CÚA
CAPA ASFÁLTICA
Es la capa que soporta y reparte las cargas transmitidas por la
capa de balasto, se constituye de materiales provenientes de
Cantera o río como arena, grava fina o materiales productos de la
trituración del balasto mezclados, también puede estar formado
por mezcla asfáltica tipo II ó III mezclada en caliente o en frío
como es el caso del tramo Caracas-Cúa.
Funciones
• Proteger la parte superior de la plataforma impidiendo la erosión
por ataque directo del agua.
• Permitir un drenaje rápido, en el tramo se adoptó manejar una
pendiente no mayor al 2%.
• Repartir las cargas a la plataforma, recibidas de la capa de
balasto.
• Impedir el ascenso de las arcillas presentes en las plataformas.
COMPONENTES DE LA VÍA FÉRREA DEL
TRAMO CARACAS-CÚA
SUPERESTRUCTURA
BALASTO
Es el elemento situado entre las traviesas y la capa asfáltica.
En nuestro tramo ferroviario el espesor mínimo de la capa de
balasto por debajo de traviesas y hasta la capa asfáltica es de 30
cm.
El tipo de roca usada en el tramo Caracas-Cúa es roca silícea.
La forma característica de este elemento es de bordes angulosos y
no redondeados, con el fin de oponerse a los desplazamientos de
la vía.
30 cm
COMPONENTES DE LA VÍA FÉRREA DEL
TRAMO CARACAS-CÚA
BALASTO
Objetivo
• Amortiguar las acciones que ejercen los vehículos sobre la vía.
• Reparte uniformemente las cargas.
• Impide el desplazamiento de la vía.
• Facilita la evacuación de aguas.
• Protege los suelos de la plataforma.
• Permite la recuperación geométrica de la vía.
COMPONENTES DE LA VÍA FÉRREA DEL
TRAMO CARACAS-CÚA
PROPIEDADES DEL BALASTO
Propiedad
Valores
Disgregabilidad a lo sulfatos, pérdida de peso en %
<= 7%
Ensayo de desgaste por abrasión (Ensayo de Los Ángeles)
<= 25%
Peso específico de la roca
>=
2690Kg/m3
Resistencia a compresión simple cúbica
>=
600Kg/cm2
Porcentaje de partículas planas o alongadas
Tamaño aproximado de la roca
<= 5%
2 ½”
COMPONENTES DE LA VÍA FÉRREA DEL
TRAMO CARACAS-CÚA
TRAVIESAS
Son el elemento que transmite todos los esfuerzos producidos
por el paso del ferrocarril hacia el balasto.
Tradicionalmente, las traviesas solían construirse en madera
hasta que su escasez hizo que se fabricaran con otras materiales
como el concreto o materiales de fundición. En la actualidad, en
algunos casos específicos se siguen utilizando las traviesas de
madera.
En particular en el tramo Caracas-Cúa las traviesas utilizadas son
de concreto con excepción de las utilizadas en los aparatos de vía
las cuales son de madera.
Las traviesas de concreto instaladas en el tramo son monobloque
tipo DW y fabricadas en Barquisimeto Estado Lara por INFERCA
COMPONENTES DE LA VÍA FÉRREA DEL
TRAMO CARACAS-CÚA
TRAVIESAS
TIPOS DE TRAVIESAS
HORMIGÓN
MADERA
BIBLOQUE
MONOBLOQUE
NORMALES
ESPECIALES
METÁLICAS
APARATOS DE VIA
DW
RS
APARATOS DE
DILATACIÓN
PR-90
STEDEFF
PUENTES METÁLICOS
MR-93
PS-61
PASOS A NIVEL
BR-94
COMPONENTES DE LA VÍA FÉRREA DEL
TRAMO CARACAS-CÚA
Traviesas de concreto
Modelo Ecoopere 70 DW
Resistencia = 500 Kg/cm2
Peso = 315 Kg
Pendiente 1/20
225 mm
300 mm
2500 mm
Traviesas de madera para aparatos de vía
Estas traviesas son fabricadas en Italia con materia prima de
Camerún.
Las traviesas de madera representan un 6,7% del total de traviesas del
tramo.
COMPONENTES DE LA VÍA FÉRREA DEL
TRAMO CARACAS-CÚA
SUJECIONES
Elemento o conjunto de elementos que fijan el carril a la traviesa.
En la mayoría de los casos impide el movimiento entre el carril y
la traviesa.
