apuntes ferrocarriles

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1 INTRO Función del transporte.- Existe transporte porque los centros de producción y de ocio se encuentran lejos de las personas. Mercado = relación oferta demanda . El productor quiere salvar costes y el beneficio común para el máximo número de consumidores: he ahí el consumo. En el mercado perfecto, existe el libre cambio (cualquiera puede abrir una empresa de transportes) y existe independencia del precio e indiferencia de la mercancía. En el transporte no existe, sin embargo, libre cambio: es el Estado quien regula, y mucho, dicho sector a través de normas y de concesiones. El precio no es independiente: el oligopolio de algunos sectores así lo impide. Y el precio es dependiente de la tarifa. La única excepción la supone el transporte por carretera (demasiados camiones). Características permanentes del transporte.- Capitalizado.- El capital de las infraestructuras de las que depende el transporte es inmenso; tomar decisiones es, pues, exageradamente complejo. Discontinuidad de la infraestructura.- En el presente es diseñada para colapsar el nivel de servicio dentro de 20 años; la infraestructura se encuentra, pues, inicialmente infrautilizada. No es almacenable.- No pueden ir siendo almacenados pasajeros hasta que sea conseguido llenar un autobús. Existencia de retornos.- Mercancía de ida, pero también de vuelta; dichos retornos lo distorsionan todo. Fluctuaciones temporales. Características no permanentes.- Multiplicidad de circunstancias: para Salamanca– Madrid se puede ir en coche, taxi, bla–bla–car,… Diversidad de estatuto jurídico. Existen empresas tanto públicas como privadas. Diversidad de situaciones en relación con la infraestructura; el grado de coste de la misma en relación con el transporte es diferente: las autovías se encuentran amortizadas, pero no los Desigualdad de obligaciones sociales y cargos de la Administración; Correos, verbigracia, tiene más obligaciones sociales con sus

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Apuntes ingieneria civil ferrocarriles

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INTRO

Funcin del transporte.- Existe transporte porque los centros de produccin y de ocio se encuentran lejos de las personas.Mercado = relacin . El productor quiere salvar costes y el beneficio comn para el mximo nmero de consumidores: he ah el consumo. En el mercado perfecto, existe el libre cambio (cualquiera puede abrir una empresa de transportes) y existe independencia del precio e indiferencia de la mercanca.En el transporte no existe, sin embargo, libre cambio: es el Estado quien regula, y mucho, dicho sector a travs de normas y de concesiones.El precio no es independiente: el oligopolio de algunos sectores as lo impide. Y el precio es dependiente de la tarifa. La nica excepcin la supone el transporte por carretera (demasiados camiones).Caractersticas permanentes del transporte.-

Capitalizado.- El capital de las infraestructuras de las que depende el transporte es inmenso; tomar decisiones es, pues, exageradamente complejo.Discontinuidad de la infraestructura.- En el presente es diseada para colapsar el nivel de servicio dentro de 20 aos; la infraestructura se encuentra, pues, inicialmente infrautilizada.

No es almacenable.- No pueden ir siendo almacenados pasajeros hasta que sea conseguido llenar un autobs.

Existencia de retornos.- Mercanca de ida, pero tambin de vuelta; dichos retornos lo distorsionan todo.

Fluctuaciones temporales.

Caractersticas no permanentes.-

Multiplicidad de circunstancias: para SalamancaMadrid se puede ir en coche, taxi, blablacar,Diversidad de estatuto jurdico. Existen empresas tanto pblicas como privadas.

Diversidad de situaciones en relacin con la infraestructura; el grado de coste de la misma en relacin con el transporte es diferente: las autovas se encuentran amortizadas, pero no los trenes.

Desigualdad de obligaciones sociales y cargos de la Administracin; Correos, verbigracia, tiene ms obligaciones sociales con sus funcionarios que MRW con sus trabajadores.

Desigual peso de la herencia del pasado.

