ELABORO:

OSCAR JAVIER ARCOS FUENTES

JORGE BOLAÑOS GALEANA

VIAS FERREAS

INDICE

 

1. CAPITULO 1 GENERALIDADES

2. CAPITULO 2 DISEÑO

3. CAPITULO 3 CONSTRUCCION DE VIAS

4. CAPITULO 4 CONTROL DE VÍAS FÉRREAS

5. CAPITULO 5 MANTENIMIENTO DE LAS VÍAS FÉRREAS.

*VIAS FERREASSe denomina vía férrea a la parte de la infraestructura

ferroviaria formada por el conjunto de elementos que conforman el sitio por el cual se desplazan los trenes. Las vías férreas son el elemento esencial de la infraestructura ferroviaria y constan, básicamente, de carriles apoyados sobre traviesas que se disponen dentro de una capa de balasto. Para su construcción es necesario realizar movimiento de suelos y obras complementarias (puentes, alcantarillas, muros de contención, drenajes, etc.).

Se completa la infraestructura básica con sistemas de señalización (antes manuales y ahora automáticas) y, en el caso de líneas electrificadas, con el tendido eléctrico que suministra energía a las locomotoras.

El transporte en ferrocarril se considera aquí como un sistema en el que los vehículos son soportados y guiados por rieles u otros tipos de guías. Se estudia la necesidad, planeación, selección, diseño y construcción de tales sistemas para el movimiento de pasajeros y carga. Abarca el terraplén, vía, puentes, soportes de barreras, alcantarillas, patios, terminales, estaciones, edificios de oficinas, señales y comunicaciones, instalaciones para reabastecimiento de locomotoras, instalaciones para la protección ambiental, dispositivos de protección a costado de vía, y talleres para conservación de carros, locomotoras y unidades de trabajo.

Los tres tipos más importantes de sistemas de transporte por rieles son: de pasajeros y carga entre ciudades, conmutador y transito rápido. Los atributos más sobresalientes de cada uno son la seguridad, el bajo requerimiento de energía (resistencia a la rodadura de 3 a 8 lb por tonelada para ruedas de acero sobre rieles de acero), capacidad para transportar 1000 pasajeros o 10 000 toneladas de carga (o más) en un solo tren, área mínima de terreno necesaria para derecho de vía, seguridad de servicio bajo todas las condiciones climatológicas y poca contaminación atmosférica.

CAPITULO 1 GENERALIDADES

 

1.- SISTEMAS DE TRANPORTE POR VIAS FERREAS.

Estos generalmente proporcionan servicio de pasajeros en trayectos cortos entre una gran ciudad y sus suburbios y operan como parte de un sistema ferroviario mayor.

1.1.1.- SISTEMAS CONMUTADORES (DE VIAJERO FRECUENTE).

Son principalmente interurbanos, aunque algunos proporcionan servicio a los suburbios cercanos. Las necesidades típicas son el servicio frecuente y seguro. Carga y descarga rápidas, peso ligero para aceleración y frenados rápidos, tarifas bajas y un grado de comodidad acorde con las otras necesidades.

1.1.2.- SISTEMAS DE TRANSITO RAPIDO.

Se trata de un sistema que proporciona servicio individualizado de pasajeros (PRT, personal rapid transit); también se denomina transito automatizado (AGT, automated guideway transit) o transporte eléctrico. Los carros de este servicio son relativamente pequeños y son eléctricos. El mejor tipo de sistemas permite a un pasajero llamar un carro a la estación apretando un botón o por disco. Después de ascender al carro, el pasajero puede designar la estación a la que quiere llegar, con solo apretar un botón o accionar un disco; el carro se desplazara a esa estación sin detenerse en estaciones intermediarias.

1.1.3.- TRANSITO RAPIDO DE PERSONAS.

1.2.2.- SISTEMA DE LEVITACION.

1.2.- SISTEMAS DE FERROCARRILES.

1.2.1.- METODOS DE TRACCION.

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CAPITULO 2 DISEÑO

 

Las nuevas construcciones de sistemas para pasajeros y de carga entre ciudades incluyen normalmente cambios de línea, revisiones de pendientes o sistemas de vías a nuevas industrias. La única consideración en la selección de ruta es obtener el objetivo deseado al más bajo costo con perjuicios ambientales mínimos. Puesto que la pendiente y las estructuras de los puentes son probablemente los únicos conceptos que pueden variarse, deben utilizarse los mapas geológicos y topográficos que tiene el gobierno en la medida que resulten suficientes.

2.- DISEÑO DE VIAS FERREAS. (EN OFICINA)

2.1.- SELECCIÓN DE RUTA.