TIPOS EN CUANTO A SU FUNCIÓN
•
•
•
•
•
•
Rígidas
Elásticas
Directas
Indirectas
Deslizantes
Antideslizantes
COMPONENTES DE LA VÍA FÉRREA DEL
TRAMO CARACAS-CÚA
SUJECIONES NABLAS, Esquema
COMPONENTES DE LA VÍA FÉRREA DEL
TRAMO CARACAS-CÚA
SUJECIONES (Funciones)
• Mantener el ancho de vía
• Evitar el vuelco del carril
• Mantener el apriete vertical sobre el patín de carril, evitando que
se pierda el contacto entre éste y la traviesa
• Impedir el desplazamiento longitudinal del carril en relación con
el durmiente
• Conseguir un módulo de elasticidad adecuado en el apoyo del
carril sobre la traviesa (en traviesas de concreto)
• Proporcionar aislamiento eléctrico
COMPONENTES DE LA VÍA FÉRREA DEL
TRAMO CARACAS-CÚA
SUJECIONES
Las sujeciones utilizadas en el tramo son tipo Nabla RNTC
• Estas son sujeciones elásticas ya
que se deforman por las acciones
de carga que le transmite el carril
• Son sujeciones directas ya que
existe un único elemento que
realiza la unión de la fijación al
carril y al durmiente
• Son no deslizantes ya que no
permiten
el
desplazamiento
longitudinal del carril
COMPONENTES DE LA VÍA FÉRREA DEL
TRAMO CARACAS-CÚA
Características de las sujeciones Nabla
 Aislamiento Eléctrico
10000 MΩ
 Esfuerzo de apriete medio al perno
2 a 2,5 Ton
 Esfuerzo de apriete medio al patín
1 a 1,3 Ton
 Rendimiento
0.5 a 0.6
 Resistencia al deslizamiento
longitudinal por carril y traviesa
>
2 Ton
COMPONENTES DE LA VÍA FÉRREA DEL
TRAMO CARACAS-CÚA
JUNTAS AISLANTES
Conjunto de piezas de diferentes materiales con los que se unen
o embridan dos carriles, aislando corrientes eléctricas. Esta
operación se realiza en fabrica o en campo.
COMPONENTES DE LA VÍA FÉRREA DEL
TRAMO CARACAS-CÚA
CARRILES
Es el elemento fundamental de la estructura de la vía y actúa
como calzada, dispositivo guía y elemento conductor de
corriente eléctrica.
Perfil del riel utilizado en el tramo es del tipo Vignole (Perfil de
patín plano), el cual consta de tres partes fundamentales.
Cabeza
Alma
Patín
COMPONENTES DE LA VÍA FÉRREA DEL
TRAMO CARACAS-CÚA
CARRILES
CABEZA: Parte destinada a entrar en contacto con las ruedas y
pestañas. Su ancho debe permanecer siempre entre 65 y 72
mm. El lado que está en contacto con la pestaña de la rueda se
denomina cara activa.
ALMA: Esta ideada para transmitir los esfuerzos de la cabeza
al patín. Por eso, el espesor es su característica fundamental.
Normalmente los espesores varían de 15 a 17 mm.
PATIN: Su objetivo es transmitir los esfuerzos a las traviesas
además de dar una resistencia adecuada al vuelco.
Normalmente la relación altura del riel y ancho del patín está
entre 1.1 y 1.2.
COMPONENTES DE LA VÍA FÉRREA DEL
TRAMO CARACAS-CÚA
CARRILES (Funciones)
• Resistir directamente las tensiones que recibe el material
rodante y transmitirlas a los elementos que componen la vía.
• Guiar las ruedas en su movimiento
• Servir de conductor de corriente eléctrica precisa para la
señalización y la tracción en líneas electrificadas.
COMPONENTES DE LA VÍA FÉRREA DEL
TRAMO CARACAS-CÚA
Características de los carriles
 La superficie de rodadura del carril debe ser lisa, aunque
debe existir rugosidad para garantizar la adherencia de la rueda
al carril.
 La deformación bajo carga tiene que ser de tal naturaleza que
sus características geométricas se encuentren dentro del
intervalo que limita una calzada de buena calidad.
 Robustez del carril, el peso del mismo garantiza una
seguridad al material rodante de grandes cargas y elevadas
velocidades.
 Elasticidad para actuar frente a acciones dinámicas que
existen entre el vehículo y la vía.
COMPONENTES DE LA VÍA FÉRREA DEL
TRAMO CARACAS-CÚA
METODOLOGÍA DE INSTALACIÓN
Barra larga soldada
Anteriormente la vía era conformada por barras unidas a través
de juntas mecánicas (eclipsas).
En el tramo Caracas-Cúa se conforma la vía a través de barras
elementales de 24 m, soldadas entre sí con soldaduras
aluminotérmicas.
Proceso de
soldadura
aluminotérmica
COMPONENTES DE LA VÍA FÉRREA DEL
TRAMO CARACAS-CÚA
METODOLOGÍA DE INSTALACIÓN
El transporte y la manipulación de carriles tiende a ser difícil a
causa del peso de estas piezas y su longitud ya que es peligroso
por el simple hecho de inducir deformaciones plásticas que
puedan inutilizar el trabajo de estos elementos en la vía.