Oferta del transporte.--Clasificacin de los modos de transporte.1)Sin vehculo (burro, caballo) o con vehculo.2)Segn la adherencia.a)Adherente. El tren de toda la vida; la adherencia no existe a partir de cierta pendiente.b)No adherente. Funicular (hasta pendientes de 480 milsimas) y el de cremallera.c)Ambos pueden encontrarse en sustentacin por rodadura y por levitacin magntica.-Aspectos o caractersticas de servicios.1)Aspecto o solape de servicios. Que surja bla bla car puede afectar a los autobuses y al tren, y el primero incluso se ver ms perjudicado.2)Diferencia entre la oferta de pases con distinto desarrollo. No es lo mismo circular en Espaa que en Estados Unidos; incluso en el mismo pas.3)Adaptacin a las puntas. Indispensable para una empresa de autobuses; el resto se encuentra infrautilizado.4)Produccin conjunta. Que haya categoras (primera, segunda, litera,) influye en el precio.5)Limitacin de la oferta debido a intereses varios:a)Falta de inters (tren SalamancaZamora no interesa).b)Capacidad: es incrementada la demanda.c)Falta de coordinacin, sobre todo entre diferentes compaas.d)Falta de adaptacin al mercado por caresta de fondos, de tecnologa (trenes de doble altura,).-Componentes de la calidad de la oferta.1)Seguridad. El tren lo es siempre, tanto en pasajeros como en pasajeros km.2)Comodidad. Son cada vez ms cmodos, pero tambin influye la comodidad para comprar un billete, para reclamar, la estacin,

CAPTULO I.- FERROCARRIL

1.1.- CLASIFICACIN DE LAS LNEAS DE FERROCARRIL

La ley y el Reglamento del Sector Ferroviario definen los conceptos de infraestructura ferroviaria y de lnea ferroviaria, especificando con mucho detalle sus elementos constitutivos.

Establecen, adems, una clasificacin de las lneas en lneas de alta velocidad y lneas convencionales:-Son consideradas lneas de alta velocidad.-1)Las lneas especialmente construidas para la alta velocidad, equipadas para velocidades, por lo general, iguales o superiores a 250 .2)Las lneas especialmente acondicionadas para la alta velocidad, equipadas para velocidades del orden de 200 .3)Las lneas especialmente acondicionadas para la alta velocidad, de carcter especfico, debido a consecuencias topogrficas, de relieve o de entorno urbano cuya velocidad deber ajustarse caso por caso.-Son lneas ferroviarias convencionales las que, encontrndose integradas en la Red Ferroviaria de Inters General, no renen las caractersticas propias en las lneas ferroviarias de alta velocidad.

1.2.- MEDIDA DEL TRFICO FERROVIARIO

TmKm y viajerokm; pueden ser sumadas:1010 viajerokm + 21010 Tmkm = 31010 unidades de transporte.Si lo que hay son 100 mill de viajeros y 40 mill Tm, responden respectivamente a 100km y a 500 km de media.Momento de circulacin.- Se produce en el cruce entre una va de tren y una carretera, y es igual al producto:

Mc = IMD

El paso a nivel es suprimido cuando Mc > 24.000.Distancia real.- Dcese de la distancia comprendida entre dos puntos A y B.Distancia virual.-

Lvirtual = Lreal ++

Rampa.- Rasante de pendiente positiva (subida).Pendiente.- Rasante de pendiente negativa (bajada).donde:Lr = Longitud real.Lc = longitud de la curva.a = incremento de traccin en la curva (tabla).b = incremento de traccin en las pendientes.El trmino b es negativo para las pendientes siempre que no sean aplicados los frenos.

1.3.- CARACTERSTICAS DEL TRANSPORTE FERROVIARIO

La resistencia ruedaral, en lnea recta y pendiente nula, es del Mover 1 Tm exige 3 kp.Si la potencia es definida como el cociente entre la energa y el tiempo, es tenido que:

W = W = F W = F Vel

Se tiene que, si lo que se quiere es mover 900 Tm a 72 en tramo recto y horizontal:

W = 3kp 900 Tm 72 W = 720 CV

La potencia necesaria para trasladar con camiones el mismo volumen de mercancas sera igual a:

n = n = 22 camiones; W = 22 camiones 500 W = 11.000 CV

PRiEl ferrocarril tiene como inconveniente una gran sensibilidad al trazado. A las rampas, mayormente.Ri = resistencia. Para valores mnimos de la pendiente (), se tiene que:Sen() Tag(); Ri = P Sen() Ri P Tag() Ri = PLo que ello significa es que la Resistencia total para y 1 Tm (1.000 kp) es de 23 kp: casi 8 veces ms en esa rampa.

Agresin al medio ambiente.- Las emisiones, respecto del transporte por carretera, son de por cada Tm y km transportado; y si el tren es elctrico, dichas emisiones se concentran adems en el punto de fabricacin de la energa. Y slo si sta es trmica (si es renovable, entonces nada).Emite ms ruido que el transporte por carretera, pero menos que el avin.

1.4.- ORDENACIN DEL TERRITORIO

29 m

En una autova de 4 carriles pueden circular:

n = 2.000 4 carriles 2 n = 16.000

El ferrocarril permite permite la circulacin de ms de 40.000 ; es, pues, ms efectivo; especialmente, a la entrada de grandes ciudades.Emite, sin embargo, mayores radios y menores pendientes: ocupa ms espacio que la carretera. Su peso especfico en el transporte de mercancas es del en Rusia, en Estados Unidos e nfimo en Espaa. Su presencia sin embargo, en Tmkm, aumenta bastante.

