LA VÍA FERROVIARIA.

T E M A 2

L A V Í A F E R R O V I A R I A .

C O N S I D E R A C I O N E S G E N E R A L E S .

FERROCARRILES, TELEFÉRICOS Y TRANSPORTE POR TUBERÍA

INGENIERÍA DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS

ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR ÁREA DE INGENIERÍA E INFRAESTRUCTURA DE LOS TRANSPORTES

ALAITZ LINARES UNAMUNZAGA JORGE HERNÁNDEZ RUIZ

ÍNDICE

L A V Í A F E R R O V I A R I A . C O N S I D E R A C I O N E S G E N E R A L E S El camino de rodadura �  La vía clásica �  La vía en placa �  Comparativa vía clásica-vía en placa

Ancho de vía �  Conicidad �  Juego de vía �  Sobreancho en curvas

Interrelación Vía-Material �  Características de la vía

�  Flexibilidad �  Robustez �  Continuidad geométrica �  Calidad geométrica

Gálibo Entrevía

EL CAMINO DE RODADURA

�  Está formado por:

�  Infraestructura � Obras de movimiento de tierras (Terraplenes, desmontes y

Trincheras)

� Estructuras (Puentes, viaductos, pasos superiores e inferiores)

� Túneles

� Obras de drenaje (longitudinal y transversal)

�  Superestructura � Carriles, traviesas, placa de asiento, sujeciones y capas de asiento

(vía clásica)

� Carriles, sujeciones, placa de asiento y losa de hormigón (vía en placa)


�  LA VÍA CLÁSICA

�  Carriles: Elementos resistentes de acero que guía el tren, soporta las cargas recibidas de las ruedas y las transmite al resto de elementos.

�  Traviesas: Mantienen el espaciamiento de los carriles (el ancho normal de la vía) y distribuyen los esfuerzos recibidos a la capa de balasto.

�  Sujeciones: Mantienen los carriles unidos a las traviesas.


�  LA VÍA CLÁSICA

�  Balasto: Capa de árido de machaqueo con alta resistencia a la compresión, desgastes bajo y sin finos. Tiene dos funciones: � Soportar cargas y transmitir tensiones a subbalasto � Drenar por los laterales el agua que penetra por la superficie

�  Subbalasto: Capa de árido de machaqueo con la las siguientes funciones: � Transmitir cargas a la plataforma

� Drenar el agua de lluvia

� Evitar daños a la plataforma por erosión

� Proteger al balasto de elementos extraños


�  REDUCCIÓN DE LAS CARGAS


�  LA VÍA EN PLACA

�  Carriles: Se utilizan los mismos carriles que en el caso de la vía clásica y mantienen las mismas funciones.

�  Sujeciones: Mantienen unidos los carriles a la placa.

�  Placa de asiento: Se colocan bajo los carriles para para proporcionar flexibilidad a la vía.

�  Placa: Losa continua generalmente de hormigón armado. A la parte superior se le dar una sobreelevación que actúe a modo de traviesa.


�  COMPARATIVA VÍA CLÁSICA-VÍA EN PLACA

VÍA CLÁSICA VÍA EN PLACA

Es la vía más utilizada

Se utiliza en: Trayectos de cercanías

Túneles Estaciones

Tramos con mucha obra de fábrica Metros

Menor coste de construcción Mayor coste de construcción

Mayor necesidad de mantenimiento Menor necesidad de mantenimiento

Mayor flexibilidad Menor flexibilidad Menos ruidosa Más ruidosa

ANCHO DE VÍA

�  DEFINICIÓN Y VALORES

Distancia entre las caras activas de los carriles, medidos en un plano situado 14 mm por debajo del plano de rodadura.

�  Cara activa: superficie lateral interna del carril que sirve como guía a las pestañas de la rueda.

�  Plano de rodadura: superficie superior sobre la que se apoya la rueda.

DENOMINACIÓN SEPARACIÓN [mm]

Ancho Ibérico 1.668 Ancho Internacional 1.435

Ancho metro de Madrid 1.445 Ancho métrico (vía estrecha) 1.000

ANCHO DE VÍA

�  LA ELECCIÓN DEL ANCHO IBÉRICO

�  Poder aumentar la V sin comprometer la estabilidad en la complicada orografía española.

�  Estrategia político-militar para cerrar fronteras y evitar invasiones.

�  LA VÍA ESTRECHA

Vía cuyo ancho es inferior al normal de un país.

�  Ventaja: Mayor economía

�  Inconvenientes: Menor capacidad de transporte y menor estabilidad

ANCHO DE VÍA

ANCHO DE VÍA

�  CAMBIO DE ANCHO

�  Mercancías: Sustituyendo un eje por otro. Tiempo de maniobra: 5 min/vagón.

�  Pasajeros � Cambio como mercancías: Levantar vagón con puente grúa y

realizar el cambio.

� Empleo de intercambiadores o cambiadores de ancho

ANCHO DE VÍA

�  INTERCAMBIADORES

Dos sistemas de cambio de ancho incompatibles entre sí: � Sistema Talgo, patente de Talgo, que utilizan los trenes Talgo. Fue

el primer sistema utilizado.

� Sistema Brava (Bogie de Rodadura de Ancho Variable Autopropulsado), patente de CAF. Se utilizan desde 2.001.

Para solventar este problema se instalan intercambiadores duales (con los dos tipos) para no limitar el paso de los coches.

�  http://www.youtube.com/watch?v=y8N7Ikw87tM

ANCHO DE VÍA

�  CONJUNTO RUEDAS-EJES

Los coches y la locomotora se apoyan sobre dos chasis denominados Bogies, compuestos por 2 o 3 ejes. Las ruedas van caladas rígidamente sobre el eje formando el eje montado.