Proceso de soldadura aluminotérmica
Es el proceso de unión por el cual se forma la barra larga. La
soldadura aluminotérmica es suministrada por parte de
RAILTECH.
Pasos esenciales
• Separación deseada entre carriles
• Alineación vertical y horizontal de los carriles
• Confección y colocación del molde
• Precalentamiento
• Colada
• Proceso final
COMPONENTES DE LA VÍA FÉRREA DEL
TRAMO CARACAS-CÚA
CONTROL GEOMÉTRICO
A través de una inspección visual y con el equipo de medición
de vía se realiza el control geométrico de la vía y allí se observa
los defectos ondulatorios, desgaste de la cara activa del carril,
desgaste de la superficie del carril, patinazos, entre otros.
Luego que se le hace este control geométrico visual y mecánico
se continúa con la corrección de los defectos con los equipos:
amoladora de carril ondulatoria y devastadora de superficie.
CONTROL ULTRASÓNICO
Permite descubrir el origen de los defectos, si los hubiese. Se
coloca sobre el carril un líquido que permite que halla un mejor
deslizamiento de los cristales de onda sónica, de diferentes
ángulos.
COMPONENTES DE LA VÍA FÉRREA DEL
TRAMO CARACAS-CÚA
LÍQUIDOS PENETRANTES
Se utiliza para determinar si existen defectos en la composición física
del carril (fisuras), estos líquidos se aplican de la siguiente forma: un
primer líquido para la limpieza del carril, luego el líquido que va a
penetrar en la fisura (en caso de que existan), seguidamente se limpia
la superficie y se aplica el último líquido que es el va a revelar la
existencia fisuras.
De aparecer, este color rojo es indicativo de que existen fisuras.
COMPONENTES DE LA VÍA FÉRREA DEL
TRAMO CARACAS-CÚA
NEUTRALIZACIÓN DE TENSIONES
Por efecto de las variaciones de temperatura en horas distintas
de un mismo día, se producen esfuerzos de compresión y
tracción que son diferentes en cada tramo de la BLS, que
producen deformaciones tanto en planta como en alzada.
Por esto se deben igualar la temperatura del carril dentro de
unos límites fijados por la región donde se instala. Se
recomienda que esta temperatura de fijación en el montaje sea
menor que la de neutralización.
La finalidad es lograr que la temperatura de fijación de los
carriles sea igual o muy parecida a lo largo de toda la BLS
soldada.
COMPONENTES DE LA VÍA FÉRREA DEL
TRAMO CARACAS-CÚA
NEUTRALIZACIÓN DE TENSIONES, tipos
La neutralización de tensiones puede hacerse por calentamiento
solar de los carriles, este se ejecuta de manera natural y lo que
se trata de evitar que sea entorpecida por rozamientos y
conseguir que la temperatura en toda la barra sea la misma.
Liberación por tracción, este procedimiento se basa en la
aplicación de tensores hidráulicos fijados en uno de sus
extremos y debe estar suficientemente fijo en el otro extremo.
COMPONENTES DE LA VÍA FÉRREA DEL
TRAMO CARACAS-CÚA
APARATOS DE VÍA
La vía es un elemento unidireccional, pero a su vez presenta diversos
inconvenientes desde el punto de explotación, ya que en condiciones
normales se presenta la necesidad de realizar cruces, alcances,
apartado del material, de esta circunstancia surge la necesidad del
aparato de vía, la función de este dispositivo es asegurar la
continuidad de la vía para un trayecto o ruta seleccionado entre
varios, divergentes o secantes.
COMPONENTES DE LA VÍA FÉRREA DEL
TRAMO CARACAS-CÚA
APARATOS DE VÍA, clasificación
Existen diversas clases de aparatos de vía, pero estas se pueden
reducir en desvíos y travesías.
• Los desvíos permiten el paso de una vía a otra, cuyos ejes son
tangentes. Su estructura es: cambios, carril de unión y cruzamientos
sencillos.
• Las travesías permiten también el paso de una vía a otra, pero los
ejes se cortan. Su estructura es: cruzamientos sencillos, carriles de
unión, cruzamiento doble, carriles de unión y cruzamientos sencillos
COMPONENTES DE LA VÍA FÉRREA DEL
TRAMO CARACAS-CÚA
APARATOS DE VÍA, partes fundamentales
Zona
Cruzamiento
Zona
Carriles Zona de Cambio
de unión
COMPONENTES DE LA VÍA FÉRREA DEL
TRAMO CARACAS-CÚA
APARATOS DE VÍA, partes fundamentales
Zona de Cambio: Es la zona de un aparato de vía donde se selecciona
la vía por la cual se va a circular. Pueden ser de accionamiento
manual o electro-mecánico.