1.5.- PERSPECTIVAS Y OPORTUNIDADES DEL FERROCARRIL

Siempre tiene perspectivas de crecimiento todo lo relacionado con el transporte de viajeros. Y la tecnologa para tal fin est siendo exportada por Espaa.

CAPTULO II.- CONSIDERACIONES GENERALES SOBRE LA VA

2.1.- CAMINO DE RODADURA

SubbalastoCapa de formaTerraplnEl subbalasto es similar a la zahorra artificial y la capa de forma es suelo seleccionado. Es poco permeable para que el agua evace con rapidez.Superestructura = carriles + traviesas + balasto.Carril.- Su funcin es soportar las cargas y hacer de gua. Europa: de 16 a 22 . EE. UU: de 30 a 32 ; puede llegar a 435 .Traviesa.- Mantiene el ancho del carril y las pendientes.Balasto.- Transmite las cargas a la placa, drena rpidamente y arriostra a las traviesas para que la va no sea movida.20 10 ; S = 3 cm2; P = P = 105 KPaDicho peso disminuye a medida se desciende por la superficie transversal de la superestructura, ya que la superficie aumenta.

2.2.- ANCHO DE VA

Esquema pgina 3.Ventajas e inconvenientes del ancho mtrico respecto de otro ms ancho.--Admite rampas de mayor pendiente, menores radios de curvatura, infraestructuras ms pequeas y menores desmontes. En resumen: ms barato.-Pueden ser llevadas menores cargas y menos pasajeros: inconvenientes de explotacin.-En resumen.- El ancho es inversamente proporcional al coste de explotacin .-En Espaa se ha dado slo en zonas de gran infraestructura.Superar los problemas de comunicacin con Francia por la diferencia de ancho:-Traviesas polivalentes.-Va de 3 carriles cargas asimtricas. Catenarias polivalentes.-Cambio de eje. ste gira con la rueda (calaje). Bogies, en lugar de ejes, es lo que llevan los de pasajeros. Cerbere y Cmo funcionan los bogies de un tren en youtube.-Solucin de Talgo.- Apoya en el chasis; desencajan las ruedas y dejan de ser solidarias. Es corregido el ancho y vuelven a ser bloqueadas las reudas, sobre las cuales es apoyada la mquina.-La solucin de CAF es similar.Cambio automtico de ancho de va sistema talgo, Cambio automtico de ancho de va sistema brava de CAF y cambiador dual de ancho de va en youtube.

2.3.- EL ASIENTO DE VA

Inclinacin de los carriles.- en casi toda Europa; en Reino Unido, Japn y Alta Velocidad alemana; en Estados Unidos (verticales).Tanto la llanta como el carril se desgastan ms si ste es vertical; dicho desgaste es, adems, heterogneo y existe una mayor tendencia de la va hacia el viaducto exterior.Tolerancia en el ancho de la va: entre +3 mm y 2 mm. La capa de rodadura del carril, el tirafondo sujeto a la traviesa, el lateral sometido al efecto de la pestaa, se desgastan, especialmente en las curvas ya que es donde existen mayores esfuerzos horizontales. El ancho, por consiguiente, aumenta.Puede tambin disminuir en las rectas si las traviesas se curvan o si la inclinacin del carril (el ) es acentuado.Esta va nueva (+3, 2) es igual de til hasta (+6, 3). Las tolerancias exigidas, cuando se recompone una va NO nueva, son de (+4, 3).

Mucha y poca separacin entre traviesasNmero y colocacin de las traviesas.- La rodadura es ms homognea, rgida y cmoda cuantas ms traviesas existan; el carril acabara, caso contrario, combndose. Existe un lmite de entre 1.000 unidades y 2.000 unidades cada 1.000 m; si existe un lmite superior es porque el balasto no podra ser compactado por la bateadora.Trenes auscultadores, bateadora, a mano y con topografa son las formas de medir las tolerancias de la va tanto en trazado como en planta. Trabajos en la va. Bateadora. en youtube.

2.4.- POSICIN DE LAS JUNTAS

SSConcordantes.- Se encuentran en la misma perpendicular. Alternadas.- Au contraire; son varios los sistemas referenciales empleados: de forma aleatoria, que la junta quede a la mitad del carril siguiente o que un bogie coja siempre dos juntas.En los concordantes existen menos golpes (existen menos juntas) pero ms fuertes. La llanta oscila, en alternados, cada vez que coge una llanta, ya que la coge slo de un lado; pero la va tiende a poligonizarse.