ESTUDIO GEOTECNICO

La pendiente máxima y el mayor grado de curvatura deben establecerse antes de escoger un emplazamiento. La pendiente se expresa como la razón entre la elevación y la distancia en porcentaje (1% de pendiente significa que se eleva 1 ft/ 100 ft). El grado de curvatura es el ángulo central, en grados, subtendido por una cuerda de 100 ft. Es importante que tanto la pendiente como el grado de curvatura se mantengas al mínimo; pero casi siempre una pendiente y un grado de curvatura menor significa un costo de construcción mayor y a veces más tiempo.

2.2.- ALINEACION HORIZONTAL Y VERTICAL.

Una curva simple tiene un radio constante en toda su extensión. El grado de curvatura se mide generalmente por el ángulo central subtendido por una cuerda de 100 ft de largo. El radio R, en ft, y el grado de la curva D están relacionados por .

2.5.- CURVAS HORIZONTALES.

2.5.1.- CURVAS SIMPLES.

FIG. 8.- Curva compuesta.

Una curva compuesta comprende dos o más curvas simples donde cada curva sucesiva tiene una tangente común con la curva precedente. El punto de curva T. C. y el fin de curva, C.T., estacan como para una curva simple, aunque, el cálculo de las distancias tangenciales es más complicado.

2.5.2 CURVAS COMPUESTAS E INVERSAS.

Una curva inversa es una combinación de dos curvas simples con centros en los lados opuestos de una tangente común. Las curvas inversas son aceptables en vías de paso y de patio de baja velocidad; pero jamás deben emplearse en una línea principal.

FIG. 9.- Curva inversa.

La elevación del riel externo de una curva en relación con el riel interno es deseable en la vía de una línea principal. La cantidad de peralte depende del grado de curvatura y la velocidad de operación deseada a lo largo de la curva. Sin embargo, la cantidad de elevación está limitada usualmente a 6 in para evitar la inclinación indebida del tren, si se detienen en la curva. Para curvas pronunciadas, puede ser necesario restringir la velocidad del tren, de manera que no exceda en mucho la velocidad para la que se diseña la elevación de la curva.

2.6.- PERALTE DE CURVAS.

Debe situarse una curva de transición o espiral entre tangentes, en cada extremo de la curva simple y entre las curvas simples de una curva compuesta. Una espiral aumenta gradualmente la curvatura, eliminando de esta forma un cambio abrupto en la velocidad de desplazamiento lateral de los carros. También proporciona un medio para elevar gradualmente el riel en proporción adecuada al grado de curvatura.

2.7.- ESPIRALES.

En los cambios de pendiente de la línea principal se debe diseñar una curva vertical de la longitud suficiente para evitar la acción excesiva de aflojamiento en los trenes de carga largos o una sensación de incomodidad a los pasajeros a la máxima velocidad. La experiencia demuestra que la relación de cambio de pendiente, por estación de 100 ft, en curvas verticales no deben exceder al 0.10% en las cimas o 0.05% en valles. Así, si los cambios de pendientes son de 0.20% en descenso a 0.20% en ascenso en un valle, el cambio total de pendiente es 0.40% y se debe diseñar una curva de 0.40 x 100/0.05=800 ft de largo. Si ocurre un cambio similar de pendiente en una cresta, la longitud de la curva vertical debe ser de 400 ft.

2.8. CURVAS VERTICALES.

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CAPITULO 3 CONSTRUCCION DE VIAS.

 

Existen diferentes tipos de construcción de vía; de acuerdo al tipo de servicio de transporte y las características del medio físico.

Monorriel: una línea de riel y soporte de riel de tipo adecuado, con vehículos soportados sobre el monorriel o suspendido en el y propulsado eléctricamente.

3.- GENERALIDADES.

Riel doble: dos líneas paralelas con rieles de acero situado sobre plaquetas, durmientes y balasto para vehículos con energía diésel-eléctrica o eléctrica.

El sistema de doble riel con ruedas de acero sobre riel de acero, con durmientes y balasto, o con ruedas, o con ruedas de hule sobre rieles de acero o de concreto pueden usarse en construcción de vías sobre el terreno o elevadas.

3.1.- SISTEMA DE RIEL DOBLE DE ACERO Y DURMIENTES SOBRE BALASTO.

FIG. 12. Secciones de una vía.

3.1.1.1.-ESTUDIO DEL TERRENO.

En este caso se realizara de acuerdo a lo especificado por una vía terrestre, en lo cual se deberá efectuar en todo el trayecto de la vía.

FIG.13.- Estudio del terreno donde pasara una vía férrea.

3.1.1.- TRABAJOS PRELIMINARES.

Se realizaran estudios para determinar los niveles de inclinación de las vías ya que estas se realizan en terrenos muy bruscos.

FIG. 14.- Realizando el estudio topográfico.