6
Elementos principales:
1 Contragujas
2 Agujas
3 Dispositivo de anclaje
4 Almohadilla de talón
5 Cojinete de resbalamiento
6 Tirantes
7 Placas especiales
5
1
2
COMPONENTES DE LA VÍA FÉRREA DEL
TRAMO CARACAS-CÚA
APARATOS DE VÍA, partes fundamentales
Zona de Carriles de Unión: Se compone de cupones de carril que
destinados a unir la zona de cambio y de cruzamiento
COMPONENTES DE LA VÍA FÉRREA DEL
TRAMO CARACAS-CÚA
APARATOS DE VÍA, partes fundamentales
Zona de Cruzamiento: Es la zona de un aparato de vía se hace
efectivo el cruce de una vía a otra. Muchas de las inspecciones de
seguridad van orientadas a esta zona y a la zona de cambio.
Elementos principales:
3
1 Patas de liebre
2 Corazón
3 Contracarriles
2
1
COMPONENTES DE LA VÍA FÉRREA DEL
TRAMO CARACAS-CÚA
APARATOS DE DILATACIÓN
Son dispositivos que absorben los movimientos de las zonas de
respiración en la barra larga soldada.
Estos movimientos son causados por la variación de temperatura en
el ambiente y su función es absorber total o parcialmente la dilatación
del carril, manteniendo la continuidad del camino de rodadura.
En nuestro tramo debido a que la variación de temperatura no es tan
elevada, sólo se concibieron dos aparatos de dilatación en el
viaducto 1-1 (uno en cada vía).
GEOMETRÍA DE LA VÍA
GEOMETRÍA EN PLANTA
Se define la geometría en planta de la vía en un plano horizontal.
A través de la geometría en planta es posible realizar el trazado de la
vía.
Elementos de la vía en planta:
Recta
• Rectas
• Curvas de transición
• Curvas circulares
Transición
Circular
Recta
Transición
GEOMETRÍA DE LA VÍA
GEOMETRÍA EN PLANTA
Ancho de vía: Es la mínima distancia entre las caras activas de las
cabezas de los carriles, a 15 mm. por debajo del plano de rodadura.
1435 mm
Peralte: es la diferencia de cota entre el carril derecho e izquierdo, es
utilizado en la vía para contrarrestar la fuerza centrífuga producida
por la trayectoria circular.
h
GEOMETRÍA DE LA VÍA
GEOMETRÍA EN PLANTA
Flecha: es la distancia medida al punto medio de una cuerda entre la
cuerda y la curva.
M
punto medio de la cuerda
FLECHA
Alabeo: Se llama así a la distancia del punto de superficie de rodadura
del carril de una vía, donde debía apoyar la cuarta rueda de un
vehículo, al plano determinado por los tres puntos de apoyo de las
otras ruedas en los carriles.
En la práctica se determina por la diferencia de los peraltes de dos
secciones de la vía, separadas una distancia determinada.
GEOMETRÍA DE LA VÍA
GEOMETRÍA EN PLANTA
Alabeo: Se llama así a la distancia del punto de superficie de rodadura
del carril de una vía, donde debía apoyar la cuarta rueda de un
vehículo, al plano determinado por los tres puntos de apoyo de las
otras ruedas en los carriles.
En la práctica se determina por la diferencia de los peraltes de dos
secciones de la vía, separadas una distancia determinada.
ALABEO
GEOMETRÍA DE LA VÍA
GEOMETRÍA EN PLANTA
• Rectas: son curvas con radio infinito y tienen un peralte teórico
nulo.
• Curvas circulares: son curvas de radio y peralte constante.
• Curvas de transición: Las curvas de transición con curvas
concebidas para la unión de rectas y curvas circulares.
Estas son curvas de radio decreciente, desde radio infinito (recta)
hasta un radio mínimo (curva circular).
Son curvas de peralte creciente, desde peralte mínimo h=0 (para
rectas) hasta peralte máximo en curva circular.
Las curvas de transición pueden ser de varios tipos, entre ellos: curva
parabólica cúbica, clotoide, entre otras. En el tramo Caracas-Cúa se
construyó con curvas de transición “Parábola cúbica” cuya ecuación:
x3
y
6 LR
GEOMETRÍA DE LA VÍA
GEOMETRÍA EN PLANTA, puntos singulares
• RT: punto de final de recta e inicio de transición.
• TC: punto de final de transición e inicio de curva circular.
• CT: punto de final de circular e inicio de curva de transición.
• TR: punto final de transición e inicio de recta.
Recta
TR
CT
TC
RT
Recta
Transición
Transición
Circular
GEOMETRÍA DE LA VÍA
GEOMETRÍA EN PLANTA
• Total de rectas
41
•Total de curvas de transición en el tramo
72
• Total de curvas circulares de curva circular
40
• Total de curvas circulares sin transición
4
GEOMETRÍA DE LA VÍA
GEOMETRÍA EN ALZADO
Se define la geometría en alzado de la según la variación de cota de la
vía.