LaLRSiendo a el ancho de la va, la diferencia de longitud entre los carriles exterior e interior por unidad de longitud es igual a:

I = I = I = I =

Veredicto.- Llega un momento en el cual tienen que ser utilizados carriles cortos en el ral interior porque las juntas se adelantan demasiado.

2.5.- CURVAS

Radios mnimosVel = k

AnchoPrincipalSecundarioK263846

Normal300180PeralteNoSS

Mtrico10060Curva transNo

Para menor ancho de va, puede ser reducido el radio.

2.6.- RAMPAS

La resistencia en planta es aproximadamente igual a la pendiente en tanto por mil.

3 kpmueven 1 Tmen horizontal (rozamiento)a 72 empleando 720 CV

33 kpen una pendiente del 30 empleando 7.920 CV

Entre el y el del trazado mundial se encuentra por debajo del 10 de pendiente, pero en Espaa se llega al 20 como consecuencia de la orografa.

2.7.- INTERRELACIN VAMATERIAL

Caractersticas de la va.--Resistencia para aguantar las cargas y los movimientos del tren.-Flexible para absorber los impactos: de lo que en carretera se encargan los neumticos y la suspensin del vehculo (por muy rgido que sea el asfalto), en el ferrocarril se encarga la traviesa sobre el balasto.-Continuidad: que no existan baches de va en planta o en alzado, as como que s exista continuidad temporal (que las propiedades de la va se mantengan en el tiempo): de ello se encargan las cualidades anteriores.

Caractersticas del material.-

140mm70mm30mm30mm12mm-Calaje.- Eje y ruedas giran solidariamente.-Forma de las llantas.- La pestaa interior tiene la consecuencia que, si descarrila (pestaa sobre ral), se recoloca por s sola. Eso no sucedera si la pestaa estuviera colocada exteriormente respecto del carril.Caractersticas mixtas.- Juego de va.- Es el juego que tiene el tren para moverse transversalmente; en el ancho ibrico, en Europa y en Estados Unidos es de 12mm, 9mm y 21mm respectivamente.

1668mm + 2mitades 70 = 1.880mmEs la distancia entre planos de rodadura en el ancho ibrico.

CAPTULO III.- EL CARRIL

3.1.- ORGENES HISTRICOS

Carril huella dejada por un carro. Egipcios, persas y ms tarde romanos emplearon carriles de piedra.s. XIV a. d. C. Ramss II emple carriles de cobre en un intento de llegar al canal de Suez.s. XV d. d. C. Mineros alemanes los emplearon de madera.En el s. XVIII hubo una crisis: en Inglaterra vendan el hierro ms barato de lo que costaba producirlo. Para dar salida al excedente, le dieron nuevas aplicaciones: fabricaron el primer puente de hierro y, por supuesto, carriles de hierro, pero eran muy blandos y duraban menos de 1 ao. Fue el acero lo que supuso una verdadera revolucin.

3.2.- MISIONES DEL CARRIL

Cargas longitudinales: variacin de temperatura, aceleraciones y frenada.Cargas verticales: el peso y cargas dinmicas.Cargas transversales. Son incrementadas si existe contacto entre pestaa y carril.Movimiento de lazo y transmisin de la electricidad.El carril, adems de guiar, transmite al terreno las cargas del tren.

3.4.- FORMA DE LA SECCIN

Variable.- Sera lo ms adecuado porque el centro del carril soporta ms cargas que los extremos. Pero es tan complejo que acab siendo desestimado.Constante.- Es el que ha sido finalmente realizado.Bull Head.--La superficie de contacto entre el cojinete y la traviesa es muy amplio, y no hace falta tanta madera.-Daba muchos problemas en la fabricacin porque se enfriaba de manera heterognea.-Los cojinetes eran adems muy caros y no garantizaban la alineacin.-Es simtrico porque sera pensado que, invertidos, podan ser reutilizados; pero eso no era as porque el movimiento del tren sobre la va produca entalladuras en el extremo inferior.Carril de patn o Vigno. Rodeado por aglomerado, permite la circulacin de vehculos. Carece de alma.