3.1.1.2.-ESTUDIO TOPOGRAFICO.

En la parte donde cruzara la vía en el caso que se ha por terrenos vírgenes se llevara a cabo el retiro de toda la vegetación. Si el caso fuera un tramo de un metro se retiraran todas aquellas obras que influyan en la construcción.

FIG. 15.- Después de haber realizado el desmonte.

3.1.1.3.-DESMONTE.

Antes de iniciarse la construcción, se limpiará todo el terreno de los escombros, residuos, malezas, etc. Que hubiere. Los árboles, incluso su raíz, serán retirados o conservados en buen estado, de acuerdo a las indicaciones de la Inspección de Obra. En caso de existir se cegarán los pozos negros y se destruirán los hormigueros y cuevas. Realizado este trabajo, se nivelará el terreno, dejándolo en condiciones para el replanteo.

FIG. 16.- Realizando el despalme.

3.1.1.4.-DESPALME.

La nivelación y el procedimiento en general, requieren las mismas consideraciones que para construir una carretera. Con objeto de drenar rápidamente las terracerías a la sub-rasante se le dará una inclinación del 2%.

En la última capa para recibir los durmientes, es recomendable aplicar un riego de impregnación con producto asfaltico FR-3 con un consumo de 1.5 lts/m2.

Durante el proceso de construcción, se recomienda compactar la sub-rasante a 95% de su peso volumétrico máximo y la capa de mejoramiento, por lo menos los últimos 60 centímetros de 95-100%. Después de que se construye la base y se nivela se cubre con un material granular (sub-balasto).

3.1.1.5.-ADECUACIONES DEL LOTE (NIVELACIÓN).

Se localizaran las rutas de acceso a la obra, si en el caso de que no existieran se realizaran. A fin de poder realizar el trazado y replanteo.

3.1.1.6.-LOCOCALIZACION, TRAZADO Y REPLANTEO.

El riel realiza tres funciones. Debe resistir la presión de contacto de las ruedas y, en consecuencia, debe ser duro. Debe ser capaz de distribuir la carga de la rueda sobre varios de los durmientes a lo largo de la vía y, en consecuencia, debe ser rígido. Y debe soportar cargas repetidas sin fracturarse. En consecuencia, debe tener resistencia a la flexión y a la fatiga.

3.1.2.1.- COMPONENENTES DE UNA VIA.

Los durmientes distribuyen la carga de las ruedas en la vía. El balasto distribuye la carga de los durmientes más uniformemente sobre la subrasante entre durmientes y extiende la distribución en la vía. El balasto también debe soportar la presión de apoyo de los durmientes sin desplazamientos y al mismo tiempo debe suministrar el drenaje.

Balasto: el tipo y graduación del material que se usa como balasto y la sección transversal son importantes para calcular el costo de mantenimiento de la línea y la superficie de la vía. Este último costo debe equiparse contra el costo original.

BALASTO

Durmientes: la mayoría de los durmientes de vías férreas, en estados unidos, es de madera tratada, generalmente roble, ocote, pino o abeto. El tamaño más común para vías principales es de 7 x 9 in por 8 ft 6 in de largo.

Se utilizan dimensiones menores para vías de patio; por ejemplo, 6 x 8 in por 8 ft de largo. Los durmientes se cortan con sierra, en vez de hacerlo con hacha; para hacerlos se utiliza sobre todo madera de corazón o de savia.

La colocación de las vías en la cama preparada –incluye el corte, relleno y el corte de laderas- o sobre la superficie de terreno natural es lo más económico y se prefiere cuando puede llevarse a cabo. Sin embargo, en algunos casos, son más convenientes otros emplazamientos, por ser más importantes que el costo inicial. Esto se aplica particularmente a los sistemas de transito rápido por construirse.

3.1.3.- COLOCACION DE VIAS.

3.2. OBRAS ALTERNAS

• CRUCES DE VIA SOBRE RIOS.

• CERCADO.

• RIELES Y SUS ACCESORIOS.

• JUNTAS DE RIEL O ECLISAS PLANAS.

• PERNOS DE VIA.

• ANCLES DE RIEL

• PLAQUETAS O PLACAS DE DURMIENTE.

• CLAVOS DE VIA.

• RIEL SOLDADO CONTINUO

• CAMBIAS Y CRUCES.

• SAPOS.

• GUARDARRIELES.

• CAMBIOS.

• CRUCES.INDICE

4.2.4.- TERMINALES DE CARGA.En la mayor parte de los casos se necesita una o más instalaciones de patio. Estas deben contar con un patio de recepción, un patio de clasificación, vías de almacenaje, reparación, casa de máquinas y patio de salida.

FIG. 46.- Terminales de carga. INDICE

*RESUMEN