Elementos de la vía en planta:
• Rampas
• Pendientes
• Curvas de acuerdo o curvas verticales
Rampa
Pendiente
GEOMETRÍA DE LA VÍA
GEOMETRÍA EN ALZADO
Curvas de acuerdo o curvas verticales: son curvas utilizadas para
empalmar tramos de pendientes diferentes.
β
α
RECEPCIÓN DE LA VÍA DESPUÉS DE SU
CONSTRUCCIÓN
VERIFICACIÓN DE PARÁMETROS GEOMETRICOS
Para la recepción de la vía es necesario realizar sondeos durante todo
el proceso de construcción de la misma, de manera de ir obteniendo
índices o parámetros de calidad que definan el estado de la vía.
Estos sondeos se realizan tomando una muestra representada por un
hectómetro por cada kilómetro de vía.
Parámetros principales a medir:
• Ancho de vía.
• Peralte.
• Flecha.
• Alabeo.
• Control geométrico de soldadura aluminotérmicas.
• Posición de la vía con respecto a los puntos de replanteo.
RECEPCIÓN DE LA VÍA DESPUÉS DE SU
CONSTRUCCIÓN
INSPECCIÓN VISUAL
La inspección visual se realiza a través de recorridos a pie utilizando
ciertos implementos tal como una cámara digital para ir fotografiando
anomalías en la vía.
Parámetros principales a observar:
• Estado de las traviesas.
• Estado de los carriles.
• Estado del balasto.
• Estado de las sujeciones.
• Estado de las soldaduras aluminotérmicas.
• Estado de las juntas aislantes.
• Estado de la infraestructura (túneles, viaductos, terraplenes, etc).
MECÁNICA FERROVIARIA
INTERACCIÓN RUEDA-CARRIL
Se refiere al contacto que se establece entre las ruedas de los
vehículos (EMU´s, locomotoras, etc) y los carriles a nivel de la
superficie de rodadura y la cara activa del carril, para cumplir dos
funciones la de sustentación de las cargas y la conducción o
guiado de las mismas.
MECÁNICA FERROVIARIA
CARACTERÍSTICAS DE LA VÍA
a.- Su Flexibilidad:
Derivado del hecho de que los vehículos, que por ella circulan son
pesados y rígidos.
Peso del EMU
Tara (P0)
Ton
P1
Ton
P2
Ton
P3
Ton
RC
42
6.72
12.6
15.61
M
49
7.28
13.51
16.66
Total
182
210
234.22
246.54
MECÁNICA FERROVIARIA
b.- La Continuidad Geométrica:
En planta y en alzada.
MECÁNICA FERROVIARIA
c.- La robustez:
Imprescindible para adsorber y transmitir las elevadas cargas por eje
del material.
Peso del Carril
60 Kg por metro lineal
Peso de las traviesas
315 Kg
Espesor de Balasto
Entre 30 a 48 cm
MECÁNICA FERROVIARIA
d.- La inclinación del carril:
Inclinación 1/20 hacia el interior
MECÁNICA FERROVIARIA
CARACTERÍSTICAS MIXTAS
a.- Juego de la vía:
Se define como la diferencia que en una alineación recta existe
entre el ancho de la vía (1435 mm) y la distancia comprendida
entre el interior de las ruedas.
D
1435 mm
MECÁNICA FERROVIARIA
b.- Sobreancho:
Se establecen en las curvas y depende del radio de curvatura.
Radios de Curvaturas (mts)
Sobreanchos (mm)
250< R< 300
5
200< R < 250
10
150< R < 200
15
R < 150
20
MECÁNICA FERROVIARIA
CARACTERÍSTICAS DEL MATERIAL:
a.- Calaje de las ruedas:
Sobre los ejes que constituyen el conjunto eje montado.
MECÁNICA FERROVIARIA
b.- Las ruedas:
Son cónica con pestaña y presentan una inclinación.
B = Máx. 33
NUEVO ESTADO
A = mín. 28
10
RUEDA
DISCO DE FRENO
MONTADO EN EJE
70
DIÁMETRO DE LA
RUEDA
EJE
C = mín. 6,5
2
A = Máx. 36
ESTADO DE DESGASTE
COMPLETO
RODAMIENTO DE
RODILLOS
CÓNICOS
10
B = mín. 22
D = 1,410 – 1,426
ACOPLADOR WN
- CONJUNTO DE RUEDA
PARA BOGIE REMOLCADO -
RUEDA
DISCO DE FRENO
MONTADO EN
RUEDA
EJE
UNIDAD DE
ENGRANAJE
RODAMIENTO DE
RODILLOS
CÓNICOS
- CONJUNTO DE RUEDA
PARA BOGIE MOTOR -
70
MECÁNICA FERROVIARIA
MOVIMIENTO DE LAZO
Se produce cuando el centro del eje de los vehículos está
sometido a un movimiento de vaivén.