ANCHO DE VÍA


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ANCHO DE VÍA


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ANCHO DE VÍA


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ANCHO DE VÍA


�  Ventajas: � Sistema de gran robustez

� Posibilidad de colocar coches de gran longitud

�  Inconvenientes: � Conjunto extremadamente rígido

� Movimiento en curvas complejo con desplazamientos relativos entre rueda carril

� En los peraltes los 4 puntos de contacto no se encuentran en el mismo plano Desgastes no uniformes y apoyos deficientes D

INTERRELACIÓN VÍA - MATERIAL

�  JUEGO DE VÍA

Diferencia entre el ancho de vía y la distancia, en una alineación recta, entre bordes exteriores de pestañas de las ruedas medidos a 10 mm bajo el plano de rodadura.

Esta holgura suele estar comprendida entre 9-15 mm.


�  JUEGO DE VÍA �  Si el juego de vía fuera muy pequeño, las pestañas estarían en continuo

contacto con el carril produciendo: �  Ruido y vibraciones

�  Desgaste excesivo

�  Riesgo de descarrilamiento

�  Si el juego de vía fuera muy grande, potenciará el movimiento de lazo


�  INCLINACIÓN DE LOS CARRILES

A los carriles se les da una inclinación de 1:20 (1:40 en casos excepcionales) para mejorar la estabilidad y reducir los desgastes de las llantas.


�  RUEDA CON PESTAÑA


�  CONICIDAD

Las llantas de las ruedas tienen forma troncocónica, con una inclinación 1:20 (la misma que hay entre carril y traviesa).

�  Ventajas:

�  Evitar tendencia descarrilamiento

�  Compensar parcialmente los deslizamientos relativos entre ruedas en las curvas como consecuencia de la fuerza centrífuga.


�  CONICIDAD

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�  CONICIDAD �  Inconveniente:

�  MOVIMIENTO DE LAZO: movimiento oscilatorio que se produce en alineaciones rectas cuando una rueda toma un cierto avance respecto a la otra de un mismo eje. Se produce principalmente a la salida de curvas y en agolpamientos de los viajeros frente a las puertas de los coches o movimientos de cargas.


�  CONICIDAD �  Consecuencias: aceleraciones acusadas por los viajeros. Puede llegar a

producir el descarrilamiento.

�  Solución: No se puede eliminar, solo reducir: �  Aumentando el diámetro de las ruedas

�  Reduciendo la conicidad a 1:40.


�  SOBREANCHO EN CURVAS La distancia entre ejes del bogie es fija y, por tanto, su movimiento en las curvas con radio pequeño se complica.

�  Problema: La pestaña exterior delantera puede llegar a rozar el carril exterior mientras que la rueda trasera presenta un apoyo oblicuo sobre el carril interior aumentando las presiones.

�  Solución: En curvas de radio inferior a 300m, se establece un sobreancho a razón de 0,1mm/m.

R (m) Ancho (mm)

R > 300 1668 300 ≥ R > 250 1673 250 ≥ R > 200 1678 200 ≥ R > 150 1683 150 ≥ R ≥ 100 1688


�  CARACTERÍSTICAS DE LA VÍA

�  Flexibilidad o elasticidad vertical � Evita reacciones violentas y efectos dinámicos en el plano vertical

(rueda-carril).

� Estos generan las vibraciones y los ruidos que han de evitarse, especialmente en zona urbana.

� Esta flexibilidad se consigue: �  En la vía clásica incorporando el balasto

�  En la vía en placa mediante las placas de asiento y las sujeciones elásticas.



�  Robustez � Robustez vertical: necesaria para soportar y transmitir las cargas

por eje de tren.

� Robustez horizontal: necesaria para mantener la alineación en planta y las características geométricas de la vía (ancho de vía). Si la vía no es suficiente robusta, los esfuerzos dinámicos en curvas podrían llegar a mover el conjunto carril-traviesas.

� Los defectos de alineaciones (sobreanchos y defectos horizontales) son mucho más peligrosos que los defectos de nivelación.



�  Continuidad geométrica en planta �  La alineación más natural es la alineación recta.

�  En ocasiones la orografía o condicionantes económicos, sociales o ambientales obligan a introducir alineaciones curvas.

�  Para suavizar el paso de una a otra y dar continuidad al trazado se emplean curvas de transición (clotoides).



�  Continuidad geométrica en planta �  Clotoide



�  Continuidad geométrica en alzado �  Para dar continuidad al trazado vertical en el paso entre rampas,

pendientes o alineaciones horizontales se emplean los acuerdos verticales caracterizados por parábolas de segundo grado.

GÁLIBO

�  Definición:

Secciones transversales de referencia para determinar la posición relativa de las obras de fábrica y obstáculos.

�  Tipos de gálibo:

�  Gálibo de obras: posición relativa de las obras de fábrica (túneles, puentes y demás estructuras) y obstáculos (postes, semáforos, señales…) respecto a la vía.

�  Gálibo de material móvil o cinemático: contorno máximo que no debe rebasar la locomotora ni los vagones con carga.

GÁLIBO

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ENTREVÍA

�  Definición:

Distancia media entre ejes de vías contiguas, para compensar los efectos aerodinámicos y presiones entre vagones como consecuencia de la velocidad de los trenes.

�  Valores:

�  En vías con ancho ibérico: 3.808 mm

�  En vías con V≥ 220 km/h 4.300 mm

�  En líneas de Alta Velocidad 4.500 mm

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