3. 5.- PARTES DEL CARRIL DE PATN

Riel UIC 54 .En circunstancias comunes, la cabeza se desgasta 1mm cada 100.000 trenes. Es por ello que conviene, para soportar los desgastes, que la cabeza lleve una reserva de material.En los tneles existe ms corrosin y se desgastan ms rpido; en presencia de humedad especialmente.El alma es la zona del eje neutro. Espesor mnimo. Ser tenido mucho material en las uniones entre el alma y la cabeza y entre el alma y el patn: es donde existen los mayores momentos y donde, por consiguiente, se producen ms roturas.Conviene adems alejar el mayor volumen posible de material respecto del alma a fin de favorecer el momento de inercia.El patn lleva mucha superficie por el momento de inercia, para favorecer la resistencia al vuelco y para llevar mayor superficie de contacto (y menor presin en consecuencia) con la traviesa.Proporciones.- Cabeza, alma y patn, del al , del al y el de material respectivamente. Estas dimensiones favorecen el momento de inercia, la resistencia frente al vuelco, enfriamiento homogneo y resistir las bridas.La forma del alma est pensada para las bridas.

3.6.- SECCIN

La fotoelasticidad es el mtodo ms empleado para conocer cmo afectan las cargas y, por consiguiente, para optimizar la seccin.

3.7.- LONGITUDLa cala (junta) mxima es de 20mm ya que la rueda quedara encajada si fuera mayor. En invierno y en verano el carril estar a 10C y a 70C respectivamente.

L = Li T a

donde:L = incremento de longitud.Li = longitud inicial.T = incremento de temperatura. 100Ca = coeficiente de dilatacin. 115 105

L 20mm Li T a 20mm Li Li Li 17.3913mm Li 17400m.

As pues, existe una longitud mxima que depende no ya de las limitaciones del transporte (12m) ni de las restricciones de fabricacin (laminacin), sino de la longitud de la junta. De ser mayor, un carril acabara siendo comprimido por el otro y seran tenidos efectos de pandeo.

3.8.- PESO

De lo que depender es del nmero, masa y velocidad de los trenes que circulen por encima, contando con la reserva de material para compensar el desgaste. En un principio, 25. En Espaa, entre 54 y 60; y 90 en EE. UU.Lo que tiene que ser bueno es el conjunto carriltraviesa; en Francia:

Tonelada Bruta RemolcadCarril Traviesas

< 25.00050Madera

25.000 35.000

60Hormign

> 35.000

3.9.- CLCULO

Es muy complicado. Slo puede ser resuelto mediante ensayo y error.

3.10.- NATURALEZA

Se le piden propiedades contradictorias entre s: soldable y de fcil fabricacin, no frgil y resistente.Mucho carbono aumenta la resistencia al desgaste, pero tambin la fragilidad. Entre 038% y 076%.Mucho manganeso aumenta igualmente la resistencia al desgaste y no aumenta la fragilidad, pero s dificulta la fabricacin (lo hace menos soldable). Entre 070% y 085%.Fsforo y azufre.- Son impurezas del acero, y suprimirlas es costoso. Su poporcin aumenta la fragilidad.Silicio.- Favorece la laminacin. 030%.La cuestin se encuentra, pues, en hallar los porcentajes adecuados.As se hace rales de acero para trenes 2013 en youtube. Discovery max. 458.

3.11.- RECEPCIN

Mecnicos, qumicos, magnetoscpicos y ultrasnicos son los mtodos que permiten comprobar defectos geomtricos, de composicin e internos. Son comprobados tanto en fbrica como en recepcin.Todos los carriles llevan un bautizo, de manera que toda una colada es comprobada cuando falla uno de ellos.

3.13.- DESGASTE DE LOS CARRILES

Es rpido al principio, pero luego desciende. Desgaste vertical: 1mm cada 100.000 trenes. Desgaste horizontal.- Se desgasta ms la pestaa interior del carril exterior de las curvas.Deformacin plstica.- Es un aplastamiento en el que salen rebabas.Duracin.- Lo que es buscado es que:

DV + < 24mm

donde:DV = Desgaste vertical.DH = Desgaste horizontal.

La onda larga ha sido asociada a la distancia de los rodillos de enderezar verticales. El desgaste ondulatorio es originado porque las cargas del tren varan en 5Tm. Todo ello es solucionado con el tren esmerilado amolado. Tren esmerilado de carril (amoladora) en youtube. 125.

CAPTULO IV.- JUNTAS Y VA SOLDADA

4.1.- DEFINICIN. JUNTA. BRIDA.

No es ms que la unin de 2 carriles mediante otras tantas bridas. Dan continuidad y mantienen los movimientos de un carril respecto de otro para que no se produzcan desalineaciones.Es producido un traqueteo por su culpa; la tendencia es suprimirlas, ya sean concordantes o alteradas.

4.2.- TIPOS DE JUNTAS

(semi)apoyada y (semi)suspendida.

BIBLIOGRAFA

https://trenesinside.wordpress.com/2010/02/05/clasificacion-de-las-lineas-ferroviarias/