EFECTOS
Provoca aceleraciones que pueden ser significativas
POSIBLES ACTUACIONES
Cambios geométricos
MECÁNICA FERROVIARIA
MOVIMIENTO DE LAZO
α
Centro
instantáneo
de rotación
MECÁNICA FERROVIARIA
CÁLCULO DE LA VÍA
El conjunto que forma la vía férrea (carril, sujeciones, traviesas,
balasto, sub-balasto y plataforma ) soporta desde un punto de vista
mecánico, la acción de una serie de esfuerzos verticales, transversales
y longitudinales.
Verticales
Verticales
Transversales
MECÁNICA FERROVIARIA
Objetivos técnicos de una vía
Uno de los objetivos primordiales que se persigue con el cálculo
de la vía es conocer las acciones y los esfuerzos que actúan sobre
la vía.
Objetivos económicos de una vía
Además de estas razones técnicas hay motivos económicos que
justifican el análisis del comportamiento de cada uno de los
elementos ya que los costos de mantenimiento de la vía pueden
llegar a ser considerables.
MECÁNICA FERROVIARIA
ESFUERZOS A CONSIDERAR
Teóricamente la vía sólo debería soportar los esfuerzos procedentes
del peso de los vehículos y la fuerza centrífuga ejercida por éstos en
las curvas.
MECÁNICA FERROVIARIA
TIPOS DE ESFUERZOS
Intentando sistematizar el conjunto de esfuerzos que actúan sobre
la vía tenemos que se pueden subdividir en:
a.- Según su aplicación:
Verticales
Longitudinales
Transversales
b.- Por la forma de aplicación de las cargas:
Estáticos
Cuasi-estáticos
Dinámicos
MECÁNICA FERROVIARIA
ESFUERZOS VERTICALES
Se transmiten por las ruedas de los vehículos y resultan en
primer lugar de la carga estática de estos.
Esfuerzos Verticales
MECÁNICA FERROVIARIA
ESFUERZOS TRANSVERSALES
Que juegan un papel decisivo tanto en la estabilidad de la marcha
como en la seguridad de la circulación (por peligros de
descarrilamiento ó incluso vuelco) se producen tanto en curva
como en recta.
Esfuerzo Transversal
MECÁNICA FERROVIARIA
ESFUERZOS LONGITUDINALES
Son inherentes unos a las condiciones del establecimiento de la vía,
y, otros, al movimiento de los vehículos sobre la misma.
Esfuerzos Longitudinales
LA CALIDAD DE LA VÍA
GENERALIDADES
La función esencial de la vía es permitir a los trenes rodar a la
velocidad prevista con las condiciones de seguridad y comodidad
necesarias; existen pues tres factores que delimitan la calidad de la
vía: velocidad, seguridad y confort.
LA CALIDAD DE LA VÍA
INTERÉS, OBJETIVOS Y APLICACIONES
En la medida que crezcan las exigencias en cuanto a densidades de
circulación, aumento de cargas por eje, etc; aumentan las
solicitaciones ejercidas sobre la vía. Paralelamente a estas
especificaciones crecen otras como la mejora del confort y la
necesidad de aumentar la seguridad.
Para conseguir esto es necesario dedicar importantes esfuerzos y
recursos a la conservación de la vía.
LA CALIDAD DE LA VÍA
ASPECTOS PARA OBTENER UNA BUENA CALIDAD DE VÍA.
Control y ejecución de obras nuevas:
Resulta imprescindible para cualquier explotación ferroviaria
establecer controles de calidad de los productos que se reciben y
los trabajos que se ejecutan.
LA CALIDAD DE LA VÍA
CONTROLES PREVIOS AL EXTENDIDO DEL LECHO DE BALASTO
a.- Comprobación de hitos de
centrado forzoso:
Es la primera actividad de control y
la empresa constructora realiza las
tareas de ejecución y posicionado
de los mismos
b.Comprobación
de
geometría del subbalasto:
la
Para poder encajar el trazado real
que tendrá la vía es necesario
saber donde se encuentra la
plataforma.
LA CALIDAD DE LA VÍA
c.- Comprobación de piquetes y
puntos de marcaje:
Para poder posicionar la vía en su
sitio, es indispensable disponer de
las referencias externas.
d.- Comprobación del estado de la
plataforma:
Antes de proceder al extendido del
lecho de balasto, el equipo de
asistencia
técnica
realiza
una
inspección visual del estado del
subalasto (carpeta asfáltica) por si
fuera necesario alguna intervención en
el mismo
LA CALIDAD DE LA VÍA
CONTROLES PREVIOS AL RIEGO DE BALASTO.
a.- Comprobación del lecho de
balasto:
Se realiza un replanteo del
perfil teórico, una nivelación
del punto replanteado asi como
una medida del espesor de
banqueta.
b.- Comprobación del tendido de Vía:
Hay que prestar especial interés en
controlar el estado de las fijaciones, a
las calas entre carriles, al apretado de
las sujeciones, a la escuadra de las
juntas, al estado de las traviesas y los
carriles, en resumen a todo.
LA CALIDAD DE LA VÍA
Aparte de la observación visual de todos los elementos se debe
realizar unas comprobaciones geométricas,
que son las
siguientes:
Posición en planta, ancho, distancia y escuadra de traviesas,
escuadra de juntas entre carriles.
LA CALIDAD DE LA VÍA
CONTROLES SOBRE LA NIVELACIÓN DE LA VÍA
Desde el momento que se comienza con los riegos de balasto, todas
las operaciones que se realizan en la vía, se encaminan a dejarla en
su posición definitiva, tanto en planta como en alzada.
LA CALIDAD DE LA VÍA
a.- En todos los estados de la vía se realizan los mismos controles
•
•
•
•
Nivelación longitudinal
Nivelación Transversal
Ancho de Vía
Alineación en planta:
- Distancias laterales
- Flechas
LA CALIDAD DE LA VÍA
b.- Controles en las distintas nivelaciones:
En cada una de ellas se realizan las siguientes comprobaciones:
Primer levante:
- Sondeo hectometrito: 120 metros cada Kilómetro, medidos cada 5 metros.
- Sondeo en puntos de marcaje: toda la vía cada 60 metros.
Primera nivelación:
- Sondeo hectometrito: 120 metros cada Kilómetro, medidos cada 5 metros.
- Sondeo en puntos de marcaje: toda la vía cada 60 metros.
Primer Estabilizado:
- Sondeo hectometrito: 120 metros cada Kilómetro, medidos cada 5
metros.
Segunda Nivelación:
- Sondeo hectometrito: 120 metros cada Kilómetro, medidos cada 5 metros.
- Sondeo en puntos de marcaje: toda la vía cada 60 metros.
Segundo estabilizado:
- Sondeo hectometrito: 120 metros cada Kilómetro, medidos cada 5 metros.
- Sondeo en puntos de marcaje: toda la vía cada 60 metros.
LA CALIDAD DE LA VÍA
SOLDADURAS ALUMINOTÉRMICAS Y
LIBERACIÓN DE TENSIONES
Estas actividades específicas
que forman parte del montaje de
la superestructura, requieren
una especial atención por parte
de las unidades de asistencia
técnica. Con lo cual es
imprescindible que el personal
hayan realizado cursos de
soldaduras
aluminotérmicas,
manejos de aparatos de control
por ultrasonido y en la
utilización
de
reglas
de
medición de inducción eléctrica.
LA CALIDAD DE LA VÍA
a.- Aplicación de líquidos penetrantes:
El primer control que se realiza es la inspección visual con la ayuda
de líquidos penetrantes
LA CALIDAD DE LA VÍA
b.- Control Geométrico:
El segundo control es el geométrico, midiendo la superficie de
rodadura y la cara activa de la misma. Se realiza con la regla metálica
de 1 metro ó con una regla de inducción eléctrica, con registro de
datos, que luego son informatizados.
LA CALIDAD DE LA VÍA
c.- Auscultación con equipo de ultrasonido:
La inspección se realiza con un equipo portátil, que graba los
registros para luego analizarlos.
LA CALIDAD DE LA VÍA
d.- Verificación del par de apriete:
Además de supervisar y controlar todo el proceso de liberación de
tensiones, es necesario comprobar el par de apriete de la
fijaciones, ya que este será el apriete final.
LA CALIDAD DE LA VÍA
e.- Control de Aparatos de Vía:
1.- El primer control a realizar es la recepción de los materiales que
conforman los aparatos de vía.
2.- Se realiza el seguimiento exhaustivo de las tareas de premontaje,
poniendo especial interés en las cargas y descargas de las piezas.
3.- Supervisar la correcta colocación de cada una de las piezas, en
especial las placas de asiento y las sujeciones.
4.- Se controlan aquellas medidas que son invariables así como las
distancias y escuadras de las traviesas.
5.- Una vez instalados en vía, se procede a realizar las
comprobaciones geométricas dependiendo del estado de la vía, se
comprueba en primer levante, primer estabilizado, primera
nivelación, segunda nivelación y segundo estabilizado.
6.- Se miden todas las cotas internas del aparato, descuadre de
agujas, alturas de contracarril, encerrojamiento, etc.
LA CALIDAD DE LA VÍA
IMPORTANCIA DE LA ESTABILIZACIÓN DINÁMICA DE LA VÍA
Objetivo de la estabilización
El objetivo de la estabilización dinámica de la vía está en la obtención de
un mejor anclaje de la carrilera (carriles, sujeciones y traviesas) en la vía.
LA CALIDAD DE LA VÍA
Consideraciones Básicas
La estabilización dinámica consiste en hacer vibrar la vía (en
oscilaciones horizontales) por medio del estabilizador y al mismo
tiempo se le aplica una carga vertical. Por la nueva disposición de
las piedras así conseguida, la vía desciende un poco y (“por
fricción”) se ajusta el lecho de balasto.
LA CALIDAD DE LA VÍA
LO QUE SE CONSIGUE CON LA ESTABILIZACIÓN
DINÁMICA DE LA VÍA
El estabilizador dinámico produce un nuevo orden de las piedras del
balasto, así como una disposición homogénea y compacta de todo el
material del lecho.
LA CALIDAD DE LA VÍA
Puesta en servicio de una vía sin estabilización dinámica:
Debido a las superficies de contacto aún no optimas, con el paso de
los primeros trenes las fuerzas aplicadas a las piedras aún se
distribuyen irregularmente, los cantos y puntas pueden quebrarse y
lleva a un orden no controlado de las piedras; la vía bajo la carga de
los trenes experimenta un rápido asentamiento.
Prolongación del ciclo de mantenimiento:
En una vía estabilizada se puede contar con un sostenimiento más
prolongado de la geometría de la superestructura de la vía
LA CALIDAD DE LA VÍA
AMOLADO DE CARRIL
Generalidades:
Se realiza para la eliminación de una película superficial de acero
descarburado, que se origina durante el proceso fabricación de los
carriles así como para la eliminación al mismo tiempo de otros defectos.
LA CALIDAD DE LA VÍA
Ventajas del Amolado:
a.- Eliminación de defectos de fabricación del carril:
Defectos residuales en su superficie activa.
b.- Eliminación de defectos ocasionados durante los trabajos de
montaje:
Marcas producidas en los carriles al descargar las plataformas de transporte
de materiales.
c.- Retraso en la formación del desgaste ondulatorio:
La formación del desgaste ondulatorio se acelera con la velocidad de
circulación por lo que el amolado ayuda a retraer la aparición y aumento de
este tipo de defecto.
d.- Mejora del perfil longitudinal del trazado de la vía:
Esta se consigue aplanando las ondas superficiales de fabricación del carril
así como del esmerilado de las soldaduras aluminotérmicas.
e.- Mejora de la inclinación de la superficie de rodadura del carril:
El amolado permite conseguir una superficie de rodadura que
corresponda a una inclinación constante del carril.
LA CALIDAD DE LA VÍA
MANTENIMIENTO, planificación y control
Tipos de mantenimiento preventivo de la vía:
a.- Mantenimiento cíclico: cosiste en reestablecer las cotas de
proyecto sobre tramos continuos según ciclos rígidos que prevén la
ejecución sistemática de un conjunto de operaciones (este método
esta en desuso).
b.- Mantenimiento según estado: consiste en planificar los trabajos
de mantenimiento con el objeto de ejecutar tan sólo las operaciones
que resultan necesarias en cada momento.
LA CALIDAD DE LA VÍA
Etapas que caracterizan el mantenimiento de la vía:
1ra Recolección de información, de forma manual, mecánica, utilizando
estadísticas, etc.
2da Tratamiento de dicha información, haciendo aparecer parámetros
tales como notas de confort, valores fuera de tolerancia, etc.
3ra Toma de decisión de actuar sobre un tramo.
Se pueden distinguir dos grupos de operaciones diferentes desde este
punto de vista:
LA CALIDAD DE LA VÍA
4ta Ejecución del trabajo, que incluye la elección de los medios de
mantenimiento a emplear que serán naturalmente función de las distintas
situaciones.
5ta Control de la ejecución, con el doble fin de evitar la aparición de los
defectos que podrían eventualmente ser provocados por las propias obras
de mantenimiento y garantizar unos niveles aceptables en la geometría
final de la vía.
LA CALIDAD DE LA VÍA
Operaciones de Gestión en “tiempo real” que comprenden:
• La programación de los trabajos necesarios a muy corto plazo
(porque se están bordeando los límites de seguridad, por ejemplo)
• La adaptación de los programas de trabajo a corto o mediano plazo a
las necesidades reales.
• La comprobación de que el estado geométrico de la vía cumple
ciertas tolerancias de recepción.
Operación de Gestión en “tiempo diferido”:
Que cosiste en elaborar los programas de trabajo a medio y largo
plazo y en efectuar tareas de investigación tales como el estudio de la
mecánica del deterioro, etc.
GRACIAS POR SU ATENCIÓN
VÍA FÉRREA